Методы оптимизации применения удобрений

Питание растений, удобрения, средства защиты растений, стимуляторы роста
Ответить
Аватара пользователя
Gleya
Старейшина
Сообщения: 1354
Зарегистрирован: Пн фев 25, 2013 6:28 pm

Методы оптимизации применения удобрений

Сообщение Gleya »

В настоящее время основные принципы реализации потенциальной продуктивности растений: повсеместное освоение зональных систем земледелия, соответствующих условиям природно-экономических зон, структурам посевных площадей и севооборотам, системе об-работки почвы, внесению требуемых доз органических, минеральных, микроудобрений и извести, внедрению интенсивных сортов, эф-фективной защите посевов от сорняков, болезней и вредителей, своевременному и с высокому качеству проведения всех полевых работ.

С точки зрения агрохимии рассмотрим важнейшее звено научного земледелия – оптимизацию применения удобрений в процессе вегетации растения, ибо половина прироста сельскохозяйственной продукции зависит от применения удобрений. Тут главная задача - количество удобрений использовать с точки зрения агрономии, экологии и экономики с максимальной отдачей.

Оптимизации применения азотных(см азот), фосфорных, калийных (см Калий) и микроудобрений. При расчете доз удобрений на планируемый урожай культуры чаще всего используется метод балансового расчета. Существуют различные варианты этого метода.

I. Расчет доз питательных элементов по выносу всем запланированным урожаем:

x= [(100*УВ-СКп)/Кх], x=100*УВ-СКп/Кх, где C = m* d*h;

х – искомая доза N, Р2О5 или К2О кг/га; У – планируемый урожай, ц/га; В – вынос питательного вещества 1 ц продукции, кг; С – запас подвижного питательного вещества в почве, кг/га; КП – коэффициент использования питательного вещества из почвы, %; Кх – коэффициент использования питательного вещества минерального удобрения, %; m – содержание в почве подвижной формы питательного вещества, мг/100 г; d – объемная масса почвы, г/см3; h – глубина пахотного горизонта почвы.

Этот метод довольно широко распространен, так как имеет все статьи прихода и расхода питательных веществ.

При использовании этого метода важно знать: 1) вынос пита-тельных веществ урожаем культуры; 2) содержание подвижных питательных веществ в почве; 3) коэффициент использования питательных веществ из почвы; 4) коэффициент использования питательных веществ из удобрений; 5) масса пахотного слоя почвы или того слоя почвы, на который ведется расчет.

Для пахотного слоя (0–22 см) дерново-подзолистых почв он равен 30 (масса 1 га пахотного слоя дерново-подзолистой почвы соответствует 3000 т).

Эти расчеты можно выразить формулой

Д=[100*B-m*Kп]/Ку, где Д – требуемая доза минеральных удобрений; В – вынос питательных веществ, планируемых урожаем; m – содержание подвижных питательных веществ в пахотном слое почвы; КП – коэффициент использования питательных веществ из почвы; КУ – коэффициент использования питательных веществ из удобрений.

Этот балансовый метод часто применяется с различными уточнениями и модификациями, но сущность его остается одной и той же – определяются потребность растений в питательных веществах на планируемый урожай, наличие их в почве в доступной для растений форме, коэффициенты использования элементов из почвы и удобрений.

Некоторые исследователи более удачным считают второй балансовый расчет потребности в удобрениях с учетом планируемой прибавки урожая. При таком расчете необходимо знать урожай культуры, получаемый на данном поле без применения удобрений, т.е. благодаря естественному плодородию почвы.

Пример расчета потребностей растений в питательных веществах на планируемую прибавку урожая (при урожае без удобрений 20 ц/га)

Показатель: N / Р2О5/ К2О
Вынос питательных веществ на 1 т зерна запланированной прибавки урожая: 35 / 13.5 / 33
Использование питательных веществ минеральных удобрений в 1 год, %: 65 / 20 / 70
Следует внести питательных веществ, кг/га: 54 / 67 / 47
Содержание питательных веществ в минеральных удобрениях, %: 34 / 20 / 40
Расчетная доза удобрений, ц/ га: 1,6 / 3,3 / 1,2
Обеспеченность почв питательными веществами (данные картограммы): низкая / средняя/ низкая
Рекомендуемая доза удобрений с учетом данных картограммы, ц/га: 1,6 / 2,1 / 1,2

При таком расчете не требуется знать коэффициент использования питательных веществ из почвы; коэффициент же использования питательных веществ из удобрений может также существенно изменяться в зависимости от многих условий (свойств почвы, погоды, агротехники и т. д.).
Аватара пользователя
Gleya
Старейшина
Сообщения: 1354
Зарегистрирован: Пн фев 25, 2013 6:28 pm

Re: Методы оптимизации применения удобрений

Сообщение Gleya »

Ii. Расчет доз питательных веществ на планируемую прибав-ку урожая:

x=[100*a*(У-А)*В-Д]/Кх, где Д=[E*mH*Ke]/10,

х – искомая доза N, P2O5 или К2О, кг/га; У – планируемый урожай, ц/га; а – поправочный коэффициент, зависящий от содержания в почве подвижного питательного вещества; А – исходный урожай, ц/га; В – вынос питательного вещества 1 ц продукции, кг; Д – количество питательного вещества из навоза, кг/га; КХ – коэф-фициент использования питательного вещества минерального удобре-ния, %; Е – доза навоза, т/га; mН – содержание питательного вещества в навозе, %; Ке – коэффициент использования питательного вещества из навоза, %.При расчете доз удобрений на планируемый урожай или прибавку важно учитывать степень удобренности предшествующей культуры, с тем чтобы учесть последействие удобрений. Нужно прибавить после-действие внесенных удобрений из расчета 10–15% исходного количества в них действующего вещества.

В этих методах Удобрениями лишь компенсируется то коли-чество питательных веществ, которое нельзя получить из почвы. В данном случае не предусматривается не только систематическое повышение плодородия почвы, но даже и пополнение тех пита-тельных веществ почвы, которые израсходованы на формирование урожая. Нужно Наиболее приемлемый вариант при программировании урожаев – получение предельно возможных урожаев для данной культуры при одновременном повышении эффективного плодородия почвы.

Для этого необходимы достаточное внесение в почву органических удобрений для образования гумуса, освоение правильных севооборотов с бобовыми травами и промежуточными кормовыми и сидеральными культурами, внесение системы удобрений с учетом поддержания ПОЛОЖИТЕЛЬНОГО БАЛАНСА ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В СЕВООБОРОТЕ, Существуют методы определения доз удобрений с учетом ежегодного повышения плодородия почвы и выноса питательного элемента урожаем.

Допустим. Д = 80 кг/га – количество удобрения (д.в.), которое будет поступать ежегодно в почву; Л = 4 года – количество лет, прошедших после обследования; В = 30 кг/га – вынос питательных веществ в среднем за год, кг/га; K = 50% (0,5) – доля элемента питания, идущая на пополнение запасов питательных веществ почвы в пахотном слое, от величины, характеризующей положительный баланс; М – планируемое увеличение содержания элемента питания, мг на 100 г почвы в пахотном слое.

Содержание элементов питания в пахотном слое, эквивалентное 1 мг на 100 г почвы (1 мг P2О5 на 100 г почвы эквивалентен 30 кг фосфора в пахотном слое), га:

М=[Л*К(Д-В)]/30 = [4*0.5(80-30)]/30=3.3;

т.е. за 4 года запасы фосфора в почве повышаются на 3,3 мг на 100 г почвы, или ежегодный темп прироста составит в среднем 0,8 мг на 100 г почвы. Пользуясь этой же формулой, определяют дозу фосфор-ного удобрения (кг/га) при условии, что в среднем вынос фосфора урожаем составит 30 кг/га в год и содержание его в почве должно повыситься, например, за 5 лет на 4 мг (М).

Д=[30*M/K + Л*В]/Л = [30*4/0.5 + 5*30]/5 = 78 кг д.в./га

Азот в этом случае лучше оптимизировать по методу NМИН.
За ротацию севооборота азот минеральных удобрений ис-пользуется в среднем на 60%, фосфор – на 35 и калий – на 75%. Азот и фосфор органических удобрений используется на 50%, калий – на 75%

Т.Н. Кулаковская рекомендует проводить РАСЧЕТ ДОЗ УДОБРЕНИЙ ПО БАЛЛЬНОЙ ОЦЕНКЕ ПОЧВ. На основе многочисленных экспериментальных данных разработана цена балла пашни, кг продукции на один балл:

Цена балла пашни, кг продукции на один балл:

Культура - Балл на дерново-подзолистой почве - Балл на торфяно-болотной почве
Озимая рожь - от 30 до 36 - 44
Озимая пшеница - от 25 до 36 - 36
Ячмень - от 25 до 39 - 43
и так далее

Пример. Запланированный урожай озимой пшеницы 50 ц/га зерна. Почва супесчаная, балл пашни Бп = 58, цена балла по озимой пшенице Цбп = 34 кг.Агрохимические свойства почвы следующие: рН 6,0; гумус – 1,8; Р2О5 – 14 и К2О – 12 мг на 100 г почвы; объемная масса 1,3 г/см3; масса 20 см пахотного слоя 2,6 тыс. т. Поправочный коэффициент на агрохимические свойства K = 1,23.

Сначала определяют величину урожая, которую можно получить за счет эффективного плодородия почвы, по формулеУ = БП * Цбп * K = 58 * 34 * 1,23 = 24,2 ц/га.
Следовательно, при внесении удобрений прибавка зерна составит 25,8 ц/га (50–24,2)

Таким образом, для получения 50 ц зерна вносят N151P124K143, или в сумме 418 кг/га NPK.
Аватара пользователя
Gleya
Старейшина
Сообщения: 1354
Зарегистрирован: Пн фев 25, 2013 6:28 pm

Re: Методы оптимизации применения удобрений

Сообщение Gleya »

Интерес представляет МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ВОЗМОЖНОГО УРОЖАЯ (ДВУ) по содержанию питательных веществ в почве. Такой подход позволяет оценить естественное плодородие почвы и определить возможный уровень урожайности без применения удобрений, а затем спрогнозировать эффективность используемых удобрений.

ДВУ(ПВП)=(m*h*d*Kп)/Н,

где ДВУ(ПВП) – действительно возможный урожай за счет питательных веществ почвы (без удобрений), т/га; m – содержание в почве питательного вещества, находящегося в минимуме, мг/100 г; h – глубина пахотного слоя, см; d – объемная масса пахотного слоя, г/см3; KП – коэффициент использования растениями питательного элемента из почвы; Н – потребление питательного вещества растениями на создание единицы основной продукции с учетом побочной, кг/т.

Кроме содержания питательных веществ в почве важно знать соотношение каждого из элементов, принимающих участие в форми-ровании урожая, а также степень доступности их растениям.

Методы расчета доз удобрений на планируемый урожай, разработанные Н.К. Болдыревым
Им использованы комплексные методы листовой и почвенной диагностики, т.е. химический состав листьев, содержание подвижных питательных веществ в почве, балансовый метод расчета доз удобрений и др. Упрощенный метод расчета ориентировочных доз удобрений по химическому составу листьев растений и подвижным питательным веществам почвы ,основан на установлении степени нуждаемости (СН) в элементе пита-ния по уравнению
СН = ОС : ФС,
где ОС – оптимальное содержание элемента, ФС – фактическое со-держание элемента. Степень нуждаемости уточняется по другому элементу, находящемуся в относительном избытке, или по оптимальному соот-ношению между нормами элементов в листьях, учитывая равенства
%N(Л) = 12% Р(Л) = 1,2% КЛ или %NЛ = 5,2% Р2O5 Л = % K2O Л.
% N = 12 * % P = l,2 * % K = 12 * % S = 12 * % Mg = 6 * %Ca.

Зная значения СН, определяемые по равенству СН = ОС * ФС или таблицам, можно рассчитать дозу удобрения.
Если СН </= 1, то растения в данном элементе не нуждаются и расчет дозы не производится. При значении СН от 1,1 до 3–4 этот показатель включается в формулу Д / N, Р2О5, K2О кг/га = СН * МН,
где Д – доза действующего вещества (д.в.); МН – минимальная доза (кг д.в.), применяемая в основном удобрении, величина которой устанавливается в полевых опытах.

Н.К. Болдырев приводит три таблицы с соотношением между NPK в листьях в трех важных фазах роста: кущение, трубкование и конец цветения (табл. 9.13–9.15). В центре каждой таблицы дается оптимальное соотношение между элементами (NPK в листьях в три важные фазы роста). Вверх и вниз от центра растет неуравновешен-ность, связанная с недостатком элемента (когда СН < 1) или с его избытком (когда СН > 1).

Величина МН в основном удобрении для зерновых, кукурузы и гороха обычно 30 кг/га д.в., а для картофеля и овощей – 45 кг/га д.в. при обычных условиях выращивания и для получения урожаев до
40 ц/га зерна, 250 ц/га картофеля и 500 ц/га капусты. В условиях орошения минимальная доза (МН), естественно, может быть в 1,5– 2 раза больше.

В комплексном методе листовой диагностики обязательно дается корректировка дозы недостающего элемента по другим основным элементам, находящимся в некотором избытке или же недостатке.

По аналогии с комплексным методом аналитической листовой диагностики (КМАЛД) Н.К. Болдырев рекомендует расчеты доз удобрений проводить по содержанию подвижных питательных веществ в почве, т.е. использовать комплексный метод аналитической почвенной диагностики (КМАПД). В основе этого метода лежит установление нормального питательного состава «почвы», обеспечивающего получение высокого урожая зерновых, например 40 ц/га зерна яровой пшеницы и др. Их можно называть оптимальными параметрами почвенного плодородия по подвижным формам питательных веществ, которые дополняется показателями оптимального соотношения между элементами питания в почве, которые необходимы для последующих расчетных поправок для доз удобрений по соотношениям между подвижными питательными веществами почвы.

Дозы удобрений учитывают возможный урожай, содержание Р в почве, рассчитывают дозы и формы внесения, службой агрохимической и институтами, есть свои рекомендации для каждой культуры зонально.

Максимально возможный урожай. Сейчас стратегия использования элементов питания рассматривается на оптимал. урожай с расчетом на экономическую эффективность,и поэтому дозы стали намного ниже с учетом того, что для все НЧЗ мерют содержание Р, подвижность и то что его можно вносить не при подготовке почвы, а вносить го непосредственно при культивации предпосевной а далее в рядки и подкормки. И Дозы рассчитываются для подкормки: корневая, внекорневая. Баланс элементов питания - сначала учитывается содержание в почве. Проверяется аналитической проработкой.

Экономическая эффективность: стоимость обработки, стоимость внесения мин. удобрений.,стоимость семенной продукции.в рублях.

Для разработки рациональной системы удобрения в хозяйствах необходимо знать количество в почве как общего (валового) так и подвижного фосфора. Выбор формы фосфорного удобрения для каждой почвы, сроки и способы, дозы внесения юс зависят от общего уровня плодородия почвы и количества подвижных фосфатов. Фосфаты, доступные растениям, представлены в основном фосфатами осажденными или адсорбированными на поверхности твёрдой фазы почвы и фосфатами почвенного раствора.

Определение доз удобрений проводится различными Методами. Эти методы можно условно разделить на три группы.

1. Методы, основанные на прямом использовании результатов полевых опытов.- примерных оптимальных доз минеральных удобрений под различные сельскохозяйственные культуры для основных почвенно-климатических зон.

2 Расчётные методы.
а) Расчет доз удобрений на планируемую прибавку урожая.
б) Расчет доз удобрений на планируемый урожай или метод элементарного баланса.
Расчет доз удобрений этими методами проводят по выносу элементов питания заданным урожаем с учётом данных агрохимических анализов почвы и коэффициента использования элементов питания растениями из почвы и удобрений, минеральных и органических.

3. Комплексные методы определения доз удобрений-по туравненрию множественнойт регрессии. на основе математической обработки данных факториальных опытов или данных географической сети опытов с удобрениями. Эти методы требуют применения современной вычислительной техники.

Расчёт дозы удобрений на планируемый урожай с учётом обеспеченности почвы питательными веществами. D [кг/га]=(100*Y*B-C*K)/Ko.,
где: Y - планируемый урожай, ц/ra; В - вынос питательного элемента с ед. урожая, кг на 1 и урожая; К„ - коэффициент использования питательного элемента из почвы данной культурой; Ко- коэффициент использования из минеральных удобрений; сколько Было внесено под предшествующую культуру минеральных удобрений /д.в./, кг/га, Для формирования 1 ц основной продукции (с учётом побочной) требуется, кг/га

Запас питательных веществ в почве рассчитывается по формуле
С – Р*М*h*S
где: Р - содержание подвижных форм питательных элементов в почве, мг/100 г почвы; М - объемная масса почвы, г/см^; h - толщина слоя почвы, см; S = 1 га = 1 • 10* см2 - площадь.
определение доз минеральных и органических удобрений, почва, биология культур.

Доза зависит от многих факторов: свойств почвы, климатич. зоны, истории поля(что сколько вносили), предшетсвенников. Есть рекомендации по зонам.

Есть 3 способа рассчитать дозы:

1)Нормативны метод-для получения запланированной урожайности смотрим сколько нужно NPK для получения 1 тонны урожая. По зональным нормативам:
Д=Уп*В*К,
У-планируемая урожайность,т/га, В-внос веществ на 1 т семян с соломой, К-поравочный коэффициент на дозы и свойтсва почвы.

2)балансовый метод: учет выноса элементов с планируемым урожаем, плодородия почв, коэф. использования пит. в-в из почвы и удобрения.
Д=(Уп*В-П*Kп)/Ку,
В-вынос эл-в, Уп-плановая урож-ть, П-запас в-ва, КК-коэф использ удоберний и почвы.
2.1) совместное внесение мин+орг:
Д=(Уп*В-П*Кп-Дн*Сн*Кп)/Ку.
Дн-доза навоза, Сн-содержание пит в-в в навозе,Кн-коэф. использования пит в-в в навозе.
Более точный расчет азотных удобрений:
Д=[Уп*ВN-(ПN+0,2ПN)*Кп]/ Ку.
Вn-вынос азота на 1 т семян и соломы, Пn-запасы мин азота в метровом слое.

3. Статистические методы определения доз удобрений-по многолетним наблюдениям, такие рекомендации есть для конкретных почвенно-климатич. зон. по уравнению множественной регрессии, основанный на многолетних экспериментах,. на основе математической обработки данных факториальных опытов или данных географической сети опытов с удобрениями. Эти методы требуют применения современной вычислительной техники.

!!Учитываем что бобовые сами себя обеспичвают азотом, после них на оз пшеницу вносят меньше мин удобрений.
Ответить