Агрохимия в сельскохозяйственном производстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

известкование почва удобрение сельскохозяйственный злаки

• 1.Органические соединения, определяющие качество продукции зерновых злаков, зернобобовых, масличных и лубяных культур
• 2.Влияние известкования кислых почв на урожайность сельскохозяйственных культур и эффективность органических и минеральных удобрений
• 3.Сернокислые калийные удобрения. Взаимодействие с почвой и растениями. Свойства и особенности применения
• 4.Физико-механические свойства азотных удобрений
• 5.Зеленое удобрение, действие на почву и растения. Способы использования сидератов
• Список литературы и источников

1. Органические соединения, определяющие качество продукции зерновых злаков, зернобобовых, масличных и лубяных культур

В состав растений входит вода и так называемое сухое вещество, представленное органическими и минеральными соединениями.. Содержание сухого вещества в плодах огурцов, бахчевых культур может составлять до 5% общей их массы, в кочанах капусты, корнях редиса и турнепса -- 7-10, корнеплодах столовой свеклы, моркови и луковицах лука -- 10-15, в вегетативных органах большинства полевых культур -- 15-25, корнеплодах сахарной свеклы и клубнях картофеля -- 20-25, в зерне хлебных злаков и бобовых культур -- 85-90, семенах масличных культур -- 90-95%.

Вода

В тканях растущих вегетативных органов растений содержание воды колеблется от 70 до 95%, а в запасающих тканях семян и в клетках механических тканей -- от 5 до 15%. По мере старения растений общий запас и относительное содержание воды в тканях, особенно репродуктивных органов, снижается.

Содержание воды в растениях зависит от вида и возраста растений, условий водоснабжения, транспирации и в определенной степени от условий минерального питания. Влагообеспеченность наряду с другими факторами внешней среды оказывает значительное влияние на величину, качество урожая сельскохозяйственных культур и эффективность удобрений.

Сухое вещество

Сухое вещество растений на 90-95% представлено органическими соединениями -- белками и другими азотистыми веществами, углеводами (сахарами, крахмалом, клетчаткой, пектиновыми веществами), жирами, содержание которых определяет качество урожая (табл. 1).

Сбор сухого вещества с товарной частью урожая основных сельскохозяйственных культур может колебаться в очень широких пределах -- от 15 до 100 ц и более с 1 га.

Белки и другие азотистые соединения

Белки -- основа жизни организмов -- играют решающую роль во всех процессах обмена веществ. Белки выполняют структурные и каталитические функции, являются также одним из основных запасных веществ растений. Содержание белков в вегетативных органах растений обычно составляет 5-20% их массы, в семенах хлебных злаков -- 6-20%, а в семенах бобовых и масличных культур -- 20-35%.

Для оценки качества растениеводческой продукции часто пользуются показателем «сырой протеин», которым выражают сумму всех азотистых соединений (белка и небелковых соединений). Рассчитывают «сырой протеин» путем умножения процентного содержания общего азота в растениях на коэффициент 6,25 (получаемый исходя из среднего (16%) содержания азота в составе белка и небелковых соединений).

Качество зерна пшеницы оценивается по содержанию сырой клейковины, количество и свойства которой определяют хлебопекарные свойства муки. Сырая клейковина -- это белковый сгусток, остающийся при отмывании водой теста, замешанного из муки. Сырая клейковина содержит примерно 2/3 воды и 1/3 сухих веществ, представленных прежде всего труднорастворимыми (спирто- и щелочерастворимыми) белками. Клейковина обладает эластичностью, упругостью и связанностью, от которых зависит качество выпекаемых из муки изделий. Между содержанием «сырого протеина» в зерне пшеницы и «сырой клейковины» существует определенная коррелятивная зависимость. Количество сырой клейковины можно рассчитать путем умножения процентного содержания сырого протеина в зерне на коэффициент 2,12.

Углеводы

Углеводы в растениях представлены сахарами (моносахарами и олигосахаридами, содержащими 2-3 остатка моносахаров) и полисахаридами (крахмалом, клетчаткой, пектиновыми веществами).

Клетчатка, или целлюлоза -- основной компонент клеточных стенок (в растениях она связана с лигнином, пектиновыми веществами и другими соединениями). Волокно хлопчатника на 95-98%, лубяные волокна льна, конопли, джута на 80-90% представлены клетчаткой. В семенах пленчатых злаков (овса, риса, проса) клетчатки содержится 10-15%, а в не имеющих пленок семенах хлебных злаков -- 2-3%, в семенах зернобобовых культур -- 3-5%, в корнеплодах и клубнях картофеля -- около 1 %. В вегетативных органах растений содержание клетчатки составляет от 25 до 40% на сухую массу.

Клетчатка -- высокомолекулярный полисахарид из неразветвленной цепи глюкозных остатков. Ее усвояемость значительно хуже, чем крахмала, хотя при полном гидролизе клетчатки образуется также глюкоза.

Жиры и жироподобные вещества (липиды) являются структурными компонентами цитоплазмы растительных клеток, а у масличных культур выполняют роль запасных соединений. Семена масличных культур и сои используют для получения растительных жиров, называемых маслами.

Среднее содержание жира в семенах важнейших масличных культур и сои следующее (в %): клещевина -- до 60; кунжут, мак, маслина -- 45-50; подсолнечник -- 24-50; лен, конопля, горчица -- 30-35; хлопчатник -- 25; соя -- 20.

В зависимости от вида и характера использования продукции ценность отдельных органических соединений может быть различной. В зерне злаков основными веществами, определяющими качество продукции, являются белки и крахмал. Большим содержанием белка среди зерновых культур отличается пшеница, а крахмала -- рис и пивоваренный ячмень. При использовании ячменя для пивоваренного производства накопление белка ухудшает качество. Зернобобовые культуры и бобовые травы отличаются повышенным содержанием белков и меньшим -- углеводов, качество их урожая зависит прежде всего от размеров накопления белка. Масличные культуры выращиваются для получения жиров -- растительных масел, используемых как для пищевых, так и промышленных целей. Качество продукции сельскохозяйственных культур может зависеть и от наличия других органических соединений -- витаминов, алкалоидов, органических кислот и пектиновых веществ, эфирных и горчичных масел.

Содержание отдельных групп органических соединений в сельскохозяйственной продукции может изменяться в зависимости от видовых и сортовых особенностей растений, условий выращивания, способов возделывания и применения удобрений.

Таблица №1. Средний химический состав урожая сельскохозяйственных растений, в % (по Б. П. Плешкову)

Культура	Вода	Белки	Сыройпротеин	Жиры	Др. Углеводы	Клетчатка	Зола
Пшеница (зерно)	12	14	16	2,0	65	2,5	1,8
Рожь (зерно)	14	12	13	2,0	68	2,3	1,6
Овес (зерно)	13	11	12	4,2	55	10,0	3,5
Ячмень(зерно)	13	9	10	2,2	65	5,5	3,0
Рис (зерно)	11	7	8	0,8	78	0,6	0,5
Кукуруза (зерно)	15	9	10	4,7	66	2,0	1,5
Гречиха (зерно)	13	9	11	2,8	62	8,8	2,0
Горох (зерно)	13	20	23	1,5	53	5,4	2,5
Фасоль (зерно)	13	18	20	1,2	58	4,0	3,0
Соя (зерно)	11	29	34	16,0	27	7,0	3,5
Подсолнечник (ядра)	8	22	25	50	7	5,0	3,5
Лен (семена)	8	23	26	35	16	8,0	4,0
Картофель (клубни)	78	1,3	2,0	0,1	17	0,8	1,0
Сахарнаясвекла (корни)	75	1,0	1,6	0,2	19	1,4	0,8
Кормоваясвекла (корни)	87	0,8	1,5	0,1	9	0,9	0,9
Морковь (корни)	86	0,7	1,3	0,2	9	1,1	0,9
Лукрепчатый	85	2,5	3,0	0,1	8	0,8	0,7
Клевер (зеленаямасса)	75	3,0	3,6	0,8	10	6,0	3,0
Ежасборная (зеленаямасса)	70	2,1	3,0	1,2	10	10,5	2,9
*Сырой протеин включает белки и небелковые азотистые вещества

2. Влияние известкования кислых почв на урожайность сельскохозяйственных культур и эффективность органических и минеральных удобрений

Известкование почв -- прием химической мелиорации, заключающийся во внесении в почву карбоната, оксида или гидроксида кальция и/или магния для нейтрализации избыточной кислотности.

Среднегодовая прибавка урожаев культур на супесчаной почве в длительном опыте в зависимости от доз извести (0,5-2,5 по гидролитической кислотности) составила 0,31-0,7 т зерновых единиц с 1 га. Чистый доход возрастал уменьшающимися темпами с увеличением доз извести и минеральных удобрений, окупаемость затрат при этом снижалась, максимальная экономическая эффективность соответствовала дозам 0,5-1,5 гидролитической кислотности.

В другом длительном опыте ВИУА на легкосуглинистой почве максимальная среднегодовая за 9 лет прибавка продуктивности (9,6 ц зерн. ед. с 1 га) была достигнута при доза извести 1,5 Н_г, окупаемость одного рубля затрат на известкование с увеличением доз (0,5-1,5 Н_г) снижалась с 4,0 до 1,8 руб.

Поддерживающее известкование слабокислых почв также показывает экономическую эффективность. При увеличении доз извести с 2,1 до 6,3 т/га окупаемость одного рубля затрат по севообороту в среднем за 11 лет составила 3,6-3,9 руб.

Экономическая эффективность в конкретных производственных условиях может сильно зависит от рыночных условий, экономических возможностей предприятия, окупаемости при известковании под отдельными культурами.

Известкование способствует улучшению качества продукции: повышается содержание сахаров в корнеплодах, жира и белка в семенах, каротина и аскорбиновой кислоты в овощах и травах, улучшаются посевные качества семян.

Известкование кислых почв является способов снижения поступления радионуклидов в растения. Согласно данным белорусских ученых внесение извести в дозах, эквивалентных гидролитической кислотности, уменьшает содержание стронция-90 и цезия-137 в продукции в 1,5-2 раза, в отдельных случаях -- в 3 раза. Дозы известковых удобрений на таких почвах зависят от уровня загрязнения радионуклидами.

Эффективность удобрений

Эффективность удобрения зависит от:

§ вида и формыудобрения;

§ оптимальнойдозы;

§ соотношения между вносимыми элементами питания;

§ сроковвнесения;

§ способоввнесения.

При выборе удобрений учитывают свойства почв и климатические условия, биологические и сортовые особенности выращиваемых культур. При выборе форм удобрения -- отношение растений к его ионному составу, физиологическую реакцию удобрения, способность корневой системы усваивать питательные вещества из труднорастворимых форм.

Для правильного определения удобрений требуется знать характер взаимодействия удобрения в системе почва -- растение -- удобрение -- окружающая среда.

Для эффективного применения удобрений имеет значение условия транспортировки, хранения, подготовки для внесения в почву. Поэтому необходимо учитывать физико-механических и химических свойств удобрений, например, растворимость, гигроскопичность, слеживаемость, влагоемкость, рассеиваемость, гранулометрический состав, прочность гранул.

Использование удобрений в большинстве случаев экономически выгодно. Согласно расчетам, 1 рубль, затраченный на минеральные удобрения, обеспечивает прибавку урожая в среднем стоимостью 2,2 рубля. Доля экономических затрат на приобретение и использование минеральных удобрений в целом по стране до 1990 г. составляла 15-17% от всех затрат растениеводства.

Экономическая отдача удобрений зависит от естественного плодородия почвы. Например, в Нечерноземной зоне с высокой влагообеспеченностью, но низким естественным плодородием при урожайности зерновых культур 3 т/га в результате внесения удобрений получается 70-80% прироста урожая. В сухой степи на долю удобрений приходится 50% прироста.

Удобрение - основной фактор повышения урожаев

Мировая практика земледелия показывает, что урожайность связана с количеством применяемых удобрений.

Таблица. Применение минеральных удобрений и урожай зерновых (в среднем за 1986-1988 гг., Попов, 1999)

СТРАНА	ВНЕСЕНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ, КГ Д.В./ГА	СРЕДНЯЯ УРОЖАЙНОСТЬ, Т/ГА
Россия	99	1,59
США	103	4,35
Англия	359	5,67
ФРГ	427	5,39
Голландия	771	6,93

Зависимость между производством зерна и использованием минеральных удобрений хорошо прослеживается на примере России, где произошло резкое снижение применения минеральных удобрений и плодородия почв.

Согласно данным полевых опытов агрохимической службы России, прибавка урожая от применения минеральных удобрений составляет: озимой пшеницы -- 0,49-1,27 т/га; озимой ржи -- 0,48-1,08 т/га; ярового ячменя -- 0,32-1,29 т/га; кукурузы (зерно) -- 0,65-2 т/га; картофеля -- 4,9-9,1 т/га; сахарной свеклы -- 5-14,4 т/га; кукурузы на силос -- 2,3-18,1 т/га; естественных трав на сено -- 0,6-3 т/га.

Интенсификация земледелия приводит к дальнейшему росту урожаев, ускоряет вынос питательных веществ из почвы и минерализацию гумуса. Регулирование этих процессов становится возможным с помощью внесения удобрений. В 80-е годы примерно 60% питательных веществ вносилось в почву с минеральными удобрениями, а применение органических удобрений составляло свыше 4 т на 1 га в год. В 90-е годы внесение органических удобрений снизилось более чем в 5 раз, а минеральных -- в 10 раз. Дефицит гумуса составил 0,52 т на 1 га пашни, потребность в навозе для покрытия дефицита составила 6,5 т/га.

В середине XX в. произошла так называемая «зеленая революция», основы которой заложил Норман Борлауг. Страны с высоким уровнем химизации сельского хозяйства отличаются более высокими урожаями, повышение которых основано на новых сортах интенсивного типа и прогрессивной агротехники.

Согласно обобщенным данным академика РАСХН В.Ф. Ладонина (1999), производство зерна в мире выросло в 3 раза: с 630 млн т в 1950 г. до 1970 млн т в 1990 г. За тот же период применение минеральных удобрений выросло в 10 раз: с 14 до 140 млн т. При этом производство зерна возрастало благодаря интенсификации земледелия, а не расширению посевных площадей. Урожайность зерновых культур во второй половине XX в. увеличилась в 2,5 раза, в среднем на 2,1% в год.

В развитых странах с 1970 по 1990 г. применение удобрений увеличилось с 26 до 83 кг/га, в странах Восточной Азии и Тихого океана -- с 36 до 190 кг/га, в Европе -- с 88 до 142 кг/га, в СНГ и КНДР с 46 до 110 кг/га. В 1990 г. урожайность зерновых в КНДР составила 4,2 т/га. Мировые рекорды по пшенице составили свыше 16 т/га, по кукурузе -- свыше 22 т/га.

Прирост урожайности культур на 50% определяется удобрениями, остальные 50% приходятся на другие факторы. Согласно исследований, проведенных в США, рост урожайности в послевоенные годы в США был на 41% за счет минеральных удобрений, на 15-20% -- гербицидов и химических средств защиты растений, 15% -- агротехники, 8% -- гибридных семян, 5% -- ирригации, 11-18% -- прочих факторов.

Рост урожайности приводит к росту потребления питательных веществ растениями, поэтому чем выше планируемая урожайность культуры, тем больше необходимо удобрений. Однако, урожай возрастает в прямой зависимости от увеличения доз удобрений до определенного уровня, при котором достигается максимальная оплата одной единицы удобрения получаемой сельскохозяйственной продукцией.

Увеличение доз удобрений экономически оправданно до момента, когда затраты на внесение дополнительного количества удобрений полностью окупаются прибавкой урожая.

Многочисленными опытами в различных почвенно-климатических условиях доказано влияние доз и форм азотных удобрений на качество зерна, прежде всего белковости зерна озимой пшеницы.

Химизация земледелия не заменяет органические удобрения. Д.Н. Прянишников считал: неправильное отношение к навозу -- это неправильное отношение к элементам питания минеральных удобрений. Органические удобрения являются одним из основных элементов системы удобрения.

Так, в Нечерноземной зоне 20-30 т навоза на 1 га, дают прибавку урожая зерновых 0,6-0,7 т/га, картофеля 6-7 т/га, корнеплодов до 15 т/га, силосных культур 15-20 т/га. Последействие навоза сохраняется в течение 4-5 лет. За это время одна тонна навоза дает 0,1 т прибавки продукции в пересчете на зерно.

В опытах Долгопрудной станции внесение 36 т/га навоза на четырех культурах севооборота позволили получить 3,4 т/га дополнительной продукции в пересчете на зерно.

3. Сернокислые калийные удобрения. Взаимодействие с почвой и растениями. Свойства и особенности применения

Калий сернокислый (сульфат калия) - бесхлорное калийное удобрение с содержанием калия 50%, хорошо растворимое в воде. Используется для внесения перед посадкой и для подкормок всех выращиваемых культур, особенно чувствительных к хлору. Лучшее высококонцентрированное калийное удобрение, Содержит также небольшое количество магния (3%) и кальция (0,4%), что увеличивает его ценность. Кроме того, в составе сульфата калия содержится полезный для растений элемент - сера (18%).

Применяется как осенью, перед перекопкой сада, так и весной и летом при подкормках в дозе 20-25 г на 1 кв.м.

Эффективен на всех почвах. Особенно пригоден для культур, чувствительных к хлору (картофель, бобы, горох, фасоль). Очень рекомендуется для овощей семейства простоцветных (капуста, репа, редис, редька). Хорошо растворяется и хранится.

Перед посадкой в почву вносят: под картофель, капусту, морковь, свеклу - 25-30 г/м , под томаты, огурцы, цветочные - 15-20 г/м ; для редиса, щавеля, лука, салата и др. - 5-10 г/м .

Для подкормки калийное удобрение вносят в бороздки глубиной 6-8 см, сделанные с двух сторон рядка из расчёта 5-10 г/м . При подкормках весной для сбалансированного питания растений при необходимости добавляют азотные и фосфорные удобрения, в период созревания и в конце вегетации.

Калий является одним из основных наряду с азотом и фосфором необходимых элементов минерального питания. В отличие от азота и фосфора он не входит в состав органических соединений в растении, а находится в клетках растения в ионной форме в виде растворимых солей в клеточном соке и частично в виде непрочных адсорбционных комплексов с коллоидами цитоплазмы.

Калия значительно больше в молодых жизнедеятельных частях и органах растения, чем в старых. При недостатке калия в питательной среде происходит отток его из более старых органов и тканей в молодые растущие органы, где он подвергается повторному использованию (реутилизации).

Физиологические функции калия в растительном организме разнообразны. Он оказывает положительное влияние на физическое состояние коллоидов цитоплазмы, повышает их оводненность, набухаемость и вязкость, что имеет большое значение для нормального обмена веществ в клетках, а также для повышения устойчивости растений к засухе. При недостатке калия и усилении транспирации растения быстрее теряют тургор и вянут.

Калий положительно влияет на интенсивность фотосинтеза, окислительных процессов и образование органических кислот в растении, он участвует в углеводном и азотном обмене. При недостатке калия в растении тормозится синтез белка, в результате нарушается весь азотный обмен.

Недостаток калия особенно сильно проявляется при питании растений аммонийным азотом. Внесение высоких норм аммонийного азота при недостатке калия приводит к накоплению в растениях большого количества непереработанного аммиака, оказывающего вредное действие на растение. При внесении калийных удобрений аммонийный азот быстрее используется для синтеза аминокислот и вредное действие его избытка устраняется. При недостатке калия задерживается превращение простых углеводов (моноз) в более сложные (олиго- и полисахариды).

Калий повышает активность ферментов, участвующих в углеводном обмене, в частности сахаразы и амилазы. Этим объясняется положительное влияние калийных удобрений на накопление крахмала в клубнях картофеля, сахара в сахарной свекле и других корнеплодах. Под влиянием калия повышается морозоустойчивость растений, что связано с большим содержанием Сахаров и увеличением осмотического давления в клетках.

При достаточном калийном питании повышается устойчивость растений к различным заболеваниям, например у зерновых хлебов - к мучнистой росе и ржавчине, у овощных культур, картофеля и корнеплодов - к возбудителям гнилей. Калий способствует развитию механических элементов, сосудистых пучков и лубяных волокон, поэтому положительно влияет на прочность стеблей и устойчивость растений к полеганию, на выход и качество волокна льна и конопли.

При недостатке калия угнетается развитие репродуктивных органов - задерживается развитие бутонов и зачаточных соцветий, зерно получается щуплым, с пониженной всхожестью.

Явные внешние признаки калийного голодания проявляются у растений при снижении содержания в них калия в 3-5 раз по сравнению с нормальным. Края и кончики листьев, прежде всего нижних, буреют, приобретают обожженный вид (так называемый краевой ожог), на пластинке появляются мелкие ржавые пятна. Калия обычно всегда больше в вегетативных органах, чем в семенах, корнях и клубнях. Относительное содержание калия в листьях подсолнечника, табака, сахарной свеклы и других корнеплодов, картофеля составляет 4-6% на сухую массу, в соломе злаков - 1-1,5, лубяных культур 0,5-1, капусте - до 0,5%. В семенах зерновых калия содержится около 0,5%, клубнях картофеля, корнеплодах - 0,3-0,6% (см. табл. 7). При средней урожайности растения потребляют из почвы большое количество калия: зерновые -- около 60-80 кг с 1 га К₂0, а картофель, сахарная свекла, овощные культуры -до 180-400 кг с 1 га. Из всех зольных элементов калий потребляется растениями в наибольшем количестве. Особенно много потребляют калия подсолнечник, гречиха, картофель, свекла, капуста и другие овощные культуры, из зерновых -- гречиха. Меньше потребляют калия зерновые культуры -- рожь, пшеница, ячмень, овес.

Содержание калия (К₂0) в разных почвах колеблется от 0,5 до 3% и зависит от их механического состава. Больше содержится калия в глинистой фракции почвы. Поэтому тяжелые глинистые и суглинистые почвы богаче калием, чем песчаные и супесчаные. Очень бедны калием торфянистые почвы (0,03-0,05%). В большинстве суглинистых почв калия содержится 2-2,5%, т. е. значительно больше, чем азота и фосфора.

Общий запас К₂0 в пахотном слое почвы 50-75 т на I га, но основная часть калия (98--99%) находится в почве в виде соединений, нерастворимых и малодоступных для растений. По степени подвижности и доступности для растений содержащиеся в почве соединения калия можно разделить на следующие основные формы.

1. Калий, входящий в состав прочных алюмосиликатных минералов, главным образом полевых шпатов (ортоклаза и др.) и слюд (мусковита, биотита и др.).

Калий полевых шпатов малодоступен для растений. Однако под влиянием воды и растворенной в ней углекислоты, изменений температуры среды и деятельности почвенных микроорганизмов происходит постепенное разложение этих минералов с образованием растворимых солей калия. Калий мусковита и биотита более доступен растениям.

2. Калий обменный, поглощенный почвенными коллоидами, составляет 0,8--1,5% общего содержания калия в почве. Ему принадлежит основная роль в питании растений. Хорошая доступность обменного калия для растений обусловлена способностью его при обмене с другими катионами легко переходить в раствор, из которого он усваивается растениями. При усвоении растениями калия из раствора новые порции его переходят из поглощенного состояния в почвенный раствор По мере использования обменного калия этот процесс все более замедляется, а остающийся калий все прочнее удерживается в поглощенном состоянии.

Содержание обменного калия может служить показателем степени обеспеченности почвы усвояемым калием. Обыкновенные и мощные черноземы и сероземы богаче обменным калием, чем дерново-подзолистые почвы, особенно песчаные и супесчаные.

3. Водорастворимый калий представлен различными солями, растворенными в почвенной влаге (нитраты, фосфаты, сульфаты, хлориды, карбонаты калия), которые не посредственно усваиваются растениями. Содержание его в почве обычно незначительное (около 1/10 от обменного), так как калий из раствора немедленно переходит в поглощенное состояние и потребляется растениями.

В некоторых почвах водорастворимый калий (а также калий внесенных в почву удобрений) может поглощаться в необменной форме, в результате снижается доступность его для растений Необменная фиксация калия, как и иона аммония, наиболее сильно выражена в черноземах и сероземах, особенно при их попеременном увлажнении и высушивании.

Круговорот калия в хозяйстве отличается от круговорота азота и фосфора.

У зерновых культур калия содержится больше в соломе, чем в зерне, а у картофеля и свеклы -- больше в ботве, чем в клубнях и корнях. Поэтому при более полном использовании растительных отходов в корм и на подстилку скоту большая часть калия с навозом снова возвращается в почву Рациональное использование навоза имеет очень большое значение в обеспечении растений калием. Для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур, особенно потребляющих большое количество калия, наряду с азотными и фосфорными удобрениями важная роль принадлежит минеральным калийным удобрениям. Наиболее эффективно их применение на почвах легкого механического состава и торфянистых почвах с низким содержанием калия.

4. Физико-механические свойства азотных удобрений

Влажность удобрений

варьирует в широких пределах в зависимости от технологии производства удобрения. Для каждого удобрения определены ГОСТы (государственные стандарты) и технические условия, регламентирующие в том числе содержание влаги. Отклонение от этих показателей приводит к значительным изменениям физико-механических свойств удобрений, что делает их малопригодными для практического применения.

Гигроскопичность удобрения

- способность поглощать влагу из окружающего воздуха. Оценку гигроскопичности удобрений проводят по десятибалльной шкале. К сильно гигроскопичным удобрениям относят кальциевую (9,5 балла) и аммонийную (9,3 балла) селитру.

Калийные удобрения обладают гораздо меньшей гигроскопичностью: хлорид калия - 3,2-4,4 балла, сульфат калия - 0,2 балла.

Гигроскопичность определяет условия хранения, транспортировки и упаковки удобрений. Сильно гигроскопичные удобрения (7-10 баллов) хранят и перевозят только в герметично закрытой таре. Обычно это полиэтиленовые мешки.

Сыпучесть удобрений

показывает их пригодность для механического внесения туковысевающими агрегатами и зависит от влагоемкости.

Предельная влагоемкость

минерального удобрения - максимальная влажность, при которой удобрение сохраняет способность к удовлетворительному рассеиванию туковыми сеялками.

Слеживаемость

оценивается по семибальной шкале и оценивается по сопротивлению слежавшегося удобрения к разрушению. Например, простой порошковидный суперфосфат слеживается очень сильно (7 баллов), мелкокристаллический хлорид калия несколько меньше (6 баллов). Слабо слеживается сульфат аммония (2-3 балла) и практически не слеживается калимагнезия (1 балл).

Гранулометрический состав

(размер частиц удобрения) определяется всеми вышеуказанными физико-химическими свойствами минеральных удобрений. Определяют его при механическом ситовом анализе удобрения.

Прочность гранул

характеризуется механической прочностью гранул и реакцией на раздавливание (кгс/см³) и истирание (%). Определяют ее на специальных приборах.

Рассеиваемость

- подвижность гранулометрических частиц удобрения при их внесении туковыми сеялками. Оценивают рассееваемость по 12-бальной шкале по возрастающей.

Плотность удобрения

- масса на единицу объема. Самые легкие из твердых минеральных удобрений - хлорид аммония и мочевина (0,58-0,65 т/м³), самые тяжелые - томасшлак, фосфоритная мука (2,01-1,62 т/м³).

Азотные удобрения - удобрительные вещества, содержащие азот в различных химических соединениях. Их производство основано на получении синтетического аммиака из молекулярного азота воздуха и водорода. Источником водорода служит природный газ, коксовые и нефтяные газы. Этот процесс требует значительных энергозатрат. При производстве 1 тонны азота затрачивается энергия, эквивалентная переработке 4 тонн нефти.

В зависимости от формы содержания азота и агрегатного состояния азотные удобрения подразделяются на:

· Нитратные - удобрения, содержащие азот в нитратной форме (NO₃^-). К ним относится кальциевая и натриевая селитра. Нитратные удобрения используются под все сельскохозяйственные культуры, во всех почвенно-климатических зонах.

· Аммонийные - удобрения, содержащие азот в аммонийной форме (NH₄⁺). К ним относятся сульфат аммония, сульфат аммония-натрия, хлористый аммоний. Использование аммонийных удобрений ограничивается их физиологической кислотностью. Для ее устранения применяют известкование почвы.

· Аммонийно-нитратные (Аммиачно-нитратные) - удобрения, содержащие азот в нитратной и аммонийной формах (NO₃- и NH₄⁺). К ним относятся аммонийная (аммиачная) селитра, сульфат аммония, известково-аммонийная селитра. Это универсальные удобрения, рекомендуемые к применению под любые культуры и на всех почвах в различные приемы внесения.

· Амидные (мочевина) - удобрение, содержащее азот в форме органического соединения - мочевины СО(NН₂)₂. Содержит 46 % азота. Получают путем синтеза аммиака и диоксида углерода (CO₂) при высоких показателях давления и температуры. Применяют до посева и в подкормку.

· Жидкие аммиачные удобрения - азотные удобрения в жидкой форме, содержащие азот в нитратной и (или) амммонийной форме. К ним относятся безводный аммиак, аммиачная вода, карбамид-аммонийно-нитратные (КАС). Жидкие аммиачные удобрения хорошо усваиваются растениями. Их производство гораздо дешевле, чем твердых удобрений. Себестоимость единицы азота в составе жидкого аммиака на 35 % ниже, чем в самом дешевом твердом азотном удобрении - аммонийной селитре.^[4]

Свойства основных минеральных азотных удобрений

Удобрения	Химическая формула	Среднее содержание азота (%)	Объёмная масса удобрения(кг/м.*)	Рассеваемость после хранения	Слёживаемость	Гигроскопичность
Сульфат аммония	(NH4)2S04	20,5-21,5	800	Хорошая (при влажн. 2%)	Слабая	Очень слабая
Хлористый аммоний	NH4CI	26,0	600	Уд.	Умеренная	Слабая
Аммиак безводный	NH3	82,3	620	--	--
Аммиак водный	NH3 + Н20	20,0	910	--	--
Аммиачная селитра гранулированная	NH4NO3	34,7-35,0	820	Хорошая	Слабая	Очень сильная
Аммиачная селитра кристал-лическая	NH4NO3	34,7-35,0	840	Плохая	Сильная	Очень сильная
Натриевая селитра	NaNO3	16,0	1100-I400	Уд.	Слабая	Умеренная
Кальциевая селитра	Са(N03)2·2H20	17,0	900-1100	Уд.	Сильная	Очень сильная
Мочевина гранули-рованная	(NH2)2CO	46,0	650	Хорошая	Не слёжи-вается	Очень слабая
Мочевина кристал-лическая	(NH2)2CO	46,0	650	Плохая	Слабая	Очень слабая

5. Зеленое удобрение, действие на почву и растения. Способы использования сидератов

1. Зелёное удобрение -- источник органического вещества и азота в почве. При запашке зеленой массы сидератов 35-40 т/га в почву попадает 150-200 кг азота, что равноценно 30-40 т навоза. Коэффициент использования азота зеленого удобрения в первый год в 2 раза выше, чем коэффициент навоза. Бобовые сидераты обогащают пахотный слой доступным фосфором, калием и другими элементами. Например, на легких почвах в Вуберне (Великобритания) ежегодное запахивание сидератов на протяжении 7 лет увеличило содержание органического вещества на 10%, на Ротамстедской опытной станции применение зеленого удобрения в течение 30 лет накопило органического вещества в почве 35 т/га. В Баварии (Германия) применение зеленого удобрения на суглинистой почве в течение 25 лет повысило содержание гумуса с 2,2-2,3% до 2,8%, тогда как при внесение только минеральных удобрений снизило содержание гумуса до 1,9%.

Зеленое удобрение влияет на фракционный состав гумуса. Например, в длительных опытах на дерново-среднеподзолистой среднесуглинистой почве зеленая масса люпина повысила содержание гуминовых кислот на 20-30%, абсолютное и относительное содержание фульвокислот уменьшалось. В условиях Средней Азии на типичных сероземах промежуточные культуры на зеленое удобрение вместе с посевами люцерны в хлопково-люцерновых севооборотах улучшили баланс гумуса, способствовали мобилизации и накоплению доступного для растений фосфора из малорастворимых фосфатов.

2. Зелёное удобрение улучшает агрохимические, физико-химические и физические свойства почвы: нейтрализуется избыточная кислотность почв, повышается сумма поглощенных оснований, снижаются гидролитическая кислотность и содержание подвижного алюминия, повышается связность песчаных и супесчаных почв.

На серой лесной среднесуглинистой почве Северного Зауралья запашка сидератов снижает объемный вес почвы 10-сантиметрового слоя на 0,07-0,11 г/см³, в слое 10-20 см -- на 0,06-0,12 г/см³. Согласно данным Донского зонального НИИСХ, по снижению объемного веса сидераты эквивалентны 20-30 т навоза на 1 га. В Дагестане зеленые удобрения при террасировании склонов за 4 года в среднем уменьшили объемный вес в слое 40 см на 9,5%, содержание гумуса в пахотном слое повысилось на 0,54-0,71%.

3. За счет повышение содержания гумуса и улучшение агрохимических и агрофизических свойств почвы усиливается биологическая активность почв, почвенный и надпочвенный воздух обогащается углекислым газом, улучшается воздушное питание растений, активизируется деятельность почвенной микрофлоры. Количество микроорганизмов в 30-сантиметровом слое от запашки сидератов увеличивается в 1,5-2 раза по сравнению с контролем, при сочетании с минеральными удобрениями -- в 2-3 раза.

Запашка пожнивной гречихи на зеленое удобрение на дерново-слабоподзолистой среднесуглинистой слабоокультуренной почве Московской области с массой 200-300 ц/га повысила биологическую активность почвы, увеличила содержание нитратного азота в результате интенсивной минерализации органического вещества.

Положительный эффект от посева под зиму рапса, горчицы, ржи, ячменя, вики туркменской получен в условиях Узбекистана. Посеянные в сентябре-октябре, к началу апреля они накапливают свыше 25-40 т/га надземной зеленой массы, запашка такого количества органической массы улучшает свойства почвы, активизирует микробиологическую активность, повышается содержание нитратов, сапрофитных микроорганизмов и актиномицетов. Все это способствует улучшению фитосанитарного состояния почвы, в том числе борьбе с вилтом, поэтому рекомендованы зимние посевы промежуточных культур в растущий хлопчатник, в первую очередь на зараженных вилтом полях.

По данным полевых опытов Тимирязевской сельскохозяйственной академии, применение зеленых удобрений в чистом виде и в сочетании с соломой приводит к изменению видового состава спорообразующих бактерий: растет доля бацилл, использующих минеральный азот почвы, что является показателем интенсивного разложения органического материала.

4. Зелёное удобрение -- звено интенсивного земледелия, выполняющее функцию защиты окружающей среды от загрязнения. С развитием химизации земледелия, увеличением применения минеральных удобрений возрастают потери биогенных элементов в результате смыва с поверхности, миграции в глубокие слои почвы, усиления денитрификации. Причем, чем больше пашня не занята растительностью, тем больше эти потери. Промежуточные сидераты, прежде всего многолетний люпин, вегетирующий осенью и весной между культурами севооборота, предотвращают потери питательных элементов, защищают от процессов водной и ветровой эрозии, являясь таким образом элементами почвозащитной системы земледелия.

Пожнивные посевы применяются в орошаемых районах Средней Азии, во влажных субтропиках побережья Кавказа и Закавказье.

5. Зелёное удобрение выполняет фитосанитарную роль. Например, запаханная растительная масса многолетнего люпина уменьшает поражение клубней картофеля паршой, что особенно важно при выращивании семенного картофеля. В опытах НИИ земледелия и животноводства западных районов Украины на участках, на которых запахивали люпин в годы с большим количеством осадков, доля пораженных клубней составляла 1-2%, тогда как на участках без люпина -- 7-8%.

Большой вред сельскохозяйственным культурам наносят фитопатогенные грибы, вызывающие корневые гнили. Носителями инфекции корневых гнилей являются растительные остатки и семена. Чем быстрее происходит разложение органических остатков в почве, тем быстрее гриб выводится из состояния покоя, а почва освобождается от инфекции. Пожнивные сидераты способствуют увеличению количества актиномицетов, которые являются антагонистами возбудителя корневой гнили, а также сапрофитной микрофлоры, ускоряющей минерализацию растительных остатков.

Систематическое научно обоснованное использование зелёного удобрения в комплексе с другими агротехническими приемами способствует повышению рентабельности сельскохозяйственного производства. Особенно высокая эффективность от зеленых удобрений отмечается на легких песчаных почвах с плохими агрохимическими, физико-химическими, биологическими и водными свойствами. В районах Центральной Нечерноземной зоны на долю легких почв приходится около 20% пашни, в отдельных областях, например, Брянской и Владимирской -- до 50-60%.

Химический состав

Согласно данным различных источников, 1 т сырой массы бобовых сидератов в среднем содержит:

§ в люпине -- 210 кг сухого вещества; 4,5 кг N; 1,3 кг Р₂O₅; 1,8 кг К₂O; 5,0 кг СаО;

§ в доннике -- 220 кг сухого вещества; 7,7 кг N; 0,5 кг Р₂O₅; 2,0 кг К₂O; 10,0 кг СаО;

§ в сераделле -- 210 кг сухого вещества; 6,2 кг N; 2,2 кг Р₂O₅; 5,5 кг К₂O;

§ в эспарцете -- 200 кг сухого вещества; 6,2 кг N; 1,2 кг P₂O₅; 3,2 кг K₂O.

По сравнению с химическим составом смешанного навоза плотного хранения, 1 т которого содержит 5 кг N, 2,5 кг Р₂O₅ и 6 кг К₂O, бобовые сидераты богаче азотом, беднее фосфором и калием. Смеси бобовых со злаками, а также небобовые сидераты, беднее также азотом.

Процессы разложения зеленых удобрений в почве протекают быстрее, чем других органических удобрений, содержащих медленно разлагающиеся вещества.

Применение сидератов

Различают самостоятельные и уплотненные (смешанные) посевы сидератов.

При самостоятельных посевах поле занимается бобовыми растениями с весны весь вегетационный период. Оно может запахиваться как под озимые, так и под яровые посевы. Зелёное удобрение занимает самостоятельное поле севооборота.

Практика отечественного земледелия показывает, что по мере окультуривания почв и введения специализированных севооборотов, целесообразно вводить промежуточное зеленое удобрение, не нарушая чередования культур в севооборотах. Применение сидеральных паров (самостоятельного зеленого удобрения) больше подходит на неокультуренных, бедных органическим веществом почвах. Поэтому практика использования чистых паров в Нечернозёмной зоне не является агротехническим прогрессивным приемом. В этой зоне более эффективны сидеральные пары. Для ускорения окультуривания подзолистых почв зеленое удобрение сочетают с внесением навоза, компостов и минеральных удобрений.

Уплотненные (смешанные) посевы бывают сплошными, когда часть поля целиком занята сидератом и кулисные с полосным или рядковым чередованием основной культуры и сидерата. Например, сидераты, посаженные в междурядьях садов и ягодников или пропашных культур, поперек склонов в противоэрозионных целях.

В зависимости от времени (до или после уборки основной культуры) различают подсевные, то есть подсеваемые под основную культуру, и промежуточные (пожнивные), то есть высеваемые после уборки урожая одной культуры и до посева другой. К этому зеленому удобрению относятся пожнивные посевы, осенние и подзимние. Последние высеваются в сентябре-октябре и запахиваются весной, применяют в орошаемых районах Средней Азии, во влажных субтропиках побережья Кавказа и Закавказья.

Пожнивные промежуточные сидераты высевают после уборки скороспелой яровой культуры, например, ячменя, и запахивают под зябь. Для этих целей уборку проводят быстро и после подготовки почвы проводят посев растений на зеленое удобрение. В этом случае сидераты успевают накопить значительную массу.

Применяются сидераты также для подсева к основной культуре, например донник, подсевается весной к зерновой культуре, после уборки которой, до наступления холодов донник успевает накопить достаточную массу.

Приемы использования сидератов: полное, укосное и отавное зеленые удобрения.

При полном зеленом удобрении проводят запашку на месте всей массы сидерата.

Укосное удобрение выращивают в выводном поле, затем перевозят в поля севооборота и запахивают. Для этого подходит многолетний люпин, преимуществом которого также является то, что он вызревает на семена даже в условиях северных районах Нечернозёмной зоны.

Отавное зеленое удобрение запахивается после удаления скошенной или съеденной массы отросших стерневых и корневых остатков сидератов. Применяется на посевах дерново-подзолистой почвы, прежде всего легкого гранулометрического состава. Используется в Сибири, Дальнем Востоке. В качестве отавных сидератов в орошаемых районах Туркмении, Таджикистана, Узбекистана, Закавказья, Киргизии, Казахстана высевают озимый и кормовой горох, чину, в районах ирригации Заволжья -- чину и донник.

Основными районами применения сидератов являются бедные органическим веществом с неблагоприятными свойствами почвы разных зон, требующих окультуривание. Также применяются при недостатке органических удобрений.

Зелёное удобрение широко используется во многих странах мира. Почти везде в качестве зелёного удобрения используются промежуточные культуры, самостоятельные -- только на истощенных почвах и на участках, удаленных от животноводческих ферм.

Самостоятельное зелёное удобрение применяется также на участках, вышедших из-под раскорчевки древесной и кустарниковой растительности при освоении новых земель и укрупнении пашни.

В условиях интенсивного земледелия Белоруссии и Нечерноземья России ключевой сидеральной культурой служит многолетний люпин. Он растет на бедных неокультуренных почвах. При его использовании для окультуривания почв, не нарушая схемы чередования культур, за один раз запахивается 30-50 т/га. При 3-кратной запашке в 8-польном севообороте обеспечивает среднегодовое внесение растительной массы не менее 14-19 т/га, в 10-польном -- 11-15 т/га.

Хорошее действие зеленое удобрение оказывает на картофеле, размещаемый после озимой ржи с подсевом многолетнего люпина как промежуточной культуры.

Обычно многолетний люпин подсевается под озимую рожь. После уборки люпин растет до поздней осени. Весной вегетация начинается сразу после схода снега. До запашки под картофель весной люпин успевает нарастить до 20 т/га зеленой массы, вместе с корневыми остатками -- 30-50 т/га. После зелёного удобрения в севообороте может размещаться также гречиха, кукуруза или подсолнечник на силос, вико-овсяная смесь на зелёный корм.

Зелёное удобрение можно применять в зоне достаточного увлажнения на всех почвах, а также в условиях орошаемого земледелия, например, в районах Поволжья, Средней Азии и субтропиков Закавказья, климатические условия которых способствуют быстрому накоплению органического вещества. В Поволжье, Ростовской области, Краснодарском и Ставропольском краях и других регионах орошаемого земледелия целесообразны пожнивные и подсевные сидераты.

В центральных областях Нечерноземья после уборки озимых и ранних яровых зерновых культур поля могут оставаться не занятыми более 60 дней при сумме активных температур 800-1000 °С, что составляет 30-40% агроклиматических ресурсов теплового периода года. Также, запас таких ресурсов имеется в весенний период до посева поздних яровых. Этого количества осадков и тепла достаточно для возделывания подсевных и пожнивных культур. Это можно делать южнее линии Санкт-Петербург -- Тверь -- Иваново -- Н. Новгород -- Казань -- Уфа.

В Нечернозёмной зоне в качестве сидеральной культуры применяется люпин однолетний узколистный (алкалоидный), однолетний кормовой (малоалкалоидный) и многолетний (алкалоидный). В связи с введением в культуру кормового люпина практикуется двустороннее применение сидератов:

1. зелёную массу кормового люпина убирают на силос, а пожнивные и корневые остатки запахивают под озимые культуры;

2. кормовой люпин выращивают на зерно, а солому и корневые остатки запахивают;

3. зеленую массу скашивают в начале бутонизации или цветения, используя на корм.

Поле оставляют невспаханным для отрастания отавы. При хорошей погоде люпин отрастает, полученную отаву запахивают на зеленое удобрение. Такой способ позволяет собрать 200-300 ц/га зелёной массы на силос и 100-150 ц/га отавы на зелёное удобрение.

Список литературы и источников

1.https://universityagro.ru/

2.https://agromage.com/stat_id.php?id=44

3.https://www.pesticidy.ru/group_fertilizers/mineral_fertilizers

4.Агрохимия. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.:Колос, 1984. -304с. под ред. Смирнов П.М., Муравин Э.А.

5.Справочник по удобрениям, 3 изд., Избр. соч., т. 1, М., 1965; М., 1964;

6.Агрохимия, под редакцией проф. Ягодина, Москва, "Колос", 1982г

Размещено на Allbest.ru

...