1.4 метод оптимизации нормы внесения фосфорных удобрений

1.4 МЕТОД ОПТИМИЗАЦИИ НОРМЫ ВНЕСЕНИЯ ФОСФОРНЫХ
УДОБРЕНИЙ ПОД ОЗИМУЮ ПШЕНИЦУ
Изотов А.М., доктор сельскохозяйственных наук
Тарасенко Б.А., кандидат сельскохозяйственных наук
Фосфор является важнейшим и незаменимым элементом питания
растений озимой пшеницы. Поступивший в них фосфор включается в состав
нуклеиновых
кислот
и
нуклеопротеидов,
фитина,
фосфатидов,
сахарофосфатов, витаминов, многих ферментов и др. Исключительно важна
роль фосфора в обмене веществ и энергии. Он участвует в процессах деления
и размножения клеток, фотосинтеза и дыхания, в превращениях углеводов и
обмене азотистых веществ. Фосфор в осенний период положительно влияет
на рост корневой системы растений пшеницы, на накопление в них сахаров и
повышение зимостойкости. Достаточное питание растений фосфором
ускоряет
образование
репродуктивных
органов,
сокращает
продолжительность фаз развития озимой пшеницы в весенне-летний период
вегетации, повышает ее засухоустойчивость и жаростойкость, что особенно
важно для засушливых условий Крыма. При недостаточном содержании в
почве легкодоступных форм фосфора у растений пшеницы замедляется
образование белков, углеводов и как следствие, формируется невысокий
урожай (рис. 1.4.1).
Рис. 1.4.1. Урожайность озимой пшеницы в зависимости от содержания в
почве подвижных фосфатов при оптимальной обеспеченности
растений азотом
Особенно заметно урожайность зерна падает при содержании
подвижных фосфатов ниже 2,4-2,0 мг на100 г почвы (по Мачигину). При
очень низком содержании в почве P2O5 – 1,0 мг/100 г и менее, урожайность
озимой пшеницы снижается почти на 40-50 % даже на фоне одностороннего
внесения высоких доз азотного удобрения.
Такой недостаток в почве легкодоступного фосфора для зимой
пшеницы вполне компенсируется применением фосфорных удобрений
(рис. 1.4.2).
Характер повышения урожайности зерна озимой пшеницы от
возрастающих доз фосфорного удобрения характеризуется замедленным
ростом. Наибольшие прибавки урожайности зерна от единичной дозы
фосфатов отмечаются в начале области эксперимента – до нормы 40 кг/га д.в.
фосфорных туков, затем они заметно сокращаются в интервале норм 4080 кг/га и постепенно сходят на нет при внесении 80 кг/га д.в. и более. Кроме
того, окупаемость фосфорных удобрений прибавками урожайности зерна
нелинейно снижается и при повышении обеспеченности почв подвижными
фосфатами.
Среди экономических показателей оптимизации дозы фосфорных
туков важно соотношение между ценами на зерно пшеницы и на фосфорные
удобрения (в сумме с удельными затратами на их транспортировку, хранение
и внесение). Именно оно, в силу замедляющегося роста урожайности озимой
пшеницы при увеличении дозы фосфатов, ограничивает предел окупаемых
доз удобрений ниже уровня их максимальной технической эффективности.
Рис. 1.4.2. Урожайность озимой пшеницы в зависимости от дозы фосфорного
удобрения при содержании подвижных фосфатов 1,0 мг на 100 г почвы
и оптимальной обеспеченности растений азотом
Стратегия применения фосфорного удобрения под озимую пшеницу
должна быть направлена не на получение максимальной урожайности, а на
достижение максимальной эффективности удобрения, когда норма фосфора
наращивается до тех пор, пока ее последняя «избыточная» частица –
«единичная» доза еще окупается соответствующей ей прибавкой
урожайности.
В свою очередь, величина этой окупаемой прибавки определяется
соотношением цен на зерно и удобрения с учетом затрат на внесение
«единичной» дозы и на уборку соответствующей ей прибавки урожая.
Последовательное повышение нормы фосфорных туков сопровождается
закономерным сокращением величины прибавок урожайности от каждого
последующего приращения фосфора. А сами прибавки урожая тем меньше,
чем выше обеспеченность почвы легкодоступными формами фосфатов.
В связи с этим, для посевов с различной обеспеченностью почв
подвижными фосфатами, выход на предельную, еще целесообразную в
экономическом отношении прибавку урожайности от «единичной» дозы
удобрений произойдет при неодинаковых нормах фосфорных туков.
Для решения такой задачи, на основе математического моделирования
построена номограмма прогнозирования эффективности фосфорных
удобрений при различной обеспеченности почвы подвижными фосфатами
(рис. 1.4.3).
На ней представлено семейство кривых откликов коэффициентов
урожайности озимой пшеницы на возрастающие нормы фосфорного
удобрения. Каждая из этих кривых соответствует определенному,
последовательно
возрастающему
уровню
содержания
в
почве
легкодоступных форм фосфатов. Коэффициент урожайности, равный
единице, соответствует ее наивысшему значению, полученному при полной
обеспеченности посевов фосфором.
При определении оптимальной с экономической точки зрения дозы
фосфорного удобрения, примем за его «единичную» дозу 10 кг/га д.в.
Далее для условий конкретного хозяйства по данным реальных
экономических условий следует рассчитать необходимое количество зерна,
окупающего затраты на приобретение и внесение фосфорного удобрения,
эквивалентного указанной «единичной» гектарной дозе. В качестве примера,
исходя из затрат на применение аммофоса в дозе P10, равных 156 грн./га и
закупочной цены на зерно пшеницы 3-го класса 1650 грн./т, получим, что для
окупаемости этой дозы потребуется прибавка урожая от ее внесения не менее
0,94 ц/га.
На втором этапе расчетов необходимо перевести полученную
критическую прибавку урожайности в масштаб оси коэффициентов
урожайности на рис. 3. Для этого следует определить планируемую величину
урожайности озимой пшеницы, которую можно получить в почвенноклиматических условиях хозяйства при сложившемся уровне агротехники, не
считаясь с затратами на удобрения. В нашем примере она составляет 40 ц/га.
Рис. 1.4.3. Номограмма для прогнозирования эффективности применения
фосфорных удобрений под озимую пшеницу
(Каждая кривая обозначена соответствующим ей содержанием подвижных фосфатов, мг на 100 г
почвы (по Мачигину))
Если приравнять коэффициент 1,00 к величине планируемой
урожайности 40 ц/га, то искомая величина коэффициента минимальной
окупаемой прибавки составит ((1/40)×0,94=0,024).
Пусть в нашем примере содержание в почве P2O5 по Мачигину будет
равно 1,5 мг/100 г. Тогда от одноименной кривой (см. рис. 3) из точек ее
пересечения с сеткой доз фосфора с шагом P10 проведем вспомогательные
пунктирные линии, параллельные горизонтальной оси графика. Обозначим
жирными вертикальными отрезками и измерим прибавки коэффициента
урожайности озимой пшеницы от последовательного приращения
«единичных» (P10) доз фосфорных туков: на графике К1, К2…К5. В нашем
примере в масштабе коэффициента урожайности они соответственно равны
0,066; 0,035; 0,027; 0,025 и 0,018. Сопоставив эти величины с критическим
значением «единичной» прибавки коэффициента урожайности, получим, что
вплоть до отрезка К4 включительно (норма P10×4=P40) «единичные» дозы
фосфорных туков окупаются прибавкой урожая. Повышение нормы фосфора
до P50 в нашем случае экономически нецелесообразно, так как величина
(К5=0,018) ниже рассчитанного по экономическим показателям критического
значения.
Следовательно, для заданного уровня урожайности озимой пшеницы,
отношения затрат на приобретение и внесение фосфорных удобрений к цене
на зерно, содержания подвижных фосфатов в почве, норма P40 будет
экономически оптимальной, обеспечивая в таких условиях максимум
прибыли. При этом экономически оптимизированная расчетная урожайность
составит 37,9 ц/га или 95 % от технически заданного максимума, а
ожидаемая прибавка урожайности от внесения фосфорных туков несколько
превысит 6 ц/га.
Кроме того, предлагаемую номограмму (см. рис. 3) можно
использовать для оценки вероятного влияния на урожайность озимой
пшеницы складывающихся условий обеспеченности посевов фосфорным
питанием (содержание подвижных фосфатов в пахотном слое почвы + доза
фосфорного удобрения).