Література

1. Бомба М. Я. Землеробство з основами ґрунтознавства, агрохімії та агроекології: Навч. Посіб. /М.Я. Бомба, Г.Т. Періг, С.М. Рижук [та ін.]. – К.: Урожай., 2003. – 400 с.

2. Гладюк М. М. Основи агрохімії. Хімія в сільському господарстві /М. М. Гладюк. – К.; Ірпінь: Перун, 2003. – 288 с.

3. Лопушняк В. І. Агрохімічне обслуговування сільськогосподарських формувань: навчальний посібник /В. І. Лупушняк, І. О. Корчинський, М. М. Вислободська [та ін.]. – Львів: «Новий Світ – 2000», 2011. – 288 с.

Запитання для самоперевірки

1)Яке значення мають органічні добрива у підвищенні врожайності с.-г. культур і родючості грунту ?

2) Вкажіть склад підстилкового гною і його удобрювальну цінність?

3) Які визнаєте способи зберігання підстилкового гною

4) Пташиний послід, його хімічний склад і використання ?

5) Які рослини вирощують на зелене добриво ?

6) Назвіть види компостів, Які компоненти використовують для компостування ?

7) Сапропель як органічне добриво.

8) Торф як органічне добриво, типи торфів, поділ за ступенем розкладання?

9) Переваги мінерально-органічних добрив ?

Практична робота № 8 Тема. Баланс поживних речовин. Розрахунок доз мінеральних добрив підзапланований урожай

Мета: ознайомити студентів з балансом поживних речовин та методикою розрахунку доз добрив, необхідних рослині для запланованого врожаю. На конкретних завданнях навчити студентів розраховувати необхідні дози мінеральних добрив під заплановану величину врожаю однієї із культурних рослин.

Основні терміни

Живлення рослин – цепроцес поглинання із зовнішнього середовища та перетворення поживних речовин на сполуки, необхідні для життєдіяльності рослин, переміщення первинно увібраних поживних речовин та їх перетворення і локалізації в місцях наступного використання.

Кореневе живлення – це поглинання через корені рослинами з грунту (або субстрату) воду й різні іони мінеральних солей, а також незначні кількості деяких органічних речовин.

Повітряне живлення – це процес, який полягає в процесі фотосинтезу – засвоєнні на світлі вуглекислого газу атмосфери та утворенні органічних сполук (вуглеводів тощо) за участю хлорофілу, що міститься в листках.

Критичний період – це період, за якого різна нестача, порушення співвідношення чи надлишок елементів живлення призводять до небажаних явищ у всіх наступних фазах росту й розвитку рослин.

Норма добрив – це загальна кількість добрив, внесених під сільськогосподарську культуру за період її вирощування, включаючи внесення до її посіву.

Доза добрив – це кількість добрив, внесених за один агротехнічний прийом.

Теоретичні відомості

Сичтема землеробства і головним чином, ступінь її інтенсифікації визначає роль факторів у формуванні врожаю сільськогосподарських культур. Науковими дослідженнями зарубіжних і вітчизняних вчених доведено, що за інтенсивного землеробства близько 61% врожаю формується за рахунок добрив та засобів захисту рослин. У той же час на родючість грунтів припадає 15% урожаю. За екстенсивної системи навпаки: на добрива припадає 10%, а на родючість грунтів та погодні умови – 60%.

Свме за екстенсивною системою ведеться землеробство в абсолютній більшості господарств України. Тому відбувається постійна втрата поживних речовин та гумусу. Це підтверджується даними агрохімічної паспортизації земель, яку проводять у кожному полі або земельній ділянці через п’ять років, а також розрахунками балансу органічної речовини та елементів живлення у землеробстві країни.

Завдання полягає в тому, щоб кількість поживних речовин у грунті не лімітувала урожайність сільськогосподарських культур. У сучасних умовах для вирішення цих завдань, у першу чергу, необхідно поліпшити систему удобрення сільськогосподарських культур, щоб ліквідувати дефіцит поживних речовин і гумусу.

Зниження втрат поживних речовин грунту, відбувається за рахунок ерозії, вимивання, вивітрювання, а також виносу їх з урожаєм сільськогосподарських культур. Якщо втрати не будуть компенсуватися добривами, меліорантами чи іншими джерелами, то грунт виснажуватиметься на рухомі поживні речовини, що знижує його ефективну родючість і відповідно, врожайність сільськогосподарських культур.

Для контролю за станом родючості грунтів у землеробстві використовують балансовий метод розрахунку поживних речовин. При цьому враховують статті надходження поживних речовин у грунт та статті їх втрат із грунту. До статей надходжень входять органічні та мінеральні добрива, меліоранти, посівний матеріал, біологічна фіксація азоту, поживні речовини з атмосферних опадів. До статей втрат відносять винос поживних речовин урожаєм (основна і побічна продукція), ерозійні втрати, вимивання з фільтраційними водами, вивітрювання в атмосферу тощо.

Баланс поживних речовин розраховують під окремими культурами для земельної ділянки, або в цілому для сільгосппідприємства, району тощо. Розрахунок проводять кожного року та всередньому за декілька років, тому що врожай, значною мірою, залежить від погодних умов і робити висновок за один рік буде недостовірно. Баланс поживних речовин у землеробстві оцінюється у середньому за 5 років.

У сучасних умовах балансом основних біогенних елементів підтверджується процес зниження родючості грунтів в агроекосистемах України. Починаючи з 90-х років 20 ст. прискореними темпами формується від’єминий баланс азоту, фосфору та калію, який становить 120-130 кг/га. Цей негативний процес виснаження грунтів підсилюється й ерозією.

Результати довготривалих досліджень підтверджують, що використання грунтів під польовими культурами за незбалансованого внесення добрив неодмінно призводить до гострої нестачі тієї чи іншої поживної речовини. Як свідчить динаміка балансу поживних речовин у грунтах країни у кінці 80-х років минулого століття було досягнуто бездефіцитного балансу поживних речовин. Інтенсивність балансу (співвідношення надходження до виносу) складає 109%, а щодо фосфору – 180%, що призвело до зафосфачування грунтів.

У 2001-2005 роках відмічається подальше зростання щорічного виносу азоту, фосфору і калію – на 47,7 кг/га за незначного збільшення надходження цих елементів (в основному за рахунок азоту). Відповідно відємний баланс далі зростає і складає понад 111 кг/га. Найефективніше грунти збіднюються на калій, дефіцит якого склав понад 50 кг/га (18%).

В 2010 році, в середньому, з 18,5 млн. га ріллі основних груп сільськогосподарських культур втрачено безповоротно 2,38 млн. тонн поживних речовин (азоту, фосфору та калію) на суму понад 18 млрд. гривень.

Для отримання високого врожаю належної якості необхідно, щоб усі чинники росту рослин були представлені в певних гармонійних поєднаннях, які найповніше задовольняють потреби рослин у відповідності періоди їх росту та розвитку.

До чинників життя рослин належать світло, тепло, вода, повітря та поживні речовини. Нестача будь-якого чинника зумовлює малий урожай, а повне виключення хоча б одного з них – загибель рослин.

До складу рослин входить вода і суха речовина, яка представлена органічними та мінеральними сполуками. Основна маса сухої речовини складається з органічних сполук – вуглеводів (клітковина, крохмаль, цукор) білків, жирів, а також з різних мінеральних сполук, які надходять через кореневу систему. Суха речовина в середньому на 93% складається з чотирьох так званих органогенних елементів: вуглецю, кисню, водню і азоту. Інші елементи залишаються після спалювання рослин у золі, тому їх називають зольними. Вони становлять близько 5% маси сухої речовини.

Всі хімічні елементи поділяються на макро-, мікро- та ультра-мікроелементи.

Макроелементи входять до складу рослин у значних кількостях. До них належать, крім кисню, водню вуглецю і азоту, ще й фосфор, калій, кремній, кальцій, сірка, магній, залізо, натрій, алюміній.

Мікроелементи - марганець, бор, стронцій, мідь, цинк, бром, фтор, олово, нікель, титан, барій, молібден, кобальт, йод.

Ультрамікроелементи – миш'як, германій, рубідій, золото, кадмій, радій, ртуть, срібло.

Потреба в елементах живлення залежить від біологічних особливостей рослин та умов зовнішнього середовища, зокрема грунтово-кліматичних умов, системи удобрення, обробітку грунту тощо.

За способом живлення вищі рослини належать до автотрофних організмів, тобто вони самі синтезують органічні речовини з неорганічних. Живлення рослин може відбуватися двома шляхами: з повітря через зелені листки та з грунту – через кореневу систему. Тобто розрізняють повітряне і кореневе живлення.

Мінеральне живлення рослин здійснюється шляхом активного процесу вбирання мінеральних солей з ґрунту у вигляді катіонів та аніонів коре-невими волосками кінчиків кореня.

Засвоєння поживних речовин залежить від внутрішніх і зовнішніх умов живлення. До внутрішніх умов належать спадкові ознаки, що зумовлюють анатомічну і морфологічну будову кожного виду рослин, темпи росту, настання фаз розвитку, спосіб розмноження, продуктивність і хімічний склад урожаю, вимоги до властивостей середовища та інше.

До зовнішніх умов живлення рослин належать вода, освітлення, тепло, повітя, наявність доступних форм поживних речовин тощо.

Головна умова нормального живлення рослин – наявність поживних елементів.

Елементи живлення містяться в грунтовому розчині, органічних речовинах, в твердій і мінеральній фракціях грунту. Легко доступні для рослин поживні елементи грунтового розчину, а також грунтових колоїдів.

Елементи мінерального живлення знаходяться у вбирному ґрунтовому розчині і створюють певний фон мінерального живлення.

При внесенні в ґрунт мінеральних добрив необхідно врахувати запас мінеральних речовин в ньому.

Ефективна збалансована система застосування добрив для збереження і підвищення родючості ґрунту і врожайності вимагає врахувати баланс елементів живлення та їх міграцію. Рослини неповністю використовують поживні речовини добрив. У середньому коефіцієнт використання міне-ральних добрив сільськогосподарськими культурами становить: азот­них 40 - 50%, фосфорних 10 - 25%, калійних 50 - 60% діючої речовини. Внесення добрив повинно забезпечити оптимальний рівень кореневого мінерального живлення культур у сівозміні.

Відношення кількості поживних речовин, винесеної з урожаєм, до загальної кількості поживної речовини, внесеної з добривом, становить коефіцієнт використання поживної речовини добрива.

Під нормою добрива розуміють загальну кількість добрива, внесеного під сільськогосподарські культури за період їх вирощування. Кількість добрива, внесена за один прийом, називається дозою добрива.

Ефективність добрива, внесеного під попередню культуру, на другий і наступні роки називають післядією добрива.

Для визначення оптимальної кількості добрив під запланований урожай потрібно врахувати і те, що частина мінеральних поживних речовин виноситься з урожаєм за межі поля.

Основні умови, за яких можливе досягнення запланованого урожаю сільськогосподарських культур, визначені академіком І.С. Шатіловим.

1. Визначення рівня продуктивності культур за коефіцієнтом вико-ристання рослиною фотосинтетичної сонячної радіації (ФАР).

2. Визначення потенційних можливотей культури чи сорту.

3. Формування на полі оптимальних умов для фотосинтезу.

4. Розроблення такої системи добрив, при якій можна максимально використати родючість ґрунту.

5. Розроблення комплексу агротехнічних заходів з урахуванням потреб рослини.

6. Усунення впливу шкідників і хвороб рослин, що негативно впливають на ріст, розвиток і урожай культур.

Отже, необхідно врахувати всі фактори, що визначають рівень урожаю.

Із багатьох методів, запропонованих різними авторами, найбільш популярним є балансовий метод.

Для розрахунку норми внесення азотних, фосфорних і калійних добрив під запланований урожай певної культури рослини необхідні такі дані:

- рівень запланованого врожаю заданої культури;

- винос поживних речовин з урожаєм, вміст їх в орному шарі ґрунту;

- коефіцієнт використання рослинами поживних речовин з ґрунту;

- коефіцієнт використання рослинами поживних речовин із добрив;

- тип (різновид) ґрунту, його хімічне середовище (рН ґрунтового розчину);

- використання посіву (на насіння чи використання вегетативних частин) рослини.

Розрахунок проводять за формулою:

Д добрива = (100*В) - (П*К1) / К2 ,

де: В - винос поживних речовин із ґрунту з урожаєм культурної рослини, кг/га; (табл. 1)

П - вміст поживних речовин в одному шарі ґрунту, кг/га; (табл. 3)

К1 - коефіцієнт використання культурною рослиною поживних речовин з ґрунту, %; (табл. 2)

К2 - коефіцієнт використання елементів живлення культури з добрив, які бу­дуть внесені, %; (табл. 2)

Д добрива - доза добрива, яку розраховують для внесення;

X - запланований урожай, ц/га.

Завдання.

Розрахувати норми внесення азотних, фосфорних і калійних мінеральних добрив під запропоновану культуру і запланований врожай.

Конкретні завдання видаються окремим студентам чи групам викладачем.

При виконанні завдання враховують тип ґрунту і відповідне добриво - азотне, калійне, фосфорне. Окремо розрахувати норми внесення їх - із розрахунку вмісту в них діючої речовини N, P₂О₅ ,К₂О.

Необхідні для розрахунку дані візьміть із додатку таблиць 1, 2,3, що сто'суються виносу поживних речовин з ґрунту з урожаєм різних культур; коефіцієнти використання рослинами поживних речовин з ґрунту, вміст поживних речовин в одному шарі ґрунту.

Визначення доз добрив за розрахунковим методом під запланований урожай (культури в ц/га) проведіть за формулою, поданою в тексті.

Примітка

Після проведення розрахунків отримаєте потребу вибраної культури в елементах живлення: азоті (N), фосфорі (Р₂0₅) та калію (К₂О). Ці результати, які відображають кількісну потребу в діючій речовині, потрібно перевести у масу певного добрива - азотного, калійного, фосфорного, яке буде вноситися під що культуру.

Для цього потрібно спланувати, які мінеральні добрива будете використовувати (з врахуванням типу і рН ґрунту), вміст діючої речовини в них і відповідно визначити, яку кількість (в ц/га) треба внести.

Таблиця 1

Розрахункові дані

Показники	N	Р205	К 2О
1. Запланований урожай культури... 2. Винос поживних речовин з урожаєм, кг/га(В). 3. Вміст поживних речовин у ґрунті, мг/100гр(П). 4. Коефіцієнт використання поживних речовин з орного шару ґрунту, %(К1) 5. Коефіцієнт використання поживних речовин з добрив, % (К2)

Таблиця 2

Винос поживних речовин з ґрунту з уро­жаєм різних культур

Культура	Основнапродукція	Винос поживних речовин (кг) на 1 т основної продукції
		азот	фосфор	калій
Пшениця озима	зерно	30	13	25
Пшениця яра	зерно	30	12	25
Жито озиме	зерно	25	12	26
Ячмінь	зерно	25	11	22
Овес	зерно	33	14	20
Кукурудза	зерно	34	12	17
Цукрові буряки	коренеплоди	5,9	1,8	7,5
Кормові буряки	коренеплоди	4,9	1,5	6,7
Картопля	бульби	6,2	2,2	9,5
Горох	зерно	66	16	20
Кормова морква	коренеплоди	5.2	16,9	16,0
Люпин	насіння	68	19	47
Льон	насіння	106	53	93
Вика	насіння	63	14	16
Конюшина	сіно	19,7	5,6	15
Тимофіївка	сіно	15,5	7	24
Люцерна	сіно	26	6,5	15
Природні сінокоси	сіно	17	7	18

Таблиця 3

Коефіцієнт використання поживних речовин з орного шару ґрунту

(0 - 20 см) із добрив (у рік внесення)

Джерело поживних речовин	Коефіцієнт використання, %
	азоту	фосфору	калію
Гній і компости	25-35	30 - 50	50 - 75
Мінеральні добрива	50-70	15-25	50 - 75
Ґрунт	10-20	5-10	10-12

Таблиця 4

Вміст поживних речовин в орному шарі ґрунту (0 - 20 см)

Культура	Запланований урожай, ц/га	Вміст поживних речовин у грунті мг на 100г
		азот	фосфор	калій
Пшениця озима (зерно)	50	5,9	5,4	5,5
Ячмінь	40	6,2	6,5	'5,8
Кормові буряки	300	5,3	5.9	7,2
Кормові буряки	400		6,4	6,4
Кормові буряки	280	5,0	4,8	6,0
Кормова морква	150	5,5	5,2	3,6
Кормова морква	160	5,5	5,1	4,0
Кормова морква	180	6,5	5,1	3,6
Вика (сіно)	40	5,2	5,6	4,0
Вика (сіно)	50	4,8	6,7	5,8
Конюшина (сіно)	60	6,5	5,4	3,8
Конюшина (сіно)	50	6,5	5,8	3,8
Природні сінокоси	50	3,8	4,5	4,2
Природні сінокоси	40	4,0	4,5	3,5
Природні сінокоси	45	4,0	5,0	4,7

Примітка

Щоб перевести кількість поживних речовин Змг/100г ґрунту в кг на 1 га орного шару, треба кількість у мг помножити на коефіцієнт ЗО (згідно з пропорцією 3 мг: 100 г = х₂: 1000г).