Розрахунок норми добрив під запланований урожай

Основною метою агрохімічного обґрунтування врожаю сільськогосподарських культур є визначення необхідних доз органічних та мінеральних добрив для одержання запрограмованого врожаю. Загальновідомо, що ефективність внесених добрив визначається коефіцієнтом (відсотком) їх використання культурою, а його залежність дуже багатофакторна і досить складна. Фактори, які впливають на ефективність використання внесених добрив, можна розділити на екологічні (природні) та організаційно-технологічні.

Продуктивність культури за родючістю ґрунту — це встановлення можливого врожаю сільськогосподарської культури, який можна одержати завдяки природній або ефективній родючості ґрунтів, тобто без внесення добрив. У практиці розрахунків існує два основні способи таких визначень: балансовий та з урахуванням окупності 1 бала бонітету ґрунту продукцією.

Балансовий спосіб полягає у тому, що врожайність культури визначається можливим використанням того чи іншого елемента (N, Р, К) з ґрунту, розрахованого через винос його урожаєм за залежністю:

де Уе — урожайність культури, який може бути одержаний за рахунок використання із ґрунту елемента живлення, ц/га;

ОМ — об’ємна маса ґрунту, г/м³;

h — глибина розрахункового шару ґрунту, см;

Ге — вміст елементу живлення в ґрунті, мг/100 г ґрунту (береться із картограм);

Ке — коефіцієнт використання культурою елементу живлення з ґрунту, %;

С — винос поживного елемента врожаєм культури, кг/ц.

Об’ємна маса ґрунту в тому чи іншому шарі визначається методом різального кільця на кожному полі. За розрахунковий шар зазвичай беруть орний, який переважно становить 20–22 см. Проте розрахунки показують, що збільшення цього шару на 1 см більше 20 см (при тому ж значені Ке) підвищує величину розрахованої урожайності на 5%. Тому якщо в розрахунках брати значення h більшим за 20–22 см, то необхідно визначитися із коефіцієнтом використання елемента з кожного конкретного шару ґрунту. З іншого боку, сам коефіцієнт використання елемента також не є величиною постійною. Він залежить як від вмісту в ґрунті інших елементів, так і від забезпеченості такими екологічними факторами, як волога і тепло.

Тобто, виконавши розрахунки можливого врожаю з азоту, фосфору та калію з урахуванням дії закону лімітувального фактора, визначають дійсно можливий урожай (ДМУ), або той, який може бути сформований завдяки природній родючості ґрунту.

Ефективність використання добрив

Перелічені фактори значною мірою взаємопов’язані та істотно впливають на ефективність добрив, внесених під запрограмований урожай сільськогосподарської культури. Тобто кожному конкретному співвідношенню вказаних факторів відповідають конкретні умови, які і визначають ефективність використання поживних елементів.

Наявні способи визначення необхідного рівня мінерального живлення ґрунтуються на двох основних методах: балансовому та нормативної окупності. Кількісна оцінка ефективності використання добрив визначає­ться або через коефіцієнт використання елемента з добрив (балансовий метод), або через нормативну їх окупність (метод окупності). Як зазначалося, ці показники значною мірою залежать від ряду об’єктивних і суб’єктивних умов і вимагають експериментального вивчення. Все це підкреслює справедливість твердження Д. У. Кука про те, що середні значення ефективності використання добрив можуть бути досить надійними для великих територій (районів, областей, зон), а для видачі рекомендацій з конкретного поля необхідне врахування усіх відомих причин, що впливають на цей показник. Тому, крім середніх значень для окремих зон і в цілому по Україні, для умов конкретної області і навіть району в спеціальній довідковій літературі наводяться ці показники як більш уточнені.

Органічні добрива, їх дієвість

Ефективність гною залежить від ґрунтових і кліматичних умов зони. Найбільші прибавки врожаю від внесення гною одержують у районах із високим рівнем природного зволоження на легких за механічним складом і бідних за родючістю ґрунтах. Чим більш посушливі умови і родючіші ґрунти, тим нижча ефективність органічних добрив.

Відомо, що 1 т змішаного гною на солом’яній підстилці вміщує у середньому 5 кг азоту, 2,5 кг фосфору і 6 кг калію . З цієї кількості в перший рік використовується: азоту — 20–30%, фосфору — 30–50%, калію — 50–70%. Враховуючи, що весь калій гною знаходиться у доступній для рослин мінеральній формі, а азот і фосфор — здебільшого у вигляді органічних сполук, гній слід вважати передусім калійним добривом, яке вимагає доповнення азотом та фосфором з урахуванням необхідного співвідношення за хімічним складом врожаю.

Варто зазначити, що такі пожнивні залишки, як солома, яка вміщує у середньому 0,45–0,67% N, 0,20% Р₂О₅ і 0,75–1,0% К₂О, може бути основою для створення органічних добрив як у вигляді різного виду компостів, так і безпосередньо в ґрунті. В останньому випадку її подрібнюють і заробляють у грунт, попередньо використовуючи 40–60 кг/га азоту (0,7–1,0% від маси соломи) для створення необхідних умов гуміфікації.

Основою усіх методів розрахунку є визначення необхідної кількості мінеральних добрив за прийнятої дози органічних. Тому вихідним положенням для таких визначень повинно бути встановлення доз органічних добрив з урахуванням таких умов:

1. доцільність самого внесення визначається сільгоспкультурою.

2. Доза органічних добрив може бути обмежена можливостями господарства.

3. Мінімальна доза гною за умови підтримання бездефіцитного балансу гумусу може бути визначена за формулою:

де min До — мінімальна доза гною, що вноситься під ту чи іншу культуру щорічно, т/га;

Дно — нормативна кількість гною, яку необхідно вносити щорічно на гектар ріллі, т/га;

N — загальна кількість полів у сівозміні;

n — кількість полів, на які вносяться органічні добрива.

4. Під час внесення інших органічних добрив, а не гною, необхідно визначитися із вмістом у них основних елементів живлення (N, Р, К).

Вирахувавши дозу органічних добрив, приступають до встановлення доз мінеральних.

Балансовий метод

Суть його полягає у визначенні необхідної кількості того чи іншого елемента за умови його балансу. Тобто кількість елемента, яка виноситься урожаєм, повинна дорівнювати кількості цього елемента, що може бути використана з ґрунту, органічних добрив і тих мінеральних, які планується внести.

Необхідна для формування прийнятого врожаю доза мінеральних добрив:

де Дм — необхідна (або та, що вноситься) доза мінеральних добрив, ц д. р./га;

У — урожай культури, що програмується, ц/га;

С — винос поживного елемента основною та відповідною кількістю побічної продукції, кг/ц;

Г — вміст у ґрунті поживного елемента в доступній формі, кг/га.

Для орного шару ґрунту 0–25 см = для переводу вмісту поживного елемента в мг/100 г ґрунту необхідно відповідне число помножити на коефіцієнт 34 — отримаємо результат у кг/га. А для шару 0–22 см — на коефіцієнт 30.

Кг — коефіцієнт використання елемента з ґрунту,%;

До — прийнята доза органічного добрива, т/га;

Со — вміст цього елемента в органічному добриві, кг/т;

Ко — коефіцієнт використання елемента з органічного добрива,%;

Кд — коефіцієнт використання елемента з мінеральних добрив,%.

Визначають необхідну дозу кожного елемента живлення.

Метод нормативної окупності

Цей метод є модифікацією балансового і ґрунтується на врахуванні не коефіцієнта використання елементів живлення, а нормативної окупності добрив та балу бонітету ґрунту врожаєм сільськогосподарської культури, що значно спрощує практичні розрахунки.

У загальному випадку з деякими спрощеннями (без урахування післядії добрив) урожайність культури, яку можна одержати за рахунок всіх складових ресурсу живлення в конкретних ґрунтово-кліматичних умовах, визначають за залежністю:

У = Б * Ц + Дм * Ом + До * Оо, ц/га,

де У — урожай, який програмується, ц/га;

Б, Ц — бонітет поля та ціна 1 бала бонітету за врожайністю культури;

Дм — доза мінеральних добрив (збалансоване повне мінеральне живлення), ц д. р./га;

До — прийнята доза органічних добрив, т/га;

Ом — нормативна окупність мінеральних добрив (збалансованого повного мінерального живлення) у певних умовах, ц/ц д. р.;

Оо — нормативна окупність органічних добрив у певних умовах, ц/т.

Необхідна кількість мінеральних добрив під запрограмований урожай визначається як:

Дм = (У – Б * Ц — До * Оо) / Ом, ц д. р./га.

Після цього одержану кількість поживних елементів розподіляють (балансують) відповідно до вмісту їх у ґрунті та хімічного складу врожаю. Але в окремих випадках (зонах) одержані таким чином дози фосфору та калію коригуються відповідно до їх вмісту у ґрунті.

Слід відзначити, що як у першому, так і в другому методах у цій роботі не врахована післядія добрив, внесених під попередник. Це пояснюється тим, що наявні способи визначень кількісного впливу післядії добрив показують, що цей вплив незначний і за таких розрахунків може бути ігнорований; а внесення розрахункових доз добрив у відповідній їх частині можуть бути включеними до резерву підвищення родючості ґрунтів.

Всі інші методи та способи розрахунку рівня мінерального живлення тією чи іншою мірою є похідними від вказаних і одержані для конкретних умов і конкретних культур із відповідними застереженнями й уточненнями. Використання того чи іншого способу розрахунку в кожній конкретній зоні чи області визначається рекомендаціями місцевих чи зональних науково-дослідних установ. Дози добрив, визначені тим чи іншим способом, вносять у ґрунт у строки і способами, які обумовлюються технологією вирощування культури в зоні та погодними умовами, що складаються.

Олександр ЦИЛЮРИК, доктор с.-г. наук
Михайло РУМБАХ, канд. с.-г. наук
Дніпровський державний аграрно-економічний університет

Норми внесення добрив

Для отримання високих і якісних урожаїв, варто дбати про родючі властивості ґрунту. Добрива необхідні як глинистим і піщаним ґрунтам, так і багатим чорноземам.

При розрахунку внесення норм добрив враховуються наступні фактори:

• урожайність культури;
• необхідний рівень якості продукту;
• родючість ґрунту (запаси поживних речовин у ґрунті);
• тип ґрунту;
• сівозміна;
• обробіток пожнивних решток.

Для правильного розрахунку норм та форм добрив потрібно проводити агрохімічний аналіз ґрунту.

Одним із найважливіших чинників погіршення стану ґрунту в Україні є його забруднення. Для зрошення найчастіше використовують забруднені води, навколо часто досить забруднене повітря, через не­кваліфікованість порушую­ться норми внесення добрив, у ґрунт надходять і накопичуються шкідливі речовини.

Надходження мінеральних поживних речовин у рослину залежить від зовнішніх умов та біологічних особливостей рослини, її хімічного складу, типу та розвитку кореневої системи, здатності до поглинання поживних речовин.

Для встановлення доз мінеральних і органічних добрив під сільськогосподарські проводять дослідження на одних і тих же ґрунтах у порівнянних погодних і агротехнічних умовах. Результати, отримані науковими установами в польових дослідах, у подальшому уточнюю­ться у виробництві.

Метод прямого використання результатів польових дослідів достатньо точний за умови, якщо родючість ґрунтів господарства і наукової установи, яка проводить польові досліди, однакові, але оскільки окремі поля можуть сильно відрізнятися вмістом елементів живлення, то рекомендовані дози добрив під сільськогосподарські культури коригують за допомогою поправочних коефіцієнтів з урахуванням відмінності ґрунтової родючості полів наукової установи і конкретного господарства.

Але попри високу надійність результатів польових дослідів такий спосіб вимагає витрати коштів і часу на їх проведення, територіальні обмеження (зональність) застосування добрив.

Існує велика кількість модифікацій балансових методів розрахунку норм внесення добрив. З них найбільше поширення набули:

а) розрахунок норм добрив методом елементного балансу, виходячи із запасу поживних речовин у ґрунті та господарського виносу елементів живлення сільськогосподарськими культурами;

б) розрахунок норм добрив на прибавку врожайності.

Суть методу розрахунку норм добрив за запасом елементів живлення у ґрунті полягає в тому, що дози добрив визначають за різницею між виносом елементів живлення планованим урожаєм сільськогосподарських культур (запланованої урожайністю) і можливим їх споживанням із ґрунту, тобто шляхом компенсації виносу. При цьому враховують доступність елементів живлення із ґрунту і добрив. Дози елементів живлення визначають за формулою:

де: Д_у — доза елемента живлення добрива, кг/га;

В — господарський винос елемента живлення планованим урожаєм, кг/га;

П — вміст рухомих форм елемента в орному шарі ґрунту, кг/га;

К_п — коефіцієнт (частка) використання елемента рослинами з ґрунту;

К_у — коефіцієнт використання елемента рослиною із добрив.

Метод досить простий, однак точність визначення оптимальної дози елемента живлення (добрива) невисока, оскільки всі показники, які використовуються для розрахунку норм, істотно варіюють. Так, наприклад, коефіцієнти використання елементів живлення із ґрунту і добрив та їх витрати на створення одиниці продукції (кг, т) значно варіюють залежно від родючості ґрунту, сортових особливостей рослин, погодних і агротехнічних умов. Варіювання окремих параметрів може досягати 35% і більше.

Розрахунок норм внесення добрив на плановану прибавку врожаю. Суть методу полягає у тому, що частина запланованого врожаю створює­ться за рахунок елементів живлення, що містяться в ґрунті, а прибавка (додатковий урожай) формується завдяки елементам, що вносяться із добривами. Метод визначення доз добрив на збільшення врожаю дає більш надійні результати, ніж метод елементного балансу.

Серед їхніх недоліків можна виокремити залежність коефіцієнтів використання елементів живлення і витрат на одиницю врожаю від продуктивності культур, погодних умов, рівня мінерального живлення, попередників, агротехніки та інших фактів, що обумовлюють зростання і розвиток рослин.

В основу нормативного методу покладено зональні нормативи витрат елементів живлення на отримання 1 т сільськогосподарської продукції. Дози добрива (Ду, кг/га) визначають за формулою:

де: Н — норма витрат добрив на одержання 1 т основної продукції, кг; У_п — планована врожайність, т/га;

К — поправочний коефіцієнт на родючість грунту.

Недолік методу полягає у тому, що в ньому не враховує­ться вплив рівня добрив, що вносилися перед цим.

Математичні — на основі виробничих функцій у системі ґрунт-рослина-добрива.

Дози добрив можна також визначити за допомогою математичних моделей, які описують кількісну функціональну залежність між урожаєм і рівнем мінерального живлення у конкретних умовах. Коефіцієнти регресії, що встановлюють кількісний зв’язок між урожайністю і дозами добрив, знаходять за результатами тривалих польових дослідів із добривами в конкретних ґрунтово-кліматичних умовах.

Істотним недоліком розрахункових методів є також і те, що не завжди враховую­ться реальні можливості отримання планованих урожаїв, хоча добре відомо, що для підвищення їх недостатньо лише внести в ґрунт необхідну кількість поживних речовин.

Із зовнішніх умов велике значення мають склад та концентрація солей ґрунтового розчину. Корені рослин спроможні поглинати поживні речовини за їх невеликої концентрації, орієнтовно від 0,03–0,05 до 0,1–0,2%. За концентрації вище 0,2% поглинальна здатність рослиною води та поживних речовин різко сповільнює­ться, що призводить до втрати тургору (млявості) рослин. Цей процес спостерігається на засолених ґрунтах.

Варто відмітити, що поглинання рослиною поживних речовин із добрива проходить не в однакових пропорціях, а залежить від того, якого конкретного іону, катіону чи аніону більше необхідно рослині відповідно до її потреб. Якщо рослина засвоює із добрива більше катіонів або аніонів, то воно буде фізіологічно кислим або фізіологічно лужним.

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

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

Якщо використовувати цей метод, потрібно враховувати:

• винос елементів живлення з урожаєм культури;
• вміст рухомих сполук елементів живлення у ґрунті;
• коефіцієнти використання елементів живлення із ґрунту і добрив;
• масу орного шару ґрунту, для якого проводять розрахунок вмісту рухомих сполук елемента живлення.

Існує три елементи, які утворюють основні групи мінеральних добрив: калій, азот, фосфор. Саме вони істотно впливають на правильний розвиток культур.

До популярних азотних добрив відносяться: аміачна і натрієва селітра, сечовина, амофос, нітроамофос.

Середні норми внесення азотних добрив:

• аміачна селітра і сечовина — 10–25 г/м²;
• амофос, нітроамофос — 15–30 г/м²;
• натрієва і кальцієва селітра — до 70 г/м².

Із калійних добрив найчастіше застосовують хлористий калій, калійну селітру, сірчанокислий калій.

Як основне добриво використовують хлористий калій у нормі 20–40 г/м²; сірчанокислий — 10–15 г/м²; калійну селітру — 15–20 г/м².

Найпростіший спосіб не помилитися у нормах — це дотримання інструкцій, зазначених на упаковці. Точніші показники дасть лабораторне дослідження ґрунту.

З найбільш популярних органічних добрив можна виділити:

• гній;
• компост;
• пташиний послід;
• сидерати;
• тирсу;
• стружку;
• попіл.

Основне внесення добрив забезпечує живлення рослин упродовж усього періоду вегетації. До сівби вносять гній та інші органічні добрива і зазвичай переважну більшість загальної норми мінеральних добрив. Його проводять восени або навесні залежно від ґрунтово-кліматичних умов, особливостей удобрення, наявності добрив та інших причин.

Його фосфорних і калійних добрив виконують переважно восени під зяблеву оранку у постійно зволожений шар ґрунту, де розміщується основна маса коренів.

Під час сівби вносять легкозасвоювані форми елементів живлення, які необхідні рослинам на самому початку росту.

Внесення мінеральних добрив поділяється на роздрібне та періодичне. Якщо добрива вносять упродовж вегетаційного періоду, то таке внесення є роздрібним. Одночасне внесення кількох норм мінеральних добрив на 2 роки та більше називають періодичним, але воно не надто поширене. Періодичне внесення добрив доцільно застосовувати у більш посушливих районах на ґрунтах важкого гранулометричного складу, враховуючи чергування культур на полі.

Ольга ВЛАСОВА, канд. с.-г. наук
Інститут захисту рослин НААН