В почве

После определения доз удобрений производится расчет баланса элементов питания и гумуса в почве, который дает возможность оценить разработанную систему удобрения и в случае необходимости внести в нее коррективы. Он является научной основой планирования применения удобрений, позволяет целенаправленно регулировать плодородие почвы, защиту ее и окружающую среду от загрязнения агрохимикатами. Оценка состояния баланса элементов питания в системе почва – растение – удобрение является важной характеристикой эффективности использования удобрений в сельскохозяйственном производстве .

Баланс основных питательных элементов в системе удобрение – почва – растение является математическим выражением круговорота питательных элементов в земледелии и оценивается по разности между их приходом и расходом.

Используются различные виды баланса питательных элементов в земледелии: биологический, хозяйственный, дифференцированный и эффективный.

Биологический баланс дает наиболее полное представление о круговороте питательных веществ. В приходные статьи биологического баланса включаются поступления питательных элементов с органическими и минеральными удобрениями, осадками, семенами, симбиотическая и несимбиотическая азотфиксация, в расходные – содержание питательных элементов в основной и побочной продукции, отчуждаемой с поля, а также в корневых и послеуборочных остатках.

Хозяйственный баланс определяется по валовому поступлению и отчуждению элементов питания. При расчете хозяйственного баланса учитываются все приходные и расходные статьи, в том числе и непроизводительные расходы.

Хозяйственный баланс характеризует не только долю участия удобрений в малом биологическом круговороте, обеспеченность сельскохозяйственных культур элементами питания, но и характер их изменения в почве. Он позволяет количественно прогнозировать тенденции изменения плодородия почв. В то же время хозяйственный баланс не дает полного представления об условиях питания отдельных культур или севооборота в целом, так как растения используют только часть элементов питания из внесенных удобрений.

Дифференцированный баланс. При расчетах этого вида баланса количество минеральных удобрений относится не на всю площадь земель, а только на площадь первоочередного использования, т.е. на почвах недостаточно обеспеченных элементами питания.

Эффективный баланс определяется с учетом возможных коэффициентов использования питательных веществ из удобрений в год их внесения или за ротацию севооборота. Баланс питательных элементов оценивается показателями дефицита или их избытком, интенсивностью, структурой.

Дефицит или избыток элементов питания представляет разницу между всеми источниками их поступления и расхода и выражается в абсолютных (кг, тонны) или относительных (%) величинах на всю площадь или единицу площади.

Интенсивность баланса – отношение поступления, элементов питания к выносу их урожаем. Выражается в виде процентов или коэффициентов. Величина интенсивности баланса менее 100 % характеризует дефицитный баланс, более 100 % – положительный.

Емкость баланса – сумма выноса из почвы и всех статей возмещения питательных элементов. Она характеризует мощность круговорота веществ. Чем больше емкость баланса, тем интенсивнее земледелие в исследуемом регионе, области, хозяйстве.

Структура баланса – характеризует долевые участия отдельных статей прихода и расхода элементов питания. Анализ структуры баланса позволяет оценить источники поступления, затраты на производство единицы продукции.

Для разработанной системы удобрения в севообороте наиболее часто используется хозяйственный и эффективный баланс питательных элементов. Ниже мы приводим методику их расчета.

Порядок расчета хозяйственно (общего) баланса основных

Питательных элементов в севообороте

Хозяйственный баланс элементов питания определяется как разность между суммами приходных и расходных статей и выражается в кг/га.

Методика расчета хозяйственного баланса элементов питания в земледелии Республики Беларусь разработана в НИРУП «Институт почвоведения и агрохимии» НАН Беларуси (В.В. Лапа, И.М. Богдевич, Н.Н. Ивахненко и др. Минск 2001) .

Приходные статьи

Статьи поступления элементов питания, участвующие в расчете хозяйственного баланса, представлены следующими составляющими:

П N , P 2 O 5, K 2 O , CaO , MgO , S = П му + П оу + П о + П с + П б + П н,

где П NPK – приход элементов питания, кг/га (пашни, сельскохозяйственных угодий или сенокосов и пастбищ);

П му – приход с минеральными удобрениями, кг/га;

П оу – приход с органическими удобрениями, кг/га (П оу = ДС), где

Д – доза органических удобрений, т/га;

П о – приход с осадками, кг/га;

П с – приход с семенами, кг/га;

П б – биологический азот, фиксированный бобовыми культурами, кг/га;

П н – несимбиотически фиксированный азот, кг/га;

П б и П н учитываются только при расчете баланса азота,

Основная статья поступления элементов питания – органические и минеральные удобрения, данные о применении которых устанавливаются согласовано отчетам хозяйств (форма 9бсх госкомстата). Содержание питательных веществ (N, P, K, CaO, MgO) в разных видах органических удобрений представлено в приложение 45.

Сера органических удобрений прочно связана с углеродом и азотом и ее ежегодная минерализация не превышает 2%, в навозе содержится 0,02–0,06 % и в торфе – 0,1–0,3 % (S).

Поступление азота с атмосферными осадками (По), по многолетним данным Белгидрометцентра Республики Беларуси, составляет 9,4 кг/га, Р 2 О 5 – 0,5, К 2 О – 10,3, CaO – 25,3, MgO – 5,0, сера (SО 4) – 36,0 кг/га.

Ежегодно с семенами (пс) на 1 га пашни поступает 3 кг азота, 1,3 кг фосфора, 1,5 кг калия; приход кальция, магния и серы представлен несущественными величинами (0,1–0,3 кг/га), которые при расчете баланса не учитываются .

Обеспечение растений азотом приходит также за счет введения в севооборот бобовых культур, которые благодаря симбиотической азотфиксации обеспечивают азотом как себя, так и последующие культуры.

По данным обобщения полевых опытов, показатели симбиотической азотфиксации для расчета хозяйственного баланса составляют:

–на 1 ц зерна кг азота: люпин в чистом виде – 5,0; кормовые бобы в чистом виде – 3,0; горох, пелюшка, вика, соя в чистом виде – 2,5; люпин в смеси с зерновыми культурами – 4,5; горох, пелюшка и вика в смеси с зерновыми культурами – 2,0;

–на 1 ц зеленой массы кг азота: однолетние бобовые травы – 0,25; однолетние бобово-злаковые травосмеси – 0,20; люцерна – 0,40; клевер и другие многолетние травы (кроме люцерны) – 0,35; многолетние бобово-злаковые травы – 0,20; луговые земли с бобово-злаковым травостоем – 0,15.

Для дерново-подзолистых почв республики, характеризующихся относительно невысоким содержанием гумуса, при расчете баланса азота на пашне рекомендуется принимать средний норматив несимбиотической азотфиксации 15 кг/га в год .

Расходные статьи

Количество питательных элементов, которое потребляется растениями для создания биологической массы урожая (зерно, солома, пожнивно-корневые остатки, а также питательные элементы, частично переходящие из корней в почву), называют биологическим выносом питательных элементов с урожаем. Он подразделяется на хозяйственный вынос и остаточный. Хозяйственный вынос – это та часть биологического выноса питательных элементов, которая увозится с поля с продукцией (с зерном и соломой, корнеплодами и ботвой). Если солома или ботва остались в поле, то питательные элементы, содержащиеся в них, не учитываются в хозяйственном выносе. Остаточная часть выноса – это питательные элементы, оставшиеся на поле с пожнивно-корневыми остатками, опавшими листьями, просыпанным зерном и половой, а также перешедшие из корней в почву.

Общая статья расхода элементов питания (Р) при расчете

хозяйственного баланса определяется по формуле:

Р = Рвын. + Рвыщ. + Рэр. + Рг.,

где Рвын. – вынос элементов питания урожаем сельскохозяйственных культур, кг/га;

Рвыщ. – потери от выщелачивания, кг/га;

Рэр. – потери от эрозии почв, кг/га;

Рг. – газообразные потери азота, кг/га.

Основная статья расхода элементов питания – отчуждение их с урожаем сельскохозяйственных культур (Рвын). В результате обобщения данных полевых опытов с удобрениями (около 1300 опытов), проведенных НИИ почвоведения и агрохимии, областными проектно-изыскательскими станциями по химизации сельского хозяйства, областными сельскохозяйственными опытными станциями и другими научными учреждениями республики определены средние величины выноса азота, фосфора, калия (с 1 т основной и соответствующим количеством побочной продукции), которые используются при расчете баланса по хозяйствам или административным районам (приложение 6). При расчете баланса элементов питания наиболее трудоемким является определение выноса элементов питания с урожаем сельскохозяйственных культур. Эти расчеты сокращаются, если использовать показатели выноса с кормовой единицей растениеводческой продукции.

Средний вынос элементов питания (N, P 2 O 5 , K 2 O) в расчете на 1 ц к.ед, довольно устойчив по годам и составляет 2,1 кг азота, 0,8 кг фосфора, 2,2 кг калия.

При указанном способе расчета баланса определяется средневзвешенный выход растениеводческой продукции на 1 га в кормовых единицах, который умножается на средний вынос элементов питания с 1 ц к.ед.

Для разработки нормативов выноса кальция, магния и серы использовано 184 опыта, проведенных разными учреждениями республики.

При определении баланса питательных веществ учитываются также потери с инфильтрационными водами (Рвыщ.) элементов питания, величина которых зависит от доз минеральных удобрений, типа и гранулометрического состава почв, метеорологических условий (количество осадков). Чем легче почва по гранулометрическому составу и обильнее осадки, тем выше потери питательных веществ.

По данным лизиметрических исследований, в зависимости от гранулометрического состава почв в среднем с 1 га пахотных почв в год теряется 16–39 кг азота, 10–33 кг K 2 O, 64–122 кг СаО, 13–25 кг MgO, 24–37 кг SO 4 (приложение 46).

Согласно имеющимся научным данным, фосфор практически не вымывается из почвы и не загрязняет грунтовые воды, поэтому при балансовых расчетах потери фосфатов по данной статье не учитываются.

Известно, что при известковании потери кальция за счет вымывания возрастают, особенно на легких по гранулометрическому составу почвах. Результаты исследований Института почвоведения и агрохимии показали, что на почвах с рН KCI более 6,0 потери кальция возрастают в среднем на 40 % по сравнению со средними данными лизиметрических опытов на почвах без известкования.

В то же время на кислых почвах с рН KCI , менее 5,0 вымывание кальция примерно на 20% ниже. В связи с этим для расчетов баланса кальция средний нормативный показатель потерь этого элемента на почвах с рН KCI более 6,0 необходимо умножить на 1,4, а на почвах с рН KCI менее 5,0 – умножить на 0,8.

Влияние известкования на вымывание магния неоднозначно, поскольку в одних случаях катионы кальция ускоряют его вымывание из почвы, что вызвано вытеснением магния из поглощающего комплекса, а в других – могут уменьшать его вымывание, нейтрализуя при этом кислотность почвы, которая обычно содействует потерям магния. В почвенно-климатических условиях средней Европы потери магния от вымывания колеблются от 15 до 50 кг/ га ежегодно (Baiuer, Baiuerova, 1985, Damaska, 1985), примерно в этих же количествах теряется магний и в почвах Беларуси.

По данным второго тура почвенного обследования, в республике имеется 425 тыс.га пахотных почв, подверженных водной эрозии, из них 295,9 тыс. га – слабоэродированные, 107,9 – средне- и 21,2 тыс.га – сильноэродированные.

Потери элементов питания с эрозией (Рэр) колеблются в широких пределах и зависят от интенсивности эрозионных процессов и использования склоновых земель (приложение 47).

Наиболее высокий смыв элементов питания отмечается на сильноэродированных почвах: азота – 20 кг/га, фосфора – 10, калия – 15, СаО – 25, MgO – 12, SO 4 – 0,20 кг/га в год, а также на зяби и под пропашными культурами. При возделывании на эродированных почвах озимых зерновых культур смыв элементов питания незначительный, а под многолетними травами он практически отсутствует.

В приложении 47 приведены нормативы потерь макроэлементов на пахотных почвах в зависимости от степени их эродированности, которые рекомендуется использовать при расчетах баланса элементов питания в отдельных хозяйствах или районах с высоким удельным весом (более 30 %) эродированных почв. При расчете баланса по областям и в целом по республике их можно не учитывать.

Размеры потерь элементов питания с эрозией на сенокосах и пастбищах очень незначительные, поэтому ими можно пренебречь.

Одной из статей расхода питательных веществ на пахотных и лугопастбищных угодьях являются газообразные потери азота (Nг), которые в полевых условиях могут составлять от 10 до 50 % от внесенного с удобрениями. Эти потери связаны в основном с процессами денитрификации, аммонификации и нитрификации.

Из почвы в атмосферу могут выделяться закись, окись, двуокись азота, аммиак и молекулярный азот. Размеры газообразных потерь азота в среднем составляют 25 % от общего количества, внесенного с минеральными и органическими удобрениями .

Хозяйственный баланс элементов питания определяется как разность между суммами приходной и расходной статей и выражается в кг/га и рассчитывается по формуле:

Б N , P 2 O 5, K 2 O , CaO , MgO , S = (Пму+Поу+По+Пс + Пб+ Пн) – (Рвын + Рвыщ + Рэр + Рг)

На основании расчетов баланса элементов питания, проведенных в длительных стационарных полевых опытах при различных почвенных условиях и уровнях применения удобрений (N 45–180 , P 20–130 , K 60–220), Институтом почвоведения и агрохимии предложены оптимальные параметры интенсивности баланса фосфора и калия в зависимости от содержания их в почвах (приложение 48).

Определяют поступление элементов питания по приходным статьям баланса и записывают в соответствующие строки таблицы рабочей тетради. Количество питательных элементов, поступающих с минеральными удобрениями, находят в соответствующей таблице рабочей тетради курсового проекта. Поступление их с органическими удобрениями рассчитывают следующим образом. В рабочей тетради курсового проекта находят насыщенность органическими удобрениями на 1 га севооборотной площади соответствующего севооборота. Учитывая поступление азота, фосфора и калия с органическими удобрениями (приложение 45), рассчитывают их поступление на 1 га.

Пример 1. Насыщенность органическими удобрениями в севообороте составляет 12 т/га. Определить поступление с ними азота, фосфора и калия.

Решение. С тонной навоза КРС на соломенной подстилке поступает в почву 5,2 кг азота, а с 12 т – 62,4 кг, фосфора – 2,6 12 = 31,2, калия – 6,2 · 12 = 74,4 кг.

Для определения количества симбиотического азота используют данные о величинах фиксированного из атмосферы симбиотического азота, оставшегося в почве после бобовых растений.

Пример 2. В севообороте на площади 1000 га люпин занимает 100 га, клевер – 200 га. Урожайность люпина (зеленой массы) 200 ц/га, клевера (сено) – 250 ц/га. Определить поступление симбиотического азота.

Решение. Как было отмечено выше, люпин фиксирует в симбиозе с клубеньковыми бактериями 50 кг/га азота, а на 100 га – 5000 кг. За счет клубеньковых бактерий у клевера лугового средние размеры азотфиксации составляют 88 кг/га, а на 200 га 17600 кг.

Сумму азота, которую фиксируют в симбиозе с клубеньковыми бактериями люпин и клевер, делят на площадь пашни в севообороте и находят среднее количество симбиотического азота на 1 га:

Затем суммируются количество питательных элементов поступающих на 1 га пашни севооборота с минеральными и органическими удобрениями, азота, накопленного бобовыми культурами, и несимбиотического, с семенами и атмосферными осадками и получают приходную статью баланса.

Критерием экологической безопасности системы применения удобрений, ее влияния на плодородие почв является баланс важнейших элементов питания - азота, фосфора и калия. Баланс питательных веществ - это количественное выражение содержания питательных веществ в почве на конкретной почве или объекте исследования с учетом всех статей их поступления и расхода в течение определенного промежутка времени [В.Г. Минеев, 2012].

Баланс азота, фосфора и калия имеет свои особенности. Азот в системе почва - удобрение - растение отличается высокой подвижностью. Другая особенность баланса азота - его биологическая фиксация симбиотическими и свободноживущими микроорганизмами.

Фосфор не имеет естественных источников пополнения запаса в почве. Потери происходят в основном за счет эрозии почв. Отчуждение фосфатов происходит главным образом с урожаем сельскохозяйственных культур.

Баланс калия характеризуется большими почвенными ресурсами. Однако при длительном сельскохозяйственном использовании содержание доступного растениям обменного калия уменьшилось до среднего уровня обеспеченности, поэтому калийные удобрения являются обязательным компонентом системы удобрений, а баланс калия служит важным показателем ее эффективности в деле сохранения и повышения плодородия почв.

Баланс питательных веществ в севообороте может быть положительный или отрицательный и рассчитывается для установления возможного обогащения или истощения почвы теми или иными питательными элементами.

Как было сказано выше, главным источником отчуждения питательных веществ из почвы является урожай сельскохозяйственных культур. Чтобы определить количество вынесенного вещества культурами севооборота, составляем таблицу, в которой указывается планируемая урожайность и общее количество вынесенного азота, фосфора и калия.

Культуры севооборота Урожайность, т/га Вынос с урожаями культур, кг/га N P K Пар - - - - Пшеница 1,1 38,5 16,5 28,6 Пшеница 1,1 38,5 16,5 28,6 Кукуруза 27,2 81,6 40,8 103,4 Ячмень 0,9 27,0 10,8 25,2 Кострец 4,6, 71,8 17,94 92,0 Всего 257,4 102,54 277,8

Полученные данные должны учитываться в расходной части баланса питательных веществ.

Баланс питательных веществ составляют на ротацию севооборота. По азоту приняты следующие статьи поступления (прихода) и расходования (расхода):

Приход, кг/га.

• 1 Азот органических удобрений: 220,0.
• 2 Азот минеральных удобрений: 45,0.
• 3 Поступление азота с атмосферными осадками: 2,0.
• 4 Фиксация азота свободноживущими микроорганизмами: 30,0.

Всего приход, кг/га: 279,0.

Расход, кг/га.

• 1 Вынос с урожаем культур: 257,4.
• 2 Газообразные потери азота из вносимых минеральных удобрений: 11,25.
• 3 Газообразные потери из органических удобрений: 44,0.
• 4 Потери азота в результате инфильтрации и эрозии почвы: 9,9.

Всего расход, кг/га: 322,6.

Баланс: -25,6 кг/га.

Баланс фосфора и калия определяется по следующим показателям:

Приход, кг/га.

• 1 С минеральными удобрениями: 79,0; 79,0.
• 2 С органическими удобрениями: 88,0; 264,0.

Всего приход, кг/га: 167,0; 343,0.

Расход, кг/га.

• 1 Вынос с урожаем: 102,54; 277,8.
• 2 Потери при эрозии: 4,2; 9,6.

Всего расход: 106,74; 287,4.

Баланс: 60,3; -55,6.

В результате расчетов баланс азота получился отрицательным, но не превышающим 40% от расхода. Положительный баланс азота или близкий к 0 отрицательно сказывается на качестве получаемой продукции. Происходит загрязнение почвы нитратами, значительная часть которых переходит в продукцию. Накопление нитратов в кормах оказывает отрицательное воздействие на животных и приводит к отравлению организма, нарушению общего состояния здоровья и, как следствие, к потере значительного количества продукции животноводства.

Баланс по фосфору следует иметь гораздо менее положительный, приближенный к нулю. Чрезмерный избыток фосфора увеличивает опасность загрязнения почвы и продукции сопутствующими ему в удобрениях, нежелательными (токсичными) элементами (фтор, хром, никель, свинец, кадмий и др.), а также снижает доступность растениям цинка (Ю.П. Жуков, 2004). Кроме того, фосфорные удобрения самые дорогостоящие и с применением больших доз увеличатся затраты и, как следствие, себестоимость продукции.

Для того, чтобы снизить баланс фосфора необходимо уменьшить количество элемента в приходной части баланса. Уменьшив норму вносимых удобрений до 19 кг д.в./га, приближаем баланс фосфора к нулевому.

Баланс по калию может быть нулевым или слабоотрицательным, так как черноземы обыкновенные содержат достаточно большое количество элемента. Избыток калия увеличивает опасность загрязнения им продуктов и способствует более интенсивному вымыванию из пахотного слоя почв кальция и магния.

Баланс любого элемента (или вещества) - это количественный и одновременно качественный показатель, выраженный в абсолютных (кг/га д.в.) и относительных (%) величинах. Качество баланса любого элемента при абсолютном выражении результатов определяется соответствующим знаком: плюс («+») - положительный (приход больше расхода), минус («–») – отрицательный или дефицитный (приход меньше расхода) и ноль - нулевой, или уравновешенный, или бездефицитный (приход равен расходу). Баланс питательных элементов - важнейшая агроэкологическая оценка продуктивности культур и плодородия почв любой системы удобрения. Баланс питательных веществ в севообороте - это разница между суммарным количеством поступивших питательных веществ в почву за севооборот и расходом этих веществ на формирование урожая. Балансовый расчет - основной способ проверки правильности разработанной системы удобрения. Ба­ланс питательных веществ дает представление о проис­ходящем истощении или обогащении почвы питательны­ми веществами при существующей системе удобрения в хозяйстве. Баланс может быть положительным, отрицательным и нулевым. Положительный баланс элементов питания способствует сохранению плодородия почвы и дальнейшему его повышению. Отрицательный баланс (дефицитный) показывает, что из почвы отчуждается больше элементов питания чем возвращается обратно в почву, при таком балансе почве истощается и становится менее плодородна. Нулевой баланс говорит о равенстве приходных и расходных статей. В хозяйственной деятельности необходимо стремится к бездефицитному балансу (т.е. положительному или как минимум нулевому).

Используя процентное выражение баланса к выносу, и зная классы обеспеченности почвы фосфором и калием можно по специальной таблице определить допустимость данных значений. Так как даже при положительном балансе процент может быть низок и рассчитанные дозы не будут способствовать сохранению плодородия почвы или наоборот процент может быть настолько велик, что можно будет рекомендовать уменьшить дозы удобрений.

Годовой план применения удобрений – это схема размещения удобрений по полям хозяйства составленная на основе разработанной системы удобрений на конкретный год с учетом необходимых изменений.

Задачи годового плана:

1) при наличии в хозяйстве разработанной системы удобрения по одной схеме определить нормы удобрений для сельскохозяйственных культур на каждом поле севооборота;

2) уточнить нормы удобрений при замене на поле сельскохозяйственной культуры (например, при замене озимых культур яровыми зерновыми или при замене в кормовом севообороте картофеля кормовыми корнеплодами и т. д.), а также уточнить в зависимости от погодных условий (летом предшествующего года, а также осенью и зимой);

3) откорректировать нормы удобрений при известковании. Норму фосфора после известкования можно снизить, а калия, наоборот, повысить;

4) определить основные формы удобрений. В системе указывают только количество питательных веществ. В плане на основе откорректированной нормы определяют ту или иную форму удобрения. Например, при общей норме фосфорных удобрений на кислых дерново-подзолистых почвах можно предусмотреть припосевное внесение суперфосфата в дозе 0,5 ц/га, а остальную часть внести в виде фосфоритной муки в основное удобрение под зяблевую вспашку. В хозяйстве применяют различные формы органических удобрений. В соответствии с биологией сельскохозяйственной культуры необходимо определить то органическое удобрение, которое обеспечит гарантированную прибавку урожая;

5) определить общую потребность в минеральных и органических удобрениях под культуру;

6) распределить удобрения по срокам внесения;

7) определить способы и приемы внесения удобрений;

8) определить основные машины по внесению и заделке удобрений.

Годовой план внесения удобрений в каждом конкретном хозяйстве делают по определенной форме. В ней отражаются следущие показатели: площадь поля, культура и ее урожайность,

потребное количество питательных веществ, нормы удобрений, срок, техника применения при основном, припосевном и послепосевном (подкормка) способах внесения удобрений.

По каждому полю подсчитывается потребность в удобрениях. Определяется общая потребность в удобрениях на всю площадь севооборота.

Цель разработки календарного плана внесения удобрений состоит в том, чтобы определить по основным срокам потребность в удобрениях отдельных культур и полей, а также виды и формы удобрений, количество машин, механизмов и рабочих для выполнения того или иного приема внесения удобрения по севообороту и хозяйству в целом. При разработке календарного плана применения удобрений обязательным является разработка плана организационно-хозяйственных мероприятий реализации программы работ по рациональному применению удобрений. В этом плане предусматривают полный технологический цикл самых разнообразных работ (включающий дробление и смешивание удобрений, их погрузку па транспорт, перевозку удобрений до поля, рассев минеральных и разбрасывание органических удобрений), определяют потребность в машинах, рабочей силе и транспорте для внесения удобрений как до посева, так и при посеве и подкормках, а также в транспорте для перевозки органических удобрений в зимний период.

Баланс элементов питания за ротацию севооборота является важной составной частью системы удобрения.

Он характеризует степень соответствия приходных и расходных статей элементов питания за определенное время. Баланс может быть планируемым (предлагаемым в проекте системы удобрения) и реальным, сложившимся за ротацию севооборота.

В сельскохозяйственной практике составляют три вида (уровня) баланса: в севообороте, внутрихозяйственный и внешнехозяйственный (для региона, страны).

Анализ системы удобрения в хозяйстве проводят путем составления полного или упрощенного баланса элементов питания. В упрощенном балансе проводят сопоставление количества элементов питания вносимых с органическими и минеральными удобрениями с хозяйственным выносом питательных веществ (выносом основной и побочной продукцией). Полный баланс основан на более детальном учёте приходных и расходных статей. Приходная часть включает поступление элементов питания с удобрениями, семенами, осадками, поступление азота за счет симбиотической и несимбиотической фиксации. К расходным статьям относят отчуждение элементов питания с урожаем, потери в результате вымывания, денитрификации и эрозии. Баланс выражается в кг/га или в % (интенсивность баланса).

Баланс элементов питания позволяет контролировать приходные и расходные статьи, прогнозировать и планировать изменение агрохимических показателей плодородия почвы.

Баланс азота, фосфора и калия . Достоверный баланс элементов питания в хозяйстве или севообороте может быть составлен лишь при строгом количественном учете приходных и расходных его статей. В большинстве хозяйств контролируется в основном внесение в почву минеральных и органических удобрений. Остальные статьи баланса определяют по средневзвешенным показателям, которые могут существенно отличаться от действительных.

Таким образом, в связи со значительными колебаниями показателей приходных и расходных статей полного хозяйственного баланса при его составлении приходится пользоваться усредненными нормативными показателями. Например, приход азота за счет азотфиксация свободно живущими микроорганизмами колеблется в пределах 4-9 кг/га, симбиотической фиксации азота зернобобовыми культурами — 4090 кг/га, с осадками 3-12 кг/га. Широкие колебания характерны также для потерь азота в результате денитрификации (около 15-30% от внесённого с удобрениями), вымывание нитратов (5-15 кг/га), эрозии почвы (5-25 кг/га) и др.

Потери калия и фосфора происходят лишь на легких песчаных почвах в зоне достаточного увлажнения и на почвах подверженных эрозии.

Следует отметить, что при составлении полного баланса элементов питания в севообороте и хозяйстве расходные статьи (денитрификация, вымывание) значительной мере компенсируются приходными статьями (приход с осадками, за счет азотфиксации), поэтому для оценки направленности изменения плодородия вполне достаточно пользоваться упрощенным балансом питательных веществ.

Для оценки состояния баланса используют следующие показатели:

1. Структура баланса — характеризует долевое участие (%) отдельных приходных и расходных статей элементов питания в балансе;
2. Емкость баланса определяется суммарным количеством элементов питания приходной и расходной части баланса.
3. Коэффициент возврата (возмещения) выноса (КВВ) — отношение прихода элементов питания к их расходу. Ели оно больше 1, то баланс положительный количественно настолько, насколько КВВ больше 1,0; при КВВ = 1,0 — баланс нулевой, а при КВВ меньше 1,0 — баланс соответственно отрицательный.
4. Интенсивность баланса — отношение прихода элементов питания к их расходу выраженное в %, в процентах. Например, если приход фосфора (Р 2 О 5) составляет 60 кг/га, а расход (вынос урожаем и другие расходные статьи) 50 кг/га, то интенсивность баланса составляет (60:50·100) = 120%.
5. Балансовый коэффициент (коэффициент выноса) — отношение выноса (кг/га) элементов питания растениями к их внесению (кг/га) с удобрениями, выраженное в %. Так, если вынос азота урожаем составляет 90 кг/га, а внесено 60 кг/га, то коэффициент выноса равен 150.

Баланс элементов питания — это разница (кг/га, г/м 2) или отношение, выраженное в долях от единицы или в процентах, всех приходных и расходных статей элементов в агроценозе за определенный промежуток времен.

Баланс может быть положительный (обозначается знаком «+»), если приход элементов питания больше расхода на определенную величину (кг/га, г/м 2); отрицательный или дефицитный (обозначается знаком «-»), если приход элементов меньше, чем их расход; нулевой (бездефицитный, уравновешенный, со знаком «0»), если приход питательных веществ равен расходу.

Балансовый коэффициент (Б к) использования элементов питания из удобрений — отношение расхода элементов, к их приходу, выраженное в долях или в процентах. Если балансовый коэффициент менее 1,0 (100), то баланс элементов питания в агроценозе будет положительный, при значениях Бк более 1,0 (100%) — баланс отрицательный.

Содержание гумуса в почве находится в постоянном динамическом равновесии. Несмотря на относительно высокую устойчивость гумуса к микробиологическому разложению (его возраст составляет 500 — 5000 лет) в почве постоянно происходят процессы его минерализации и новообразования. Поэтому гумусовое состояние почв зависит от того, какой из этих процессов преобладает — минерализация или гумификация.

Количество гумуса является одним из важнейших показателей почвенного плодородия. Его запасы в значительной степени определяют агрохимические, агрофизические и биологические свойства почвы. Богатые гумусом почвы отличаются высокой буферностью в отношении многих факторов — пищевого, водного, температурного и воздушного режимов. В таких почвах снижаются потери элементов питания от вымывания, повышается скорость разложения пестицидов, уменьшаются затраты растений, особенно корне — и клубнеплодных, на механическую работу их корневой системы на деформацию и смещение почвенных агрегатов во время роста, значительно снижаются энергетические затраты на обработку почвы. Содержание гумуса зависит от почвенно-климатических условий, структуры посевных площадей, интенсивности обработки почвы, количества применяемых удобрений и мелиорантов. При длительном использовании почв в качестве пашни гумус непрерывно минерализуется, а элементы питания отчуждаются с урожаем или в результате непроизводительных потерь. Наибольшие потери гумуса вследствие его минерализации и эрозионных процессов происходят в парующей почве и под пропашными культурами по сравнению с многолетними травами и зерновыми культурами.

Закон возврата веществ, в почву, который впервые был сформулирован в 1840 г. автором теории минерального питания растений Ю. Либихом является одним из ключевых, основополагающих законов в земледелии. Сущность закона в следующем: для сохранения плодородия почвы, все элементы питания, которые отчуждаются из почвы растениями или в ходе каких-либо других процессов необходимо возвратить.

Закон равнозначности, незаменимости факторов роста и развития растений. Определение состояния баланса элементов питания в севообороте, позволяет контролировать направленность и интенсивность изменения содержания элементов питания в почве отдельных полей и севооборота в целом, прогнозировать экологическое состояние агроландшафтов и прилежащей территории, регламентировать количество и состав применяемых удобрений;

Расчет баланса для конкретных полей проводят на основе реальных данных о приходе и расходе элементов питания. При отсутствии результатов отдельных статей баланса, пользуются усредненными справочными данными или рекомендациями, разработанными региональными научными учреждениями. Поэтому баланса элементов питания при использовании для расчета усредненных данных является примерным.

Система почва-растение-удобрения обладает большой динамичностью, поэтому прогнозировать характер взаимодействия этих трех основных компонентов системы, представленный Д. Н. Прянишниковым в виде треугольника, довольно сложно из-за непредсказуемости погодных условий, распространения болезней и вредителей.

В интенсивном растениеводстве нужно обеспечивать бездефицитный баланс органического вещества в почве, является предпосылкой сохранения и повышения его естественного плодородия. Чтобы этого достичь, необходимо использовать все возможные источники поступления органического вещества в почву - навоз, мочевину, сидераты, различные компосты, птичий помет, солому, корневые и стерневые остатки, прудовой ил, озерный сапропель и тому подобное. Конечно, основным источником возврата органических веществ в почву является навоз и питательные и корневые остатки культур. В среднем 1 т подстилочного навоза дает около 30 кг гумуса.

Внесение органических и минеральных удобрений повышает качество гумуса, которая определяется соотношением гуминовых и фульвокислот. Если это соотношение больше единицы, гумус качественный, а тип гумусовых веществ гуматно-фульватно, если более двух - гуматный.

Гумусовые вещества должны быть клейкими и содержать кальций. Свежие гумусовые вещества, прежде всего гуматы кальция, обеспечивают водостойкость почвенной структуры.

Максимальные урожаи сельскохозяйственных культур получают, как правило, при внесении органических и минеральных удобрений, так как это способствует более эффективному использованию питательных веществ удобрений и почвы. Конечно, могут быть и исключения. Например, потребности в питательных веществах высеянной после донника белого пшеницы полностью удовлетворяются в этом случае можно обойтись практически без внесения минеральных удобрений.

Внесение полного минерального, органических и органо-минеральных удобрений обеспечивает прирост урожая практически всех культур. В то же время нет единого мнения о целесообразности внесения повышенных и даже обычных норм минеральных азотных удобрений под бобовые, в частности, под люцерну, эспарцет, клевер, горох, вику яровую, донник и др. Считается, что даже небольшие дозы азота (N 40-60 ) подавляют деятельность клубеньковых бактерий. Понятно и то, что высоких урожаев только за счет азотфиксации невозможно достичь. Так, в исследованиях М. Ю. Хомчака, А. И Зинченко, Μ. Т. Дзюгана в Уманской государственной аграрной академии, В. П. Малого в условиях западной Лесостепи урожайность люцерны при внесении только фосфорно-калийных удобрений была на 27-36% ниже по сравнению с ее урожайностью в вариантах, где вносили полное минеральное удобрение, в котором азота было до 120 кг / га.

В Лесостепи при внесении фосфорно-калийных удобрений (иногда и без них) урожаи люцерны составляли 300-320 ц / га, азотного - 420-480 ц / га, на орошаемых землях - соответственно 460-480 и 650-800 ц / га. По 750-800 ц / га зеленой массы люцерны собирали на орошаемых площадях в хозяйствах Шполянского района Черкасской области при внесении высоких норм азота (250-300 кг / га действующего вещества), внося его под каждый укос в виде аммиачной воды. В исследованиях А. И. Зинченко, М. Ю. Хомчака в госхозов "Бабанский" Уманского района при внесении весной по 150-160 кг / га азота урожайность люцерны достигала 440 ц / га только за первый укос.

Итак, азотные удобрения должны быть неотъемлемой составной технологий выращивания также зернобобовых и бобовых кормовых трав, за исключением полей, где перед посевом (например, люцерны) под зяблевую вспашку или под предшественник вносили достаточное количество органических удобрений.

При концентрации скота в хозяйстве более 100 условных голов и утилизации прошлогодней соломы производство навоза может быть доведено до 14-16 т / га. Вместе с другими источниками органических веществ это обеспечит повышение урожайности и непосредственно или низко дефицитный баланс питательных веществ в почве. В этих условиях внесения минеральных удобрений под все культуры севооборота будет вспомогательное значение.

Справочники