Система удобрений

Введение

     Система удобрений – это основанное на знаниях свойств и взаимоотношений растений, почвы и удобрений, агрономически и экономически наиболее эффективное и экологически безопасное применение удобрений при любой обеспеченности ими хозяйства в каждом севообороте и внесевооборотном участке (агроландшафте) с учетом конкретных климатических и экономических условий. Определение системы удобрений можно сформулировать по другому: система удобрений в севообороте- всесторонне обоснованные виды, дозы, соотношения и способы применения удобрений ( и мелиорантов ), определенные с учетом биологических потребностей культур в питательных элементах при принятом чередовании их и фактическом плодородии почвы, для получения максимально возможных урожаев культур хорошего качества при имеющихся ресурсах с одновременным регулированием окультуренности почв в конкретных природно-климатических условиях. 

    Основные задачи системы удобрения – повышение качества всех возделываемых культур и улучшению качества получаемой продукции с ростом удобренности посевов до оптимальных уровней;

  -устранение  различий (выравнивание ) в плодородии  отдельных полей каждого севооборота при любой обеспеченности удобрениями и (или) повышение плодородия почв всех полей до оптимального уровня при соответствующем росте обеспеченности посевов удобрениями;

- повышение  оплаты единицы удобрений прибавками  урожаев всех возделываемых культур, т.е. рост экономической эффективности применяемых удобрений при любой обеспеченности ими вплоть до максимальной;

- получение  сертифицируемой продукции всех  культур при постоянном контроле за изменением агрохимических показателей плодородия почв;

 - повышение производительности труда всех работников, организационно-хозяйственной и управленческой деятельности специалистов и руководителей; 
 

- постоянное  выполнение всевозрастающих требований по охране окружающей среды от загрязнения средствами химизации земледелия.

   Степень  достижения указанных задач системы  удобрения существенно изменяется не только от биологических особенностей (природы) возделываемых культур, но и от почвенно-климатических и агротехнических условий, а также от количества ( насыщенности ) и качества ( видов и форм ) применяемых удобрений ( и мелиорантов ), т.е. от всего сложного комплекса факторов жизни и продуктивности возделываемых культур.

   Система удобрения в хозяйстве включает: накопление, приобретение и хранение удобрений; распределение их по объектам использования (севообороты, луга, пастбища, многолетние насаждения и т.д.); подготовку, транспортировку и внесение удобрений; определение агрономической и экономической эффективности.

   Система удобрений  в севообороте заключается в распределении органических и минеральных удобрений между сельскохозяйственными культурами и определении способов внесения удобрений с учётом обеспеченности ими хозяйства, плодородия почв на всей площади севооборота, прямого действия и последствия удобрений. И показателем системы удобрения в севообороте является насыщенность его удобрениями – средняя масса удобрений, приходящаяся на 1 га пашни ежегодно и за ротацию. Продуктивность севооборота в значительной мере определяется его насыщенностью удобрениями.

   Система  удобрения отдельных сельскохозяйственных  культур заключается в определении  их потребности в питательных веществах, сочетании органических и минеральных удобрений, установление сроков  и способов их внесения, оплаты удобрений прибавкой урожая.

   Целью выполнения курсовой работы по «Системе удобрений в агроценозе (севообороте)» является разработка системы удобрения, сельскохозяйственных культур в севообороте по данным имитационного задания.

1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 

Исходные  данные разработки системы удобрения конкретного агроценоза

Площадь пашни - 806,6 га

в том числе  севооборот – 806,6 га

Почва луговая черноземовидная среднемощная

Поголовье скота в хозяйстве:

   - лошади – 88 голов

   - свиньи  – 213 голов 

Таблица 1 - Урожайность сельскохозяйственных культур

Агрохимическая характеристика лугово-черноземовидной почвы.

     Луговая черноземовидные почвы являются подтипом лугово- бурых почв и занимают обширные плоские водоразделы и пологоволнистые равнины 2-й надпойменной террасы Зейско- Буреинской равнины. Основные их массивы находятся в пределах Тамбовского, Константиновского, Михайловского, Ивановского  и значительной части Белогорского, Октябрьского и Серышевского районов. Всего ими занято 550 тыс. га, или около 31% площади пашни Амурской области. В последнее время десятилетие в связи с резким сокращением площади пашни доля почв этого типа  в ее составе увеличилась до 70%.

     Луговые черноземовидные почвы наиболее плодородные в Амурской области. Их профиль отличается достаточно мощным гумусовым слоем. Гумусовые затеки доходят до глубины 70- 80 см. По мощности гумусового и переходного горизонтов (А1+ АВ) и содержание гумуса луговые черноземовидные почвы делятся на маломощные, среднемощные и мощные.

      Маломощные луговые черноземовидные почвы занимают небольшие площади на вершинах возвышенности и на пологих склонах. Пахотный слой их доведен до 20 см, цвет его буровато- серый. Содержание гумуса в нем- 2,3- 4%, а запас в метровом слое- 95- 220 т га. Реакция среды в верхней части профиля слабокислая (рН_кcl 5,1- 5,5), сумма поглощенных оснований от 20 до 35 мг- экв., гидролитическая кислотность 2,6- 4,4 мг- экв. на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями почвенного поглощающего комплекса от 80 до 90%. В известковании, как правило не нуждаются.

      Слабоокультуренные маломощные  почвы бедны подвижными формами  фосфора, но хорошо обеспечены  обменными калием. На этих почвах  небобовые сельскохозяйственные культуры хорошо отзываются на азотные и азотно- фосфорные удобрения. Бесструктурность пахотного слоя маломощных почв обусловливает повышенную плотность сложения (1,2- 1,3 г/см³), низкую общую и агрегатную позорность, низкий диапазон активной влаги. Водопроницаемость в верхних горизонтах хорошая, а в иллювиальной части профиля низкая. Во время муссонных дождей почвы переувлажняются, в засушливый период на поверхности образуются корка и глубокие трещины.  

     Луговые  черноземовидные среднемощные и мощные почвы имеют мощность гумусового слоя (А1+АВ) 20- 30 и более 30 см соответственно. Первые занимаю обширные равнинные пространства в пределах ареала и средние части пологих склонов, а мощные почвы нижние части склонов и неглубокие замкнутые понижения. Естественное плодородие почв обоих видов высокое, содержание гумуса от4 до 8%, а его запасы в метровом слое от 250 до 400 т на 1 га.

      В пахотном слое луговые черноземовидные среднемощные и мощные почвы имеют от кислой до близкой к нейтральной реакцию (рН_КСl 4,8- 5,9),повышенную гидролитическую кислотность (3,5- 6 мг- экв.), сумма поглощенных оснований также высокая  (25-40 мг- экв. на100 г почвы). Степень насыщенности основаниями почвенного поглощающего комплекса находиться в пределах 80- 90%. В известковании, как правило, почвы не нуждаются.

      Слабоокультуренные среднемощные  и мощные почвы слабо и средне  обеспечены подвижным фосфором (25- 40мг на 1 кг почвы), но при систематическом внесении фосфорных удобрений содержание подвижных форм Р₂О₅ увеличивается до 50- 100 мг/кг и более. Обменным калием почвы повышенно и высоко обеспечены (120- 250 мг на 1 кг почвы). Небобовые сельскохозяйственные культуры хорошо отзываются на этих почвах на азотные и азотно- фосфор-ные удобрения.

      В гумусовом слое (Ап+(A1)+AB) среднемощные и мощные почвы имеют благоприятные водные и воздушные свойства: плотность сложения 0,9- 1,1 г/см³, общая порозность 64%,  агрегатная порозность  49%. Несмотря на большую влажность завядания растений,  диапазон активной влаги высок -26%. Водопроницаемость хорошая - 6- 8 мм/мин, но вниз по профилю она резко снижается, что обусловливает переувлажнение почв в годы с повышенным количеством осадков во второй половине лета. (Система земледелия Амурской области, 2003г) .

Таблица 2 - Характеристика почвы севооборота

   Запасы минерального азота в почве очень динамичны, изменяются ежегодно в зависимости от погодных условий, предшествующей культуры и величины её урожая, от способа обработки почвы, от типа и вида почв. Агрохимическая служба и научно-исследовательские учреждения ежегодно определяют остаточные запасы минерального азота (N-NO₃ +N-NH₄) в типичных почвах после типичных предшественников поздно осенью, после снижения микробиологической активности почв.

Характеристика  климатических условий

     Климат Амурской области имеет резко континентальный с признаками муссонности в летнее время. Он значительно изменяется с севера на юг, а также в зависимости от близости моря и особенности рельефа. В связи с муссонностью гидротермический режим в области неустойчивый: короткий безморозный период, поздний возврат холодов в весенний период и ранее понижение температур в осенний период, поздний возврат холодов в весенний период и раннее понижение температур в осенний период, неравномерности распределения тепла и влаги в период вегетации основных культур.

      В Амурской области основные  площади сельхозугодий находиться  на трех крупных равнинах: Зейско- Буреинская, Амуро- Зейская и Верхнее  - Зейская. На них расположены  сельскохозяйственные зоны: южная,  центральная и северная.

     Безморозный период в южной зоне составляет около 130 дней, в центральной зоне- 111- 113, в северной- 92- 100 дней. Сумма активных температур воздуха выше10 в нижней зоне составляет 2100- 2300, в центральной- 1900- 2100 и в северной- 1700- 1900.

Среднемесячная температура воздуха января в сельскохозяйственных  районах области колеблется от- 26,6 до- 28,8.

      Осадков в зимний период выпадает  в пределах 3- 4%от годовой суммы.

Высота снежного покрова в основных сельскохозяйственных районах колеблется от 12- 14 см на юге, до 22- 24 см на севере. Промерзание почвы зимой от 2,5 м в южной части области, до 3,5 м в центральной. Северные районы сельскохозяйственного освоения области расположение в зоне очаговой многолетней мерзлоты. Снежный покров сходит рано и особого значения в водном балансе для растений не имеет.

      Весна в Приамурье сухая, холодная, иногда поздняя(2003год), с сильными  ветрами в апреле- мае. Среднемесячные  положительные температуры воздуха  в южной части области наступают  в первой декаде, в центральной и северной- во второй декаде апреля.

      По многолетним данным, прогревание  почвы до +5С на глубину 10см  в южной зоне наступает в  начале второй декады апреля, а в центральной и северной зонах- в середине и конце второй декады апреля.

      Осадков выпадает в марте- мае 50- 60 мм, что составляет 11- 18% среднегодового количества. В весенний период влажность почвы в Приамурье определяется в основном летнее- осенними запасами, которые составляют в слое 0- 20 см 60- 70 мм продуктивной влаги. Отношение осадков к испарению в этот период 0,5- 0,6. Испарение превышает количество атмосферных в среднем на 30- 50%. Эти особенности климата Приамурья необходимо учитывать при разработке агротехники возделывания сельскохозяйственных культур. Для рационального использования имеющейся влаги особое значение имеют глубокая обработка почвы, ранневесеннее боронование и выравнивание почвы.

      Лето в Приамурье теплое, с  умеренной сухой погодой в  первой половине и влажной  во второй. В отдельные годы  наблюдались отклонения от многолетних данных. Так, весна и первая половина лета 2004 года были с большим количеством осадков (1,5- 2 нормы), а в июле- сентябре осадков было недостаточно. В 2005 году в июне- августе выпало осадков от 25 до 50% месячной нормы. По области с июня по сентябрь выпадает 286- 350 мм осадков (66- 76 годового количества),что вызывает периодическое увлажнение почвы, особенно в июле- августе. Среднемесячная температура июля в основных сельскохозяйственных районах- 20^оС- 21^о С. Высокая относительная влажность и температура воздуха в летний период способствуют развитию многочисленных грибных, бактериальных заболеваний.

      Осень сухая, теплая. Положительные  температуры удерживаются в южной  и центральной зонах до конца  третьей декады октября, в северных- до конца второй декады. Осадков выпадает 16- 19% годовой нормы. Безморозный период составляет в южной зоне около 130 дней, в центральной- 111- 113, в северной- 92- 100 дней. Сумма активных температур воздуха выше +10^о С в южной зоне области- 2100- 2300, в центральной -1900- 2100, в северной- 1700- 1900^оС.

      Особенности климатических условий  и опыт возделывания сельскохозяйственных культур указывают, что в Амурской области можно выращивать культуры преимущественно с коротким периодом вегетации. В области, благодаря тесной связи ученых- аграрников с производственниками сложилась определенная агротехника возделывания культур с условием климатических факторов. Это и новые сорта, бесплужная обработка почвы, различные формы поверхности, системы удобрений и защиты растений от болезней, вредителей и сорняков.  (Система земледелия Амурской области, 2003 г).  

2 ХИМИЧЕСКАЯ МЕЛИОРАЦИЯ  ПОЧВ 

Химическая  мелиорация почв- это  регулирование состава  поглощенных ППК  катионов путем замены избытка нежелательных  среди них ( водород, аллюминий, железо, марганец в кислых почвах, натрий, иногда и магний в щелочнйх почвах ) на кальций. Устраняют избыточную кислотность почв извескованием, а избыточную щелочность- гипсованием. Проведение подобных мероприятий должно предшевствовать внесению удобрений и необходимо для создания оптимальных для возделываемых культур реакции почвенного раствора, потребления питательных элементов почвы и вносимых удобрений.  
 
 
 
 

2.1 ЦЕЛИ ИЗВЕСТКОВАНИЯ

      Известкование – внесение в почву кальция в виде карбоната, окиси или гидроокиси для нейтрализации кислотности. Это прием химической мелиорации, направленный не только на нейтрализацию избыточной кислотности почв, но и на улучшение ее агрохимических,  агрофизических и биологических свойств, обеспечение растений кальцием и магнием, мобилизацию и иммобилизацию макро- и микроэлементов в почве, создание оптимальных физических, водно-физических, воздушных и других условий жизни культурных растений.

      Качественное  известкование нуждающихся в  нем почв – первейший и обязательный элемент системы удобрения агроценозов. Высокая эффективность известкования достигается только при строгом соблюдении всесторонне обоснованных технологий известкования: места, дозы, сроков и способов внесения извести в каждом агроценозе с учетом агрохимических свойств почв, биологических особенностей и существующего чередования культур, качества и формы известковых материалов и материально-технической обеспеченности этих работ. Известкование должно предшествовать (или сочетаться) внесению органических и минеральных удобрений, так как это резко повышает их взаимную эффективность.

      Большинство растений развивается, как правило, при нейтральной или близкой  к нейтральной реакции среды  в почве, наиболее благоприятной  для развития многих полезных почвенных микроорганизмов. Научное обоснование известкования почв состоит в следующем.

     1. Неблагоприятная для культурных  растений реакция среды отрицательно отражается на их росте и развитии вследствие ряда причин. Высокая концентрация водорода отрицательно влияет на физико-химическое состояние протоплазмы клеток корня, затрудняет рост корневой системы, нарушает нормальную проницаемость, обмен веществ в корнях. В связи с этим ухудшаются условия питания растения в целом.

     2. Почвы с повышенной кислотностью  имеют плохие физико-химические и физические свойства. Коллоидная часть почв бедна кальцием, магнием, но богата водородом и подвижными катионами алюминия, марганца и даже железа. Этим объясняются малое содержание коллоидной фракции в кислых почвах, их низкая емкость поглощения, слабая буферность и бесструктурность.

     3. При кислой реакции алюминий, содержащийся во многих почвах, образует растворимые соединения, оказывающие вредное воздействие на многие растения. Кроме того, избыток водородных ионов в почвенном растворе отрицательно действует на питание растений: нарушаются поступление питательных катионов и анионов в растение, углеводный и белковый обмен.

     4. На почвах с повышенной кислотностью  подавляется жизнедеятельностью полезных микроорганизмов, почти не развиваются аммонифицирующие и нитрифицирующие микробы, азотобактер, бактерии, грибы.

     5. Известкование выполняет важную  экологическую функцию в агроценозе, так как этот прием приводит к иммобилизации тяжелых металлов, радионуклидов и других токсических элементов.

      Известь оказывает многостороннее  положительное  действие на почву. Внесение высоких  доз извести не оказывает существенного  влияния на содержание гумуса в почве, но значительно улучшает его качество.

      Известкование приводит к лучшему обеспечению  растений не только азотом, но и зольными элементами вследствие усиления активности бактерий, разлагающих органические фосфорные соединения почвы, а также перехода фосфатов железа и алюминия в более доступны растениям фосфорнокислые соли кальция.

      Известкование улучшает физические, физико-химические и биологические свойства почвы. Кальций способствует коагуляции почвенных коллоидов и предотвращению их вымывания, вследствие этого облегчается обработка почвы, улучшается аэрация известкованной почвы.

      Важная  функция известкования – предотвращение декальцинирования пахотного слоя почвы, а также поддержание положительного баланса кальция. Известкование полностью удовлетворяет потребность всех растений в кальции как элементе минерального питания, что для некоторых культур имеет большое значение, повышает эффективность физиологически кислых минеральных удобрений, особенно аммиачных и калийных.

      Известкование активизирует ферментативные процессы в почве, по которым косвенно можно судить об ее плодородии. При известковании снижается гибель озимых культур и многолетних трав, улучшается качество сельскохозяйственных растений, особенно бобовых культур. На известкованных почвах получают растительную продукцию с содержанием белка на 2-5% выше ,чем на кислых. Качество продукции возрастает также за счет иммобилизации в почве токсических элементов и радионуклидов.

      Расходы на известкование окупаются обычно в течение двух лет, а действие извести длится много лет. Значение известкования кислых почв намного возрастает в связи с переходом на интенсивные системы земледелия, где ведущими культурами являются пшеница, кукуруза, сахарная свекла, горох и другие, получить высокий урожай которых на этих почвах без внесения извести невозможно.  

2.2 СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА  ИЗВЕСТКОВАНИЯ

Составление плана  известкования включает два этапа:

     1. определение нуждаемости и очередности  известкования;

     2. расчет дозы известкового материала  для конкретного поля и потребности хозяйства по годам.

     Наиболее  точная оценка кислотности почвы  и нуждаемости  ее в известковании могут быть установлены с учетом показателей гранулометрического состава, величины рН солевой суспензии и степени насыщенности почв основаниями.

     Таблица 3 - Группировка почв по кислотности

     В первую очередь должны известковаться почвы с сильной нуждаемостью, затем со средней и слабой. По данным имитационного задания почва имеет рН солевой суспензии 4,6 и Нг 3,17 мг.экв/100г почвы, что в соответствии с таблицей 3, говорит о то, что почва относится к 2 группе кислотность т.е. кислая.

     Исходя из данных таблицы 3, почва имеет слабую нуждаемость в известковании. Кроме того, следует учитывать отношение сельскохозяйственных культур к кислотности почвы. По отношению к реакции среды растения можно подразделить на группы:

     1. Наиболее чувствительные к кислотности,  требуют нейтральную реакцию (рН н₂о 7-8), сильно отзываются на известкование: люцерна, сахарная, столовая и кормовая свекла, капуста, чеснок, смородина.

     2. Чувствительные к повышенной  кислотности. Для них лучше  слабокислая или близкая к нейтральной реакция почвы (рН н₂о 6-7), они хорошо отзываются на известкование сильно и средне кислых почв : пшеница, ячмень, кукуруза, соя, фасоль, горох, клевер, подсолнечник, огурцы, лук, салат.

     3. Слабо чувствительные к повышенной кислотности, наиболее благоприятная для них слабокислая реакция (рН н₂о 5,5- 6,0), положительно реагируют на известкование сильно и среднекислых почв: рожь, овес, просо, гречиха, томат, тимофеевка, редис, морковь.

     4. Картофель нуждается в известковании  только на сильно кислых почвах.

     По  данным имитационного задания из все данные культуры относятся ко второй и третьей группам, т.е. чувствительны к повышенной кислотности и слабо чувствительны к повышенной кислотности.

Таблица 4 - Очередность известкования в различных типах севооборотов

     После установления очередности известкования  определяют необходимые нормы извести. При этом необходимо учитывать, что избыточное известкование может быть таким же вредным, как и недостаточное. Известь, внесенная в избыточных количествах, снижает доступность для растений фосфора, марганца, бора, цинка, калия.

      Доза  извести зависит от чувствительности основных культур севооборота к кислотности, гранулометрического состава почвы, ее кислотности, содержания гумуса, глубины пахотного горизонта и качества известковых удобрений.