3. Экологические аспекты применения минеральных удобрений
На основе литературных данных показать положительные аспекты применения удобрений (воспроизводство плодородия почв, оптимизация питания культурных растений биогенными элементами, улучшение химического состава и питательной ценности растениеводческой продукции и т.д.). С другой стороны необходимо отразить отрицательное влияние удобрений на окружающую природную среду (загрязнение почв, поверхностных и грунтовых вод, эвтрофирование водоемов, уплотнение почв, ухудшение плодородия почв и фитосанитарного состояния посевов и т.д.).
В этом разделе студент должен рассчитать экологически обоснованные нормы внесения минеральных удобрений под культуры севооборота с учетом содержания биогенных элементов в почве. Обосновать необходимость известкования кислых почв и рассчитать нормы внесения известковых материалов.
С этой целью составляются картограммы содержания подвижных соединений фосфора, калия и кислотности почв. Картограмма служит наглядным материалом при расчете доз внесения удобрений и извести.
Составляются картограммы на основе данных анализа почв. На план землепользования обследуемого хозяйства наносят контуры обследуемых участков. Внутри контура отмечают номер участка, его площадь (в знаменателе) и три цифры (в числителе). Первая цифра – это номер группы по степени кислотности, вторая – по содержанию подвижного фосфора, третья – по степени обеспеченности почвы калием.
Например:
Это означает, что участок 5. = площадь его 17,6 га, почва участка сильно кислая (номер группы по кислотности – 1, рН = 4,5), с очень низким содержанием фосфора (номер группы по фосфору – 1, 2,5мг Р2О5 на 100 г почвы) и высоким содержанием калия (номер группы по калию – 5, 17 мг К2О на 100 г почвы). В условных обозначениях картограммы располагают таблицы группировки почв по степени кислотности, по содержанию Р2О5 и К2О в мг/100 г почвы (табл. 2 и 3 приложений).
Научно-исследовательскими учреждениями утверждены в различных почвенно-климатических зонах нормы удобрений, рекомендуемые для внесения их под сельскохозяйственные культуры (табл. 4 приложений). Но в зависимости от содержания подвижных форм основных элементов питания в почве эти средние нормы могут быть увеличены или уменьшены. В таблицах 5 и 6 приложений приведены поправочные коэффициенты к рекомендуемым средним дозам. Из таблицы 5 следует, что, например, при низком содержании фосфора в почве для получения хорошего урожая под зерновые культуры достаточно вносить средние дозы удобрений, а под пропашные культуры количество удобрений должно быть увеличено на 1/3‑½ дозы. Например, если рекомендуется вносить фосфорные удобрения под ячмень из расчета 40 кг/га, то на почвах с очень низким содержанием подвижного фосфора количество вносимых удобрений увеличивают до 53 кг/га, а на почвах со средним содержанием уменьшают до 27 кг/га.
Пользуясь картограммами обеспеченности почв фосфором и калием необходимо рассчитать экономически обоснованные нормы внесения минеральных удобрений (с учетом поправочных коэффициентов) под сельскохозяйственные культуры (задание выдает преподаватель). Данные представить в виде таблицы (табл. 8 приложений).
Используя картограмму кислотности требуется установить необходимость известкования кислых почв, а также рассчитать дозы известковых материалов. В первую очередь известкуют участки с сильнокислыми почвами. При благоприятных условиях (наличии местных залежей извести) целесообразно известковать и слабокислые почвы, особенно на которых выращивают чувствительные к кислотности культуры (сахарную свеклу, бобовые и т. д.). Почвы, близкие к нейтральным, известковать не следует. Дозы извести рассчитывают по величине рН, пользуясь таблицей 7 приложений.
Для правильного установления дозы извести необходимо учитывать механический состав почвы. В простейшем случае почвы по механическому составу делят на две группы: супесчаные и легкосуглинистые, а затем среднесуглинистые и тяжелосуглинистые. Как видно из таблицы 7, дозы извести для почв тяжелого механического состава выше, чем для почв легкого механического состава.
При известковании кислых почв не следует добиваться полного устранения кислотности почв, достаточно ее реакцию понизить до слабокислой. Выбор площадей для известкования определяется не только свойствами почв, но и особенностями отдельных сельскохозяйственных культур, преобладающих в севообороте. Так, под кормовые корнеплоды, сахарную свеклу и овощи известкуют не только сильнокислые и среднекислые, но и слабокислые почвы, эти культуры лучше развиваются при нейтральной реакции.
В севооборотах с люпином (при высоком проценте картофеля) на песчаных почвах следует известковать только почвы сильнокислые, а слабокислые не надо. Иногда известкование слабокислых почв может дать отрицательный эффект.
Большие прибавки урожая после известкования дают озимая пшеница, ячмень, горох, кормовые бобы, клевер, люцерна, кормовые корнеплоды, сахарная свекла, кукуруза, овощные культуры.
Более точный рассчет норм внесения извести ведется по величине гидролитической кислотности. Практически, норма СаСО3, установленная по этому показателю, в полевых условиях из-за неполного взаимодействия с почвой, понижает кислотность до pН = 5,5-5,6, т.е. до уровня, благоприятного для возделывания большинства сельскохозяйственных культур.
Норму извести рассчитывает на основании эквивалентной массы СаСО3. а также массы пахотного слоя почвы на площади 1 га. Принято считать, что слой почвы толщиной 20 см имеет массу 3000000 кг.
Для нейтрализации 1 мг/экв ионов водорода в 100г почвы требуется 1 мг/экв или 50 мг СаСО3, а на 1 кг почвы – 500 мг. Умножив эту величину на массу пахотного слоя (3000000 кг) и разделив на 1000000000 (для пересчета мг CaCО3 в тонны), после сокращения получаем:
где Д - доза СаСО3, т/га.
Однако некоторые сельскохозяйственные культуры чувствительны к повышенным нормам извести, установленным по величине гидролитической кислотности. Поэтому в севооборотах со льном и картофелем приходится применять известь в меньших нормах, которые можно определить по величине обменной кислотности и рассчитать по формуле:
где Д - норма СаСО3 в т/га;
Н - обменная кислотность мг-экв/100 г;
500 - доза СаСО3 (мг) для нейтрализации 1мг-экв ионов Н в 1 кг почвы;
3000000 - масса пахотного слоя почвы, кг;
1,75 - поправка на неполноту извлечения обменной кислотности раствором KCl;
1000000000 - пересчет мг СаСО3 в тонны.
Если дозы извести, установлены по величине рН, значительно расходятся с количеством, найденным по величине гидролитической кислотности, наиболее правильной следует считать дозу, рассчитанную по величине гидролитической кислотности.
(Объем 8-10 стр.).