Земледелие с основами почвоведения и агрохимии

Диспаритет же цен на внутреннем рынке страны привел к тому, что для компенсации затрат на применение единицы массы наиболее эффективных азотных удобрений - мочевины и аммиачной селитры - под озимую пшеницу ныне необходимо получать не менее чем 4…4,5-кратное количество зерна.

В последние годы ассортимент поставляемых на внутренний рынок минеральных удобрений значительно сузился.

Некоторая стабилизация (начиная с 1996 г.) потребления удобрений в России вселяет надежду на постепенное восстановление спроса и масштабов применения минеральных удобрений отечественными сельскохозяйственными производителями. Однако, по имеющимся экспертным оценкам, этот процесс займет не менее 8…10 лет. Согласно намечаемым программам развития сельского хозяйства, планируют рост применения минеральных удобрений при нарастающей поддержке кредитования хозяйств на эти цели со стороны государства и производителей минеральных удобрений под будущий урожай на льготных условиях.

В то же время, ученые ВИУ к 2010 году оценивают минимальный уровень потребности земледелия России в минеральных удобрениях в 7,1 млн. т д.в., поддерживающий и перспективный - соответственно в 11,8 и 16,0 млн. т в год. Оптимальная обеспеченность на 2010 г. оценивается в 26,0 млн. т, в том числе азотных - 10,2, фосфорных и калийных соответственно 9,1 и 6,7 млн. т д.в. при научно-обоснованном ассортименте.

Вопросы для самопроверки знаний

1. Что изучает агрохимия?

2. Из чего состоит сухое вещество сельскохозяйственных культур?

3. Каков элементный состав сухого вещества растений?

4. Какие элементы называются органогенными и в чем отличия макро- и микроэлементов?

5. Какое значение имеют азот, фосфор, калий и другие питательные элементы в жизни растений?

6. Чем отличается автотрофный тип питания от симбиотропного?

7. В чем заключается воздушное питание растений?

8. Что такое корневое питание?

9. Как классифицируют удобрения?

10. Каков ассортимент минеральных удобрений в нашей стране?

Глава 12. Удобрения и их характеристика

12.1 Минеральные удобрения

12.1.1 Азотные удобрения

Азотные удобрения обеспечивают до 50% общей прибавки урожая, получаемой от полного минерального удобрения. Внесение 1 кг азота минеральных удобрений обеспечивает прибавку урожая: 8…15 кг зерна, 50…70 картофеля, 20…30 сена луговых трав, 30…40 - корнеплодов сахарной свеклы, около 3 кг льноволокна.

Азотные удобрения не только повышают урожай, но и положительно влияют на качество сельскохозяйственной продукции. При сбалансированном их использовании возрастает содержание белка и клейковины в зерне злаковых культур, что улучшает хлебопекарные качества муки; повышается содержание витаминов в растениях, возрастает на 0,2…0,4% сахаристость корнеплодов сахарной свеклы и т.д.

На долю азотных удобрений приходится 6…7 млн. т. питательных веществ, что составляет 42…44% общего объема производства минеральных удобрений.

Исследования показали, что в полевых условиях в год внесения растения используют лишь 30…50% азота удобрений, 25…45% азота закрепляется в почве в органической форме, а 10…30% безвозвратно теряется из почвы. Поэтому для повышения эффективности внесения азотных удобрений необходимо:

- применение оптимальных доз и форм с учетом биологических особенностей растений и свойств удобрений;

- приближение сроков внесения удобрений к периоду интенсивного потребления азота растениями;

- внедрение новых форм азотных удобрений (медленнодействующих и капсулированных) с концентрируемой скоростью высвобождения азота;

- использование препаратов, уменьшающих потери азота от денитрификации и вымывания.

В зависимости от формы соединения азота, содержащегося в удобрении они подразделяются на следующие виды: нитратные, аммонийные и аммиачные, аммонийно-нитратные, амидные. Кроме того, азотные удобрения могут быть представлены смешанными формами (аммиакаты и КАСы).

Нитратные удобрения - содержат азот в нитратной форме: NaNO₃ натриевая селитра и Ca(NO₃)₂ - кальциевая селитра. Они являются побочным продуктом основных химических производств и составляют небольшую долю (менее 1%) выпускаемых азотных удобрений. Физиологически щелочные удобрения, содержат 16 и 13% азота соответственно.

Аммонийные и аммиачные удобрения - содержат азот в аммонийной (NН₄) и аммиачной (NН₃) форме. К ним относят сульфат аммония - (NH₄)₂SO₄ с содержанием 21% N, хлорид аммония - NH₄Cl с содержанием 25% N, сульфат аммония - натрия - (NH₄)₂SO₄ с содержанием 16% N, аммиачная вода - NH₄OH с содержанием 18…20,5% N и безводный аммиак - NH₃ с содержанием 82,3% N.

Аммонийно-нитратные удобрения - содержат азот в аммонийной и нитратной формах. Это аммиачная селитра - NH₄NO₃ с содержанием 34% N и известково-аммонийная селитра - NH₄NO₃ CaCO₃ с содержанием 26…28% азота.

Одно из самых распространенных азотных удобрений. Удобрение белого цвета, хорошо растворимо в воде, выпускается в гранулированном виде, в виде гранул диаметром 1…3 мм. Универсальное удобрение, ее можно применять под любые культуры на всех почвах и в любые сроки. В настоящее время на его долю приходится 36% всех выпускаемых азотных удобрений.

Амидные удобрения содержат азот в амидной (NH₂) форме. К этому виду относят мочевину или карбамид - СО(NH₂)₂ с содержанием 46% N. Это универсальное удобрение, на долю которого приходится 35% всех азотных удобрений. Его удельный вес постепенно увеличивается, благодаря новым технологиям, обеспечивающим более низкую себестоимость производства по сравнению с аммиачной селитрой.

Смешанные формы азотных удобрений представлены смесями водных растворов аммиачной селитры, мочевины и других форм азотных удобрений. К этому виду относят аммиакаты - растворы аммиачной селитры и мочевины в водном аммиаке. Наибольшее распространение получили углеаммиакаты - растворы карбоната и бикарбоната аммония и мочевины, содержащие 4…7% свободного аммиака и 18…35% N.

КАС - водные растворы аммиачной селитры и мочевины с содержанием 28…32% N получили широкое распространение за рубежом, начали производиться и в нашей стране, а к 2010 году они должны выйти на второе место среди производимых азотных удобрений.

Использование КАС в сельском хозяйстве имеет несомненные преимущества перед твердыми удобрениями: обеспечивается полная механизация всех погрузочно-разгрузочных работ, резко уменьшаются потери, снижаются затраты на производство и применение, улучшаются условия труда, исключаются расход тары и слеживаемость, обеспечивается высокая равномерность внесения азота, упрощается приготовление необходимых тукосмесей, в том числе с добавкой микроэлементов и пестицидов.

12.1.2 Фосфорные удобрения

Значительная доля почв сельскохозяйственного назначения, в т.ч. и пахотных земель, в России имеет низкую обеспеченность фосфором. Особенно бедны фосфором почвы легкого гранулометрического состава. Низкое содержание подвижного и, следовательно, доступного для растений фосфора характерно для кислых почв с высокой способностью к химическому поглощению его в трудодоступных формах. На черноземах и других почвах с повышенным содержанием гумуса фосфор является элементом питания, в первую очередь лимитирующим урожайность сельскохозяйственных культур.

В отличие от азота, никаких других источников восполнения запасов фосфора в почвах, помимо частичного его возврата с навозом и применения фосфорсодержащих минеральных удобрений, не существует.

Фосфорные удобрения в зависимости от растворимости и доступности фосфора для растений подразделяют на три группы:

- содержащие фосфор в водорастворимой форме - суперфосфат простой и двойной. Фосфор из этих удобрений легко доступен растениям;

- фосфор, который не растворим в воде, но растворим в слабых кислотах (2% -ной лимонной кислоте) или в щелочном растворе цитрата аммония, - преципитат, томасшлак, термофосфаты, обесфторенный фосфат. Фосфор в них находится в доступной растениям форме;

- нерастворимые в воде и плохо - в слабых кислотах, полностью растворимые только в сильных кислотах, - фосфоритная и костяная мука. Это более труднодоступные источники фосфора для растений.

Источник получения фосфорных удобрений - природные фосфоросодержащие агроруды (фосфориты и апатиты), а также богатые фосфором отходы металлургической промышленности (томасшлак, мартеновские шлаки). Основное значение имеют апатиты и фосфориты. В настоящее время среднегодовой выпуск фосфорных удобрений в России составляет 2,4 млн. т или 20% от общего объема удобрений.

Суперфосфат простой получают обработкой размолотого апатита серной кислотой. Простой суперфосфат из апатита содержит около 20% усваиваемого фосфора Р₂О₅ и гипс. Усвояемый фосфор в суперфосфате составляет 88…98% общего содержания. Суперфосфат выпускают в виде гранул размером 1…4 мм. Гранулированный суперфосфат обладает благоприятными физическими свойствами: не слеживается, хорошо растворяется.

Суперфосфат двойной Cа (H₂PO₄)₂ · H₂O отличается от простого более высоким содержанием усваеваемого фосфора - 45…49% и не содержит гипса. Выпускают в виде гранул светло-серого цвета размером 1…4 мм. Коэффициент использования фосфора из фосфорных удобрений в год его внесения в среднем составляет 15…20%, а за 2…3 года коэффициент использования фосфора суперфосфата возрастает до 40%. Остальное количество внесенного фосфора связывается в усвояемых и труднодоступных для растений формах.

Преципитат - CaHPO₄ · 2H₂O содержит 38% З₂О₅. Фосфор преципитата не растворим в воде, но растворим в цитрате аммония и хорошо усваивается растениями. Как удобрение практически не применяют, а используют для минеральной подкормки скота.

Обесфторенный фосфат содержит не менее 36% Р₂О₅, можно применять на всех типах почв и по эффективности не уступает суперфосфату. Используют в основном для минеральной подкормки животных.

Фосфатшлак - побочный продукт переработки мартеновским способом чугуна на сталь и железо. Содержит не менее 10% Р₂О₅. Сильнощелочное удобрение, поэтому используют на кислых почвах и в местах получения.

Томасшлак - побочный продукт при переработке в железо и сталь чугуна по методу Томаса. Томасшлак - темный порошок, содержит не менее 14% Р₂О₅, щелочное удобрение, поэтому используют также, как и фосфатшлак.

Фосфоритная мука - тонкоразмолотый фосфат содержащий 30% Р₂О₅, который не растворим в воде, слабых кислотах, и слабо доступен для большинства растений. Самое дешевое фосфорное удобрение, но даже оно не доступно АПК из-за низкой платежеспособности сельскохозяйственных товаропроизводителей. Это основное фосфорное удобрение из группы простых (односторонних) удобрений. На его долю приходится 12,0% доли выпускаемых фосфорных удобрений.

Применение фосфорных удобрений - единственный путь пополнения запасов фосфора в почве и обеспечения бездефицитного баланса этого элемента в хозяйстве. Напомним, что основная часть потребленного растениями фосфора отчуждается из хозяйства с товарной продукцией и лишь частично возвращается в почву с пожнивными остатками и в составе местных органических удобрений.

Фосфор водорастворимых форм удобрений сильно закрепляется почвами и имеет низкий коэффициент использования растениями. При внесении удобрения локально - в рядки при посеве и посадке культур - коэффициент усвоения фосфора растениями возрастает в 1,3…1,5 раза. За ротацию севооборота (7…9 лет) использование фосфора удобрения составляет 40…50%, остальное количество внесенного фосфора связывается в усвояемых и в труднодоступных для растений формах. Из органических удобрений в год внесения усваивается 25…30%, а за 7…9 лет - до 50% содержащегося в них фосфора. Следовательно, для получения планируемой прибавки урожая необходимо вносить не менее, чем в 2 раза больше фосфора с удобрениями, чем выносится его с желаемой прибавкой урожая.

На слабоокультуренных почвах внесение фосфора в почву должно превышать его вынос с урожаем сельскохозяйственных культур в 1,5…2,0 раза, а на хорошо обеспеченных фосфором почвах достаточно компенсировать его вынос с урожаем.

Для получения высоких и стабильных урожаев, сохранения и повышения плодородия почв интенсивность баланса фосфора (т.е. степень превышения приходной части над расходной, выраженная в процентах) должна составлять для лесостепной зоны 150…200%, а степной - 200…250%. Фактическая интенсивность баланса фосфора в земледелии на территории европейской части страны и в целом по России составляет 20%.

12.1.3 Калийные удобрения

В повышении урожаев сельскохозяйственных культур и улучшении качества получаемой продукции, наряду с азотными и фосфорными удобрениями, важная роль принадлежит минеральным калийным удобрениям. Их применение наиболее эффективно на почвах легкого гранулометрического состава и на почвах с низким содержанием калия. На других почвах с высокими валовыми запасами калия надобность в калийных удобрениях возникает при возделывании культур потребляющих большое количество калия - корне- и клубнеплодов, силосных и овощных, подсолнечника и других, особенно при низком уровне применения навоза и иных органических удобрений.

Для производства калийных удобрений используют природные местонахождения калийных солей. На территории России находится крупнейшее месторождение хлористых калийных солей - Верхнекамское (Соликамское - Березняки).

В настоящее время среднегодовой выпуск калийных удобрений в России составляет 3,5…4,0 млн. т., что составляет 31,4% от общего объема выпускаемых минеральных удобрений.

Калийные удобрения подразделяют на концентрированные и сырые.

Сырые калийные удобрения, получают путем дробления и размола природных калийных солей. Обычно для этой цели используют более концентрированные пласты месторождений. Применять сырые калийные соли целесообразно лишь вблизи месторождений калийных руд, так как они имеют низкое содержание К₂О и большое количество примесей. Они содержат много хлора, что также ограничивает их применение.

Сильвинит - nKCI + mNaCI. Содержит 12-15% К₂О и 35-40% Na₂O.

Применяют под натриелюбивые культуры (корнеплоды, капуста, клевер и др.).

Каинит - KCI· MgSO₄ · 3H₂O с примесью NaCI. Содержит 10% К₂О, 6-7% MgО, 32-35% CI, 22-25% Na₂О, 15-17% SO₄.

К концентрированным калийным удобрениям относят калийную соль, хлористый калий, сернокислый калий, калимагнезия.

Хлористый калий - KCI основное калийное удобрение, на долю которого приходится более 90% выпускаемых калийных удобрений. Содержит 57…60% K₂O, мелкокристаллический порошок розового цвета, выпускается и в гранулированном виде, универсальное удобрение.

Мелкий хлористый калий используют, как правило, в производстве комплексных удобрений - азофосок, нитрофосок и диаммофосок, а также при производстве удобрений, относящихся к товарам народного потребления.

Гранулированный хлористый калий пригоден для сухого смешивания и используется для изготовления смешанных и сложно-смешанных комплексных удобрений.

Учитывая, что калий хорошо поглощается почвой (не вымывается), возможно внесение калийного удобрения про запас, на 2…3 года (вместе с фосфорными удобрениями). Вносить хлористый калий при посеве не рекомендуют, так как он может снизить всхожесть семян.

Сульфат калия - К₂SO₄ содержит 46% К₂О, мелкокристаллическая соль серого цвета, универсальное удобрение, т.е. можно применять на всех почвах и под все культуры, но особенно чувствительные к хлору (виноград, цитрусовые, лен, картофель, табак и др.). Из-за дороговизны промышленного производства занимает незначительный (1,7%) объем среди калийных удобрений.

Хлоркалий-электролит - побочный продукт, получаемый при производстве магния, содержит 32% К₂О, 8% MgO и 50% CI. Мелкокристаллический порошок, по эффективности приближается в KCI, применяют под культуры менее чувствительные к хлору, особенно эффективен на легких почвах бедных магнием.

Калимагнезия - K₂SO₄·MgSO₄·6Н₂О, содержит 28…30% К₂О и 8…10% MgО. Хорошее удобрение для культур, потребляющих наряду с калием много магния (клевер, лен, картофель), особенно на бедных песчаных и супесчаных почвах.

По данным агрохимической службы России, долевое участие калия в прибавке урожая основных культур неполного минерального удобрения составляет 17…26%.

Важное условие эффективного применения калийных удобрений - хорошее обеспечение растений азотом и фосфором. На почвах, бедных азотом и фосфором, одни калийные удобрения не дают желаемого результата.

На черноземных почвах, еще лучше обеспеченных калием, применение калийных удобрений (обязательно в сочетании с азотными и фосфорными) необходимо только под культуры, потребляющие много калия, - сахарную свеклу, кукурузу, подсолнечник, картофель и овощные, а на каштановых почвах - только при орошении. На солонцах, обычно богатых валовыми запасами и содержанием подвижного калия, калийные удобрения неэффективны, а их внесение способствует дальнейшему засолению этих почв.

Калийные удобрения на связных почвах лучше вносить осенью (при этом ограничивается отрицательное действие хлора), а на легких почвах - весной под предпосевную обработку или частично в подкормку.

12.1.4 Комплексные удобрения

К комплексным удобрениям относятся удобрения, содержащие 2 и более элементов питания. По способу производства эти удобрения подразделяют на сложные, комбинированные и смешанные.

Сложные удобрения содержат два или три элемента питания в составе одного химического соединения. Например, калийная селитра - KNO₃, аммофос - (NH₄H₂PO₄) и диаммофос (NH₄)₂HPO₄, магний-аммоний фосфат (MgNH₄PO₄) и др.

Аммофос - основное фосфорное удобрение, на долю которого приходится около 35% от общего производства фосфорных удобрений. Содержит 11…12% и 40…60% Р₂О₅ в хорошо усвояемой растениями, преимущественно водорастворимой форме. Универсальное удобрение.

Диаммофос - фосфорное удобрение, на долю которого приходится около 20,3% от общего производства фосфорных удобрений. Содержит 18% N и около 50% Р₂О₅. Это самое концентрированное из всех сложных удобрений, содержащее азот и фосфор в доступной для растений водорастворимой форме.

Калийная селитра - содержит 13% N и 46% К₂О, обладает хорошими физическими свойствами. В качестве источника калия дает хороший эффект при внесении под культуры, чувствительные к хлору. Недостаток - широкое соотношение между азотом и калием (1 : 3,5), поэтому при ее использовании требуется дополнительное внесение азотных удобрений.

Магний-аммонийфосфат - тройное удобрение, содержащее 10…11% N и 39…40% Р₂О₅ и 15…16% MgО. Удобрение слабо растворимо в воде, медленнодействующее. Его можно вносить как основное удобрение в первую очередь на легких почвах, где возможны потери азота из растворимых удобрений и на которых ощущается дефицит магния. Перспективен в овощеводстве защищенного грунта.

Комбинированные удобрения получают в едином технологическом процессе, содержат в одной грануле два или три элемента питания, но в составе различных химических соединений. К ним относятся нитрофос, нитрофоска, нитроаммофос, нитроаммофоска, диаммофоска, и др.

Нитрофос [NH₄NO₃ + Ca (H₂PO₄)₂] и нитрофоска [NH₄NO₃ + Ca (H₂PO₄)₂ + KCI] содержат азот и калий в форме легкорастворимых соединений, а фосфор в виде моно- и дикальцийфосфата, не растворимого в воде, но доступного для растений. Нитрофос содержит 23…24% N и 14…17% Р₂О₅, а нитрофоска - по 16% NPK. Универсальное удобрение.

Нитроаммофос (NH₄H₂PO₄ + NH₄NO₃) и нитроаммофоску (NH₄H₂PO₄ +NH₄NO₃ + KCI) получают при нейтрализации аммиаком смесей азотной и фосфорной кислот. Нитроаммофос содержит по 23% N и Р₂О₅, а у нитроаммофоски по 17% NPK. Питательные элементы содержатся в водорастворимой форме и легкодоступны растениям.

Диаммофоска (NH₄)₂ HPO₄ + KCI содержит 10% N, 26% Р₂О⁵ и 26% KCI.

Общий недостаток сложных и комбинированных удобрений заключается в необходимости дополнительного внесения того или иного элемента в виде простых удобрений, так как разные почвы различаются по содержанию элементов питания и по потребности в них растений.

Смешанные удобрения - это смеси (гранулированных) простых и сложных удобрений, получаемые в заводских условиях, либо на тукосмесительных установках непосредственно в хозяйствах путем сухого смешивания. Смешанные удобрения имеют преимущество перед сложными и комбинированными удобрениями, которые выпускаются с фиксированным содержанием питательных элементов, не всегда подходящим для определенной культуры и почвы. Сухое смешивание позволяет создать больший ассортимент удобрений с любым необходимым соотношением NPK и микроэлементов. Однако не все удобрения можно смешивать друг с другом, так как в результате химических реакций между ними может уменьшаться растворимость, содержание питательных веществ, ухудшаться физические свойства удобрений. Для приготовления смешанных удобрений в первую очередь используют мочевину или аммиачную селитру, аммофос и хлористый калий.

12.1.5 Микроудобрения

Микроэлементы - это необходимые элементы питания находящиеся в растениях в тысячных долях процента, однако каждый из них выполняет важные функции в процессах жизнедеятельности. Недостаток микроэлементов вызывает ряд болезней растений и нередко приводит к их гибели. Применение соответствующих микроудобрений не только устраняет возможность болезней, но и обеспечивает получение более высокого урожая лучшего качества.

В среднем, микроудобрения обеспечивают повышение урожайности сельскохозяйственных культур на 10…12% и выше. Трудность использования микроудобрений состоит в том, что их дозы гораздо ниже, чем основных удобрений, а требования к равномерности их внесения выше. Поэтому более рационально применять основные удобрения, содержащие добавки микроэлементов, а также применять их с поливной водой при дождевании.

Бор. Необходимость внесения борных удобрений проявляется прежде всего на дерново-глеевых и заболоченных почвах, а также на известкованных дерново-подзолистых и насыщенных основаниями почвах. Низким содержанием бора, как и других микроэлементов, отличаются песчаные и супесчаные почвы.

Этот элемент широко распространен в виде борной кислоты (Н₃ВО₃) и буры (Nа₂В₄О₇ · 10Н₂О). Борную кислоту (17% В) применяют для некорневых подкормок в дозе 500…600 г/га под семенники многолетних трав и овощных культур, для плодово-ягодных - 700…800 г/га и предпосевной обработки семян борной кислотой 20…50 г/ц и 35…80 г/ц бурой.

Использование борных удобрений на почвах с низким содержанием доступных форм бора полностью устраняет заболевание корнеплодов гнилью сердечка и дуплистостью корня, льна - бактериозом, картофеля - паршой, плодовых - суховершинностью деревьев, пятнистостью и опробковением плодов.

Медь. С урожаем различных культур с 1 га выносится 7…27 г меди. Особенно бедны медью вновь освоенные низинные торфяники и заболоченные почвы с нейтральной или щелочной реакцией, а также дерново-глеевые почвы. Применение медных удобрений на этих почвах - непременное условие получения высоких урожаев.

Медные удобрения положительно влияют и на качество продукции: увеличивается содержание белка в зерне, сахара в корнеплодах, витамина С в плодах и овощах. Наиболее устойчивы к недостатку меди картофель, капуста и рожь.

В качестве медных удобрений применяют главным образом пиритные огарки - отходы сернокислотной промышленности (0,25…0,6% меди), а также медный купорос CuSO₄ · 5H₂O (23…25% меди).

Пиритные огарки вносят один раз в 4…5 лет в дозе 5…6 ц/га осенью под зябь или весной под предпосевную культивацию. Медный купорос можно применять для некорневой подкормки - 200…300 г медного купороса в 400…500 л воды и для предпосевного опудривания или намачивания семян дозой 50…100 г CuSO₄ на 1 центнер семян.

Марганец. С урожаем различных культур выносится 1,0…4,5 кг/га. Недостаток марганца чаще всего проявляется на черноземах и дерново-карбонатных почвах с нейтральной или щелочной реакцией, особенно на песчаных и супесчаных, а также на карбонатных торфяниках.

Марганцевые удобрения применяют главным образом по сахарную свеклу, кукурузу, картофель, овощные, плодовые и ягодные культуры, что способствует значительному повышению урожайности.

Наиболее часто используют сульфат марганца (MnSO₄) содержащий 21…22% Mn. Сульфат марганца - растворимая соль, ее применяют для предпосевной обработки (намачивания или опудривания) семян из расчета 50…100 г/ц семян и для некорневой подкормки (0,05%-ный раствор соли при норме расхода 400…500 л/га).

Молибден. Вынос молибдена с урожаем не превышает 10 г/га. Наиболее эффективно применение молибдена под зернобобовые и овощные культуры, многолетние и однолетние бобовые травы, на лугах и пастбищах с бобовым компонентом в травостое на кислых дерново-подзолистых, серых лесных почвах и выщелоченных черноземах.

В качестве молибденовых удобрений применяют молибдат аммония (содержащий 52% молибдена) и порошок, содержащий 14,5…16,5% молибдена. Эти два удобрения используют для предпосевной обработки семян (20…50 г на 1 ц семян при опрыскивании раствором молибдата аммония или в 1,2…1,5 раза большее количество при опудривании порошком, содержащим молибден). Молибдат аммония применяют для некорневых подкормок из расчета 150…200 г на 1 га.

Под влиянием молибдена значительно улучшается и качество продукции: увеличивается содержание белка в зерне и сене бобовых культур, витаминов и сахара в овощах.

Цинк. Вынос цинка с урожаем полевых культур составляет от 75 до 2250 г/га. Недостаток цинка чаще всего проявляется у плодовых и цитрусовых культур на карбонатных почвах с нейтральной и слабощелочной реакцией. Среди полевых культур к недостатку цинка более чувствительны кукуруза, фасоль, соя, картофель и некоторые овощные растения.

К цинковым удобрениям относятся: сульфат цинка (ZnSO₄ · 7H₂O, содержащий 21…23% Zn) и отходы промышленности, в частности шлаки медеплавильных заводов (2…7% Zn).

Доза внесения шлаков в почву чаще всего составляет 50…150 кг/га. Сульфат цинка применяют для некорневой подкормки (100…150 г соли на 1 га в виде водного раствора) и предпосевной обработки семян (50…100 г соли на 1 ц семян).

Потребность различных сельскохозяйственных культур в отдельных микроэлементах на разных почвах неодинакова. Хорошо окультуренные, систематически удобряемые навозом, почвы обычно содержат достаточное количество подвижных форм микроэлементов и поэтому на них не требуется внесение микроудобрений.

При недостатке в почвах доступных форм бора, марганца, меди, молибдена, а в определенных условиях также кобальта, цинка, йода, ванадия и других микроэлементов наблюдаются специфические заболевания культур и они дают низкий урожай плохого качества. В этом случае применение соответствующих микроудобрений устраняет заболевания растений и значительно повышает урожай и качество растениеводческой продукции.

Наиболее эффективным способом использования микроудобрений является обработка семян путем опудривания или смачивания.

12.2 Органические удобрения

Органические удобрения - это разной степени разложения органические вещества в основном растительного и животного происхождения. Количественный и качественный состав органических удобрений зависят от их происхождения, условий накопления и хранения. Эти удобрения содержат обычно много влаги и в небольших количествах основные элементы питания и микроэлементы, поэтому их относят к комплексным удобрениям. Однако содержание NPK в органических удобрениях по сравнению с минеральными низкое, поэтому их не перевозят на далекие расстояния, а используют на месте получения и называют местными.

Применение навоза и других органических удобрений позволяет повторно вовлекать в круговорот питательных веществ часть элементов питания, ранее отчужденных из почвы с урожаем сельскохозяйственных культур.

Органические удобрения - не только источник элементов питания и дополнительный источник СО₂ для улучшения воздушного питания растений, но и энергетический материал, источник пищи для почвенных микроорганизмов и источник обогащения почвы микрофлорой.

Систематическое внесение органических удобрений способствует регулированию содержания в почве органического вещества, подвижных форм NPK и микроэлементов, биологической активности, водно-физических и других свойств почвы.

К органическим удобрениям относят навоз, торф, навозную жижу, птичий помет, зеленые удобрения, солому, компосты, сапропель и др.

12.2.1 Навоз

Навоз - это основное органическое удобрение в зависимости от технологии содержания животных получают подстилочный и бесподстилочный навоз, который различается по составу, способам хранения и использования.

Подстилочный навоз. Его состав и удобрительная ценность зависят от вида животного, продолжительности стойлового периода, состава кормов, качества и количества подстилки, способа хранения. В среднем, в составе навоза КРС содержится 0,5% азота, 0,25% фосфора, 0,6 % калия и 75 % воды.

Для увеличения выхода навоза и повышения его качества большое значение имеют вид и количество подстилочного материала. Подстилка улучшает физические свойства навоза, впитывает мочу и поглощает образующийся при ее разложении аммиак, что уменьшает потери азота.

Для подстилки применяют солому злаковых культур, торф или торфяную крошку, реже - древесные стружки и опилки. Чаще всего для подстилки используют солому в виде резки длиной 9…15 см при среднесуточной норме подстилки от 1 до 6 кг соломы в зависимости от вида скота.

Количество получаемого в хозяйстве навоза зависит от вида животного, общего поголовья скота, продолжительности стойлового периода, наличия кормов и вида подстилки, возрастного состава животных.

Таблица 47

Примерное количество навоза (т), получаемого в год от одного животного при содержании на соломенной подстилке

Вид скота	Продолжительность стойлового периода, дни
	240-220	220-200	200-180	менее 180
Крупный рогатый скот	9-10	8-9	6-8	4-5
Лошади	7-8	5-6	4-4,5	2,5-3,0
Свиньи	2,25	1,75	1,5	1,0
Овцы	1,0	0,9	0,6-0,8	0,4-0,5

Количество и качество навоза в значительной степени зависят от способа его хранения. В зависимости от условий хранения разложение навоза происходит с разной интенсивностью и навоз получается неодинакового качества. Существуют плотный, рыхлоплотный и рыхлый способы хранения навоза.

Плотное (или холодное) хранение в навозохранилище или в поле заключается в укладывании навоза слоем высотой 1 м и шириной 3…4 м и немедленном уплотнении. На уплотненный слой укладывают и сразу же уплотняют последующие, пока высота штабеля не достигает 2,5…3 м. Сверху штабель накрывают соломой или землей. Температура в таком штабеле не поднимается свыше 20…30⁰С, разложение идет в анаэробных условиях, потери органического вещества не превышают 10…12%. Свежий навоз становится полуперепревшим через 3…5 мес. теряет в среднем 25% от первоначальной массы. Перепревший навоз получают через 7…8 месяцев.

Рыхлоплотное (или горячее) хранение заключается в укладывании навоза слоем 1 м без уплотнения. Развитие микробиологических процессов идет в аэробных условиях с повышением температуры до 60…70⁰С, после чего слой уплотняют и на него накладывают следующий слой и т.д., пока высота штабеля не достигнет 2,5…3 м. При таком способе хранения полуперепревший навоз получают через 1,5…2 мес., но потери органического вещества увеличиваются до 17…22%. Перепревший навоз получают через 4…5 мес. При таком способе хранения в нем погибают семена сорняков и возбудители желудочно-кишечных заболеваний. Этот способ хранения применяют также при большом количестве соломы в навозе.

Рыхлое хранение заключается в хранении навоза без уплотнения, что приводит к большим потерям органического вещества (до 40 %), навоз разлагается быстрее, но неравномерно, что снижает его качество, как удобрения.

По степени разложения различают: свежий, полуперепревший, перепревший навоз и перегной.

Свежий навоз - слаборазложившаяся масса, солома в которой еще сохраняет первоначальный цвет и прочность.

Полуперепревший навоз теряет по сравнению со свежим в среднем 25% первоначальной массы и органического вещества. Солома в нем приобретает темно-коричневый цвет, теряет прочность и легко разрывается.

Перепревший навоз - однородная темная масса, содержащая 50% исходной массы и органического вещества, в которой не замечены даже отдельные элементы подстилочного материала.

Перегной - рыхлая землистая темная однородная масса, содержащая не более 25% массы органического вещества исходного свежего навоза.

Без крайней необходимости не следует хранить навоз до перепревшего и тем более перегнойного состояния, так как это ведет к громадным потерям органического вещества и азота.

Наиболее рационально применение навоза в полуперепревшем состоянии, в котором лучше сохраняется азот и содержится наибольшее количество органического вещества.

Коэффициент использования азота из полуперепревшего навоза первой культурой зависит от содержания в нем аммонийного азота и составляет в среднем 20…30% общего количества азота.

Коэффициент использования первой культурой фосфора и особенно калия из навоза выше, чем азота. Усвоение растениями фосфора в первый год составляет 30…40%, а калия 60…70% от общего содержания их в навозе.

Навоз обладает значительным последействием. Использование азота, фосфора и калия из навоза второй культурой обычно составляет соответственно 15…20; 10…15 и 10…15%, третьей - 10…15; 5…10 и 0…10%. Использование питательных веществ навоза за ротацию севооборота (с учетом последействия) составляет: азот - 50…60%, фосфора - 50…60 и калия - 80…90%, что близко к использованию соответствующих питательных веществ из минеральных удобрений.

Дозы навоза зависят от его качества, а также удобряемой культуры. Под овощные и пропашные культуры (кукуруза, картофель сахарная свекла и др.) необходимо вносить более высокие дозы (40…50 т/га), чем под зерновые (20…30 т/га).

Лучше всего вносить навоз с осени под зяблевую обработку почвы. Это особенно важно для засушливых районов. В Нечерноземной зоне полуперепревший навоз под пропашные культуры позднего посева можно вносить весной под перепашку зяби.

Бесподстилочный навоз получают на крупных специализированных фермах и животноводческих комплексах, где практикуется бесподстилочное содержание животных. Количество и качество бесподстилочного навоза также зависит от вида животного, типа кормления, продолжительности стойлового периода, количества воды, расходуемой при уборке навоза и технологии накопления.

Свежий бесподстилочный навоз в среднем содержит 0,77% N, 0,44 % Р₂О₅, 0,76% К₂О и до 90% воды. В таком навозе от 50 до 70% азота находится в аммонийной форме, хорошо доступной растениям в первый период внесения. Поэтому коэффициент использования культурами азота бесподстилочного навоза и действие его на урожай в год внесения выше, чем подстилочного, а последействие, наоборот, слабее. Фосфор и калий навоза используются растениями не хуже, чем из минеральных удобрений. Бесподстилочный навоз по эффективности не уступает подстилочному.

Бесподстилочный навоз хранят в зависимости от почвенно-климатических и организационно-хозяйственных условий от 2 до 6 мес. Для этого необходимы прифермские и полевые хранилища. Емкость прифермских хранилищ закрытого типа должна составлять 25…40% объема навоза, накапливаемого в течение 2…3 мес. Остальные 75…60% навоза хранят в полевых навозохранилищах, представляющих собой открытые котлованы с пленочным покрытием дна и откосов, размещаемых в центре удобряемых массивов.

Для транспортировки и внесения бесподстилочного навоза используют специальные цистерны-разбрасыватели. Дозы бесподстилочного навоза зависят от удобряемой культуры и составляют: 30…35 т/га под озимые зерновые и однолетние травы; 38…50 т/га под картофель; 50…100 т/га под корнеплоды; 60…100 т/га под кукурузу на зеленый корм и силос; 60…80 т/га под многолетние мятликовые и бобово-мятликовые травы, травы на сено и зеленый корм.

Бесподстилочный навоз можно применять не только до посева, но и в подкормки под пропашные, кормовые и другие культуры (кроме овощных).

12.2.2 Другие виды органических удобрений

Навозная жижа - ценное быстродействующее азотно-калийное удобрение, содержащее в среднем 0,2…0,3% N, 0,4…0,5% К₂О и фосфора - 0,01%. Общее количество ее в среднем составляет 10…15% массы свежего навоза. Хранить ее надо в плотно закрытом жижесборнике, что существенно сократит потери азота.

Навозную жижу можно вносить в основное удобрение и в подкормку, а также использовать для приготовления компостов с торфом. Под зерновые культуры, картофель и корнеплоды в основное удобрение вносят 15…20 т/га навозной жижи, под овощные - 20…30 т/га. Поскольку жижа почти не содержит фосфора, целесообразно одновременно применять фосфорные удобрения.

Высокий эффект дает использование навозной жижи на лугах и для подкормки озимых зерновых, пропашных и овощных культур. Ранневесеннюю подкормку озимых и луговых трав проводят перед их боронованием - 4…5 т/га навозной жижи, разбавленной в 2…3 раза водой. В подкормку под пропашные и овощные культуры навозную жижу (5…10 т/га) вносят при помощи культиваторов-растениепитателей на глубину 10…15 см в середину междурядий.

В зимний период собранную навозную жижу лучше всего использовать для компостирования с торфом.

Птичий помет - полное быстродействующее удобрение, содержащее NPK в легкодоступной для растений форме.

При выгульном (напольном) содержании от каждой птицы за год накапливается разное количество подстилочного помета: от курицы 6…7 кг, от утки 7…9 кг, от гуся 10…12 кг. Он обладает достаточной сыпучестью и при влажности 55% содержит в среднем 1,6% N, 1,5% Р₂О₅ и 0,9 К₂О. Для подстилки применяют торф, солому, опилки, которые укладывают слоем 30…40 см, а по мере загрязнения верхний слой перемешивают с нижним. Убирают помет при смене поголовья 2…3 раза в год.

При клеточном содержании (на птицефабриках) получают бесподстилочный помет в год от курицы 60…70 кг, утки 100…170 кг и гуся 250…300 кг. Бесподстилочный помет представляет собой липкую, мажущуюся массу с неприятным запахом, содержащую 2,0% N, 1,5% Р₂О₅, 0,5% К₂О и 65% воды. Непосредственно для удобрения его не применяют (прежде всего, из-за неблагоприятных физико-механических свойств). Поэтому такой помет идет в основном для приготовления компостов с торфом или соломой, причем их берут столько, чтобы получилась достаточно рыхлая и сыпучая масса (обычно в соотношении 0,5…1,0 : 1,0). При отсутствии торфа можно пересыпать помет сухой перегнойной землей или перепревшим навозом, а также добавить к нему 7…10% суперфосфата, который почти полностью связывает выделяющийся аммиак.

Хорошо сохраненный птичий помет - ценное удобрение, дающее высокие прибавки урожая сельскохозяйственных культур. Его можно применять под все культуры в качестве основного удобрения - 2…5 т/га с заделкой под плуг, а также в меньших дозах в подкормку озимых или пропашных культур с заделкой соответственно бороной и культиватором при междурядных обработках. Доза сырого помета для подкормки составляет 0,8…1 т/га, для жидкой подкормки применяют вдвое меньшую дозу при разбавлении сухого помета водой в 6…7 раз.

Торф и торфяные компосты. Торф образуется в результате неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности и недостаточного доступа воздуха. В зависимости от происхождения торф делят на верховой, низинный и переходный. Содержание питательных веществ повышается при переходе от верхового к низинному торфу, в котором содержится 2,5…3,5% N, 0,2…0,5% Р₂О₅ и 0,15…0,20% К₂О.

Хорошее действие на сельскохозяйственные культуры оказывает низинный торф. Верховой торф из-за высокой кислотности не рекомендуют вносить в чистом виде. Но лучший способ использования торфа на удобрение - применение его в составе компоста. При компостировании торфа с навозом (в соотношении 1:1) микробиологические процессы в торфе активизируются, в результате чего его удобрительная ценность повышается. Очень эффективно компостирование торфа с навозной жижей. Для поглощения 1 т жижи необходимо около 200 кг верхового или 500 кг низинного торфа при 50%-ной влажности.

Компосты. Обычно компост состоит из двух компонентов, неодинаковых по устойчивости к разложению микроорганизмами. Один из них (торф, земля) выступает в роли поглотителя влаги и аммиака и без компостирования слабо разлагается, другой (навоз, жижа и др.) обогащен микрофлорой и содержит значительное количество легкоразлагающихся азотсодержащих органических соединений.

Компост считают готовым, когда вся его масса становится однородной и рассыпчатой. Обычно готовят торфонавозные, торфожижевые, торфофекалиевые компосты и компосты из бытовых отходов. Наиболее целесообразно внесение компостов осенью под зяблевую вспашку или весной под перепашку зяби.

Солома - как органическое удобрение может применяться в хозяйстве при ее излишках. При влажности 16% солома содержит в среднем 0,5% N, 0,25% Р₂О₅ и 1,0% К₂О. Излишки соломы (если они не находят другого применения) сразу после уборки урожая из валков измельчают, равномерно распределяют по поверхности поля и заделывают в почву. Для лучшего разложения ее с помощью дискования или лущения заделывают на глубину 8…10 см, с последующей основной обработкой на принятую глубину в обычные для конкретной зоны сроки. На полях с внесением соломы размещают, прежде всего, бобовые и удобряемые азотом пропашные культуры.

Вносят солому в количестве 2…10 т/га, как правило, под пропашные культуры, а учитывая длительность ее разложения, наибольший эффект от внесения сказывается на второй год.

Зеленые удобрения - свежая растительная масса, как правило, бобовых растений, запахиваемая в почву в целях обогащения ее азотом и органическим веществом. Этот прием называют также сидерацией, а растения, возделываемые на зеленое удобрение - сидератами. С зеленым удобрением в почву вносят до 35…40 т/га органической массы (не считая корней), содержащей 100…200 кг азота. Коэффициент использования азота зеленого удобрения (в первый год действия) вдвое выше, чем навоза, при этом его потери исключены. В качестве сидератов возделывают такие бобовые растения, как люпин, сераделлу, донник, озимую вику, астрагал, чину, эспарцет, а также горчицу, рапс, сурепицу и др.

Зеленое удобрение - незаменимое средство повышения плодородия на подзолистых или почвах легкого гранулометрического состава (песчаных, супесчаных), особенно в районах, где ощущается недостаток навоза или затруднена его перевозка. Зеленые удобрения снижают засоренность полей, выполняя фитосанитарную роль, повышают продуктивность севооборота и качество получаемой продукции.

Органические удобрения обладают длительным действием, поэтому при определении их агрономической и экономической эффективности нужно суммировать достоверные прибавки от них за все годы (минимум за 3…4 года).

12.3 Косвенно-действующие удобрения

К удобрениям косвенного действия относят используемые для химической мелиорации почв известковые удобрения и гипс, а также бактериальные удобрения. Химическая мелиорация почв - это регулирование состава поглощенных ППК катионов путем замены избытка нежелательных среди них (Н, Al, Fe, Mn в кислых почвах, Na и Mg в щелочных почвах) на кальций. Проводят эту замену на кислых почвах внесением известковых, а на щелочных - гипсовых удобрений.

12.3.1 Известкование кислых почв

Для каждого вида растений существует определенный наиболее благоприятный для роста и развития интервал реакции почвы. Большинство сельскохозяйственных культур и почвенных микроорганизмов лучше развивается при реакции, близкой к нейтральной (рН 6,5…7,5). По отношению к кислотности почвы и, следовательно, к эффективности известкования возделываемые растения разделяют на несколько групп.

1. Наиболее чувствительны к кислотности почв люцерна, эспарцет, сахарная, столовая и кормовая свекла, белокочанная капуста, соя, конопля, хлопчатник. Оптимальное значение рН среды для этих культур составляет 6,5…7,5 и нуждаемость в известковании наблюдается уже на слабокислых почвах.

2. К повышенной кислотности чувствительны огурец, лук, чеснок, салат цветная капуста, кукуруза, подсолнечник, вика, клевер, донник, фасоль, горох, кормовые бобы, озимая и яровая пшеница, ячмень, райграс, ежа сборная, костер. Оптимальным для них является рН 6…7, поэтому эти культуры хорошо отзываются на известкование.

3. Устойчивы к повышенной кислотности почв тимофеевка, гречиха, рожь, овес, просо, томат, редис, морковь. Причем эти культуры хорошо растут при большом интервале кислотности - рН 5,0…7,5, но оптимальной для них является слабокислая среда (рН 5,5…6,0). Известкование для этих культур проводят на сильно- и даже среднекислых почвах. Это позволяет снизить кислотность почв и одновременно мобилизовать почвенные запасы питательных элементов.

4. Устойчивы к повышенной кислотности почв, но трудно переносят избыток кальция лен и особенно картофель, а также малина, земляника и крыжовник. Лен хорошо развивается при рН 5,5…6,0, а картофель и ягодные культуры - в более широком интервале (рН 4,5…6,5). При избытке кальция снижается не только урожайность, но и ухудшается качество продукции, например картофель поражается паршой, лен - бактериозом. Кроме того, при нейтрализации кислотности снижается доступность растениям бора, меди, цинка и других элементов, а избыток катионов кальция затрудняет усвоение растениями калия и магния. Известкование почв под эти культуры эффективно при сильно- и очень сильнокислой реакции.

5. Максимально устойчивы к кислой среде люпин, чайный куст, щавель и сераделла, хорошо растущие на почвах с рН 4,0…6,0, оптимальным для них является рН 4,5…5,0. Для этих культур необходимость в известковании возникает только на очень сильнокислых почвах.

При повышенной кислотности почвы ухудшается рост и развитие корневой системы, ухудшается использование растениями воды и питательных веществ почвы и удобрений, нарушается обмен веществ в растениях. Помимо этого, кислые почвы имеют неблагоприятные биологические, физические и химические свойства.

Повышенная почвенная кислотность обусловлена наличием в ППК и почвенном растворе ионов водорода. Наиболее распространенный способ уменьшения кислотности почвы - известкование, при котором происходит замещение поглощенного водорода на кальций. Бикарбонат кальция, образующийся при взаимодействии извести с угольной кислотой почвенного раствора, нейтрализует также свободные органические минеральные кислоты почвы.

Следовательно, известь нейтрализует свободные кислоты в почвенном растворе, а также ионы водорода в ППК, то есть устраняется активная и обменная кислотность, значительно снижается гидролитическая кислотность, повышается насыщенность почвы основаниями. Устраняя кислотность, известкование оказывает многостороннее положительное действие на свойства почвы и ее плодородие.

Замена поглощенного водорода кальцием сопровождается улучшением физических свойств почвы - структурности, водопроницаемости и аэрации.

В результате снижения кислотности усиливается жизнедеятельность микроорганизмов и мобилизация ими азота, фосфора и других питательных веществ из органического вещества почвы.

Известкование способствует переводу труднодоступных растениям фосфатов алюминия и железа в более доступные фосфаты кальция и магния. Калий труднорастворимых минералов интенсивнее переходит в более подвижные соединения. Известкование влияет на подвижность в почве и доступность для растений микроэлементов.

Эффективность известкования зависит от кислотности почв, чем выше кислотность, тем острее потребность в известковании и больше прибавки урожая от этого агроприема. Поэтому, прежде чем вносить известь на то или иное поле, необходимо определить степень кислотности почвы и нуждаемость ее в известковании, установить дозу извести в соответствии с особенностями почвы и возделываемых растений.

Известь обладает длительным действием. Полная доза извести может оказывать положительное влияние на урожай сельскохозяйственных культур в течение 14…15 лет, а половинная доза - не более 6…7 лет. С течением времени после внесения извести вновь происходит постепенное увеличение кислотности почвы и возникает потребность в повторном известковании.

Для известкования применяют известковые удобрения промышленного производства, получаемые размолом твердых карбонатных пород (известняковая и доломитовая мука) и отходы промышленности, богатые известью (металлургические шлаки, цементная пыль, дефекат и др.).

Эффективность применения извести в большей степени зависит от равномерного ее внесения и тщательного перемешивания с почвой. Известь должна быть хорошо измельчена и перед заделкой равномерно рассеяна по поверхности почвы. Необходимо применять заделку извести под плуг с осени под зяблевую обработку или весной под перепашку зяби, лучше всего вместе с органическими удобрениями (навозом, торфом, компостами).

Известь медленно растворяется и взаимодействует с почвой, действие ее проявляется постепенно, поэтому максимальный эффект от известкования достигается на второй-третий годы.

12.3.2 Гипсование

Гипсование - химическая мелиорация с помощью гипса (СаSO₄ · 2Н₂О) солонцовых почв, имеющих высокую долю натрия в ППК и щелочную реакцию, что и обусловливает неблагоприятные физические, химические, физико-химические и биологические свойства и низкое плодородие почв. По доле натрия в ППК почвы подразделяют на слабосолонцеватые (5…10%), солонцеватые (10…20%) и солонцы (более 20%); концентрация водорастворимых солей в солонцах обычно не более 0,25% от их массы.

...