Система удобрения в полевом севообороте хозяйства

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.А. СТОЛЫПИНА»

Кафедра агрохимии КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «СИСТЕМА УДОБРЕНИЯ»

СИСТЕМА УДОБРЕНИЯ В ПОЛЕВОМ СЕВООБОРОТЕ ХОЗЯСТВА

ВВЕДЕНИЕ

Применение удобрений оптимизирует минеральное питание. Для успешного использования удобрений надо знать их химические и физические свойства. Нужны новые подходы в области химизации на основе новейших методов исследований: моделирования, программирования, математизации с использованием ПЭВМ и т. п. Для этого необходимы конкретные количественные представления об эффективности применяемых удобрений, их взаимовлиянии и т. д.

За последние годы усиленно разрабатывается оперативная система почвенно-растительной диагностики, позволяющая осуществлять оптимизацию минерального питания как направленного способа воздействие через почву на формирование урожая сельскохозяйственных культур. Оптимизация минерального питания рассматривается как научно обоснованная система, базирующаяся на концепции единства почвы и растения, обеспечивающая получение планируемых или запрограммированных урожаев при минимальном использовании химической энергии в виде удобрений.

Курсовая работа имеет комплексную направленность, включающую рациональное использование органических и минеральных удобрений в севообороте, расчёт оптимальных доз, выбор рациональных форм и сочетаний удобрений с учётом климатических условий, физико-химических свойств почв и т. д., определение необходимости химической мелиорации почв.

ЗАДАЧИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ При разработке курсового проекта по системе удобрения в севообороте перед студентами ставятся следующие задачи:

1. Научиться методам научного обоснования применения удобрений.

2. Приобщиться к самостоятельной работе над первоисточниками.

3. Применить и закрепить знания, полученные при изучении теоретического курса по агрохимии, методам агрохимических исследований и системе применения удобрений для решения практической задачи — составление научно обоснованной системы применения удобрений в севообороте.

4. Квалифицированно проанализировать запланированные мероприятия и доказать их агрономическую, агрохимическую и экономическую целесообразность.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ХОЗЯСТВЕ Сведения о хозяйстве. Указать основную производственную деятельность хозяйства, его удаление от районного, областного центра и транспортная связь с ними, обеспеченность хозяйства органическими и минеральными удобрениями, условия их хранения, парк сельскохозяйственных машин для их приготовления и внесения, поголовье скота и птицы и способы их содержания.

1.1 Климатические условия Рассматриваются средние многолетние данные подекадно по осадкам и температуре воздуха за вегетационный период (табл. 1, 2, 3) и на этой основе рассчитывается гидротермический коэффициент по месяцам с последующими комментариями для обоснования сроков, способов внесения и глубины заделки удобрений в Вашей зоне.

Таблица 1

Среднемесячная температура воздуха в период вегетации (?С)

Таблица 2 — Средние многолетние осадки за вегетацию (мм)

Таблица 3 — Средний многолетний гидротермический коэффициент за вегетацию

1.2 Почвенные условия Указать почвенную разность, преобладающую в севооборотах и полное их название. Дать подробную характеристику с указанием содержания гумуса, pH, обменной и гидролитической кислотности, суммы поглощённых оснований, поглощённого натрия, ёмкости поглощения, степени насыщенности основаниями, содержания подвижных элементов питания (табл. 4).

Таблица 4 — Агрохимическая характеристика почвенной разности севооборота

Примечание: содержание N-NO3 для слоя почвы 0−40 см; Р2О5 — для слоя 0−20 см Эти данные используются для расчёта доз удобрений и определения необходимости химической мелиорации. Затем проводят оценку всех агрохимических показателей почвы.

Например: Чернозём обыкновенный маломощный малогумусовый тяжелосуглинистый обладает нейтральной реакцией, высокой насыщенностью основаниями, не нуждается в проведении приёмов химической мелиорации, благоприятен для возделывания сельскохозяйственных культур.

2. РАСЧЕТ ПЛАНИРУЕМОЙ УРОЖАЙНОСТИ Оптимальное минеральное питание растений должно основываться на научном прогнозировании, планировании и практической реализации поставленной задачи путём выполнения комплекса мероприятий в конкретных природных условиях. Эти три положения взаимосвязаны, взаимообусловлены и влияют на конечный результат — получение запрограммированного урожая высокого качества.

Программирование урожаев должно быть направлено на осуществление следующих переходов: ПУ (потенциальный урожай) — УП (урожай планируемый) — ДВУ (действительно-возможный урожай). Как правило, принимаемый в производстве планируемый урожай, составляет по зерновым и кормовым культурам менее 30% от потенциального урожая, в то время как действительно возможный — 60−80% от потенциального урожая.

2.1 Расчёт потенциальной урожайности (УП) по приходу ФАР При идеальном снабжении интенсивных сортов сельскохозяйственных культур элементами питания, водой, оптимальной густоте растений потенциальный урожай следует определять по фотосинтетически активной солнечной радиации (ФАР) по формуле М. И. Черникова:

где — потенциальный урожай основной продукции, т/га;

КО — коэффициент использования ФАР (2% для всех культур);

— приход энергии ФАР, ГДж, га (приложение 1);

— количество энергии, накапливаемой единицей сухого вещества, ГДж/т (приложение 2);

Кс — доля основной продукции в общей биомассе (приложение 2);

В — коэффициент перевода на стандартную влажность (приложение 2);

100 — пересчёт процентов в доли.

Принимать величину потенциального урожая, рассчитанного по ФАР, за планируемую урожайность можно лишь в полевых и кормовых севооборотах, расположенных в хозяйствах таёжной и подтаёжной зоны, где основным лимитирующим фактором урожая является приход солнечной энергии. В южной лесостепи и степи формулу расчёта потенциального урожая по приходу ФАР используют для определения планируемого урожая лишь для полевых, овощных культур и картофеля, которые выращиваются при орошении.

Пример. На широте г. Омска приход ФАР по средним многолетним данным за вегетацию составляет 8625 ГДж, а её использование в среднем равно 2%. Определить потенциальный урожай зерна яровой пшеницы на поливе.

2.2 Расчёт планируемой урожайности (ПУ) по влагообеспеченности В Западной Сибири основная площадь пашни располагается в зоне недостаточного увлажнения, поэтому для полевых севооборотов определять величину возможного планируемого урожая культур необходимо с учётом запасов весенней продуктивной влаги в метровом слое W и осадков за вегетационный период этой культуры Р, а также коэффициента полезного водопотребления КПВ (коэффициент расхода воды на формирование 1 т основной продукции с соответствующим количеством побочной, мм) по формуле:

Значения коэффициентов полезного водопотребления и влагообеспеченности для различных сельскохозяйственных культур приведены соответственно в приложениях 2 и 3.

Пример. В лесостепной зоне Омской области в метровом слое почвы весной перед посевом содержится 100 мм продуктивной влаги. За вегетационный период яровой пшеницы выпадает 200 мм осадков, на создание 1 т урожая зерна стандартной влажности пшеница расходует 122 мм воды.

т/га Для определения возможного урожая по влагообеспеченности лучше пользоваться формулой, в которой учитывается и непродуктивное расходование влаги почвы и осадков (Каюмов, 1978 и др.):

где МЗПВ — запас продуктивной влаги в метровом слое почвы к началу вегетации, мм;

КП — коэффициент использования влаги из почвы (0,6 — 0,8);

МАО — средние многолетние атмосферные осадки за вегетационный период, мм;

0,7 — коэффициент использования атмосферных осадков;

10 — переводной коэффициент мм в т/га;

КВ — коэффициент водопотребления на 1ц зерна, т;

а — сравнительный расход влаги на 1? С тепла в весенний период;

t? — среднесуточная температура воздуха учитываемого периода;

Т — число дней от посева до полных всходов.

3. ОСОБЕННОСТИ ПИТАНИЯ КУЛЬТУР СЕВООБОРОТОВ В этом разделе нужно показать:

— биологические особенности корневой системы растений и её усваивающую способность;

— отношение возделываемых культур к реакции среды почвы и концентрации питательного раствора;

— продолжительность, интенсивность, динамику потребления и критические периоды поглощения ЭМП сельскохозяйственными культурами в течение вегетации;

— отношение сельскохозяйственных культур к различным формам минеральных удобрений.

4. РАСЧЕТ ВЫХОДА НАВОЗА, ЕГО ПРИГОТВЛЕНИЕ, ХРАНЕНИЕ И МЕРОПРИЯТИЯ ПО РАЦИОНАЛЬНОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ В сельском хозяйстве из органических удобрений используется навоз, торф, зелёные удобрения и т. д.

Примерное количество твёрдого подстилочного и жидкого бесподстилочного навоза, которое можно получить от всего поголовья скота в хозяйстве, подсчитывают, пользуясь средними данными по выходу навоза на 1 голову за год в зависимости от продолжительности стойлового периода (прил. 5).

При расчёте количества навоза в хозяйстве к 1 голове КРС приравнивается 1,5 лошади, 2 гол. молодняка КРС до 2 лет, 3−5 телят, 4−5 взрослых свиней и 10 овец. Можно использовать коэффициенты перевода: лошадь взрослая — 0,7; молодняк КРС до 2-х лет — 0,5; свиньи — 0,2; молодняк свиньи и овцы — 0,1. В таблицах приложения 4 указаны данные по выходу подстилочного, бесподстилочного навоза и жидких выделений с использованием усреднённых коэффициентов перевода.

При расчёте выхода навоза необходимо привести поголовье всех видов животных и птицы и данные занести в таблицу 5.

Жидкий навоз при влажности до 92% называют полужидким, а выше 96% - животноводческими стоками. Расчёты нужно вести на навоз с содержанием 10% сухого вещества, в нём содержится 0,33−0,4 азота, 0,17−0,25 фосфора и 0,2−0,4% калия. Выход полученного навоза определяют по твёрдым и жидким экскрементам. Хранить такой навоз можно в котлованах.

Птичий помёт является наиболее концентрированным из органических удобрений, в среднем в нём содержится: азота — 1,5, фосфора — 1,5 и калия — около 1%. Чтобы уменьшить потери азота, птичий помёт нужно хранить с торфяным порошком, добавляя 25−50% его от массы помёта. При клеточном содержании от одной курицы-несушки в год накапливается 50−70 кг помёта, при свободном выгульном: от курицы — 6−8, от утки — 8−10, от гуся — 10−12 кг в год.

Следует обратить внимание, что далеко не все хозяйства могут позволить себе содержать КРС, лошадей и свиней на соломенной подстилке. Обычно, это распространено при растениеводческой специализации хозяйства, когда поголовье скота не значительно и не превышает 100−150 голов КРС и такого же количества лошадей, 200−300 голов свиней и 300−400 голов овец. Поэтому, если в хозяйстве содержится большое количество поголовья скота, то расчёт выхода навоза необходимо вести в пересчёте на бесподстилочный навоз. Однако молодняк скота чаще всего содержится именно на соломенной подстилке.

Для пересчёта всех органических удобрений, получаемых в хозяйстве от различных видов животных и птицы, на эквивалентное по содержанию элементов питания количество полуперепревшего подстилочного навоза необходимо количество бесподстилочного навоза разделить на 3, а количество птичьего помета умножить на 3.

Таблица 5 — Расчёт выхода подстилочного навоза от сельскохозяйственных животных

Целесообразнее вносить не свежий навоз и перегной, а полуперепревший навоз. Для определения количества навоза с разной степенью разложения используют следующие переводные коэффициенты: полуперепревшего — 0,7−0,8; перепревшего — 0,5; перегноя — 0,25. Так, из 4 т свежего навоза получится 3 т полуперепревшего, 2 т перепревшего и 1 т перегноя.

Далее необходимо рассчитать насыщенность органическими удобрениями одного гектара пашни. Теоретически, насыщенность органическими удобрениями пашни получают делением общего выхода навоза, на общую площадь пашни хозяйства или его отделения, в котором содержится скот. Однако, в своей работе, необходимо ограничиться площадью пашни, занимаемой полевым и овощным севооборотами, для которых проводится разработка системы удобрения. Так, если площадь одного поля в пятипольном полевом севообороте равна 200 га, а в шестипольном овощном севообороте — 5 га, то общая площадь составит:

200 · 5 + 5 · 6 = 1030 га, а насыщенность органическими удобрениями, соответственно, 4123,5: 1030 = 4,00 т/га, что свидетельствует о явной недостаточности органических удобрений даже при условии их полного применения только в изучаемых севооборотах. Внесение органических удобрений необходимо в первую очередь запланировать под овощные культуры, а оставшуюся дозу внести в полевой севооборот. Так, если в овощном севообороте, вы планируете внесение органических удобрений под две культуры (на 2 поля) по 50 т/га, то вам необходимо: 50 · 5 · 2 = 500 т, значит на полевой севооборот останется 4123,5 — 500 = 3623,5 т. В пересчёте на 1 га это составит: 3623,5 т: 1000 га = 3,62 т/га. Поскольку внесение органических удобрений мы планируем только в одно поле из пяти (в паровое) общая доза органического удобрения составит 3,62 · 5 = 18,1 т/га.

После расчета общего количества органических удобрений в хозяйстве необходимо рассчитать площадь навозохранилища, размер которого определяется количеством навоза, накопившегося за стойловый период. Следует учитывать при хранении различные виды органических удобрений, получаемые в хозяйстве.

Пример. Общий выход подстилочного навоза в хозяйстве составляет за стойловый период 3750 т. Одна тонна навоза занимает объём 1,3 м³. Объём, который занимает весь навоз, составит 3750 · 1,3 = 4875 м³. Высота укладки 3 м, отсюда необходимая площадь навозохранилища 4875: 3 = 1625 м². При ширине навозохранилища 10 м длина его составит 162,5 м.

Обязательным условием для каждого навозохранилища является устройство жижесборников по его продольным сторонам. Объём их устанавливается из расчёта 1,3 м³ на каждые 100 т навоза. Размер жижесборника должен быть не менее 3 — 4 м³.

При круглогодовом внесении навоза на поля необходимо иметь хранилище на двух-, трёхмесячный его выход. Для комплекса на 1200 гол. КРС достаточна ёмкость хранилища 5000 м³. Для перемешивания навоза и для перегрузки его в цистерны пригоден погрузчик ПНЖ-250, для внесения на поля — цистерны-разбрасыватели РЖТ-4, РЖТ-8,РЖТ-16.

В хозяйствах для внесения твёрдых органических удобрений обычно используют следующие машины и орудия: КСО-9, РСУ-5, РОУ-5, низкорамный навозоразбрасыватель РПН-4, ПРТ-16, а при разбрасывании из куч — роторный разбрасыватель РУН-15А.

Дозы твёрдого навоза необходимо планировать: в полевых севооборотах 20−40 т/га, в овощных и кормовых — 40−60 т/га, для жидкого навоза ориентировочно — 50−100 и 100−200 т/га соответственно. Заделка в почву предпочтительна глубокая. Количество навоза, планируемого для внесения, не должно превышать накопление его за год.

В районах, близким к местам залегания и добычи торфа, его нередко используют в качестве органического удобрения. Торф — один из важнейших резервов органических удобрений в Нечернозёмной зоне. Торфа верховые и переходные лучше использовать для подстилки скоту, а низинные — для приготовления торфонавозных и других компрессов. В низинных торфах содержание основных элементов питания (N — 2,5−3,5; P2O5 — 0,2−0,6 и K2O — 0,15−0,20%) в 2−3 раза выше, чем в верховых.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЗ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В СЕВООБОРОТАХ Расчёт прибавок урожая. Прибавка урожайности — это разность между ДВУ (рассчитанной по влагообеспеченности) и фактической урожайности по запасам ЭМП в почве. Расчёт прибавок различных сельскохозяйственных культур, полученных, исходя из планируемых и фактических урожайностей представлен в таблице 6.

5.1 Расчёт доз удобрений на прибавку в полевом севообороте Расчёт доз удобрений на прибавку урожая проводится по формуле:

где Д — доза элемента питания, кг/га;

А — планируемый урожай, т/га;

УФ — фактический урожай (действительно возможный урожай, который может быть получен исходя из содержания ЭМП в почве), т/га;

П — прибавка урожая;

абиологический вынос элемента с единицей урожая, кг/т;

КИУ — коэффициент использования из удобрений.

При учёте использования органических удобрений в севообороте, расчёт доз минеральных удобрений необходимо проводить по формуле:

Где П — прибавка урожая;

ахозяйственный вынос элемента с единицей урожая, кг/т;

Н — количество элемента (д.в.), внесённого с навозом, кг/га;

КИУН — коэффициент использования элемента из навоза;

КИУМУ — коэффициент использования из минеральных удобрений.

Расчёт доз удобрений на необходимую прибавку приведён в таблице 7.

5.2 Расчёт доз удобрений на планируемый урожай в овощном севообороте Этот метод основан на знании выноса элементов питания урожаями сельскохозяйственных культур и учёта коэффициента использования питательных веществ из почвы и удобрений. Расчёт ведётся по формуле:

где Д — доза удобрения, кг/га;

А — хозяйственный вынос элемента планируемым урожаем;

В — количество питательных веществ, которое растения смогут взять из почвы, кг/га (получено умножением содержания доступных питательных веществ в почве (мг/кг) на коэффициент перевода (в зависимости от плотности почвы и глубины диагностического слоя);

КИУ — коэффициент усвоения (использования) питательных веществ из удобрений.

Зная хозяйственный вынос сельскохозяйственными культурами основных элементов питания на формирование 1 т основной продукции с соответствующим количеством побочной (приложение 10) можно определить биологический вынос этих элементов 1 т урожая, используя соответствующие соотношения (приложение 13), а затем, биологический вынос всем запланированным урожаем.

Более точно дозы можно определить по выносу веществ данной культуры, химическому составу и соотношению между основной и побочной продукцией, хозяйственным и биологическим выносом, полученные в собственном хозяйстве или в опытном учреждении данной зоны.

Таблица 6 — Расчёт прибавки урожая под культуры полевого севооборота

Примечание: * - только для зернобобовых и бобовых культур (поступление за счёт симбиотической азотфиксации составляет 65% от хозяйственного выноса)

Таблица 7 — Расчёт доз удобрений под культуры полевого севооборота

· Примечание: * Поступление за счёт азотфиксации в посевах зернобобовых и однолетних бобовых трав составляет 60% от общего выноса урожая. **Несмотря на отсутствие дефицита азота и очень слабый дефицит по фосфору под горохом при посеве запланируем внесение нитроаммофоса в дозе 0,5 ц/га, что обеспечит растения в первый период роста и развития (пока не сформировались клубеньки) достаточным азотным питанием, а также на ранних стадиях — доступным фосфором Затем необходимо установить, какая часть общей потребности растений в питательных веществах будет удовлетворена за счёт почвенных запасов, а сколько нужно дополучить за счёт минеральных удобрений. Приведённая выше формула позволяет определить дозу минеральных удобрений только в том случае, если под урожай текущего года осенью (под зябь) не внесены органические удобрения. Если же навоз (или другое органическое удобрение) вносили, нужно дополнительно определить, сколько питательного элемента растения могут взять из него. В этом случае доза удобрения рассчитывается по формуле:

где Д — доза элемента, кг д.в./га;

В — биологический вынос планируемым урожаем, кг/га;

С — содержание подвижных форм элемента в почве, кг/га;

КИП — коэффициент использования элемента из почвы;

Н — количество д.в., внесённого с навозом, кг/га;

КИУН — коэффициент использования элемента из навоза;

КИУМУ — коэффициент использования из минеральных удобрений.

Пример. Потенциальный урожай капусты белокочанной среднепоздней по ФАР — 67,3 т/га. Почва лугово-чернозёмная среднегумусовая тяжелосуглинистая. В пахотном слое содержится следующее количество доступных питательных веществ: N-NO3 -14,5, P2O5 — 125, K2O — 250 мг/кг почвы. Требуется определить дозы внесения азотных, фосфорных и калийных удобрений.

1. Определяем общую потребность в питательных веществах на запланированный урожай: в азоте — 3,8 · 67,3 = 256, фосфоре — 1,2 · 67,3 = 81,0 и калия — 4,9 · 67,3 = 330 кг д.в./га.

2. Рассчитываем, какую часть от общей потребности в питательных веществах растения смогут взять из почвы. Чтобы определить, сколько питательных веществ находится в пахотном слое почвы, нужно их количество (мг/кг почвы) умножить на коэффициент пересчёта.

3. Для азота диагностический слой берём 0−40 см, для фосфора и калия — 0−20 см, в результате получим: азота — 14,5 · 4,8 = 69,6, фосфора — 125 · 2,4 = 300, калия — 250 · 2,4 = 600 кг/га.

При расчёте общего количества нитратного азота необходимо учитывать величину текущей нитрификации (прил. 7), которую следует прибавлять к общим запасам нитратов в почве. Таким образом, общее количество N-NO3 — 69,6 + 80 = 149,6 кг/га.

Таблица 8 — Расчёт доз удобрений под культуры овощного севооборота

Умножив общее содержание питательных веществ в почве на коэффициент их усвоения (прил. 8), узнаем, сколько азота (149 · 0,75 = 112,2 кг), фосфора (300 · 0,10 = 30,0 кг) и калия (600 · 0,25 = 150 кг) используют растения из почвы.

4. Находим, сколько питательных веществ нужно дополучить из органических и минеральных удобрений растениям картофеля: азота = (256 — 112,2) = 143,8, фосфора = (81 — 30) = 51, калия = (330 — 150) = 180 кг/га.

5. Вносим 50 т/га бесподстилочного навоза. В навозе содержится 250 кг азота (50 · 5), 125 кг фосфора (50 · 2,5) и 300 кг калия (50 · 6). Подсчитываем, сколько питательных веществ с учётом коэффициентов усвоения (прил. 8) использует картофель: азота — 250 · 0,25 = 62,5, фосфора — 125 · 0,35 = 43,7, калия — 300 · 0,6 = 180 кг/га.

6. Определяем, сколько питательных веществ растения должны дополучить из минеральных удобрений: азота — 143,8 — 62,5 = 81,3, фосфора — 51 — 43,7 = 7,3 и калия — 180 — 180 = 0 кг/га (не требуется внесение).

Для установления доз азотных удобрений на планируемый урожай в Западной Сибири для зерновых культур, картофеля и овощей А. Е. Кочергиным и Ю. И. Ермохиным предложена следующая формула:

где У — урожай зерна, ц/га;

В — потребность в азоте, кг (на 1 ц/га зерна с учётом побочной продукции — биологического выноса); СN-NO3 — содержание N — NO3 до посева в слое почвы 0 — 30 см, кг/га; NT — азот текущей нитрификации, образующийся в почве в период вегетации растений: для яровых зерновых — май-июль, для пропашных — май-август, а для озимых — август-сентябрь и май-июль, кг/га; КИП и КИУ — коэффициенты использования растениями азота из почвы (0,8) и из удобрений.

6. ПЛАН РАСПРЕДЕЛЕНИЯ УДОБРЕНИЙ В ПОЛЕВОМ СЕВООБОРОТЕ Эффективность удобрений находится в прямой зависимости от сроков и способов их внесения, глубины заделки в каждой почвенно-климатической зоне и т. д. В связи с этим составляется план распределения рассчитанных доз органических и минеральных удобрений с учётом биологических особенностей питания по полям (культурам) севооборота, по срокам и способам внесения. Проверяется определённая ранее насыщенность одного гектара севооборотной площади органическими и минеральными удобрениями, поскольку продуктивность севооборота определяется насыщенностью удобрениями (табл. 9).

Таблица 9 — План распределения удобрений в полевом севообороте по срокам и способам внесения

Насыщенность 1 га севооборотной площади органическими удобрениями (подстилочного навоза) составила 3,6 т, минеральными — 23,1 кг, в том числе азотными — 12,8 кг, фосфорными 10,3 кг.

Затем цифровым материалом (табл. 11) необходимо обосновать сроки, способы внесения, глубину заделки удобрений в зависимости от зоны, машины и орудия для проведения этих приёмов.

Подстилочный навоз вносим в пар под вспашку разбрасывателем органических удобрений РОУ-5 в агрегате с МТЗ-80 (82).

Под пшеницу по пару необходимости внесения минеральных удобрений для получения запланированной урожайности нет, поскольку дефицит элементов компенсируется из навоза.

Под горох и пшеницу после гороха вносим нитроаммофос сеялкой СЗС-2,1 или СЗП-3,6 на глубину заделки семян при посеве в рядки в дозах 0,5 ц/га под горох и 1,1 ц/га в физическом весе под пшеницу.

Перед посевом ячменя в предпосевную обработку почвы вносятся при основном внесении сеялкой СЗС — 2,1 на глубину 8−10 см 0,6 ц/га мочевины и 0,3 ц/га двойного суперфосфата.

6.1 Определение годовой потребности удобрений После составления плана применения удобрений определяют годовую потребность в них для проектируемого севооборота. Заявка должна составляться на конкретные минеральные удобрения. Для нашего полевого севооборота необходимо ежегодно 3600 т навоза, 60 ц двойного суперфосфата, 120 ц мочевины и 320 ц нитроаммофоса (табл.10). Минеральные удобрения должны быть завезены в хозяйство не позднее апреля.

Таблица 10 — Годовая потребность в удобрениях

В числителе — на 1 га, в знаменателе — на 200 га.

После этого необходимо рассчитать площадь пола склада для минеральных удобрений, которая определяется исходя из удельной массы и допустимой высоты укладки (табл.11).

При хранении в мешках удобрения кладут на деревянные щиты высотой 2−2,5 м. Типовые склады строят на 100 т и более, чтобы можно было применять механизацию при погрузке, разгрузке, смешиванию и т. д.

Таблица 11 — Расчёт площади пола склада для хранения минеральных удобрений

7. БАЛАНС ГУМУСА ПО ПОЛЯМ (КУЛЬТУРАМ) В ПОЛЕВОМ СЕВООБОРОТЕ Рациональная система удобрений в севообороте не должна снижать содержание гумуса в почве, а как минимум, поддерживать его в исходном состоянии. Баланс гумуса в почве рассчитывается формулами (10, 11, 12).

Для зерновых культур, многолетних злаковых трав, однолетних трав и пропашных культур и льна:

БГ = (У · КПКО · КГ) — (В · 0,1) · КМГС · КК Для многолетних бобовых трав:

БГ = (У · КПКО · КГ) — (В · 0,03) · КМГС · КК Для зернобобовых культур:

БГ = (У · КПКО · КГ) — (В · 0,04) · КМГС · КК где БГ — баланс гумуса под культурой, ц/га;

У — урожайность товарной продукции, ц/га (планируемая);

КПКО — коэффициент расчёта накопления пожнивно-корневых остатков урожаем культуры от основной продукции (приложение 15);

КГ — коэффициент гумификации (приложение 16).

В — вынос азота планируемым урожаем, кг/га (В = УП · в);

где УП — планируемая урожайность, т/га;

в — хозяйственный вынос, 1 т/кг;

КМГС — коэффициент минерализации гумуса с поправкой на гранулометрический состав почвы (приложение 17);

КК — коэффициент минерализации гумуса с.-х. культур (приложение 18);

0,1 0,03 и 0,04 — коэффициенты расхода гумуса под культурой; их получают, считая, что для всех с.-х. культур, за исключением зернобобовых и многолетних трав 50% поступившего азота (0,5) приходится на азот гумуса почвы, 20% (0,2) азота почвы переводится в гумус, в результате 0,5 · 0,2 = 0,1. Для многолетних трав соответственно 0,03 = (0,3 · 0,5 · 0,2), где 0,3 (или 30%) составляет азот почвы под многолетними бобовыми травами; для зернобобовых — 0,04 = (0,4 · 0,5 · 0,2), где 0,4 (или 40%) составляет азот почвы под зернобобовыми культурами.

Поступление азота за счёт азотфиксации в посевах зернобобовых и однолетних бобовых трав составляет 60%, в посевах многолетних бобовых трав — 70% от общего выноса азота урожаями этих культур. Расчёт баланса гумуса приведён в таблице 12.

Таблица 12 — Баланс гумуса под сельскохозяйственными культурами в севообороте

Примечание: 1 т подстилочного навоза содержит 25% сухого вещества, или 250 кг, выход гумуса составит 250 кг · 0,2=50 кг (0,05т). Коэффициент гумификации навоза составляет 0,2−0,4. 1 т бесподстилочного навоза с 10% сухого вещества даёт 20 кг гумуса (0,02т), с 5% сухого вещества — 10 кг гумуса (0,01).

Для поддержания бездефицитного баланса в севообороте необходимо определить, какое количество навоза способно восстановить дефицит гумуса.

Определяем дозу подстилочного навоза, необходимую для создания бездефицитного баланса гумуса в севообороте:

ДН = БГ: 0,05 = - 0,552: 0,05 = 11,0 т/га.

Следовательно, для бездефицитного баланса гумуса нужно ежегодно вносить 11,0 т навоза на один гектар севооборотной площади.

В нашей системе применения удобрений насыщенность органическими удобрениями составляет 3.62 т/га, что практически в 3 раза меньше необходимого количества навоза для создания бездефицитного баланса гумуса.

Для устранения дефицита по гумусу и создания его положительного баланса необходимо резко увеличить количество вносимых органических удобрений и увеличить долю бобовых и зернобобовых культур.

8. БАЛАНС ЭЛЕМЕНТОВ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ ПОД КУЛЬТУРЫ В ПОЛЕВОМ СЕВООБОРОТЕ После распределения органических и минеральных удобрений рассчитываются баланс ЭМП и его интенсивность по полям и севообороту с целью корректировки доз удобрений. Для этого устанавливаем вынос ЭМП из почвы, отчуждаемых урожаем сельскохозяйственных культур (табл. 13).

Таблица 13 — Хозяйственный вынос ЭМП урожаем культур полевого севооборота, кг/га

После этого устанавливаем баланс ЭМП в севообороте (табл. 14).Возмещение с минеральными удобрениями берём из табл. 10 (насыщенность в кг д.в./га, с органическими — путём умножения средней насыщенности (т/га) на содержание элементов питания в 1 т навоза (3,6 · 5 кг = 18 кг N, 3,6 · 2,5 = 9 кг P2O5 и 3,6 · 6 = 21,6 кг K2O).

В нашем севообороте возделывался горох (зернобобовая культура), который на 65% использует атмосферный азот, фиксируемый клубеньковыми бактериями, который как мы установили в таблице 6 составляет 95 кг/га. В среднем на 1 га севооборота из воздуха азота поступило (95 · 200): 1000 = 19 кг. Кроме этого, питательные вещества поступают в почву с семенами, атмосферными осадками (по 2,5 — 3 кг N,

1 кг P2O5 и 0,5 кг K2O). Этими величинами можно пренебречь, так как они компенсируются потерями за счёт денитрификации, вымывания, эрозии и т. д. Следует учитывать поступление азота атмосферы за счёт свободно живущих микроорганизмов (азотобактерий и др.). Его накапливается до 25 кг на паровых полях и до 10 кг в посевах.

В нашем севообороте баланс по всем элементам отрицательный, что обусловлено невысокими дозами органических (по причине слабого накопления органических удобрений в хозяйстве) и минеральных удобрений. Таким образом, установленные дозы удобрений позволят повысить урожайность культур в севообороте до уровня планируемой, однако не способствуют бездефицитному балансу. Это, в первую очередь, обусловлено тем, что чернозёмные почвы довольно плодородны и имеют достаточно высокое содержание ЭМП, для получения относительно невысоких урожаев культур в силу дефицита влаги в этой зоне. Тем, не менее, рассчитанный баланс ЭМП в севообороте свидетельствует о том, что для поддержания плодородия на высоком уровне необходимо увеличить поступление в почву элементов питания в почву за счёт агротехнических приёмов и внесения удобрений.

Таблица 14- Баланс ЭМП в полевом севообороте, кг/га

13. АГРОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ В заключении курсового проекта для определения целесообразности предложенной системы применения удобрений в полевом севообороте, устанавливается её агроэкономическая эффективность.

Для определения агрономической окупаемости, прибавку урожая следует привести к единому показателю — кормовой единице (к. ед.). Агрономическая окупаемость, полученная от удобрений, представлена в таблице 15.

Навоз оказывает непосредственное действие на урожайность зерна яровой пшеницы по пару в год внесения, кроме этого, его последействие проявляется на горохе. Доля участия навоза в действии и последействии составляет 50% от общей прибавки урожая.

Так как минеральные удобрения под яровою пшеницу по пару не вносились, вся прибавка урожая зерна (0,86 т/га) была получена от действия навоза. составляет На горохе 50% (0,245 т/га) прибавки было получено от последействия навоза и 50% (0,245 т/га) — от минеральных удобрений.

Таблица 15 — Оплата 1 т навоза и 1 кг д.в. туков товарной продукцией

Фактическая окупаемость минеральных удобрений превысила нормативную практически в два раза, окупаемость навоза оказалась ниже нормативной почти в 4 раза.

ПРИЛОЖЕНИЯ удобрение урожайность доза корневой Приложение 1

Приход фотосинтетически активной радиации (ФАР) по агроклиматическим районам Омской области, ГДж (Q)

Приложение 2

Основные показатели для расчета ПУ по ФАР и влагообеспеченности

Приложение 3

Влагообеспеченность климатических зон области, мм

Приложение 4

Выход навоза (на соломенной подстилке) за стойловый период от одного животного; т

Выход бесподстилочного (жидкого) навоза от одного животного

Выход жидких выделений от одного животного

Приложение 5

Содержание нитратного азота, мг/кг почвы, в слое 0−40 см

Приложение 6

Коэффициенты пересчета элементов минерального питания в кг/га

Приложение 7

Текущая нитрификация под растениями (NТ), кг/га

Приложение 8

Использование ЭМП, растениями из почвы (КИП %) из минеральных удобрений (КИУ%) (N-NO3 — слой 0−40 см; Р2О5 и К2О — 0−20 см)

Примечание

* - в зависимости от способа внесения удобрений; при разбросном способе КИУ всегда меньше, чем при локальном и припосевном.

Почвы с низкой обеспеченностью элементами питания имеют большой КИП, выше средней — меньший коэффициент.

Приложение 9

Использование ЭМП из органических удобрений с.-х. растениями, %.

Приложение 10

Химический состав и вынос NPK 1 т основной с соответствующим количеством побочной продукции

Приложение 11

Процентное содержание элементов питания в простых минеральных удобрениях

Приложение 12

Процентное содержание элементов питания в комплексных минеральных удобрениях

Приложение 13

Содержание NPK в хозяйственной части урожая с.-х. культур, % от биологического выноса

Приложение 14

Объем и масса удобрений

Приложение 15

Коэффициенты выхода пожнивно-корневых остатков от урожая основной продукции (Кп.к.о)

Примечания:

Графа 1 — урожайность основной продукции, ц/га.

Графа 2 — коэффициент выхода пожнивно-корневых остатков Ряд сельскохозяйственных культур по возмещению гумуса в почве: картофель < корнеплоды< кукуруза < зерновые, зернобобовые, однолетние травы< многолетние травы < озимая рожь.

Приложение 16

Коэффициенты гумификации сухой массы пожнивно-корневых остатков с.-х. культур (Кг)

Приложение 17

Коэффициенты минерализации гумуса почвы с учетом механического состава почвы (Кмгс)

Приложение 18

Коэффициенты минерализации с.-х. культур (Кк)

Приложение 19

Коэффициенты перевода продукции растениеводства в зерновые единицы

Приложение 20

Оптимальное содержание элементов питания по фазам развития и коэффициент b суммарной оценки между дозами удобрений и химическим составом растений