Методы потребности растений в удобрениях

Остаточная часть выноса состоит из элементов питания, остающихся в поле как отходы (это пожнивно-корневые остатки, опавшие листья, утерянные зерна), а также из оттока некоторого количества питательных веществ, перешедших из корней в почву во второй половине вегетации.

Исследованиями установлено, что в остаточной части выноса содержится значительная часть питательных веществ, вынесенных (потребленных) для создания данного урожая.

По характеру изменений состава и величины выноса в зависимости от географических условий (по данным П. Г. Найдина и И. В. Гулидовой, 1969) растения делят на две группы.

В первую группу входят зерновые и картофель. Размеры выноса на единицу продукции у этих культур увеличиваются в направлении с северо-запада на юго-восток. В зоне черноземных почв они выносят больше азота и фосфора, чем в зоне дерново-подзолистых и серых лесных почв, а овес и ячмень на черноземах, кроме того, резко повышают вынос калия.

Вторую группу растений составляют сахарная свекла, горох, бобы, люцерна, клевер. При переходе с северо-запада на юго-восток у сахарной свеклы количество азота и фосфора в выносе заметно уменьшается. Вынос калия остается без изменения, но доля его в процентах от суммы трех элементов возрастает с 46 до 62%. На сибирских черноземах сахарная свекла выносит почти в два раза больше азота и калия, но меньше фосфора, чем на европейских черноземах. Бобовые культуры в юго-восточных районах выносят меньше фосфора, чем в северо-западных.

Перемещение на запад, в более влажные и менее континентальные районы привело у первой группы культур к снижению выноса азота на 15−50%, фосфора на 30−50% (у овса и картофеля) и калия на 15−35%. У второй группы культур, многолетних бобовых трав и люпина, наоборот, при таком перемещении увеличился вынос фосфора (на 45−60%) и калия (на 60−80%).

Размеры выноса питательных веществ на единицу продукции изменяются также в зависимости от величины и структуры урожая.

Вынос питательных веществ при высоких урожаях может достигать значительных величин. В таблице 4 показаны средние размеры выноса основных элементов питания сахарной свеклы в зависимости от величины урожая (Прянишников, 1963).

Таблица 4. – Средние размеры выноса N, Р205 и К20 сахарной свеклой при различной величине урожая корнеплодов

Средний урожай корнеплодов (в ц с 1га)	Вынос (в кг с 1га)			Вынесено на каждые 10 ц корнеплодов
	N	Р205	К20	N		Р205		К20
				кг	%	кг	%	кг	%
225 386 618 890	122 193 278 552	32 58 99 169	117 224 371 668	5,4 5,0 4,5 6,5	100 93 83 120	1,4 1,5 1,6 2,0	100 107 114 143	5,2 5,8 6,0 8,0	100 112 115 154

 

Из данных таблицы 4 видно, что при повышении урожаев сахарной свеклы с 225 до 618 ц с 1 га увеличивается вынос фосфора и калия до 15%, в то же время потребление азота уменьшается до 17%. Значительное увеличение размеров выноса проявляется при получении урожаев свеклы свыше 890 ц с 1 га, когда по сравнению с урожаем в 225 ц вынос увеличивается: азота на 20, фосфора на 43 и калия на 54%.

Д. Н. Прянишников указывал, что при высоких урожаях вынос питательных веществ достигает весьма значительных размеров, превышая в несколько раз выносы, типичные для среднего уровня урожаев. Это обстоятельство подчеркивает значение удобрений как одного из главнейших элементов комплекса агротехники высоких урожаев. Чем выше урожай и чем неблагоприятнее условия произрастания, тем большую роль приобретают удобрения в обеспечении необходимых для высоких урожаев количеств питательных веществ.

При высоких урожаях часто наблюдается несоответствие в обеспеченности растений различными факторами роста. Если удобрения внести в дозах, достаточных для получения очень высокого урожая, а другие факторы роста, например обеспеченность влагой или благоприятной температурой, не будут соответствовать потребности растений, то последние, даже усвоив большое количество удобрения, не смогут создать высокий урожай из-за отсутствия какого-нибудь другого необходимого фактора. В таких случаях наблюдается нарушение структуры урожая в виде избыточного поглощения питательных элементов нетоварной частью растений (солома, ботва).

Структура урожая отражается на потребности растений в элементах питания, что показано на примере урожаев капусты (табл. 5).

Таблица 5. – Вынос N, Р205 и К20 (в кг на 100ц) белокочанной капустой в зависимости от структуры урожая (по З.И. Журбицкому, 1963)

Соотношение частей урожая (в %)		N	Р205	К20
Кочаны	Отходы
70 60 50	30 40 50	31 45 65	12 18 18	40 45 46

 

С увеличением доли отходов возрастает вынос элементов питания, особенно азота, в расчете на единицу продукции.

Таким образом, можно считать установленным, что вынос питательных веществ для каждой культуры зависит от почвенно-климатических условий, величины и структуры урожая. Поэтому при определении потребности растений в удобрении по выносу питательных веществ, следует пользоваться данными биологического выноса в своей зоне с учетом особенностей культуры, планируемого урожая и имеющихся почвенных разностей. Но и величины выноса, даже определенные с учетом изложенных требований, не могут считаться постоянными. Так, применение микроэлементов, новых приемов агротехники, внедрение новых сортов позволяют формировать урожай с меньшим количеством того или иного элемента питания. В некоторых же случаях, например при пересеве той или иной культуры и при задержке в развитии растений, может потребоваться дополнительное внесение питательных веществ. Это надо учитывать при составлении плана применения удобрений.

При расчетах потребности в удобрениях по выносу элементов питания учитывают, что потребление последних зависит также от соотношений питательных веществ в почве, обусловленных ее физико-химическими свойствами, осадками, температурой, агротехникой и другими факторами. При недостаточном учете всех сопутствующих факторов роста и развития растения фактический урожай может значительно отклоняться от запланированного [3].

 

1.6 Усвоение питательных веществ из почвы

 

Растения усваивают только часть питательных веществ, находящихся в почве или внесенных с удобрением, которая содержится в подвижных (растворимых) соединениях. Резкой границы между соединениями усвояемыми и неусвояемыми провести нельзя, так как вследствие различных биохимических и физиологических процессов соединения питательных веществ, неусвояемые для одних растений, оказываются усвояемыми для других. Усвоение питательных веществ зависит от условий почвенной среды (от интенсивности закрепления почвой того или иного элемента и других свойств почвы), влияющих на использование элементов питания из почвы, и от биологических особенностей, определяющих рост и развитие данного растения.

Усвояемую растением в течение вегетации часть питательных веществ вычисляют в процентах по отношению к общему их содержанию в почве в подвижных соединенияхи называют коэффициентом использования питательных веществ. Этот коэффициент является показателем усвоения подвижных форм питательных веществ данной сельскохозяйственной культурой на данной почве.

Для того чтобы определить потребность растения в удобрениях, кроме данных о выносе, необходимо располагать сведениями о запасе подвижных форм питательных веществ в пахотном слое каждого поля севооборота и о коэффициентах использования (усвоения) растениями основных элементов питания, содержащихся в почве. Когда определяют с помощью агрохимических анализов количество усвояемых элементов питания в почве, учитывают общий запас усвояемых элементов независимо от того, являются ли они природными соединениями, образовавшимися из материнской породы, или это остатки ранее внесенных удобрений.

Н. Н. Михайлов, Н. П. Карпинский отмечают, что для почв одного генетического типа и механического состава коэффициент использования зависит от запасов подвижных форм питательных веществ. В проведенном Всесоюзным институтом удобрений и агропочвоведения (ВИУА) микрополевом опыте коэффициент использования фосфора изменялся от 20 до 7. Наибольший процент использования подвижного фосфора был установлен у почв с очень низким содержанием питательных веществ. Однако это не означает, что на богатых почвах растениям труднее использовать имеющиеся элементы питания. Растения поглощают питательные вещества только в соответствии с потребностью, и если почва богата, то, естественно, в ней остается много неиспользованных элементов.

Это объясняется тем, что химический анализ учитывает все содержание элемента в подвижной форме даже на очень богатой почве, а потребности растений ограниченны, и на богатых почвах они усваивают только нужное им количество элементов. В этих условиях нет смысла вычислять коэффициенты для богатых почв, с избытком обеспечивающих потребности растений.

Коэффициенты использования растениями элементов питания из почвы следует вычислять только для таких почв, на которых получаются высокие эффекты от удобрений.

Колебания коэффициентов использования растениями питательных веществ из разных почв вполне закономерны. Например, известно, что доступность фосфатов почвы меняется в зависимости от механического состава, ее кислотности, богатства кальцием и железом.

Коэффициенты использования питательных веществ из почвы значительно изменяются в зависимости от свойств выращиваемой культуры, почвенно-климатических условий, в том числе запаса подвижных форм питательных веществ в почве, ее кислотности и величины урожая. Поэтому необходимо уточнять эти коэффициенты, а в связи с этим и дозы удобрений применительно к отдельным культурам в основных почвенно-климатических зонах на типичных почвах.

Корневая система, находящаяся в подпахотном и нижележащих горизонтах почвы, играет большую роль в снабжении растений влагой, но потребление питательных веществ идет в основном из пахотного слоя. Зная содержание питательных веществ в определенной навеске почвы, можно приблизительно определить и общее содержание их в пахотном слое. Для ориентировочных подсчетов принимают вес пахотного слоя одного гектара за 3000 т. При более точных расчетах вес пахотного слоя 0—20 см с 1 га принимается для суглинистых почв за 2600 т, а супесчаных за 2800 т. Вес пахотного слоя почв, богатых органическим веществом, значительно меньше. Для точного определения веса пахотного слоя следует определять объемный вес почвы без нарушения ее сложения и структуры.

Для того чтобы пересчитать запасы в почве доступных растениям питательных веществ в килограммы на 1 га, определенных ранее по анализу почвы в миллиграммах на 100 г, проводят следующий расчет. Например, при содержании подвижного фосфора (Р205) 6 мг на 100 г почвы его запас на 1 га в пересчете на вес пахотного слоя − 3000 т составит 6*10*3000 000=180 кг.

Зная запас подвижных форм питательных веществ, можно определить коэффициент их использования растениями K1 по формуле:

К1 = a ∙b/c ∙ 100,

где а − урожайность выращиваемой культуры (в ц с 1 га);

b − потребление питательных веществ в кг на 1 ц продукции, включая их содержание в соломе, ботве и пожнивно-корневых остатках;

с — запас подвижной формы питательного вещества в почве в кг на 1 га.

Например, при урожае яровой пшеницы 15 ц с 1 га, выносе Р205 −1,2 кг на 1 ц основной продукции и содержании в почве Р205 − 6 мг на 100 г (180 кг на 1 га) коэффициент использования Р205 составит:

К1 = 15 ∙1,2/180 ∙ 100 = 10%

Нельзя забывать, что для определения коэффициента использования какого-либо элемента из почвы берут урожай с делянки, не получившей данного элемента; например, для определения коэффициента использования фосфора берут растения с делянки, удобренной NK [3].

 

1.7 Использование питательных веществ из органических и минеральных удобрений

 

Растения усваивают как из почвы, так и из органических и минеральных удобрений только часть подвижных (растворимых) форм питательных веществ.

Многие авторы работали над определением коэффициентов использования питательных веществ из органических и минеральных удобрений.

Из органических удобрений наиболее полно изучены показатели использования питательных веществ навоза. Исследованиями, проведенными ВИУА (Мамченков, 1964), установлено, что коэффициент использования питательных веществ из навоза растениями первой культуры зависит по азоту от вида навоза, содержания азота в нем, вида подстилки, способа хранения навоза и других причин; по фосфору и калию мало зависит от степени разложения навоза, больше − от различных доз азота и от величины доз навоза (табл. 6).

Таблица 6. – Использование элементов питания первой культурой (зерновыми) из навоза разной степени разложения (в % от общего содержания)

Качество навоза	Коэффициент использования
	N	Р205	К20
Слабо разложившиеся Средне разложившиеся Сильно разложившиеся Перегной многолетний	7,8 23,4 17,5 4,8	- 31,0 34,2 32,8	- 48,4 52,2 45,8

 

Д. Н. Прянишников (1963) принимал в своих расчетах следующие коэффициенты использования питательных веществ растениями в первый год действия навоза (среднего качества): азота 25%, фосфора 50 и калия 80%. Эти повышенные показатели использования питательных элементов из навоза можно применять на легких песчаных почвах.