Система применения удобрений в севооборотах хозяйства «Новый» Тужинского района

Министерство сельского хозяйства российской федерации ФГОУ ВПО «Вятская государственная сельскохозяйственная академия»

Агрономический факультет

Кафедра почвоведения, агрохимии, мелиорации и землеустройства

Курсовая работа

Тема: «Система применения удобрений в севооборотах хозяйства «Новый» Тужинского района»

Выполнил: студент Воробьева Л.А.

                                                        Работу проверил: Кислицына А.П.

2014 год

Содержание:

Введение…………………………………………..………………………….…………4

1.Сведения о хозяйстве………………………………………………………….……6

1.1. Район, хозяйство, бригада, севооборот……………………………………6

1.2. Характеристика почвенного покрова поля ……………………………….8

1.3. Характеристика климатических условий……………………..……….…11

2.Техническое задание………………………………………………………....……14

2.1. Набор культур и севооборот…………………………………………..…..14

2.2. Биологические особенности  минерального питания культур………......15

3.Известкование…………………………………………………………….………..19

3.1. Нуждаемость почв в известковании……………………………..……….19

3.2. Установление норм извести………………………………………….…...21

3.3. Выбор вида и времени  внесения удобрения в почву……………………22

3.4. Баланс кальция………………………………………………………….….22

4. Гумус в почвах…...………………………………………………………………..24

4.1.Запасы гумуса в почве………………………………….…………………..24

4.2. Потери гумуса…………………………………………….………………..25

4.3. Синтез гумуса (источники органического вещества)…………..….……26

4.4. Баланс гумуса…………………………………………………….………...28

4.5. Мероприятия по достижению  бездефицитного баланса гумуса………..29

5. Применение органических  удобрений………………………………………….30

6. Применение минеральных удобрений……………………………….…………33

6.1. Расчет норм удобрений…………………………………………................33

6.1.1. Балансовые методы  установления норм удобрений…………………..34

6.1.2. Комплексные методы……………………………………………………37

7. Баланс элементов питания……………………………………………………....38

7.1. Корректировка норм  удобрений, прогноз изменения содержания фосфора и калия в почвах…………………………………………………………….42

8. Схемы систем удобрений…………………………………………….…………..45

9. Хранение минеральных удобрений……………………………………………..52

10. Учет эффективности применения удобрений…….………………………….54

Вывод …………………….………………………………………………..……56

Список литературы…………………………………………………………..…57

Введение

Агрохимия (агрономическая химия) - наука, изучающая приёмы воздействия на химические и биохимические процессы, протекающие в почве и в растениях, минеральное питание растений, применение удобрений и средств химической мелиорации почв с целью улучшения плодородия почв и повышения урожайности.

Агрохимия - молодая наука, хотя многие приёмы агрохимии (применение органических удобрений) вошли в практику земледелия в глубокой древности и описаны еще в I веке. н. э.. Как наука она начала формироваться лишь в XIX веке, когда сложились основные представления о том, из чего состоят, чем и как питаются растения.

Цель агрохимической науки - создание наилучших условий питания растений с учетом знания свойств различных видов и форм удобрений, особенностей их взаимодействия с почвой, определение наиболее эффективных форм, способов, сроков применения удобрений.

 Основной задачей агрохимии является изучение круговорота веществ в земледелии и выявлении тех мер воздействия на химические процессы, протекающие в почве и растении, которые могут повышать урожай или изменять его состав.

Питание растений это часть агрохимии. Не зная особенности питания растений, количество питательных веществ в почве и не применяя органические и минеральные удобрения невозможно получить высокие урожаи сельскохозяйственных культур. Изучение свойств питания зеленых растений связывает агрохимию с физиологией растений. Задачи, поставленные перед агрохимией, занимает более широкие аспекты. Агрохимия, наряду с изучением питания растений, изучает пути направленные на получение высоких и качественных урожаев, поэтому агрохимия не является повторением физиологии растений.

Агрохимия связана также с земледелием. Так как динамика питательных веществ в почве тесно связано с обработкой почвы – это связывает агрохимию с земледелием. Правильное применение гербицидов и ядов связывает агрохимию с защитой растений. Не зная биологию вредителей и болезней растений невозможно вести правильную борьбу с ними.

Агрохимическая наука в основном изучает 4 проблемы: корневое питание растений, механизм плодородия почвы, круговорот веществ в земледелии и рациональное использование удобрений.

Систему удобрений лучше составлять для севооборота, например, пятилетней ротации. Это позволяет прогнозировать многогранное действие удобрений на почву, растения, в целом на агробиоценоз с учетом их прямого действия и последействия, а также характера предшествующей культуры.

Задачей курсового проекта является составление системы удобрения, которая позволяет получить потенциальный по влагообеспеченности урожай сельскохозяйственных культур выше компенсационного уровня при прогрессивном улучшении показателей свойств почвы, определяющих её плодородие и сохранение нормальной экологической ситуации в агроладшафтах.

1. Сведения о хозяйстве

1.1.Район, хозяйство, бригада, севооборот

Местоположение хозяйства. Землепользование СПК (колхоза) «Новый» расположено в южной части Тужинского района Кировской области и состоит из основного массива и 2-х чересполосных участков. Административно-хозяйственный центр расположен в с. Ныр, который находится в 15 км от районного центра пгт. Тужа и в 235 км от г.Кирова. Через с.Ныр проходит федеральная автомобильная дорога (А 119 «Вятка»). Сообщение с районным центром по дороге с асфальтным покрытием. Внутри хозяйства грунтовые дороги.

Производственное направление хозяйства – мясо-молочно-зерновое. В хозяйстве организована 1 бригада и при ней 5 ферм (КРС-1, СТФ-4) и 3 цеха.

Таблица 1 - Экспликация  земельных угодий колхоза «Новый» Тужинского района Кировской области, % к  общей площади

Большая часть земель  хозяйства «Новый» используется под пашни. Пашня составляет 60.9% от общей площади хозяйства. Пашни постоянно используются, причем рационально, поэтому степень экологической устойчивости высокая.

Структура посевных площадей.  

Культуры, входящие в севооборот:

1. Ранний картофель
2. Озимая рожь
3. Ячмень с подс.клевера
4. Клевер 1 г.п.
5. Пшеница

Все культуры рентабельны для производства, внутрихозяйственного использования и для сбыта. Урожайность выращиваемых культур зависит от почвы, вносимых удобрений, увлажненности, окультуренности, климатических условий. Под картофель желательно внесение органики, под остальные культуры нужно минеральное питание. Клевер, как многолетняя бобовая культура, повышает плодородие почвы. В структуре посевов 1 год занимает пропашная культура, 3 года под зерновыми культурами и присутствует клевер 1 год.

Урожайность с/х культур.  Озимая рожь – 14,6 ц/га, пшеница – 19.3 ц/га, ячмень – 21 ц/га, ранний картофель – 11 т/га – фактическая урожайность.  По сравнению с районной урожайностью СПК (колхоз) «Новый» занимает 1 место. 
Для получения более высоких урожаев можно больше применять органических и сложных минеральных удобрений, а также мочевины. Органические удобрения вносят по экономической возможности. 40% прибавки урожая получают за счет применения удобрений.

2. Характеристика почвенного покрова поля.

Территория Кировской области – северо-восточная часть Русской равнины с пластовым холмистым рельефом. Территория землепользования хозяйства в разрезе крупного геоморфологического деления Кировской области относится к зоне Ярано-Кокшагской равнины (по Б.Ф.Добрынину) и представляет собой волнистую равнину с отдельными небольшими холмами. На территории  хозяйства имеется большое количество понижений, ложбин. Расчлененность территории хозяйства овражно-балочной сетью небольшая. Овражно-балочная сеть представлена в основном балками древнего происхождения, но встречаются также растущие овраги. Их склоны выположены, задернованы, а днища узкие и в основном заболочены. Рельеф поймы рек Пижмы, Ярани, Немдежи имеет волнистый характер с чередованием повышений и понижений. Рельеф пойм осложняется наличием стариц и различных форм микрорельефа (кочек, небольших бугорков, микропонижений и т.п.)

В целом рельеф территории хозяйства благоприятен для механизированной обработки, величина полей удовлетворяет требованиям севооборотов. Но наличие большого количества понижений с переувлажненными почвами оттягивает сроки поспевания почв весной, затрудняет ведение уборочных работ осенью, что в целом снижает производительность сельскохозяйственных работ. Некоторые участки пашни и кормовых угодий в целях повышения плодородия нуждаются в осушительных работах.

Дерново-среднеподзолистая легкосуглинистая почва на покровном суглинке. Эта почва относится ко 2 агрогруппе. Она основная на поле, где будет севооборот. Поле имеет площадь 85.5 га. Под гумусовым горизонтом залегает сплошной подзолистый горизонт, однако, мощность его не превышает мощности гумусового горизонта. Структура подзолистого горизонта пластинчатая. В нижней части встречаются мелкие ортштейновые зерна. Иллювиальный горизонт хорошо выражен, плотного сложения и ореховатой структуры. На пахотном участке у легкосуглинистых, среднесуглинистых и тяжелосуглинистых разновидностей мощность Ап+А2 или А2В1 до 35 см, а у песчаных и супесчаных разновидностей мощность Ап+А2 или А2В1 до 40 см. Подзолистый горизонт сплошной или сохранились хорошо выраженные подзолистые языки в горизонте В1 и заметные следы припашки подзолистого горизонта. Средняя мощность А1 у дерново-среднеподзолистых супесчаных почв до 20.6 см, Ап-24.6см, А2-37.3, а у суглинистых соответственно А1-18.3см, Ап-22.9см, А2-34см.

Таблица 2. Показатели агрохимических свойств и гранулометрический состав генетических горизонтов почвенного профиля дерново-среднеподзолистой легкосуглинистой почвы на покровном суглинке.

При составлении системы удобрений необходимо будет учитывать, что содержание гумуса вниз по профилю уменьшается пропорционально. рНсоли также уменьшается, то есть реакция почвы становится кислее. В известковании почва не нуждается или в небольших количествах. Вымывание Са и Мg происходит в низлежащие слои. Гранулометрический состав к горизонту В1 изменяется от суглинка до легкой глины. В качестве органического вещества можно будет использовать навоз или компосты. Выгоднее вносить навоз так как поблизости есть фермы. Тяжелые металлы отсутствуют в профиле, поэтому никакие меры по снижению их содержания и подвижности не нужны. Микроэлементов немного, необходимо их внесение в почву. Характер распределения микроэлементов такой, что из пахотного горизонта они вымываются, но накапливаются в горизонте В1.

В список эдафически совместимых на данной почве сельскохозяйственных культур входят: рожь, овёс, просо, сорго, ячмень, гречиха, картофель, горох, подсолнечник, лен. Эти культуры выращивают на легко и среднесуглинистых почвах.

Содержание фосфора 80 мг/кг и калия 135 мг/кг в пахотном горизонте. Такое содержание фосфора соответствует среднему уровню, а содержание калия – среднему и повышенному уровню. Для зерно-пропашного севооборота оптимальные параметры содержания Р и К – 200:250. При достижении указанного содержания в почве фосфора и калия, достаточно ежегодного внесения только припосевного фосфорного удобрения. Для поля с однотипным почвенным покровом, гидротермическими условиями достаточно иметь один показатель – минимальные значения этих параметров, которые обеспечивают рентабельный урожай.

Задача земледельца – систематический контроль и поддержание этого уровня. Следовательно, представленные данные следовало бы считать не оптимальными, а минимальными.

3. Характеристика климатических условий.

Формирование почвенного покрова в значительной степени зависит от количества тепла, атмосферных осадков и других климатических факторов. Землепользование колхоза находится в третьем (южном) агроклиматическом районе Кировской области. Климат этого района характеризуется следующими показателями:

- среднегодовая температура  воздуха +1,4ºС;

- абсолютный минимум температуры  воздуха (-45º), (-49º)С (январь);

- абсолютный максимум  температуры воздуха (+36), (+39)С (июль);

- среднегодовое количество осадков 500-600 мм;

- гидротермический коэффициент 1,0-1,2.

- запасы продуктивной  влаги в почве: на начало вегетации  – 174 мм, на конец вегетации – 149 мм;

- продолжительность периода  со снежным покровом в днях  – 170-180;

- средняя максимальная высота снежного покрова 40-70 см;

- средняя продолжительность  снеготаяния 23 дня;

- запас воды в снеге  – 120-140 мм и др.

Таким образом, климатические условия района в целом благоприятны для развития районированных сельскохозяйственных культур, но и в то же время ставят перед земледелием определенные трудности: жесткие сроки сева ранних яровых культур обуславливают наиболее ранние в области сроки сева озимой ржи, ограничивают период развития теплолюбивых культур. Всем этим неблагоприятным условиям следует противопоставить правильное соблюдение всех приемов зональной агротехники и высокую культуру земледелия.

Тезис о повышении засухоустойчивости, морозостойкости растений на фоне удобрений теоретически верный, но на практике определяется культурой земледелия. При своевременном и качественном проведении всех технологических операций по физически спелой почве удобрения действительно повышают, например засухоустойчивость растений. При нарушении сроков проведения полевых работ удобрения, наоборот, повышают чувствительность растений к засухе.

Приход ФАР, температура, содержание кислорода, углекислого газа в условиях полевых севооборотов заметному регулированию не поддаются, поэтому делаются расчеты потенциальной урожайности культур севооборота по обеспеченности влагой и даются рекомендации по адаптации приемов использования удобрений к местным погодно-климатическим условиям.

Потенциальная биологическая продуктивность с/х культур по влагообеспеченности рассчитывается по формуле:

П=[(P-C)*100]:[Kвп*(100-В)*О], где

П - потенциальный урожай, т/га

Р – осадки, т/га в год (1 мм осадков=10 т/га влаги),

С – сток, испарение, т/га в год (33% от Р),

Квп – транспирационный коэффициент (расход влаги в тоннах для синтеза тонны абсолютно сухого органического вещества),

В – стандартная влажность,

О – сумма отношений основной и побочной продукции.

Расчет продуктивности культур, входящих в севооборот:

• Ранний картофель:

П=[(5030-1660)*100]:[400*(100-78)*1.7]=22.5 т/га

• Озимая рожь:

П=[(5030-1660)*100]:[400*(100-14)*2.3]=4.3 т/га

• Ячмень:

П=[(5030-1660)*100]:[400*(100-14)*2]=4.9 т/га

• Клевер (сочный корм):

П=[(5030-1660)*100]:[500*(100-78)*1]=30,6 т/га

• Пшеница:

П=[(5030-1660)*100]:[400*(100-14)*2]=4.3 т/га

2. Техническое задание

2.1. Набор культур  и севооборот

В условиях рыночной экономики, ввиду большого риска для инвесторов, особенно в АПК, практически инвестиций нет, АПК существует на принципе самоокупаемости и за счет незначительной бюджетной поддержки. Поскольку они весьма скудны, широко практикуется принцип селективных вложений. Обычно селективность применяется в отношении отдельных производителей с/х продукции, как правило, экономически состоятельных. Было бы целесообразно этот принцип распространить на отдельные поля, где возможна прибыльная урожайность с/х культур. Такой подход дает шанс работать и жить не только экономически состоятельным хозяйствам.

С учетом рыночной конъюнктуры продукции растениеводства и внутрихозяйственной потребности определяется набор культур целесообразного возделывания на данном поле. В связи с необходимостью привязки структуры посевных площадей к конъюнктуре рынка растениеводческой продукции, индивидуальный подход к набору, чередованию во времени культур и сортов для каждого поля придает понятию севооборот необходимую динамичность, реальную гибкость. Конъюнктурные культуры должны располагаться вблизи рынков сбыта, потребления. Следовательно, необходим специальный севооборот, насыщенный определенными культурами с короткой ротацией:

1.Ранний картофель 

2.Озимая рожь

3.Ячмень с подсевом клевера

4.Клевер 1 г.п.

5.Пшеница

Набор культур, их чередование по годам, обоснование уровня планируемого урожая по влагообеспеченности оформляем в виде таблицы.

Таблица 3 - Чередование, урожайность сельскохозяйственных культур в севообороте

Севооборот зерно-травяно-пропашной. Фактическую урожайность увеличиваем на 20% и получаем плановую. Плановая урожайность меньше, чем потенциальная по влагообеспеченности, поэтому потенциал для развития большой.

2.2. Биологические  особенности минерального питания  культур

Нет культур, не требовательных к почвенным условиям. Утверждения о меньшей или большей требовательности отдельных с/х культур к почвам, нельзя путать  с их отношением к отдельным свойствам почв. Например, озимая рожь может произрастать при широком интервале рН, овес и клевер могут лучше усваивать труднодоступные соединения элементов питания, но это не повод для утверждения об их нетребовательности к почвенным условиям. Растения могут произрастать на любой почве, а нам нужен рентабельный урожай, который обеспечивается только на плодородной почве, при посеве качественными семенами, проведении всех полевых работ вовремя и качественно. Разговоры об интенсивных и иных технологиях не заслуживают внимания. Есть только одна технология – технология, которая обеспечивает рентабельный урожай.

При описании особенностей минерального питания растений необходимо знать требования культур к почвенным и другим условиям. При внесении органических удобрений (навоза, компостов) потребление элементов питания растениями идет длительное время, поэтому для данного севооборота лучше внести под ранний картофель, тем более, что последнее звено в севообороте – яровая культура. За ротацию дополнительно необходимо минеральное питание.

Озимая рожь хорошо отзывается на все основные минеральные удобрения - азотные, фосфорные и калийные. Наибольший урожай озимой ржи получают на почвах с повышенным и высоким содержанием элементов питания. Более полное представление о потребности растений в питательных веществах дает изучение динамики поступления их в отдельные фазы развития. На протяжении вегетационного периода, который длится около 200 дней, растения озимой ржи потребляют питательные элементы неравномерно. Озимая рожь уже в течение осеннего периода усваивает примерно до 40 - 50% конечного содержания элементов питания в урожае. Поступление их почти завершается к концу колошения, хотя к этому времени растения развивают не более 50 - 60% массы от конечного урожая. Значительное количество питательных элементов усваивается в период от всходов до конца кущения. Основную же часть элементов питания растения используют от кущения до конца колошения. Отсюда вытекает необходимость внесения удобрений до посева и при ранних подкормках.

Наибольшее количество элементов минерального питания яровые зерновые усваивают в период от выхода в трубку до колошения. Так, в период колошения, ячменем было усвоено азота, фосфора и калия около 67 % от максимального количества. Калий желательно вносить как основное удобрение. 

У яровых зерновых культур (пшеница, ячмень, тритикале, овес) период вегетации короче, чем у озимых, а вынос элементов питания с урожаем у них одинаков. Следовательно, яровые зерновые потребляют элементы питания в более сжатые сроки, т.е. отличаются высокой интенсивностью поглощения элементов питания.

Яровые зерновые по-разному относятся к условиям произрастания. Более требовательны к уровню плодородия почвы ячмень и пшеница. Они лучше растут на плодородных почвах с рН=6-7.

Наибольшую потребность в азоте яровые испытывают в период от начала кущения до выхода в трубку, за это время они поглощают около 40% азота от потребляемого за весь вегетационный период. Недостаток азота в этот период приводит к нарушению формирования генеративных органов и снижению урожайности.

Критическим периодом фосфорного питания яровых зерновых является начальный период роста. Обеспеченность фосфором яровых зерновых в этот период способствует росту корневой системы, формированию крупного колоса, раннему созреванию растений. Фосфорные удобрения дают меньшую прибавку урожая, чем азотные, но без них растения хуже развиваются.

Наибольшее количество калия яровые культуры потребляют в первые периоды роста. Более высокая эффективность калийных удобрений отмечается при низкой обеспеченности почв обменным калием.

Поглощение питательных элементов у яровых зерновых заканчивается в основном к периоду колошение-цветение.

На формирование 1 т зерна они потребляют 30,4 кг азота,11,6 кг фосфора и 24,7 кг калия.

Дозы минеральных удобрений при возделывании яровых зерновых культур рассчитываются для каждого конкретного поля с учетом типа почвы и ее гранулометрического состава, планируемой урожайности, обеспеченности почвы подвижными соединениями фосфора и калия, предшественника, последействия органических удобрений.

Введение клевера в севооборот повышает плодородие почвы, поэтому он является отличным предшественником для  многих культур. При азотфиксации клевер сам усваивает около 70% азота с помощью бактерий рода Rizobium. Поэтому необходимо учитывать этот фактор при расчете доз минеральных удобрений.

Процесс азотофиксации осуществляется засчет микроорганизмов-прокариот. Сложность решения этой проблемы определяется множеством форм азотфиксирующих микроорганизмов, сочетающих в себе разнообразные типы физиологии и метаболизма.

Для роста и развития картофелю необходимо повышенное количество питательных веществ. В составе сухого вещества картофеля насчитывается 26 различных химических элементов. Наибольшую потребность картофель испытывает в азоте, фосфоре, калии, кальции и магнии. Потребность в элементах питания возрастает по мере роста ботвы и достигает максимума в фазу цветения. В это время растения потребляют из почвы 60% азота и фосфора и более 50% калия. С началом отмирания ботвы потребность в элементах питания постепенно уменьшается и после ее засыхания прекращается.