Разработка системы применения удобрений и мелиорантов в полевом севообороте на светло-серых почвах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Иркутская государственная сельскохозяйственная академия

Кафедра агроэкологии, агрохимии и физиологии защиты растений

Курсовая работа

Тема: Разработка системы применения удобрений и мелиорантов в полевом севообороте на светло-серых почвах

Исполнитель: студент

Полянова В.С

Руководитель:

к.с.х.н Замащиков Р.В

Иркутск 2014



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.



Калийные удобрения

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 из-за вымывания калия.

Наиболее распространённые виды органических удобрений перегной, торф, навоз, гуано, птичий помёт, компост, сапропель, комплексные органические удобрения. Согласно данным Росстата сельскохозяйственными предприятиями внесено органических удобрений: 1990 г -- 389,5 млн т, 2010 г -- 53,0 млн т (снижение более 7 раз)

Удобрения повышают плодородие почвы.

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, которые в очень малых количествах приносят растениям пользу, а в увеличенных - вред.

Номера вопросов к заданию по курсовой работе



Таблица 1

Последняя цифра	Последняя цифра номера
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
3								18.2240

Таблица 2 Исходная информация для расчета выхода подстилочного навоза

Вид скота	Поголовье	Длина стойлового периода (дней )
1	2	3
Задание 22
КРС а)дойные б)нетели в)на откорме г)телята	150 30 130 140	180 200 220 160

Таблица 3 Исходная информация для производства компостов

№ Зад.	Вид компоста	Соотношение компостов	% выхода готового компоста	Объем готового к применению компоста в т.
40	Торфо-навозный	1,5:1	80	200

Почвенно-агрохимическая характеристика светло-серой лесной почвы

Светло-серые лесные: гумусовый горизонт маломощный -15-20 см, светло-серого цвета, как и гумусово-элювиальный, отличающийся сланцеватой или плитчатой структурой; иллювиальный горизонт хорошо выражен, очень плотного сложения, ореховатой структуры. Содержание гумуса от 1,5-3 % до 5 %, в его составе преобладают фульвокислоты ,что обусловливает кислую реакцию почв данного подтипа. В целом, по морфологическим признакам и свойствам близки к дерново-подзолистым почвам.

Светло-серые почвы как наиболее бедные с точки зрения содержания азота, калия и фосфора нуждаются в дополнительной подкормке соответствующими типами удобрений, а повышенную кислотность устраняют известкованием. Наиболее ценные темно-серые лесные почвы требуют проведения мероприятий по предупреждению выветривания и образования оврагов; в этом случае лучшим средством остается высадка защитных лесополос, которые дополнительно помогают решить проблему удержания зимой снега на полях. Кроме того, проводят мероприятия по удержанию дождевой влаги, для чего создают водозадерживающие валы, а на склонах распахивают земли только поперек них.

Светло-серые лесные почвы (Л1)-по морфологическим признакам и свойствам близки к дерново-подзолис­тым. Горизонт А1 небольшой мощнос­ти (15-20 см и меньше), светло-серый, со слабо выраженной комковато-плас­тинчатой структурой, на пахотных почвах (А) пахотный горизонт бесструктурный и распылен. Переходный горизонт (А1 A2) имеет четкие признаки оподзоленности-белесоватый оттенок, чешуйчатую, пластинчатую или плитчато-ореховатую структуру с обильной кремнеземистой присыпкой.

Горизонт А2В хорошо выражен, с отдельными гумусовыми за­теками , по граням ореховато-призматической или ореховато-плитчатой структуры кремнеземистая присыпка. Иллювиальный гори­зонт (В) сильно уплотнен, имеет отчетливую ореховато-призматическую структуру с кремнеземистой присыпкой и лакировкой по граням, Обычно в конце второго метра профиля в породе выделение карбонатов.

Торфо-навозный компост.

Для приготовления его используют навоз и торф. На площадку насыпают слой торфа, затем слой навоза толщиной 25 см, навоз снова покрывают слоем торфа толщиной 25 см и таким способом складывают штабель высотой до 1-1,5 м. При такой перестройке навозом торф впитывает в себя навозную жижу, и компост получается особенно сильнодействующим. 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.

Торфо-навозные 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 - 1-2 части. Для приготовления таких компостов пригодны все виды торфа: верховой, переходный и низинный, влажность которых не превышает 60%.

В торфо-навозный компост рекомендуется добавлять фосфорит­ную муку (2-3% от массы компостов), а если компост готовится для внесения под картофель на легких почвах, то рекомендуется до­бавлять и калийную соль в количестве 0,5% от массы компоста, однако при непременном условии тщательного перемешивания минеральных удобрений в компосте и равномерного разбрасывания компоста по полю навозоразбрасывателями.



1. Расчет выхода и технология производства органических удобрений

почва удобрение севооборот

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 скота по категориям	Поголовье, гол	Длина стойлового периода, дни	Годовой выход навоза, т
	По категориям	Условно взрослых		на 1 гол	на все поголовье
КРС а)дойные б)нетели в)на откорме г)телята	150 30 130 140	150 24 650 28	180 200 220 160	9 9 9 9	1350 216 5850 252
Итого	-	-	-	-	7668

Таблица 5 Расчет баланса гумуса в полевом севообороте

Культуры севооборота	Урожай, ц/га	Площадь, га	Содержание гумуса	Минерализация гумуса, т/га	Накопление гумуса	Баланс гумуса, ± т/га
					Выход сухой массы растит. Остатков, т/га	Гумус из растит. Остатков, т/га	За счет	Всего гумуса, т/га
			в %	В т/га
								Внесение в т/га	Образовалось гумуса, т/га
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Пар занятый (горохо-овсяная смесь )	150	100	5,0	100	0,7	6,0	1,2	-	-	1,2	0,5
кукуруза	300	100	4,5	90	1,26	2,1	0,42	50	2,5	2,92	1,66
одн. травы	200	100	5,5	110	0,77	2,0	0,4	-	-	0,4	-0,37
силостные	250	100	4,0	80	1,12	1,75	0,35	-	-	0,35	-0,77
Итого					3,85					4,87	1,02

Вывод: Светло-серые лесные почвы слабо нуждаются в известковании. Хорошо сбалансированный баланс севооборота.

Исходные данные: чередование культур - графа 1; урожай, ц/га - 2; площадь паля, 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=Sм2*0,2м*n

где Хт/га - вес слоя 0-20см в т/га

Sм2 - площадь 1 га, выражения в м2

0,2 м - толщина пахотного горизонта

n - объёмная масса почвы в т/м3

Этап 2. Зная процентное содержание гумуса (У), рассчитываем содержание гумуса в т/га (m) согласно пропорции:

Х т/га - 100%

m - у%

m=

Таблица 6 Результаты расчета доз удобрений на плановую прибавку или на плановый урожай разными методами.

Метод расчета	Формула расчета	Культура	Планируемый урожай или прибавка	Предшественник	Сод. гумуса, %	Сод. NNO3 в слое 040 см, мг/кг	Сод. в слое 020 см, мг/кг по методу	Доза в кг/га д.в.
							P2O5	K2O	N	P2O5	K2O
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1.элементарного баланса	Д=	кукуруза	350	Пар.занятый	2,5	4,5	80	120	122,5	42	129,5
2.балансовый в расчете на прибавку урожая	Д=	кукуруза	50	Пар.занятый	2,5	4,5	80	120	29,1	30	30,8
3.нормативный в на счете на плановый урожай	Д=УП*Н1*КП	кукуруза	350	Пар.занятый	2,5	4,5	80	120	90,6	81,2	61,6
4.нормативный в расчете на плановую прибавку урожая	Д=?УП*Н2*КП	кукуруза	50	Пар.занятый	2,5	4,5	80	120	24,8	28,4	35,6

Расчет доз фосфорных и калийных удобрений на плановый урожай проводится по формуле:

Д=

где Д - доза удобрений, кг/га д.в.;

Ву - вынос питательного элемента в кг/га планируемым урожаем, который рассчитывается по данным приложение 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

Ку - коэффициент использования питательных веществ из минеральных удобрений

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:

Д=

где В - норматив выноса питательных веществ 1 тонной основной продукции с учетом побочной. ДУ - планируемая прибавка урожая за счет удобрений, выраженная в тоннах; Ву - коэффициент использования азот из минеральных удобрений. Нормальный метод расчета доз удобрений на плановый урожай можно принять при наличии достоверных норматив для конкретной почвенно-климатической зоны по данной культуры.

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

КП - поправочный коэффициент к нормам удобрений и зависимости от уровня обеспеченности элементами питания данного поля, участка;

Расчет доз нормативным метод на прибавку 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 ?УП - планируемая прибавка урожая в т/га

Н2 - норматив затрат минеральных удобрений в кг. д.в. на 1 т прибавку урожая

КП - поправочный коэффициент к нормам удобрений в зависимости от уровня обеспеченности элементами питания данного поля, участка. а) место, доза и технология внесения мелиорантов в севообороте Кислые почвы имеют неблагоприятные биологические, физические и химические свойства. Коллоидная часть кислых почв бедна кальцием и другими основаниями. Вследствие вытеснения кальция ионами водорода из почвенного перегноя повышаются его дисперсность и подвижность, а насыщение водородом минеральных коллоидных частиц приводит к постепенному их разрушению. Этим объясняется малое содержание в кислых почвах коллоидной фракции, они имеют поэтому неблагоприятные физические и физико-химические свойства, плохую структуру, низкую емкость поглощения и слабую буферность.

В кислых почвах деятельность полезных почвенных микроорганизмов, особенно азотфиксирующих свободноживущих и клубеньковых бактерий, для развития которых наиболее благоприятна нейтральная реакция (рН 6,5--7,5), сильно подавлена; образование доступных для растений форм азота, фосфора и других питательных веществ вследствие ослабления минерализации органического вещества протекает слабо. В то же время повышенная кислотность способствует развитию в почве грибов, среди которых много паразитов и возбудителей различных болезней растений Особенно чувствительны к повышенному содержанию подвижного алюминия клевер, люцерна, озимая пшеница и рожь (при перезимовке), свекла, лен, горох, гречиха, ячмень. Эти культуры страдают при содержании его в почве свыше 2--3 мг на 100 г. При высоком содержании в кислых почвах подвижного алюминия и железа происходит связывание ими усвояемых форм фосфора с образованием нерастворимых и малодоступных растениям фосфатов полуторных окислов, в результате чего ухудшается питание растений фосфором.

В кислых почвах уменьшается подвижность молибдена, он переходит в труднорастворимые формы, и его может не хватать для нормального роста растений, особенно бобовых. В кислых, особенно песчаных и супесчаных почвах, мало усвояемых соединений кальция и магния; кроме того, при кислой реакции затрудняется их поступление в растение, поэтому ухудшается питание и этими важными элементами. Потребность почвы в известковании с достаточной для практических целей точностью может быть определена по обменной кислотности (рН солевой вытяжки). При значении рН солевой вытяжки 4,5 и ниже потребность в известковании сильная, 4,6--5 -- средняя, 5,1--5,5 -- слабая и при рН больше 5,5 -- отсутствует. Величина кислотности почвы -- важный, но не единственный показатель, характеризующий потребность почв в известковании. Важно учитывать также степень насыщенности почвы основаниями (У) и ее механический состав. С учетом этих трех показателей степень нуждаемости почв в известковании может быть установлена значительно точнее. При проведении известкования, кроме свойств почвы, необходимо учитывать также особенности возделываемых культур в севообороте. В случае необходимости известкование рассчитать дозу СаСо3 по полной гидролитической кислотности по формуле:

ДСаСо3= ДСаСо3=

где Нr - гидролитическая кислотности 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 провидении сокращений формула для расчета доза СаСо3 в т/га приводится в следующей вод;

Таблица 7 План распределения доз минеральных удобрений по срокам и способам внесение, кг д.в./га

Номер и назв поля	культура	оля, гаПлощадь п	Общая норма	Основные внесение	Припосевное внесение	Подкорма
			N	P2O5	K2O	N	P2O5	K2O	N	P2O5	K2O	N	P2O5	K2O
1	пар. занятый	100	70,8	1,5	66,5	23	0,5	22,2	23,6	0,5	22,2	23,6	0,5	22,2
2	кукуруза	100	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
3	Онд. травы	100	-	-	34	-	-	11,3	-	-	11,3	-	-	11,3
4	Силост.	100	30,2	-	-	20,1	-	-	20,1	-	-	20,1	-	-



После распределения общей дозы по срокам и способам внесения необходимо обосновать, какую роль в питании возделываемых культур играет основное, припосевное внесение, подкормка и способы их внесения.

Дф.в =

где Дф.в - доза в кг/га физического веса;

Дд.в - доза в кг/га действующего вещества;

n - процент содержания питательного вещества в удобрении.

После перевода доз действующего вещества в физический вес соответствующих удобрений необходимо определить общую потребность рекомендуемых форм минеральных удобрений для реализации плана применения минеральных удобрений по всему севообороту.

N=31,8*100:34,5=92,2

K2O=127,7*100:54=236,5

N=11,9*100:34,5=34,5

N=106*100:34,5=307,2

P2O5=17,5*100:50=35

K2O=148,3*100:54=274,6

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.

Таблица 8 Расчет хозяйственного выноса питательных веществ в севообороте

Культуры севооборота	Площадь	Урожай ц/га	Хозяйственный вынос кг/га д.в.	Хозяйственный вынос с поля, севооборота ц.д.в.
			N	P2O5	K2O	N	P2O5	K2O
кукуруза	100	150	122,5	42	129,5	122,5	42	129,5
одн.травы	100	200	72	20	88	72	20	88
силосные	100	270	72,9	18,9	81	72,9	18,9	81
пар.занятый (горохо-овсяная смесь)	100	150	70,5	19,5	73,5	70,5	19,9	73,5
Всего	400	-	-	-	-	337,9	100,4	371,5

122,5*100:100=122,5

Для расчета хозяйственного выноса с поля севооборота в ц.д.в. необходимо хозяйственный вынос в кг/га умножить на площадь поля и разделить на 100 для переводы ц.

По данным общего хозяйственного выноса питательных веществ и планируемого внесения питательных веществ с органическими и минеральными удобрениями по культуры севооборота.

Таблица 9 Баланс питательных веществ в севообороте

Питательные элементы	Вынос с урожаем	Внесено с органическими удобрениями	Внесено с минеральными удобрениями	Баланс (+ - )
в ц.д.в. (по севообороту)
Азот	337,9	288	1,5	-48,4
Фосфор	100,4	168	131	-198,6
калий	371,5	462	100,5	191
в кг/га пашни
Азот	84,5	72	0,4	-12,1
Фосфор	25,1	42	32,7	49,6
калий	92,9	115,5	25,1	47,7



Таблица 10 Расчет получения дополнительной продукции за счет удобрений и мелиорантов в севообороте

Культура	Площадь Поля, га	Норма NPK, кг д.в./га органич. Удобрений , извести, т/га	Норматив оплаты 1 кг питательных веществ урожаем, кг	Коэффициент перевода в зерновые единицы	Дополнительная продукция, полученная за счет удобрений и извести
					кг зерн. единиц на 1 га	ц. зерн. ед на площадь посева
Кукуруза	100	60	72	0,17	734,4	734,4
Одн.травы	100	34	0,7	0,12	2,856	2,856
Силосные	100	60,2	46,8	0,12	338,08	338,08
Пар.занятый (горохо-овсяная смесь)	100	138,8	27,2	0,12	453,04	453,04
Итого по севообороту						4381,54

кукуруза=150*100*0,17=2550 ц/га

Одн.травы=200*100*0,12=2400ц/га

силосные=270*100*0,12=3240 ц/га

Пар.занятый=150*100*0.12=1800 ц/га

2550+2400+3240+1800=9990 ц/га

=43,8%

Средство химизации используется эффективно.



Заключение

Высокая эффективность удобрений обеспечивается только при условии применения их в определенной научно обоснованной системе с учетом конкретных почвенных и климатических условий, особенностей питания отдельных культур и чередование их в севообороте, агротехники, свойств удобрений и многих других факторов. Система удобрений в севообороте это многолетний план применения минеральных, органических, известковых и других удобрений в севообороте с учетом плодородия почвы, биологических особенностей растений и сортов, климата, типа севооборота, состава и свойств удобрений, составляемый на полную ротацию каждого севооборота хозяйства . Целью исследований является разработка системы удобрений для бездефицитного баланса питательных веществ в севообороте.

Севооборот имеет важное значение в воспроизводстве запасов органического вещества почвы. Структура посевных площадей должна быть таковой, чтобы можно было в максимальной степени использовать положительную роль основных и промежуточных культур в воспроизводстве гумуса. С помощью оптимизации структуры посева можно обеспечить установление экономически обоснованного уровня дефицитности баланса гумуса, который реально компенсировать имеющимися ресурсами органических удобрений. Длительное систематическое применение органических удобрений существенно улучшает физико-химические свойства почвы - увеличивает потенциальный запас питательных веществ и эффективное плодородие, понижает кислотность, повышает содержание поглощенных оснований, поглотительную способность и буферность, влагоёмкость, скважность, водопроницаемость, обогащает почву микрофлорой, усиливает её биологическую активность и углекислоты, уменьшает сопротивление почвы при механической обработке.



Список литературы

1. Лапа В. В., Босак В. Н., Пироговская Г. В. Влияние органоминеральной системы удобрения на продуктивность севооборотов и баланса гумуса в дерново-подзолистых почвах. Агрохимия. 2009. № 2. С. 40-44.

2. Мальцев Б. П. Плодородие и засоренность почвы при разных системах ее обработки в севообороте .Плодородие. 2007. №6. С. 29-31.

3.Матала В. Выращивание земляники СПб. 2003. С. 49-53

Размещено на Allbest.ru

...