Баланс элементов питания растениями

Расчет баланса элементов питания и гумуса в почве

Оценку разработанной системы удобрений приводят путем расчета баланса элементов питания в севообороте. Баланс элементов питания складывается из расходных и приходных статей, что предопределяет интенсивность баланса, то есть меру наращивания плодородия почвы.

Для определения баланса элементов питания необходимо:

Для этого необходимо данные о выносе элементов питания с 1 т основной продукции (приложение Д, таблица Д1) умножают на величину плановой урожайности. Вынос в среднем с 1 га находится, разделением общего выноса культурами на количество полей в севообороте. Полученные данные вносятся в соответствующие графы таблицы.

1. Посчитать поступление элементов питания в почву в составе органических и минеральных удобрений, а так же биологического азота. Данные по поступлению элементов питания с минеральными удобрения берут из таблицы . Поступление элементов питания с органическими удобрениями рассчитывают, используя величину насыщенности севооборота навозом.

Таблица 13. Вынос элементов питания с урожаем в севообороте.

Чередование культур в севообороте

Планируемая урожайность, т/га

Вынос элементов питания, кг.

На 1 т основной и соответствующего количества побочной продукции, кг.

С планируемой урожайностью с 1 га.

Таблица №14. Баланс Элементов питания в севообороте.

Вынос элементов питания с урожаем, кг\га (В_NPK).

Поступило элементов питания с минеральными удобрениями, кг/га д.в. (П_NPK)

В том числе с органическими

Из таблицы видно, что по N и К₂О сожился отрицательный баланс, а по Р₂О₅ получится положительный баланс, следовательно нет необходимости увеличения доз фосфорных удобрений. Увеличивая дозы фосфорных, мы увеличим содержание Р₂О₅ и тем самым повысим плодородие почвы.

Восполнение потерь осуществляется за счет гумификации органического вещества пожнивных и растительных, но главным образом, за счет внесения органических удобрений. Принято считать, что от 1 т. Навоза, содержащего 200….250 кг сухого вещества, с учетом гумификации образуется 50…60 кг гумуса. Исходя из этого, не трудно подсчитать норму внесения органических удобрений в среднем на 1 га в севообороте для создания бездефицитного или положительного баланса гумуса.

Таблица 15. Расчет баланса гумуса в севообороте.

Минерализуется гумуса в год, т/га.

Восполнение гумуса за счет пожнивных и корневых остатков в год, т/га.

Источник

3.2 Баланс элементов питания в севообороте

Баланс питательных элементов – это прогнозный эколого-агрономический показатель продуктивности культур, плодородия почв и степени соответствия их количеству и качеству применяемых удобрений и одновременно показатель химической нагрузки не только на почвы и растения, но и на контактирующие с ними элементы окружающей среды.

Систематическое повышение (расширенное воспроизводство) плодородия почвы базируется в основном на внесении в неё химических мелиорантов, ОУ и МУ в количествах, обычно превышающих потребности культур в питательных элементах, т.е. как правило, только при положительном балансе питательных элементов.

Для получения любых уровней продуктивности сельскохозяйственных культур вплоть до максимальных на почвах с оптимальным плодородием уровень применяющихся удобрений должен быть теоретически таковым, чтобы полностью компенсировать расход питательных элементов отчуждаемой продукцией и другими потерями, т.е. при нулевом балансе этих элементов. Практически же при достижении продуктивности культур ниже максимально возможной результаты баланса питательных элементов нередко оказываются отрицательными, а без удобрений при минимальной продуктивности культур – всегда отрицательными. Это с точки зрения загрязнения получаемой продукции, как правило, безопасно, но рано или поздно приведёт к снижению плодородия почвы и, следовательно, к дальнейшему снижению продуктивности возделываемых культур.

В приходную часть в балансовых расчётах включают следующие источники поступления элементов: органические и минеральные удобрения, мелиоранты; элементы из атмосферы (включая выпадение с осадками); биологическую фиксацию азота симбиотическими, свободноживущими и ассоциативными организмами; посевной материал и растительные остатки.

В расходную часть включают расходование элементов на создание основной и побочной продукции культур и растительные остатки, вымывание элементов в грунтовые воды и смыв их с поверхности, газообразные потери элементов и потери в результате ветровой эрозии.

Питательные вещества вносимых органических и минеральных удобрений относятся к приходной статье баланса. Задача внесения удобрений заключается не только в том, чтобы возместить взятые урожаями питательные вещества, но и обогатить ими почву с це­лью дальнейшего повышения ее плодородия и подъема урожаев.

В то же время возникает вопрос: нужно ли полное возмещение взятых урожаями питательных веществ — азота, фосфора, калия путем внесения удобрений и нет ли здесь других источников по­полнения запасов питательных веществ в почве? Общего ответа относительно всех питательных элементов сделать нельзя, нужно подходить дифференцированно по каждому элементу. Д. Н. Пря­нишников считал, что полный возврат выноса и даже с некоторым превышением должен быть по фосфору, так как здесь нет других источников пополнения запасов доступного фосфора почвы, а если и есть, они очень малы. В отношении азота он допускал не­который дефицит, неполный возврат взятого урожаями азота (по­рядка 14 кг N на 1 га), считая, что для поднятия урожаев зерновых до уровня 20 – 25 ц с 1 га этот дефицит может быть устранен за счет усвоения азота из воздуха клубеньковыми бактериями и некоторыми другими микроорганизмами, свободноживущими в почве. Следует отметить, что в настоящее время многие хозяйства получают урожай зерновых 40 – 50 ц с 1 га. При таких урожаях уже нельзя надеяться на устранение дефицита азота только био­логическим путем (за счет бобовых культур), и в севообороте не­обходим полный возврат выноса азота внесением азотсодержащих удобрений. Это, конечно, не означает, что биологический азот бобовых культур совсем исключается из статей прихода азота в почву. При составлении бездефицитного баланса по азоту следует учесть, что существуют и статьи расхода азота, например потери его из навоза и минеральных удобрений (как до, так и после вне­сения их в почву).

В отношении баланса калия Д. Н. Прянишников допускал дефицит (при урожаях зерновых 20 – 25 ц с 1 га) около 20 – 22 кг на 1 га, который возмещается мобилизацией калия из почвенных ресурсов. Особенно это может проявиться на почвах тяжелого механического состава (глинистых, суглинистых), богатых запасами калия. Но при систематическом возделывании культур с большим выносом калия (картофель, кормовые корнеплоды, подсолнечник и др.), особенно при планировании их высоких урожаев, надо стремиться к бездефицитному балансу по калию.

Баланс питательных веществ тесно связан с круговоротом их в сельском хозяйстве, с возвратом в почву.

Навоз и минеральные удобрения вносятся в почву. Часть пи­тательных веществ, которая перешла в товарную продукцию (зер­но), отчуждается (уходит из хозяйства). Другая часть питательных веществ, содержащаяся в кормах, а также в соломе, используемой на подстилку, через навоз снова возвращается в почву и вовле­кается в круговорот веществ в хозяйстве. Чем выше товарность хозяйства, то есть чем больше продуктов растениеводства и жи­вотноводства продается, тем больше отчуждается с ними из хозяй­ства элементов питания растений, тем больше необходимость их возмещения удобрениями.

Расход питательных веществ происходит не только в товарной продукции, но и по другим статьям. К ним следует отнести эрозию (водную, ветровую, ирригационную), неиспользованный навоз и навозную жижу, улетучивание азота из навоза и др.

При полном расчёте всех перечисленных статей прихода и расхода элементов баланс называют биологическим, а при исключении растительных остатков (опад, корневые и пожнивные остатки растений) в приходной и расходной части – хозяйственным. Для теоретических исследований чаще рассчитывают биологический, а для практических целей – хозяйственный баланс элементов.

Таблица 11 – Баланс элементов питания в севообороте

Источник

11. Баланс питательных элементов и гумуса 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 [2].

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.

Источник