Зная историю поля, резкие колебания по годам метеорологических условий хозяйства, представляется возможным использовать для расчета доз удобрений величины средних урожаев за предшествующие три нормальных года по погодным условиям.
У.клевер. 2004 = 1002(120+300)/500*1(100-16) = 100 ц/га;
У.клевер. 2005 = 1002(110+250)/580*1(100-16) = 73,9 ц/га;
У.клевер. 2006 = 1002(130+270)/550*1(100-16) = 86,6 ц/га.
Упшен.2004 = 1002(130+250)/435*2.2*86 = 46,2 ц/га;
Упшен.2005 = 1002(150+270)/450*2.2*86 = 49,3 ц/га;
Упшен.2006 = 1002(160+300)/500*2.2*86 = 48,6 ц/га;
У.горох. 2004 = 1002(120+300)/550*1,5(100-16) = 60,6 ц/га;
У.горох. 2005 = 1002(110+250)/600*1,5(100-16) = 47,6 ц/га;
У.горох. 2006 = 1002(130+270)/610*1,5(100-16) = 52,9 ц/га.
Уовес.2004 = 1002(150+230)/450*1*86 = 34,9 ц/га;
Уовеc.2005 = 1002(150+175)/500*1*86 = 31,3 ц/га;
Уовес.2006 = 1002(140+216)/435*1*86 = 36 ц/га
Уячмень,.2004 = 1002(120+250)/435*2,1*86 = 47,1 ц/га;
Уячмень.2005 = 1002(130+270)/430*2,1*86 = 51,5 ц/га;
Уячмень.2006 = 1002(150+300)/500*2,1*86 = 49,8 ц/га
Таблица 4 – Расчетная или фактическая урожайность в севообороте №3
| № поля, культура | Урожайность, ц/га по годам | |||||
| Средняя многолетняя | 2004 | 2005 | 2006 | Средняя урожайность | ||
| Поле №1, клевер | 18,8 | 100 | 73,9 | 86,6 | 86,8 | |
| Поле №3, пшеница | 18,7 | 46,2 | 49,3 | 48,6 | 48 | |
| Поле№4горох, | 60,6 | 47,6 | 52,9 | 53,7 | ||
| Поле №5 овес | 34,9 | 31,3 | 36 | 34 | ||
| Поле №6ячмень | 18 | 47,1 | 51,5 | 49,8 | 49,4 | |
Из таблицы видно, что наиболее высокий урожай клевера был в 2004 году (100 ц/га), а наименьший в 2005 году (73,9 ц/га), наибольший урожай пшеницы – в 2005 (49,3 ц/га), а наименьший – в 2004 году (46,2 ц/га), наибольший урожай гороха – в 2004 (60,6 ц/га), а наименьший – в 2005 году (47,6 ц/га), наибольший урожай овса – в 2006 (36 ц/га), а наименьший – в 2005 году (31,3 ц/га), наибольший урожай ячменя – в 2005 (51,5 ц/га), а наименьший – в 2004 году (47,1 ц/га). Самые низкие урожаи были получены в 2005 году, так как это был самый засушливый год за рассматриваемый период. Спланированный действительно возможный урожай в данных условиях в дальнейшем требует практической реализации и в связи с этим предъявляются особые требования для оптимального обеспечения растений минеральными веществами без снижения уровня плодородия почвы, то есть экологически безопасным нормам.
Расчет доз удобрений проводят по формуле, предложенной И.С. Шатиловым и М.К. Каюмовым (4):
Д = (100 В – П Кп Ку) / С; (4)
где Д – доза удобрения в туках, ц/га; В – вынос элемента минерального питания с планируемым урожаем, кг/га; П – содержание в посве доступного элемента питания, кг/га; Кп – коэффициент использования питательного вещества из почвы, %; Ку – коэффициент использования питательного вещества удобрений, %;С – содержание действующего вещества удобрений, %.
Содержание в почве доступного для растений элемента П в пахотном слое рассчитывается по формуле (5):
П = ndh, (5)
где n – содержание доступного для растений элемента, мг/100 г почвы; d – объемная масса почвы, г/см3; h – пахотный слой почвы, см.
Вынос элементов планируемым уроржаем (В, кг/га) рассчитывается по формуле (6):
В = У*К, (6)
где У – урожай зерна, ц/га; К – вынос азота, фосфора и калия единицей (1ц) основной продукции с учетом побочной, кг.
Таблица 6 – Расчеты доз удобрений под запланированный урожай
| Показатели | Клевер | Пшеница | Горох | Овес | Ячмень | ||||||||||
| N | P2 O5 | K2 O | N | P2 O5 | K2 O | N | P2 O5 | K2 O | N | P2 O5 | K2 O | N | P2 O5 | K2 O | |
| 1.Вынос пит. в-в с урожаем, кг/га (В) | 170,9 | 48,6 | 130,6 | 172,8 | 62,4 | 124,8 | 187,9 | 85,9 | 161,1 | 108,8 | 47,6 | 91,8 | 148,2 | 59,3 | 158 |
| 2.Содержание NРК в пах. слое, мг/100 г почвы (п) | 4,5 | 4,0 | 7,0 | 4,5 | 4,0 | 7,0 | 4,5 | 4,0 | 7,0 | 4,5 | 4,0 | 7,0 | 4,5 | 4,0 | 7,0 |
| 3.наличие NРК в почве, кг/га (П) | 128,7 | 114,4 | 200,2 | 128,7 | 114,4 | 200,2 | 128,7 | 114,4 | 200,2 | 128,7 | 114,4 | 200,2 | 128,7 | 114,4 | 200,2 |
| 4.КИП, % (Кп) | 66 | 12 | 20 | 75 | 12 | 20 | 66 | 12 | 20 | 75 | 12 | 20 | 75 | 12 | 20 |
| 5.Использование пит в-в из почвы, кг/га (П Кп) | 84,9 | 13,7 | 40 | 96,5 | 13,7 | 40 | 84,9 | 13,7 | 40 | 96,5 | 13,7 | 40 | 84,9 | 13,7 | 40 |
| 6.Требуется внести пит в-в с мин. удобрениями, кг/га (В-П Кп) | 86 | 3,9 | 90,6 | 76,3 | 48,7 | 84,8 | 103 | 72,2 | 121,1 | 12,3 | 33,9 | 51,8 | 63,2 | 45,6 | 118 |
| 7.Процент исп-я пит в-в из удобрений (Ку) | 68 | 29 | 42 | 34 | 29 | 42 | 34 | 29 | 42 | 34 | 29 | 42 | 34 | 29 | 42 |
| 8.Необходимо внести пит в-в под планир. урожай с учетом % исп-я из удобр., кг/га | 126 | 120 | 216 | 224 | 168 | 202 | 303 | 249 | 288 | 36,3 | 117 | 123 | 186 | 157 | 281 |
| 9.Действ. в-во минер. удобрений, % (С) | 34,5 | 19,5 | 60 | 34,5 | 19,5 | 60 | 34,5 | 19,5 | 60 | 34,5 | 19,5 | 60 | 34,5 | 19,5 | 60 |
| 10.Кол-во мин. уд. которое следует внести в станд. единицах, ц/га (Д) | 3,6 | 6,2 | 3,6 | 6,5 | 8,6 | 3,4 | 8,8 | 12,7 | 4,8 | 1,05 | 6 | 2,05 | 5,4 | 8,05 | 4,7 |
Из таблицы видно, что ячмень из почвы выносит больше всего калия (160 кг/га), а люцерна выносит очень много азота (351,3 кг/га), но в свою очередь люцерна также и вносит в почву много азота за счет пожнивных остатков, так как является бобовой культурой и при помощи азотфиксирующих бактерий усваивает азот атмосферы. В хозяйстве используются удобрения: аммиачная селитра, простой суперфосфат и хлористый калий. Чтобы получить высокие урожаи выращиваемых культур необходимо внести под ячмень азота 2,2 ц/га, фосфора 8,9 ц/га, калия 4,7 ц/га; под люцерну на первом поле азота 8,2 ц/га, фосфора 36,5 ц/га, калия 7,7 ц/га, на втором поле – азота 7,5 ц/га, фосфора 36,7 ц/га, калия 8,1 ц/га. Из этого следует, что ячмень нуждается больше всего в фосфоре, а люцерна также в фосфоре. В основное удобрение под ячмень вносят половину азота, половину фосфора и весь калий, затем при посеве вносят оставшийся фосфор и делают подкормку оставшимся азотом. Так как люцерну высевают под покров ячменя, то часть азота, требуемого люцерне, нужно внести под покровную культуру, а также проводить азотные подкормки после каждого скашивания для лучшего отрастания; а перед уходом люцерны в зиму делают подкормки фосфором и калием для лучшего перезимовывания и весеннего отрастания. Технология возделывания сельскохозяйственных культур на эродированных почвах должны предусматривать тщательную заделку удобрений, экологическое обоснование их доз. Увеличение урожайности растений на этих почвах способствует повышению их устойчивости к эрозии в результате лучшего развития растений, их корневых систем и большего количества растительных остатков.
Баланс питательных элементов – один из главных экономических показателей, показывающий стабильность агросистемы. Баланс складывается из приходной и расходной статей. Основными приходными статьями являются: внесение питательных веществ с органическими и минеральными удобрениями, поступление азота за счет фиксации атмосферного азота клубеньковыми бактериями, поступление азота с осадками, внесение с семенами. Расходование питательных веществ из почвы определяется в основном выносом с урожаем, закреплением в почве, вымыванием соединений азота и калия из корнеобитаемого слоя, потерями в результате эрозии почв.
Таблица 7 – Баланс питательных веществ в севообороте
| Показатели | Поле севооборота | ||||||
| клевер | пшеница | горох | овес | ячмень | |||
| Выход, ц/гаПоступление азота:С орг.удобрениямиС мин. уд-миВсегоВынос азотаДефицит | 86,8-126126170,9-44,9 | 48-224224172,851,2 | 53,7-303303187,9115,1 | 34-36,336,3108,8-72,5 | 49,4-186186148,237,8 | ||
| Поступление фосфора:С орг.удобрениямиС мин. уд-миВсегоВынос фосфораДефицит | -12012048,671,4 | -16816862,4105,6 | -24924985,9163,1 | -11711747,669,4 | -15715759,397,7 | ||
| Поступление калия:С орг.удобрениямиС мин. уд-миВсегоВынос калияДефицит | -216216130,685,4 | -202202124,877,2 | -288288161,1126,9 | -12312391,81,2 | -281281158123 | ||
По данным таблицы видно, что баланс питательных веществ в севообороте по азоту отрицательный, а по всем фосфору и калию положительный. Это говорит о том, что существует дефицит по азоту, а по фосфору и калию дефицит отсутствует. Но расчет компенсаций элементов питания показал, что азот компенсирован в среднем на 40 %, а оптимальной является компенсация на 80 %, значит, нужно повысить дозы азотных удобрений под ячмень. Компенсация фосфора в среднем составляет 55 % при оптимальном значении 80 %, но дефицита фосфора нет, значит, дозы фосфорных удобрений можно снизить. Компенсация калия должна быть 60 %, а фактически калий компенсируется на 77 % в среднем, значит, нужно снизить дозы калийных удобрений, чтобы снизить экологическую нагрузку на почву. По данным ученых установлено, что для Челябинской области ежегодно нужно вносить от 7 до 10 т навоза на 1 га. С целью повышения роли навоза в восстановлении плодородия необходимо изменить технологию его приготовления, хранения и применения.
В настоящее время отсутствуют рекомендации по оценке пределов воздействия, обеспечивающих экологическую опасность агроэкосистем. Особенно затруднена их разработка на территориях со сложным почвенным покровом, подверженных эрозии, загрязненных радионуклидами. В этих условиях можно ожидать возникновение как синергических, так и антагонистических экологических эффектов.