Способи визначення норм добрив

У результаті тривалих наукових досліджень і практики виробництва в Україні сформовано основні методичні принципи реалізації потенціалу продуктивності сільськогосподарських культур. Вони включають освоєння зональних систем землеробства, що відповідають природно-кліматичним умовам зон, структурі посівних площ і сівозмінам, системі обробітку ґрунту, внесенню потрібної кількості добрив і меліорантів, вирощуванню інтенсивних сортів і гібридів, ефективному захисту посівів від шкідливих організмів (бур'янів, шкідників і хвороб), своєчасному якісному проведенню всіх агротехнологічних заходів.

Оптимізація живлення рослин унаслідок застосування добрив – один з найважливіших чинників системи землеробства та одне з основних завдань агрохімії. Нині у світі добрива забезпечують половину приросту врожаю. В подальшому роль цього інтенсивного чинника землеробства зростатиме. Завдання полягає лише в тому, щоб норми добрив забезпечували отримання високих урожаїв доброї якості при підвищенні або збереженні досягнутого рівня родючості ґрунту, не становили небезпеки для навколишнього природного середовища й забезпечували окупність витрат на їх застосування.

Агрохімічною наукою розроблено більш як півсотні методів для встановлення норм добрив. Розглянемо деякі з них, які найпоширеніші в практиці землеробства і мають науковий інтерес з погляду подальших досліджень і вдосконалення:

• • за результатами польових дослідів із застосуванням поправкових коефіцієнтів на агрохімічні властивості ґрунту та з урахуванням інших чинників, які визначають ефективність добрив;
• • балансові методи – на основі даних виносу елементів живлення врожаєм і коефіцієнтів їх використання з ґрунту і добрив;
• • нормативні методи – за нормативами витрат добрив на одиницю врожаю або на приріст урожаю;
• • за бальною оцінкою ґрунту – на основі бальної оцінки природної родючості ґрунту та окупності добрив;
• • математичні – на основі виробничих функцій у системі ґрунт–рослина– добрива;
• • цілеспрямованого регулювання родючості ґрунту.

Визначення норм добрив за результатами польових дослідів. Польовими дослідами з різними культурами, які проводили і продовжують проводити в науково- дослідних установах у різних ґрунтово-кліматичних зонах, дало змогу встановити пріоритетну ефективність деяких видів добрив на різних типах ґрунтів (азотних – на нечорноземних ґрунтах, фосфорних – на чорноземах і каштанових ґрунтах, калійних – на торф'яниках і т. д.) та норми органічних і мінеральних добрив для основних культур на різних типах, підтипах і відмінах ґрунтів. Проведено також диференціацію норм у межах кожної відміни ґрунту з урахуванням вмісту рухомих сполук елементів живлення, попередників (їх урожаю та удобрення), сортових особливостей вирощуваних культур. Залежно від ґрунтово-кліматичних умов розроблено оптимальні строки, норми і способи внесення добрив для різних культур.

На основі узагальнення результатів досліджень для основних ґрунтово- кліматичних зон на переважаючих типах ґрунтів із середнім вмістом рухомих сполук основних елементів живлення встановлено орієнтовні оптимальні норми добрив під основні сільськогосподарські культури (табл. 9.10).

Таблиця 9.10. Орієнтовні оптимальні норми мінеральних добрив (кг/га) під основні сільськогосподарські культури (узагальнені дані)

Вони є основою застосування добрив у виробництві. Регіональні науково- дослідні установи дають детальніші рекомендації для різних культур і відмін ґрунтів, нерідко із зазначенням запланованого врожаю, рівня забезпеченості рослин рухомими сполуками основних елементів живлення у поєднанні з рекомендованим нормами органічних добрив (табл. 9.11).

За відсутності диференціації норм їх можна скоригувати за поправковими коефіцієнтами, які рекомендують науково-дослідні установи, або визначити самостійно за такою формулою:

K = 2 – В/Всер,

де К – поправковий коефіцієнт; В – вміст рухомих сполук елемента живлення (азоту, фосфору, калію), мг/кг ґрунту; Всер – середній вміст рухомих сполук елемента живлення, мг/кг ґрунту (табл. 9.12).

Норми добрив коригують також на основі агрохімічних картограм ґрунту, в яких зазначено забезпеченість рослин елементами живлення на кожному полі (або його частині). Вона може бути дуже низькою, низькою, середньою, підвищеною, високою і дуже високою. Для уточнення рекомендованих норм добрив їх множать на відповідний поправковий коефіцієнт (табл. 9.13), який розраховано для ґрунтів із середніми показниками потенційної родючості.

При цьому норму азотних добрив коригують із використанням картограм забезпеченості рослин фосфором, оскільки він найчастіше знаходиться в мініму-

Таблиця 9.11. Орієнтовні норми удобрення сільськогосподарських культур з урахуванням забезпеченості ґрунту рухомими формами азоту, фосфору і калію (А.О. Мельничук та ін.)

Таблиця 9.12. Середній вміст рухомих сполук елементів живлення в ґрунті (П.О. Дмитренко, Б.С. Носко), мг/кг

мі, а норми фосфорних і калійних коригують відповідно до даних картограм забезпеченості рослин фосфором і калієм на певному типі ґрунту. Оптимальні показники норм добрив, отримані в польовому досліді, коригують з агрохімічними групами ґрунту конкретного поля. Якщо агрохімічна група ґрунту поля за вмістом рухомих сполук фосфору або калію відрізняється від групи ґрунтів у досліді за цим показником на 1 або 2 групи, то норму фосфору або калію змінюють відповідно на ±25 і 50 %, а норму азоту – на ±10 і 20 %. При цьому рівень урожаю потрібно узгодити з виробничими умовами, оскільки ефективність добрив на малих ділянках у досліді в середньому на 20–30 % вища, ніж на великих площах у виробничих умовах, а під картоплю – на 50 %.

Балансовий метод визначення норм добрив ґрунтується на встановленні виносу елементів живлення із запланованим урожаєм і використанні їх з урахуванням коефіцієнтів з ґрунту і добрив.

Слід зазначити, що ця група методів для розрахунку перспективна насамперед в умовах достатнього зволоження і зрошення, де лімітуючим чинником в отриманні високих і стійких урожаїв є нестача елементів живлення в ґрунті, а забезпеченість господарства добривами досить висока (не менш як 150 кг/га д. р.).

Таблиця 9. 13. Поправкові коефіцієнти для рекомендованих норм мінеральних добрив на ґрунтах з різним ступенем забезпеченості рослин елементами живлення

Норми елементів живлення за їх виносом із запланованим урожаєм розраховують за формулою

де Н – пошукова норма N, Р2O5, К2O, кг/га; У – запланована урожайність, т/га; В – винос елемента живлення 1 т продукції, кг; С – запас рухомих сполук елемента живлення в ґрунті, кг/га; Кг – коефіцієнт використання елемента живлення з ґрунту, %; Ка – коефіцієнт використання елемента живлення з добрив, %.

Для використання цього методу потрібно знати: 1) винос елементів живлення з урожаєм культури; 2) вміст рухомих сполук елементів живлення в ґрунті; 3) коефіцієнти використання елементів живлення з ґрунту і добрив; 4) масу орного шару ґрунту, для якого проводять розраховують вміст рухомих сполук елемента живлення.

Орієнтовні коефіцієнти використання елементів живлення з ґрунту і добрив наведено в табл. 9.4 і 9.5.

Агрохімічні показники картограм вмісту в ґрунті рухомих сполук азоту, фосфору і калію (в мг/кг ґрунту) переводять у кілограми на 1 га, множенням на коефіцієнт, який відповідає різновиду ґрунту і глибині розрахункового шару. Так, якщо для розрахунку беруть шар 0–30 см, де розміщена основна кількість коренів, його маса на 1 га становить 3000 т, то застосовують коефіцієнт 3. Цей коефіцієнт для ґрунту на певному полі можна уточнити в найближчій науково-дослідній установі. Приклад такого балансового розрахунку норм добрив наведено в табл. 9.14.

Таблиця 9.14. Розрахунок норм добрив на врожайність пшениці озимої 7,0 т/га

Вважають, що зернові культури з ґрунту можуть використовувати 50–80 % N, 10–15 – Р205 і 20–30 % К2O, просапні та овочеві – відповідно 70–90, 15–20 і 30–40 %. Цей балансовий метод застосовують у різних модифікаціях, але суть їх не змінюється – визначають потребу запланованого врожаю в елементах живлення, наявність їх у ґрунті та можливе засвоєння рослинами з ґрунту і добрив. Об'єктивність методу залежить від точності перелічених даних. Залежно від властивостей ґрунту, сорту рослин, погодних умов, норм і форм добрив, строків і способів їх внесення та інших чинників вони можуть істотно змінюватися.

Інший метод балансових розрахунків потреби в добривах враховує лише запланований приріст урожаю. Для проведення таких розрахунків потрібно знати врожайність культури, яку забезпечує на певному полі природна родючість ґрунту (табл. 9.15).

За такого розрахунку не потрібно знати коефіцієнти використання елементів живлення з ґрунту, але при цьому можна вводити коефіцієнти до норм добрив з урахуванням забезпеченості ґрунту рухомими сполуками елементів живлення за даними картограм. Отже, цей розрахунок також орієнтовний.

Визначення норм добрив за нормативами витрат елементів живлення на одиницю врожаю й на одиницю приросту врожаю. Цей метод із найточніших, оскільки належить до прямих. Його основою є результати польових дослідів з добривами, проведених науково-дослідними установами України (табл. 9.16, 9.17).

При використанні нормативів витрат добрив на одиницю врожаю норму азоту, фосфору і калію розраховують окремо для кожного елемента за формулою

Таблиця 9.15. Розрахунок норм добрив під пшеницю озиму для отримання приросту врожаю 2,0 т/га (за врожайності без внесення добрив 3,0 т/га)

Таблиця 9.16. Нормативи витрат діючої речовини мінеральних добрив на формування врожаю і приросту врожаю (усереднено для України)

Н = УВ1К ,

де Н – норма азоту, фосфору і калію для отримання запланованої врожайності, кг/га; У – планова врожайність культури, т/га; В, – нормативні витрати елементів живлення (азоту, фосфору, калію) для вирощування одиниці врожаю, кг/т; К – поправковий коефіцієнт на вміст рухомих сполук елементів живлення у ґрунті (окремо для кожного елемента).

Норми добрив за нормативами витрат на одиницю приросту врожаю розраховують за формулою

Д = УПВ2К,

де Уп – плановий приріст урожайності за рахунок добрив, т/га; В2 – нормативні витрати елементів живлення на одиницю приросту врожайності, кг/т.

Таблиця 9.17. Зональні нормативи витрат діючої речовини мінеральних добрив на формування 1 т врожаю, кг

Норми добрив за бальною оцінкою ґрунту визначають за такою формулою:

де Н – норма елементів живлення (N + Р2O5 + К2O) для отримання запланованої врожайності, ц/га; У – планова врожайність, т/га; Б – урожайність за рахунок природної родючості (ціна бала, помножена на оцінку ґрунту в балах для певної культури), т/га: Н0 – запланована норма внесення органічних добрив, т/га; O0 - окупність 1 т органічних добрив приростом урожайності, т/га; Ом – окупність 1 ц діючої речовини (N + P2O5 + К20) мінеральних добрив приростом урожайності, т/га (табл. 9.18).

Приклад. Заплановано виростити 6,0 т/га пшениці озимої. Оцінка ґрунту на полі під пшеницею озимою – 81 бал; ціна одного бала – 0,046 т/га зерна; внесено гною – ЗО т/га; окупність 1 т гною зерном пшениці озимої – 0,025 т/га; окупність 1 ц мінеральних добрив зерном пшениці озимої – 0,48 т/га.

Підставивши ці дані у формулу, знайдемо необхідну кількість мінеральних добрив для вирощування 6,0 т/га пшениці озимої:

Оптимальне співвідношення N : Р2O5 : К2O в добриві для пшениці озимої становить відповідно 1,0 : 0,9 : 0,8 (табл. 9.19).

Для визначення вмісту кожного елемента в добриві (кг/га) обчислюють суму коефіцієнтів (1,0 + 0,9 + 0,8 = 2,7) та ціну цілого коефіцієнта в елементах живлення (3,2 : 2,7 = 1,18 ц/га або 118 кг/га). Звідси норми елементів живлення для внесення в ґрунт становлять: N–118 : 1,0 = 118 кг/га; Р2O5 – 118 : 0,9 = 107 кг/га; К2O – 118 : 0,8 = 95 кг/га. їх уточнюють з урахуванням коефіцієнтів на вміст рухомих сполук елементів живлення в ґрунті (окремо для кожного елемента).

Таблиця 9.18. Ціна бала ґрунту та окупність добрив

Таблиця 9.19. Рекомендоване співвідношення між елементами живлення в мінеральних добривах для внесення під сільськогосподарські культури в Лісостепу України