Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВО «Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского» Кафедра физиологии растений, микробиологии и агрохимии КУРСОВАЯ РАБОТА ПО АГРОХИМИИ Тема: РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ И МЕЛИОРАНТОВ В ПОЛЕВОМ СЕВООБОРОТЕ НА ДЕРНОВОПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВЫХ ЛЕГКОГО СУГЛИНКА ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ Выполнил: студент 3 курса направления подготовки 35.03.04 агрономия агрономического факультета _______ Мартынова О.Е. (подпись) Проверил: к.с-х.н., доцент ______________Замащиков Р.В. Молодежный, 2023 1 Оглавление Задание для курсовой работы (шифр задания 09) .............................................. 3 ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................ 5 Почвенно-агрохимическая характеристика почвы севооборота ...................... 8 Расчет выхода и технологии производства органических удобрений ........... 10 Баланс гумуса в севообороте .............................................................................. 13 Расчет доз минеральных удобрений разными методами ............................ 17 Расчет потребности и разработка плана применения удобрений и мелиорантов в севообороте и технология их внесения ................................... 24 а) Место, доза и технология внесения органических удобрений в севообороте ......................................................................................................... 24 б) Место, доза и технология внесения мелиорантов в севообороте.............. 24 в) Расчет потребности в минеральных удобрениях в кг.д.в/га ...................... 25 г) Разработка плана применения удобрений в севообороте и технологии их внесения............................................................................................................... 30 Баланс питательных веществ в севообороте ..................................................... 34 Заключение ........................................................................................................... 38 2 Задание для курсовой работы (шифр задания 09) Таблица 1 полевой Задание 15. Дерново-подзолистые – легкий суглинок 200 - 40 20 40 пшеница 25 100 пар сидер. (редька масл.) пшеница 20 - 60 40 60 одн.травы 200 90 80 одн.травы 150 - 50 20 40 ячмень 20 75 90 ячмень 15 - 60 40 40 пар сидер. (редька масл.) 200 1 150 1,5 3,5 65 6,0 80 120 2 140 2,0 4,0 70 5,0 70 3 150 1,7 4,3 75 4,5 4 140 1,3 4,0 70 5,0 3 Таблица 2 Исходная информация для расчета выхода подстилочного навоза Вид скота 1 Поголовье 2 Длина стойлового периода (дней) 3 Задание 21 КРС а) дойные 250 220 б) нетели 50 200 в) на откорме 150 240 г) телята 230 180 Таблица 3 Исходная информация для производства компостов № зад. Вид компоста 39 Торфо-навозный Соотношение % выхода компонентов готового компоста 1:1 75 4 Объем готового к применению компоста в т. 150 ВВЕДЕНИЕ Согласно данным Росстата, в России сельскохозяйственными предприятиями минеральных удобрений было внесено в пересчете на 100 % питательных веществ в 1990 году 9,9 млн т, а в 2010 году -- 1,9 млн т; таким образом, объём применения минеральных удобрений за 20 лет сократились в 5 раз. Минеральные удобрения вносятся для пополнения запаса питательных веществ в почве, таких как фосфор (P), калий (К), азот (N). Если эти удобрения вносятся отдельно, их называют простыми (аммиачная селитра (N), суперфосфат (P), хлористый калий (K)). При внесении могут использоваться смеси удобрений, но это значительно усложняет подготовку к внесению и ухудшает качество их распределения по полю. Поэтому широкое распространение получили сложные удобрения (нитрофоски (фосфор, азот и калий) и аммофос (фосфор и азот). Удобрения - вещества, применяемые для улучшения питания растений, свойств почвы, повышения урожаев. Их эффект обусловлен тем, что данные вещества предоставляют растениям один или несколько дефицитных химических компонентов, необходимых для их нормального роста и развития. В качестве минеральных удобрений применяются концентрированные хлористые хлористый калий и сернокислые (калийная соль) соли. Все они хорошо растворимы в воде. Калий довольно медленно проникает в глубь почвы, но все же быстрей чем фосфор. На глинистых и суглинистых почвах калийные удобрения надо вносить в те слои почвы, где развивается основная масса мелких корней, чтобы обеспечить быстрое поступление в них калия. На песчаных почвах калия меньше, чем на глинистых, поэтому потребность в калийных удобрениях здесь выше. На легких и торфяных почвах внесение калийных удобрений с осени нежелательно изза вымывания калия. Наиболее распространённые виды органических удобрений перегной, торф, навоз, гуано, птичий помёт, компост, сапропель, комплексные органические удобрения. Согласно данным Росстата сельскохозяйственными предприятиями 5 внесено органических удобрений: 1990 г -- 389,5 млн т, 2010 г -- 53,0 млн т (снижение более 7 раз) Для экономии удобрений применяют различные технологии точного земледелия, например, дифференцированное внесение. Все культуры для своего роста, развития и плодоношения потребляют питательные вещества, которые они получают из почвы и воздуха. Из воздуха они берут кислород для дыхания, углекислый газ - для фотосинтеза. Из почвы - азот, фосфор, калий, кальций, железо, серу. Это основные элементы питания, и растения потребляют их в значительной мере. Но из почвы растения потребляют и другие элементы, которые нужны им в очень небольших количествах. Это - медь, кобальт, бор, цинк, марганец, молибден, магний и некоторые другие. Они называются микроэлементами. Хотя главные элементы питания растений (азот, фосфор, калий, кальций) и содержатся в почве в больших количествах, но часто находятся в недоступной для растений форме. Необходимо создавать условия, способствующие превращению потенциального плодородия в эффективное, используя при необходимости быстродействующие факторы -минеральные и органические удобрения. Применение удобрений - одно из основных условий обильного и регулярного плодоношения плодовых и ягодных культур. Поскольку в первую очередь растения нуждаются в азоте, фосфоре и калии, то основные минеральные удобрения содержат в своем составе именно эти элементы. Минеральные удобрения бывают простые и сложные. Простые удобрения содержат только один элемент питания: азотные - только азот, фосфорные - фосфор, калийные - только калий. Сложные удобрения в своем составе содержат сразу два или три элемента питания. Например, удобрение аммофос состоит из азота и фосфора, нитрофоска - из азота, фосфора и калия. Фактически же любое удобрение содержит несколько химических элементов, отдельные из которых могут даже приносить вред растениям. Во всех простых удобрениях (аммиачная селитра, мочевина, суперфосфат) содержатся микроэлементы: в сульфатах (калия, магния, аммония) сера; в суперфосфате - фтор; в калийной соли и хлористом калии - хлор и натрий, 6 которые в очень малых количествах приносят растениям пользу, а в увеличенных вред. При выполнении данной самостоятельной работы преследуются следующие основные цели: 1. Закрепление полученных теоретических знаний и приобретение навыков их использования в решении практических задач. 2. Научиться выбирать технологии производства и подготовки органических удобрений в соответствии с поставленной конкретной задачей с учетом климатических условий. 3. Освоить основные расчетные балансовые методы с учетом зональной нормативной базы с целью осуществления текущего контроля за изменением плодородия почв (баланс гумуса, баланс питательных веществ в севообороте)и дать агроэкологическую оценку. 4. Освоить основные методы расчета доз удобрений на планируемый урожай и разработку технологии применения удобрений в севообороте с целью достижения максимального положительного эффекта от удобрений и показать агроэкологическую значимость оптимизации минерального питания. 5. Освоить методику расчета агрономической эффективности удобрений и мелиорантов в севообороте. 7 Почвенно-агрохимическая характеристика почвы севооборота Дерново-подзолистые почвы имеют кислую реакцию (pH=4-4,5), значительную обменную кислотность (1-2 м.-экв. на 100 г), 80-90% от которой приходится на обменный Al, а также гидролитическую кислотность (3-6 м.-экв. на 100 г), низкую ёмкость поглощения (5-15 м.-экв.) и степень насыщенности основаниями (30-70%). Большая часть этих почв нуждается в известковании. Для дерново-подзолистых почв характерно низкое содержание гумуса, общего азота и фосфора и резкое снижение их с глубиной профиля. Агрохимические свойства этих почв сильно варьируют в зависимости от их химического состава и степени окультуренности. В суглинистых почвах содержится от 2 до 3-4% гумуса, 0,1-0,2% азота, 0,07-0,12% фосфора и 1,5-2,5% калия. Валовой состав гумуса (в слое 0-20 см) составляет 60-80 т, азота 3-6 т, фосфора 2-3,5 т и калия 45-75 т на 1 га. Песчаные и супесчаные почвы беднее гумусом, N, P, K, Ca, Mg и микроэлементами, чем суглинистые. Содержание гумуса в лёгких почвах не превышает 0,5-1,0%, азота 0,03-0,08%, фосфора 0,03-0,6% и калия 0,5-1,0%, валовой состав их составляет: 1530 т, азота 0,9-2,4 т, фосфора 0,9-1,8 т и калия 15-30 т на 1 га. Содержание микроэлементов в дерново-подзолистых почвах колеблется в широких пределах, возможен как недостаток некоторых из них (B, Mo и др.), так и избыток (например, Mn). Подзолистые и дерново-подзолистые почвы преобладают в западной части и на более высоких поверхностях Ангаро-Ленского плато. Они формируются на породах легкого механического состава под пологом древесной растительности. Содержание гумуса не превышает 2%. естественное плодородие низкое. Используются слабо, но по мере расширения сельскохозяйственных угодий раскорчевка лесных массивов будет возрастать. С повышением степени окультуренности этих почв (при систематическом применении органических и минеральных удобрений, известковании и т.д.) снижается кислотность, увеличивается содержание гумуса и общего азота, подвижного фосфора и обменного калия, повышается их плодородие. 8 Вследствие того, что дерново-подзолистые почвы обычно бедны элементами питания, но достаточно увлажнены, применение органических и минеральных удобрений даёт высокий эффект. Из минеральных удобрений наиболее эффективны, и их в первую очередь необходимо вносить, азотные, а на слабоокультуренных почвах также фосфорные удобрения. На песчаных и супесчаных почвах эффективно применение калийных, а также магнийсодержащих удобрений. Агротехнические мероприятия имеют первостепенное значение в комплексной системе защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Большинство агротехнических мероприятий носит профилактический характер, предотвращающий или ограничивающий поражаемость растений вредителями и болезнями. При помощи некоторых агроприемов можно непосредственно уничтожать вредителей. При тщательной обработке почвы разрушаются местообитания многих вредных насекомых, уничтожаются растительные остатки, на которых сохраняются паразитные микроорганизмы. Плохая обработка затрудняет доступ кислорода в почву. Это ослабляет развитие растений, сокращает размножение полезных микроорганизмов в почве, уничтожающих возбудителей болезней, и способствует массовому распространению черной ножки, корнееда и др. Агротехнические мероприятия выполняют с целью предотвращения ветровой и водной эрозии и повышения плодородия почвы. Они включают обработку почвы по горизонталям, снегозадержание, регулирование накопления снега, внесение удобрений. Повышение плодородия почвы путем внесения удобрений, известкования, гипсования, введение в лесонасаждения почвоулучшающих трав, соответствующих кустарников в качестве подлеска. В системе агротехнических мероприятий по борьбе с засухой важное значение имеют приемы накопления влаги в почве и рационального ее использования. 9 Расчет выхода и технологии производства органических удобрений Органическими удобрениями называют свежие или биологически переработанные вещества растительного и животного происхождения, которые вносятся в почву с целью улучшения её плодородия и повышения урожая. К ним следует отнести все виды навоза, птичий помёт, фекалии, компосты, торф, различные хозяйственные, бытовые и промышленные отходы органического происхождения, зелёное удобрение, солома и т.д. Применение органических удобрений наряду с минеральными является важным способом вмешательства в круговорот веществ в земледелии. При этом осуществляется возврат или вовлечение дополнительных питательных веществ в круговорот. Наряду с минеральными элементами почва обогащается углеродом, которые при разложении органического вещества в виде углекислоты выделяется в припочвенный слой и улучшает воздушное питание в процессе фотосинтеза. Являясь энергетическим материалом и источником пищи для микроорганизмов, органические удобрения повышают биологическую активность почв. Таблица 4 Расчет выхода свежего подстилочного навоза Вид скотапо катего-риям Поголовье, гол по категоусловно риям взрослых Годовой выход навоза, т Длина стойлового на 1 гол. на все попериода, головье дни КРС а) Дойные 250 250 220 9 2250 б) Нетели 50 40 200 8 320 в) На откорме 150 75 240 10 750 г) Телята 230 46 180 6 276 - - - - 3596 Итого Вывод: Таким образом, мы рассчитали выход свежего подстилочного навоза на все поголовье крупно-рогатого скота, он равен 3596 тонн. 10 При компостировании торфа с навозом устраняется излишняя кислотность торфа, создаются условия для развития биологических процессов, ускоряется разложение торфа, благодаря чему увеличивается количество подвижного, доступного растениям азота. Микробиологические процессы и накопление питательных веществ в компосте протекают энергичнее, если во время компостирования в штабеле поднимается температура до 60-65°, поэтому (в отличие от приготовления навоза) штабеля торфонавозных компостов уплотнять не рекомендуется. Положительная сторона компостирования торфа с навозом определяется еще и тем, что торф, отличаясь высокой поглотительной способностью, полностью удерживает аммиак, который в большом количестве теряется из навоза при хранении, внесении в почву и особенно при несвоевременной его заделке. Торфонавозные компосты готовятся обычно в поле, на месте их применения, реже - около животноводческих помещений или в навозохранилище. На весовую часть навоза в зимнее время берут 1 часть торфа; а при весенне-летней заготовке - 12 части. Для приготовления таких компостов пригодны все виды торфа: верховой, переходный и низинный, влажность которых не превышает 60%. 11 Зная требуемые объемы готового компоста и процент выхода готового компоста относительно объемов свежей смеси компонентов, следует рассчитать какое количество свежих компонентов потребуется заготовить для приготовления заданного объема компостов. Проводим расчет по данным (см. таблица 3): № зад. Вид компоста 39 Торфо-навозный Соотношение % выхода компонентов готового компоста 1:1 75 Объем готового к применению компоста в т. 150 1.Рассчитаем процент выхода готового компоста в тоннах с применением пропорции: 150-75% 150×100% 75% = 200т- процент выхода готового компоста Х-100% 2. Рассчитаем соотношение компонентов в тоннах: Так как, соотношение 1:1, то: 200 2 = 100 т Вывод: Для того, чтобы приготовить торфо-навозный компост нам понадобиться 200 тонн готового компоста в соотношении 1: 1, соответственно 100 тонн навоза и 100 тонн торфа. 12 Баланс гумуса в севообороте Обеспеченность почв гумусом – основной оценочный показатель состояния потенциального плодородия почв и устойчивости к антропогенному воздействию. Поэтому агроном обязан уметь осуществлять контроль за балан- сом гумуса в севообороте и в целом по хозяйству и уметь проводить расче-ты баланса, используя зональную нормативную базу. В данном разделе необходимо провести расчет баланса гумуса в севообороте согласно индивидуального задания с использованием зональной нормативной базы, приведенной в приложении 6. Таблица 5 Баланс гумуса, ± т/га 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Пар 200 сидеральный ( редька масленичная) Пшеница 20 150 1,5 30 0,21 2 0,4 20 0,5 0,9 0,69 140 2,0 40 0,28 1,6 0,32 - - 0,32 0,04 Однолетние травы Ячмень 150 150 1,7 34 0,238 6 1,2 - - 1,2 0,962 15 140 1,3 26 0,182 1,2 0,24 - - 0,24 0,058 - - - 0,91 Итого - - - - - Всего гумуса, т/га 3 образовалось гумуса, т/га 2 1 внесено в т/га гумус из растит. остатков, т/га за счет органич. удобрен. выход сухой массы растит. остатков, т/га Минерализация гумуса т/га Накопление гумуса Площадь, га Содержание гумуса в% в т/га Урожай, ц/га Культуры севооборота Расчет баланса гумуса в полевом севообороте 2,66 1,75 Вывод: Таким образом, севооборот на дерново-подзолистых почвах 13 хорошо сбалансирован, дополнительное внесение удобрений не требуется. Исходные данные: чередование культур – графа 1; урожай, ц/га – графа 2; площадь поля, га – графа 3; содержание гумуса, % - графа 4 берутся из индивидуального задания по вашему севообороту. Содержание гумуса в т/га – графа 5 рассчитывается следующим образом: Этап 1. Определяется вес слоя почвы 0-20 см на 1 га по формуле: Х т/га = S м2 · 0,2 м · n где Х т/га – вес слоя 0-20 см в т/га S м2 – площадь 1 га, выраженная в м2 0,2 м – толщина пахотного горизонта n – объемная масса почвы в т/м3. Условно считается, что если в задании почва характеризуется по определенному гранулометрическому составу, то объемная масса равна: Легкий суглинок - 1 т/м3 Таким образом: Х т/га = 10000 · 0,2 · 1= 2000 т/га Этап 2. Зная процентное содержание гумуса (У), рассчитываем содержание гумуса в т/га (m) согласно пропорции: Х т/га - 100 % m m -у% Хт/га У% . 100 Таким образом: 2000 т/га - 100 % m 𝑚= 𝑋 т/га×𝑦 100 = - 1,5 % 2000т/га×1,5 100 =30т/га (Аналогично производим расчет на все последующие культуры) Минерализация гумуса в т/га (графа 6) определяется путем умножения 14 содержания гумуса в т/га на коэффициент минерализации гумуса, который находится по приложению 6: 30 × 0,007 = 0,21 т/га Выход сухой массы растительных остатков в т/га (графа 7) рассчитывается путем умножения величины урожая основной продукции, переведенной вт/га на коэффициент выхода сухого вещества растительных остатков (приложение 6): Образование гумуса 200 × 0,1 = 2 т/га 10 из растительных остатков (графа 8), есть произведение данных графы 7 на коэффициент гумификации сухого органического вещества (приложение 6): 2 × 0.2 = 0.4 Доза органического удобрения в т/га (графа 9) дается в виде стандартного полуперепревшего подстилочного навоза. Поэтому дозу других видов органических удобрений (жидкий навоз, компост, сидеральная масса и др.) умножают на коэффициент пересчета в стандартный подстилочный навоз (приложение 5): Так как у нас сидеральный пар доза органического удобрения рассчитывается только для него, путем деления урожайности ц/га (графа 2) на 10 (количество центнеров в 1 тонне): 200 ÷ 10 = 20т/га Количество образовавшегося гумуса из органических удобрений (графа 10) получают путем умножения на коэффициент перевода в сухое вещество – 0,25 и коэффициент гумификации сухого органического вещества подстилочного навоза(приложение 6): 20 × 0,5 × 0,25 × 0,2 = 0,5 т/га Графа 11 – это сумма возможного накопления гумуса за счет растительных остатков и органических удобрений и эту величину следует называть приходной 15 статьей баланса, а графа 6- минерализация гумуса-есть расходная статья баланса: 0,4 + 0,5 = 0,9 т/га Так как, графа 10 в последующих культурах равна 0, рассчитываем: 0,32 + 0 = 0,32 т/га Разница между данными статьями и есть баланс гумуса. При этом если приходная статья больше, чем расходная, то складывается положительный баланс гумуса, а если наоборот, то отрицательный: 0,9 − 0,21 = 0,69 т/га 16 Расчет доз минеральных удобрений разными методами С целью ознакомления с методами расчета доз минеральных удобрений на плановый урожай следует провести расчет доз удобрений на заданный урожай разными методами на примере одной из культур севооборота индивидуального задания. Все расчеты приводятся в тексте, а конечные результаты расчета заносятся в таблицу 5. Таблица 5 Результаты расчета доз удобрений на плановую прибавку или на плановый урожай разными методами Сод. N-NO3 в слое 0-40 см, мг/кг 5 6 7 8 9 10 1,5 6 80 120 31,33 61 31,16 1,5 6 80 120 24,1 25 15,8 1,5 6 80 120 61,75 36 25,5 Д= Д=У п В × ∆У КУ Н1 Кп N Р2О5 К2О 11 12 25 пар сидер. (редька масл.) 5 пар сидер. (редька масл.) Пшеница ВУ − П × КП КУ Р2О5 К2О пар сидер. (редька масл.) 25 Д= Дозы в кг/га д.в. Сод. гумуса, % 4 Пшеница 2. Балансовый в расчетена прибавку урожая 3.Нормативн ый в расчете на плановый урожай 3 Пшеница 1. Элементарно го баланса 2 Сод. в слое 0-20 см, мг/кг по методу Предшественник 1 Планируемый урожай или прибавка, ц/га Формула расчета Культура Метод расчета 17 Н2 Кп 1,5 5 пар сидер. (редька масл.) Д=∆У п Пшеница 4. Нормативный в расчетена плановую прибавку урожая 18 6 80 120 76,05 42 24,9 Вывод: Дерново-подзолистые почвы имеют кислую реакцию (pH=4-4,5), значительную обменную кислотность (1-2 м.-экв. на 100 г), 80-90% от которой приходится на обменный Al, а также гидролитическую кислотность (3-6 м.-экв. на 100 г), низкую ёмкость поглощения (5-15 м.-экв.) и степень насыщенности основаниями (30-70%). Большая часть этих почв нуждается в известковании. Исходные данные для расчетов берутся самостоятельно из индивидуального задания по одному из полей севооборота, на котором планируется возделывание выбранной культуры. Плановая прибавка для зерновых культур может колебаться в пределах 3-8 ц/га-в нашем случае она будет равна 5 (разница между планируемым урожаем следующего года и урожаем предшественника). Содержание N – NO3 в слое 0-40 см определяется самостоятельно, руководствуясь приложением 9. Расчет доз фосфорных и калийных удобрений на плановый урожай проводится по формуле: Д= ВУ − П ∙ КП КУ где ДУ – доза удобрений, кг/га д.в.; ВУ – вынос питательного элемента в кг/га планируемым урожаем, который рассчитывается по данным приложения 2 и величине планового урожая,в т/га; П – содержание питательных веществ в слое 0-20 см, в кг/га; КП – коэффициент использования питательных веществ из почвы (приложение 7); КУ – коэффициент использования питательных веществ из минеральных удобрений (приложение 8). Рассчитаем вынос питательного элемента в кг/га планируемым 19 урожаем, который рассчитывается умножением по данным приложения 2 и величине планового урожая,в т/га: BУ N = 29 ∙ 2,5 = 72,5 ВУ P = 10 ∙ 2.5 = 25 ВУ К = 19 ∙ 2,5 = 47,5 Чтобы определить содержание питательных веществ в слое 0-20 см в кг/га необходимо определить вес данного слоя почвы в кг/га, который рассчитывается по формуле: Х = S · 0,2 м · n где Х – вес слоя 0-20 см в кг/га S – площадь 1 га, м2 0,2 м – толщина пахотного горизонта n – объемная масса почвы в кг/м3. В зависимости от гранулометрического состава почвы, данном в задании, объемная масса в кг/м3 условно выражается в следующих величинах: кг/ м3 Легкий суглинок 1000 Средний суглинок 1300 Тяжелый суглинок 1500. Х = 10000 · 0,2· 1000 = 2000000 кг/га Зная объемную массу пахотного слоя в кг/га и содержание питательных веществ в мг/кг, мы можем определить величину подвижных форм питательных веществ в кг/га в пахотном слое по следующей формуле: 𝑛= 𝑥∙𝑌 1000000 20 где n – содержание питательных веществ в слое 0-20 см, в кг/га; х – вес слоя 0-20 см в кг/га; У – содержание питательных веществ в почве в мг/кг. 1000000 – переводной коэффициент мг в кг. Х кг⁄ га ∙ 𝑃2 𝑂5 мг⁄кг 2000000 ∙ 80 П= = = 160 кг⁄га 1000000 1000000 Х кг⁄га ∙ К2 О 2000000 ∙ 120 П= = = 240 кг⁄га 1000000 1000000 Таким образом, ДУ Р2 О5 = Ду К2 О = 25 − (160 ∙ 0,08) = 61 кг⁄га 0,2 47,5 − (240 ∙ 0,12) = 31,16 кг⁄га 0,6 Рассчитаем дозу азотных удобрений: Ду 𝑁 = 𝐵У − (𝑁п + 𝑁Т ) ∙ 0,8 КУ Х т/га = 𝑆 ∙ 0,4 ∙ 𝑛 Х = 10000 · 0,4· 1000 = 4000000 кг/га 𝑁П= ХТ⁄ ГА ∙ 𝑁 − 𝑁𝑂3 1000000 Ду 𝑁 = = 4000000 ∙ 6 = 24 т⁄га 1000000 𝐵У − (𝑁п + 𝑁Т ) 72,5 − (24 + 25) 23,5 ∙ 0,8 = = ∗ 0,8 = 31,33 КУ 0,6 0,6 Балансовый метод в расчете на прибавку урожая применяется в случае, если мы знаем возможный урожай на данном поле и планируем повышение урожая на определенную величину за счет минеральных удобрений. Доза удобрений рассчитывается по формуле: 21 Д= В ∙ ∆У Ку где В - норматив выноса питательных веществ 1 тонной основной продукции с учетом побочной (приложение 2); ΔУ – планируемая прибавка урожая за счет удобрений, выраженная в тоннах; ВУ – коэффициент использования азота из минеральных удобрений (приложение 8). Д𝑁 = 29 ∙ 0,5 = 24,1 кг⁄га 0,6 Д𝑃 = 10 ∙ 0,5 = 25 кг⁄га 0,2 19 ∙ 0,5 = 15,8 кг⁄га 0,6 Нормативный метод расчета доз удобрений на плановый урожай можно Д𝐾 = применять при наличии достоверных нормативов для конкретной почвенноклиматической зоны по данной культуре. Расчет ведется по формуле: Д = УП ∙ Н1 ∙ Кп где УП – плановый урожай в ц/га; Н1 – норматив затрат минеральных удобрений на 1 ц основной продукции в кг действующего вещества (приложение 10); КП – поправочный коэффициент к нормам удобрений в зависимости от уровня обеспеченности элементами питания данного поля, участка; Для определения поправочного коэффициента по приложениям 11 и 12 выясняем степень обеспеченности поля и после этого по приложениям 13 и 14 находим приемлемые поправочные коэффициенты для каждого элемента по данному полю. Д𝑁 = 25 ∙ 1,9 ∙ 1,3 = 61,75 кг⁄га 22 Расчет доз нормативным методом на прибавку урожая проводится в случае, когда известна возможная урожайность без применения удобрений и имеются зональные нормативы затрат минеральных удобрений на 1 т прибавки урожая. Расчет проводится по формуле: Д = УП ∙ Н2 ∙ Кп где ΔУП –планируемая прибавка урожая в т/га; Н2 – норматив затрат минеральных удобрений в кг. д.в. на 1 т прибавки урожая (приложение 15); КП – поправочный коэффициент к нормам удобрений в зависимости от уровня обеспеченности элементами питания данного поля, участка. Принцип его определения тот же, что и в случае нормативного метода на плановый уро- жай с использованием приложений 11, 12, 13, 14. Д𝑁 = 0,5 ∙ 117 ∙ 1,3 = 76,05 кг⁄га 23 Расчет потребности и разработка плана применения удобрений и мелиорантов в севообороте и технология их внесения а) Место, доза и технология внесения органических удобрений в севообороте В моём задании тип севооборота и является полевым и ведущей культурой под которую я планирую вносить органические удобрения является пшеница. В виде органического удобрения я планирую применять навоз в количестве 25-30 т/га. б) Место, доза и технология внесения мелиорантов в севообороте Проанализировать данные агрохимической характеристики полей севооборота согласно задания. С учетом уровня кислотности, степени насыщенности почв основаниями и культур севооборота определить необходимость проведения известкования и под какую культуру. Отметить какое агроэкологическое воздействие может оказать известкование на почву. В случае необходимости известкования рассчитать дозу СаСО3 по полной гидролитической кислотности по формуле: Д𝐶𝑎𝐶𝑂3 = 𝐻𝑟 ∙ 50 ∙ 10 ∙ 3000000 = 𝐻𝑟 ∙ 1,5 1000000000 где НГ – гидролитическая кислотность в мг экв/100 г почвы; 50 – количество мг СаСО3, необходимое для нейтрализации 1 мг экв/100 г почвы гидролитической кислотности; 10 – перевод потребности СаСО3 в мг на нейтрализацию 1 мг экв/кг почвы гидролитической кислотности; 3000000 – вес пахотного слоя, кг; 1000000000 – переводной коэффициент из мг СаСО3 в т/га. При проведении сокращений формула для расчета дозы СаСО3 в т/га приводится в следующий вид: Д𝐶𝑎𝐶𝑂3 = 𝐻𝑟 ∙ 1,5 Д𝐶𝑎𝐶𝑂3 = 6 ∙ 1,5 = 9 т⁄га 24 Проанализировав данные агрохимической характеристики полей севооборота, я выяснила, что для большинства культур наиболее благоприятной является слабокислая или близкая к нейтральной реакция почвы. Эти культуры хорошо отзываются на известкование. Под влиянием извести нейтрализуется почвенная кислотность, устраняется вредное действие на растения подвижного алюминия и марганца, повышается содержание в почве кальция, в почве увеличивается количество усвояемых форм азота, фосфора, калия, молибдена, улучшаются условия питания сельскохозяйственных культур, возрастает урожайность и лучше становится качество получаемой продукции. в) Расчет потребности в минеральных удобрениях в кг.д.в/га Расчет провести балансовым методом на плановый урожай по схеме согласно таблицы 6. все расчеты следует приводить в курсовой работе по порядкупосле таблицы 6. Плановый урожай по культурам севооборота переводится в т/га и проставляется в таблице. Вынос с 1 т урожая с учетом побочной продукции берется из приложения 2. Вынос с 1 га определяется путем умножения планового урожая на норматив выноса. Содержание питательных веществ в почве в мг/кг по фосфору и калию берется из агрохимических данных севооборота согласно задания, а содержание нитратного азота перед посевом культур находится самостоятельно с учетом содержания гумуса и предшественника, руководствуясь приложением 9. Содержание N-NO3 в слое 0-40 см в кг/га рассчитывается также как в разделе 4. Величина текущей нитрификации в процессе вегетации зависит от 25 содержания гумуса и интенсивности междурядной обработки в процессе вегетации возделываемой культуры и определяется самостоятельно, как в разделе 4. Коэффициент использования питательных веществ из почвы по N-NO3 равен 0,8, а по фосфору и калию берется из приложения 7 в зависимости от метода определения. Будет использоваться из почвы – определяется по азоту путем умножения суммы содержания (NП + NТ) на коэффициент 0,8, где NП – содержание N-NO3 перед посевом в кг/га; NТ – азот текущей нитрификации, кг/га. Величину использования из почвы фосфора и калия в кг/га получают путем умножения количества питательных веществ в слое 0-20 см в кг/га на коэффициенты использования из почвы соответствующих питательных веществ, в зависимости от метода их определения. Дефицит выноса – это разница между выносом в кг/га и количеством питательных веществ, которые могут быть использованы из почвы. В таблицу заносится только недостающее количество питательных веществ для покрытия выноса. Если величина возможного использования питательных веществ из почвы полностью покрывает вынос или больше, чем выносится с урожаем, то в таблице делается прочерк, свидетельствующий о том, что в данном случае нет необходимости внесения удобрений. Внесено с органическими удобрениями питательных веществ – в таблице проставляется рекомендуемая доза в т/га и определяется количество внесенных с данной дозой питательных веществ в кг/га, пользуясь данными приложении 16 где дается процентное содержание питательных веществ по видам органических удобрений. 26 Таблица 6 Расчет доз минеральных удобрений балансовым методом № п/п Показатели Ед. изм. Культуры севооборота N 1 2 1 Урожай 2 Вынос с 1 т урожая с учетом побочной продукции Вынос с 1 га урожаем Содержание в почве Содержание N в слое 0-40 см Текущая нитрификация 25-45 кг/га Содержание P2O5 и K2O в слое 0-20 см Коэффициент использования питательных веществ из почвы Будет использовано из почвы 3 4 5 6 7 8 9 3 4 т/га кг P2O5 K2O 5 6 N 7 20 P2O5 K2O 8 9 N 10 2,5 P2O5 K2O 11 12 N 13 P2O5 K2O 14 15 2 20 4,8 1,6 4,5 4,7 1,3 4,9 25 10 23 кг/га 96 32 90 72,5 25 47,5 94 26 98 50 20 46 мг/кг 2 75 90 10 80 120 3 70 100 8 90 80 кг/га 8 - - 40 - - 12 - - 32 - - кг/га 27 - - 25 - - 25 - - 25 - - кг/га - 15 180 - - 180 160 0,8 0,08 0,12 0,8 0,08 0,12 0,8 0,08 0,12 0,8 0,08 0,12 28 45,6 14,4 12,2 кг/га 29 10 19 160 240 - 140 200 12 21,6 52 12,8 28,8 29,6 11,2 24 27 10 Дефицит выноса 11 Внесено с органикг/га ческими удобрениями доза т/га Коэффициент использования из органических удобрений Будет использовано кг/га из органических удобрений Дефицит выноса кг/га 12 13 14 15 16 Коэффициент использования из минеральных удобрений Требуется внести с минеральными удобрениями кг/га 68 20 68,4 20,5 12,2 18,7 64,4 14,8 74 33,8 106 34 188 - - 106 34 188 106 - - - 0,25 0,3 0,6 0,2 0,15 0,15 0,10 0,05 0 - - - 26,5 10,2 112,8 21,2 5,1 28,2 10,6 1,7 0 - 3,9 33,8 0,6 0,2 0,6 - 19,5 76,3 20 68,4 0,6 0,2 кг.д.в/га 113, 100 - 2 0,6 0,6 0,2 114 - 10 - 43,2 9,7 45,8 0,6 0,6 - 188 5,6 - 68 34 4,4 72 0,2 0,6 3,5 76,3 3 Вывод: Эффективность использования удобрения во многом зависит от обоснованности выбора его виды и формы, определения оптимальной дозы и соотношения между вносимыми элементами питания, а также сроков и способов применения. Удобрения выбирают с учётом свойств почв и климатических условий, биологических и сортовых особенностей выращиваемых культур. В данном севообороте содержание гумуса очень низкое варьируется от 1,3-2,0. Под каждую культуру будет внесено определенное количество удобрений, например, минеральных: Пар сидеральный (редька масленичная) 𝑁113.3 𝑃100 𝐾114 Под пшеницу вносится только 28 𝑃10 Однолетние травы нуждаются, 𝑁72 𝑃3,5 𝐾76,3 Под ячмень рекомендуется следующая норма, 𝑃19,5 𝐾56,3 При выборе форм удобрений необходимо учитывать отношение растений к его ионному составу, реакцию удобрения, способность корневой системы усваивать питательные вещества из труднорастворимых удобрений. Расчет проводится на основе составления пропорции: Д кг⁄га − 100% 𝑥−𝑛 Д∙𝑛 100 где Д – доза внесенного органического удобрения, переведенная в кг/га; 𝑥= n – процент содержания определяемого питательного вещества; 100 – доза органического удобрения, взятая за 100 %; х – количество соответствующего питательного элемента, внесенного с дозой органического удобрения. 29 Коэффициент использования питательных веществ из органических удобрений берется из приложения 8. При этом проставляются в таблице коэффициенты первого года действия и два года последействия. Будет использовано питательных веществ из органических удобрений в кг/га определяется путем умножения величины питательных веществ, внесенных с органическими удобрениями на соответствующие коэффициенты использования действия или последействия. Если величина дефицита выноса (строка 10) не покрывается количеством питательных веществ, которые могут быть использованы из органических удобрений, то недостающее количество питательных веществ проставляется в соответствующей графе таблицы со знаком -, а если дефицит выноса (строка 10) равен или меньше величины питательных веществ, которые могут быть использованы из органических удобрений, то в графе 14 таблицы ставится прочерк, свидетельствующий о том, что в данном случае нет необходимости вносить минеральные удобрения. Коэффициент использования питательных веществ из минеральныхудобрений берем из приложения 8. Требуется внести с минеральными удобрениями в кг/га д.в. определяется путем деления величины дефицита выноса (строка 14) на соответствующий коэффициент. После завершения расчетов в таблице необходимо сделать заключение, обосновывающее расчетные дозы минеральных удобрений с агроэкологическойстороны. г) Разработка плана применения удобрений в севообороте и технологии их внесения Описывается технология внесения органических удобрений, где указывается вид органических удобрений, время внесения, способ внесения и заделки. Сделать краткое ее обоснование. Разрабатывается план применения расчетных доз минеральных удобрений (табл. 7). 30 Табли ца 7 K2O - - - - 10 - - - - - 10 72 3,5 76,3 50 - 76,3 22 3,5 - - - - - 19,5 56,3 - - 56,3 - 19,5 - - - - 140 150 140 травы Вывод: Таким образом, культуры полевого севооборота нуждаются в 114 P2O5 100 N Подкормки 113,3 K2O - P2O5 - N - K2O Припосевное внесение - P2O5 - N - K2O Основное внесение 114 P2O5 100 N 113,3 Площадь поля, га Общая норма 150 сидеральный Культура Пар Однолетние Ячмень Пшеница Номер и название поля 3 4 Полевой 2 1 Севооборот План распределения доз минеральных удобрений по срокам и способамвнесения, кг д.в./га потребности применения минеральных удобрений. однолетние травы требуют общую норму внесения 31 Например, 𝑁72 𝑃3,5 𝐾76,3 Азот хорошо отзывается, как на основное внесение, так и припосевное внесение, 50 и 22 кг/га соответственно. Фосфор в основное внесение не требуется, а в припосевное рекомендуется в расчете 3,5 кг/га. В подкормках однолетние травы не нуждаются. После распределения общей дозы по срокам и способам внесения необходимо обосновать, какую роль в питании возделываемых культур играет основное, припосевное внесение, подкормки и способы их внесения. Далее необходимо выбрать наиболее приемлемые формы минеральных удобрений с учетом агрохимических свойств почв, биологических особенностей культур и технологичности внесения соответствующим способом. Дать экологическую оценку предлагаемой технологии. Далее, используя данные приложения 17, перевести дозы действующего вещества в дозы физического веса соответствующих удобрений. Перевод делается по формуле: Д ф.в = Д д.в ∙ 100 𝑛 где Дф.в. – доза в кг/га физического веса; Дд.в. – доза в кг/га действующего вещества; n – процент содержания питательного вещества в удобрении. Для данного севооборота при помощи приложения 17, я выбрала простые удобрения: Азотные удобрения- кальциевая селитра- 𝐶𝑎(𝑁𝑂3 ) Фосфорные удобрения- суперфосфат простой- 𝐶𝑎(𝐻2 𝑃𝑂4 )2 ∗ 𝐻2 𝑂 + 2𝐶𝑎𝑆𝑂4 Калийные удобрения- сульфат калия- 𝐾2 𝑆𝑂4 32 Произведем расчет дозы действующего вещества в дозы физического веса на примере однолетних трав: Азотные удобрения: 𝐶𝑎(𝑁𝑂3 ) − 15,5% 𝑥 − 100% 𝑥= 72 ∙ 100% = 464,51 кг⁄га 15,5% Фосфорные удобрения: 𝐶𝑎(𝐻2 𝑃𝑂4 )2 ∗ 𝐻2 𝑂 + 2𝐶𝑎𝑆𝑂4 − 17% 𝑥 − 100% 𝑥= 3,5 ∙ 100% = 20,58 кг⁄га 17% Калийные удобрения: 𝐾2 𝑆𝑂4 − 45% 𝑥 − 100% 𝑥= 76,3 ∙ 100% = 169,55 кг⁄га 45% Под однолетние травы потребуется: кальциевая селитра464,51 кг⁄га, суперфосфат простой -20,58 кг⁄га, сульфат калия20,58 кг⁄га. 33 Баланс питательных веществ в севообороте С целью контроля за круговоротом веществ в земледелии и сохранением плодородия почв необходимо после каждой ротации севооборота проводить расчет баланса питательных веществ. Для приобретения соответствующих навыков по расчету баланса предлагается провести расчет баланса питательных веществ в одном из севооборотов за один год. Для расчета баланса питательных веществ необходимо определить хозяйственный вынос питательных веществ в севообороте (таблица 8). При расчете используем плановый урожай в т/га и нормативы хозяйственного выноса (приложение 2) и определяем хозяйственный вынос в кг/га. Табли ца 8 Расчет хозяйственного выноса питательных веществв севообороте Культуры севооборота Площадь га Урожай, ц/га пар сидер. (редька масл.) пшеница 140 200 96 32 90 134,4 44,8 126 150 25 72,5 25 47,5 108,75 37,5 71,25 одн.травы 140 200 94 26 98 131,6 36,4 137,2 150 20 50 20 46 75 30 69 540 - - - - 449,75 148,7 403,45 ячмень Всего Хозяйственный вынос кг/га д.в. N P2O5 K2 O Хозяйственный вынос с поля, севооборота ц.д.в. N P2O5 K2 O Вывод: Таким образом хозяйственный вынос полевого севооборота составляет 𝑁449,75 𝑃148,7 𝐾403,45 Для расчета хозяйственного выноса с поля севооборота в ц.д.в. 34 необходимо хозяйственный вынос в кг/га умножить на площадь поля и разделить на 100 для перевода в ц. Произведем расчет на примере сидерального пара (редька масленичная): Азот: 96 ∙ 140 = 134,4 ц/га 100 Фосфор: 32 ∙ 140 = 44,8 ц/га 100 Калий: 90 ∙ 140 = 126 ц/га 100 По данным общего хозяйственного выноса питательных веществ (таблица 8) и планируемого внесения питательных веществ с органическими и минеральными удобрениями под культуры севооборота рассчитать баланс питательных веществ в севообороте (табл. 9). 35 Таблица 9 Баланс питательных веществ в севообороте Питательн ые элементы Азот Вынос с урожае м 449,75 Балан с (+ -) Внесено с Внесено с органически минеральны ми ми удобрениями удобрениями в ц.д.в. (по севообороту) 148,4 259,42 41,93 Фосфор 148,7 47,6 186,2 85,1 Калий 403,45 263,2 339,24 198,9 9 в кг/га пашни Азот 83,28 27,48 48,04 -7,76 Фосфор 27,53 8,81 34,48 15,75 Калий 74,71 48,74 62,82 36,85 Вывод: Так как, в севообороте наблюдается отрицательный баланс, недостаток органических и минеральных удобрений, состояние баланса необходимо улучшить. Для этого требуется внесение минеральных удобрений в том количестве, которое необходимо, чтобы полностью покрыть дефицит питательных элементов. В таблице 8 в итого указано, сколько требуется внести минеральных элементов, а именно калия, чтобы компенсировать затраты данного элемента. В таблице 10 по каждой культуре севооборота необходимо проставить рекомендуемую, согласно таблицы 6, суммарную дозу NPK в кг д.в., дозу органических удобрений в т/га, дозу извести в т/га. Таблица 10 Расчет получения дополнительной продукции за счет удобрений и мелиорантов в севообороте 36 Норматив оплаты 1 кг питательных веществ урожаем, кг Коэффициент перевода в зерновые единицы Норма NPК, кг д.в./га органич. удобрений , извести, т/га Дополнительная продукция, полученная за счет удобрений и извести пар сидер. (редька масл.) 140 327,3 27,2 0,12 1068,30 1495,62 пшеница 150 20 75 1 1440 2160 10 3,3 1 33 49,5 140 151,8 27,2 0,12 495,47 693,65 150 75,8 4,6 1 348,68 523,02 - - - - - 4921,79 Культура одн.травы ячмень Площадь поля, га кг зерн. единиц на 1 га ц. зерн. ед. на площадь посева Итого по севообороту Норматив оплаты 1 кг питательных веществ урожаем - приложение 19 Коэффициент перевода в зерновые единицы - приложение 20 Расчеты дополнительной продукции: Килограмм зерновых единиц на 1 гектар находится путем умножения нормы NPK, органических удобрений, на норматив оплаты и на коэффициент перевода: Расчет производим по каждому полю: 1. По полю пара сидерального расчет не проводиться, так как это сидерат для пшеницы. 2. Пшеница: 25 ∙ 150 ∙ 1 = 3750 ц/га 37 3. Однолетние травы: 200 ∙ 140 ∙ 012 = 3360 ц/га 4. Ячмень: 20 ∙ 150 ∙ 1 = 3000 ц/га Теперь найдем сумму по всем полям: ∑ = 3750 + 3360 + 3000 = 10110 ц/га Переводим дополнительную продукцию в (%): ∑ − 100% ц. зерн. ед. −𝑥 4924,79 ∙ 100 = 48,68% 10110 Таким образом, доля продукции от общего объема 𝑥= полученная за счет средств химизации составила 48,68%. Заключение В курсовой работе научилась создавать наилучшие условия питания растений с учетом знания свойств, различных видов и форм удобрений, особенности их взаимодействия с почвами, определение эффективности формы и способы и сроки применения удобрений. Анализируемая серая лесная среднесуглинистая почва имеет сильнокислую реакцию среды, высокую гидролитическую способность 4,0 мг экв/100 г., и не высокую степень насыщенность оснований 86%, поэтому почву надо известковать. Известкование регулирует реакцию почвы, что создает благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов и замедляет процессы разрушения и вымывания органических и органоминеральных веществ из почвы. В ходе работы разработала систему применения удобрений в севооборотах, в хозяйстве. На основании перечня культур рассчитан баланс гумуса, дефицит которого восполняется внесением извести исходя из 38 планируемой в севообороте урожайности, рассчитаны нормы удобрений азота, калия и фосфора: 1. Из расчета выхода свежего навоза видно, что при поголовье крупного рогатого скота годовая продукция навоза на все поголовье составит 3596 тонн. 2. Для севооборота: сидеральный пар - пшеница - однолетние травы – ячмень при положительном балансе гумуса -1,75 т/га, следует вносить органические удобрения. 3. При хозяйственном выносе с поля питательных веществ N – 449,75; P2O5 – 148,7; K2O – 403,45 следует рассчитать баланс питательных веществ в севообороте. 4. За счет применения органических и минеральных удобрений получена прибавка урожая 48,68 %, средства химизации используется эффективно. Все это направлено на достижение запланированных урожаев сельскохозяйственных культур и поддержание плодородия почвы. Научно обоснованные дозы минеральных и органических удобрений являются экологически безопасными и позволяют получать высокие, качественные и стабильные урожаи сельскохозяйственных культур. 39