Курсовик1
Корзина 0 0 руб.

Работаем круглосуточно

Доступные
способы
оплаты

Свыше
1 500+
товаров

Каталог товаров

Влияние уровня содержания подвижного фосфора на эффективность применения дифференцированного внесения азотных удобрений

В наличии
0 руб.

Скачать бесплатно

После нажатия кнопки В Корзину нажмите корзину внизу экрана, в случае возникновения вопросов свяжитесь с администрацией заполнив форму

Скачать бесплатно

Тюмень, 2021

Оглавление

Введение. 3

Глава 1 Аналитический обзор литературы.. 5

Глава 2 Почвенно-климатические условия и методика проведения исследований. 9

2.1 Краткая характеристика почвенного покрова опытного поля. 9

2.2 Характеристика сорта яровой пшеницы Новосибирская 31. 13

2.3 Агроклиматические условия вегетационного периода 2020 года. 15

2.4 Методика исследований. 19

2.5 Условия проведения исследования. 22

3 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ. 24

3.1 Влияние фосфора на внесение азотных удобрений. 24

3.2 Содержание нитратного азота в слое почвы 0-40 см в ранневесенний период и расчет нормы внесения азотных удобрений по элементарным участкам поля на планируемого урожайность яровой пшеницы.. 25

3.3 Динамика азотного режима питания яровой пшеницы по элементарным участкам в пределах поля при различных способах внесения азотных удобрений. 28

3.4 Урожайность яровой пшеницы на поле АО ПЗ «УЧХОЗ ГАУ Северного Зауралья» с применением спутниковых навигационных систем в зависимости от уровня минерального питания. 30

Глава 4 Экономическая эффективность применения дифференцированного внесения минеральных удобрений в режиме off-line. 32

Глава 5 Экологическая безопасность. 35

Заключение. 40

Библиографический список. 41

Введение

Особенно важную роль в жизни человека играют культурные растения. Человек издавна стремился поднять продуктивность растений, создать для них наиболее благоприятные условия жизни, чтобы получить больше полезных продуктов – зерна, масла, сахара, волокна и т.д. добиться высокого урожая.

Агрохимия играет в этом большую роль, так как применение удобрений самое эффективное средство развитие и совершенствования растениеводства.

Но так же и геоинформационные системы позволяют собрать большое количество данных о космических и земных факторах продуцирования агроэкосистем.

Один из важнейших макроэлементов — азот. Азот входит в состав белков, нуклеиновых кислот, ферментов и других органических соединений, которые играют важнейшую роль в построении клеток. Азот содержится и в хлорофилле, с помощью которого растения усваивают солнечную энергию.

Таким образом достаточное количество азота помогает растениям адаптироваться весной к новому жизненному циклу, сформировать вегетативную массу, повышает устойчивость к вредителям и болезням, урожайность и качество плодов.

Цель: Изучить влияние различного уровня содержание подвижного фосфора на эффективность применения дифференцированного внесения азотных удобрений по элементарным участкам поля.

Задачи:

  • Определение содержания подвижного фосфора в слое почвы 0-40 см в ранневесенний период и рассчитать норму внесения фосфорных удобрений по элементарным участкам поля на планируемую урожайность яровой пшеницы;
  • Изучить динамику фосфорного режима питания яровой пшеницы по элементарным участкам в пределах поля при различных способах внесения азотных удобрений;
  • Провести учет урожайности яровой пшеницы на поле АО ПЗ «УЧХОЗ ГАУ Северного Зауралья» с применением спутниковых навигационных систем;

Глава 1 Аналитический обзор литературы

Потребность сельскохозяйственных культур в элементах питаниях неравнозначна и зависит от ряда факторов это: почвенно-климатических условий, вида и сорта, возраста, корневой системы и т.д. В процессе формирования урожаев большое значение имеет содержание в почве усвояемых питательных веществ в первую очередь азота, фосфора и калия (Прянишников Д.Н., 1945).

Азот – один из основных элементов, необходимых для жизнедеятельности растений. Он входит в состав белков, ферментов, нуклеиновых кислот, хлорофилла, витаминов, алкалоидов и других соединений. Уровень азотного питания определяет размеры и интенсивность синтеза белков и других азотистых органических соединений в растении, которые существенно влияют на процессы роста. Азот принимает активное участие в фотосинтезе, при его недостатке слабо развивается вегетативная масса, снижается фотосинтетическая деятельность, задерживается формирование репродуктивных органов (Синягин И.И., Кузнецов Н.Я., 1979; Петербургский А.В., 1981).

Важнейшим элементом питания для сельскохозяйственных культур является азот. (Кочергин А.Е., 1956; Smoter, Nowosielski 1974; Гамзиков Г.П., 1981; Минеев В.Г., 1985; Кудеяров В.Н., 1989; 2004; Гамзиков Г.П. и др., 1985; 1990; 1992). Его содержание зависит от количества гумуса.

Главный фактор восполнения азота в почве — атмосферные осадки и азотфиксирующая способность свободно живущих клубеньковых микроорганизмов. На окультуренных почвах содержание азота в почве на 5-30 % больше, чем в естественном состоянии, связанно данное явление с антропогенной деятельностью человека (Муха В.Д., 2003).

Множество опытов установили, что нитратный азот — главная форма азота. (Кочергин А.Е., 1961; 1965; Гамзиков Г.П., 1971; 1976; 1991; Маслова И.Я., 1971; Николаева Н.М., 1973; Кочегарова Н.Ф., 1976; Ермохин Ю.И., 1995; Мальцев, 2001; Крупкин П.И., 2002; Назарюк В.М., 2002). В весенний период непрогретая почва требует внесения азотных удобрений.

В паровом поле идет максимальное накопление нитратного азота в слое почвы 0-40 см, по другим предшественникам обеспеченность им обычно средняя. Удобрения способствуют накоплению нитратного азота не только в верхних, но и в нижних горизонтах почвы, в паровых полях в годы с большим количеством осадков. В то же время, они могут подниматься с восходящим током влаги в верхние слои почвы и служить источником азота для растений (Кудеяров В.Н., Рынск И.Н., 1967; Орлова Л.М.,1970; Гамзиков Г.П., 1981; Гамзиков Г.П., Кострик Г.И., Емельянова В.Н., 1985).

Г.П. Гамзикова (1981), Г.П. Гамзикова, Г.И., Кострик, В.Н. Емельянова (1985) установили, что с использованием N15 в первый год внесения азотных удобрений растения усваивают 30-50 % азота, а 25-45 % закрепляется в почве в органической форме, а 10-30 % – безвозвратно из нее теряется.

Растения могут переходить от одной формы питания к другой. Это связано с изменением внешней и почвенной среды. (Помазкина Л.В., 1982).

Анализ ранее проведенных исследований показывает, что в условиях Западной Сибири на чернозёмных почвах зерновые слабо обеспечены азотом (Гамзиков Г.П., 1981; 2013; Храмцов И.Ф.,1997; Абрамов Н.В., Ерёмина Д.В., Ерёмин Д.И., 2010; Ермохин Ю.И., 2010; 2011;). Поэтому, для получения 3,0т/га зерна практически после всех предшественников требуется внесение азотных удобрений.

Для сбалансированного питания культурных растений следует принимать во внимание и другие макроэлементы.

Фосфор – необходимый элемент питания для всех растений. Если он поступает в достаточном количестве и в доступной форме, растения лучше развиваются, цветут и плодоносят. Фосфор содержится в клеточной протоплазме, входит в состав хромосом, нуклеиновых кислот, нуклеотидов, фосфопротеидов, некоторых витаминов, ферментов, эфиров, фитина, других органических соединений. Фосфор является обязательным компонентом ряда коферментных систем, катализирующих ряд реакций азотного обмена.

Важными органическими фосфорсодержащими соединениями в растениях являются нуклеиновые кислоты, играющие важную роль в наследственных функциях организма. Фосфор участвует во всех химических реакциях протекающих в растениях, что является основой энергетической деятельности клетки (Адерихин П.Г., 1949; 1970; Соколов А.В., 1950; Чириков Ф.В., 1956; Соколов А.В. и др., 1979; Гинзбург К.Е., 1981; Карпинский Н.П., Глазунова Н.М., 1983; Roberts, Stewart, Bettany, 1985; Носко Б.С., 1990; Христенко А.А., 2001; 2003; 2004).

В условиях Западной Сибири доступность фосфора к растениям определяется содержанием гумуса и его составом, величиной и качественным составом поглощенных оснований, минералогическим составом почвообразующих пород. (Славина Т.П., 1954; Кирюшин В.И., 1974; Богданов Н.И., 1977; Пирогова Т.И., 1980; Антонова О.И., 1983; Кочергин А.Е., 1984; Антипина Л.П., 1990; Антипина Л.П., 1978; 1991).

Фосфор наиболее необходим для растений в период начального роста и развития. (Карпинский Н.П., Замятина В.Б., 1958; Карпинский Н.П., Глазунова Н.М., 1983; Гинзбург К.Е., 1981; Ермолаев О.Т., 2007; Larsen, 1967; Olsen, 1982 и др.).

Ранее проведенные исследования (Абрамов Н.В., Ерёмина Д.В., Ерёмин Д.И., 2010) показали, что фосфора в чернозёме выщелоченном достаточно для получения зерна яровой пшеницы 3,1 т/га, а на отдельных полях учхоза ГАУ Северного Зауралья (г.Тюмень) – до 4,0 т/га.

Основоположник отечественной агрохимии, академик Д.Н. Прянишников в 1946 году писал: «Определение содержания в почвах подвижных форм азота, фосфора и калия может быть использовано для дифференцировки доз и соотношений азотистых, фосфорнокислых и калийных удобрений, вносимых под одну и ту же культуру, в одном и том же поле севооборота, но на участках поля, различающимся по почвенным условиям… Отсюда большое значение приобретают разнообразные способы учета этих изменяющихся во времени и пространстве свойств почвы в целях наиболее эффективного применения удобрений» (Прянишников Д.Н., 1965).

Почвенный покров Тюменской области отличается сложностью строения и состава, что объясняется своеобразием условий почвообразования. Формированию на территории гидроморфных почв послужили равнинный рельеф, низкие абсолютные отметки, бессточность междуречных пространств. (Агрохимическая характеристика почв СССР, 1968).

Обеспеченность сельскохозяйственных растений азотом зависит не только от валового содержания его в почве, но и от содержания доступных для растений минеральных соединений.


Глава 2 Почвенно-климатические условия и методика проведения исследований

2.1 Краткая характеристика почвенного покрова опытного поля

Исследования, проведены в северной лесостепи Тюменской области. Научно-производственный опыт был заложен на полях учебно-опытного хозяйства ГАУ Северного Зауралья. Земли расположены в Тура-Пышминском междуречье, на равнине с едва заметным уклоном к юго-западу, на под пойменной терассе в 7-ми км от обрывистого берега р. Туры, и в близи деревни Утёшева.

Лесостепная зона характеризуется слабоволнистым равнинным с блюдцеобразным и западинным рельефом. Чередование параллельных, сравнительно узких и длинных слабо-возвышенных увалов (грив) с широкими и неглубокими ложбинами (лощинами), несколько нарушает равнинность рельефа (Ерёмин, 2003).

В основном в лесостепной зоне Тюменской области почвы представлены чернозёмы, лугово-чернозёмные, черноземно-луговые и луговые. Они распространены по территории неравномерно.

Морфологические признаки рассматриваются на примере выщелоченных черноземов, как наиболее распространенного и более точно диагностически вычлененного подтипа среди чернозёмов.

Почва опытного поля – чернозем выщелоченный, маломощный, тяжелосуглинистый, пылевато-иловатый, на карбонатном покровном суглинке. Чернозем выщелоченный, маломощный, тяжелосуглинистый.

Опытное поле. Вскипание от HCl с 90 см (описание сделано Н.М. Сулимовой).

Рисунок 1 - Профиль черноземов выщелоченных

Апах – 0-20 см. Темно-серый, почти черный, уплотненный, свежий, тяжелосуглинистый, глыбистокомковатый. Встречаются корни, песчинки на агрегатах. Переход в следующий горизонт постепенный.

А – 21-28 см. То же, но зернисто-комковатой структуры и несколько плотнее. Переход постепенный.

АВ1 – 29-36 см. Темно-серый, бурый, уплотнен, свежий, тяжелосуглинистый. Структура зернисто-комковатоореховатая. Встречается много корней, песчинки на агрегатах. Переход неровный, языковатый.

В2 – 37-90/115 см. Светло-бурый, плотный сверху, к низу плотность уменьшается, свежий, среднесуглинистый. Структура ореховатая. Встречаются корни и отпечатки корней, в верхней половине галька и песчинки. Переход по структуре и плотности постепенный. Не вскипает.

Вк – 91-116/185 см. Неоднородной окраски: светлобурые языки, идущие из верхнего горизонта, чередуются с желто-палевыми и палево-серыми языками, поднимающимися из нижнего горизонта. Он тонкопористый, слегка уплотнен, свежий, структура не выражена, среднесуглинистый. Встречаются корни, редкая галька. Вскипает от НСl, линия вскипания неровная, языковатая. Карбонаты вверху в виде журавчиков и псевдомицелия, книзу – трубочки и псевдомицелий. Переход ясный.

Содержание крупного и среднего песка (1-0,25 мм) в метровом слое чернозема выщелоченного не превышает 6,1-6,5 %. На долю фракций мелкого песка в верхней части профиля (0-40 см) приходится 22,6-33,5 %. Глубже – отмечается существенное увеличение содержания данной фракции до 41,5-47,0 %, что обуславливает хорошую водопроницаемость и аэрацию метрового профиля чернозема выщелоченного.

Характер вертикального распределения гумуса резко убывающий, что характерно для пахотных черноземов Западной Сибири (Еремин, 2011). Содержание гумуса в пахотном слое (0-30 см) варьирует от 7,65 до 9,05 %. Глубже – снижается с 4,41 до 0,72-0,54 %. Запасы гумуса в метровом слое составляют 435-440 т/га. Валовое содержание азота в пахотном слое составляет 0,43-0,44 %, в слое 30-50 см – 0,18-0,21 %, что указывает на резкую дифференциацию профиля по данному показателю. Запасы валового азота в слое 0-50 см составляют 19-20 т/га.

Содержание валового фосфора в пахотном слое составляет 0,16-0,18 %, в более глубоких слоях данный показатель резко снижается – в слое 30-50 см он достигает 0,10-0,11 %. Общие запасы данного элемента питания в слое 0- 50 см достигают 8,0-8,5 т/га.

Чернозем выщелоченный характеризуется высокой суммой обменных оснований, достигающей в пахотном слое 31,4-34,0 мг-экв/100 г почвы, что характерно для черноземных почв лесостепной зоны Зауралья. С глубиной данный показатель постепенно снижается до минимальных значений в слое 50-70 см достигающих 18,5 мг-экв/100 г почвы. В составе почвенных катионов абсолютно преобладает кальций.

Гидролитическая кислотность в пахотном горизонте составляет 3,5-3,8 мг-экв/100 г почвы. С глубиной данный показатель снижается, достигая минимума в слое 80-100 см. Высокое содержание катионов щелочноземельных металлов в почвенно-поглотительном комплексе и незначительная гидролитическая кислотность благоприятно сказываются на степени насыщенности основаниями. Расчет показал, что данный показатель в метровом слое варьирует в пределах 89-95 %, что характерно для черноземов выщелоченных Западной Сибири.

Плотность сложения пахотного слоя чернозема выщелоченного составляет 1,07-1,25 г/см3, что является оптимальным для выращивания зерновых культур. Подпахотный слой (30-50 см) характеризуется повышенной плотностью – 1,38-1,40 г/см3, что обусловлено проявлением плужной подошвы, вызванной длительным использованием чернозема в пашне (Еремин и др., 2009). В слое 50-70 см плотность сложения возрастает до 1,45 г/см3, что может привести к ухудшению условий распространения корневой системы. Плотность твердой фазы чернозема выщелоченного, не отличается от черноземов лесостепной зоны Зауралья (Каретин, 1990; Абрамов, Еремин, 2007). Значения в метровом профиле варьируют в пределах 2,45-2,66 г/см3 с минимальным значением в гумусовой части профиля чернозема. Максимальные величины плотности твердой фазы приходятся на безгумусные горизонты В2 и Вк.

Объем порового пространства соответствующий полной влагоемкости в метровом слое варьирует в пределах 42-57 % от объема почвы, что указывает на хорошую потенциальную аэрацию, даже в условиях насыщения почвы водой до влажности, соответствующей наименьшей влагоемкости. Пахотный слой (0-30 см) способен удержать до 120 мм воды, что является крайне важным в период снеготаяния и ливневых дождей. Запасы воды в метровом слое чернозема выщелоченного, соответствующие наименьшей влагоемкости, достигают 290-300 мм (Еремин, 2010).

Учитывая влажность разрыва капилляров, ниже значений которого, происходит необратимое снижение урожайности сельскохозяйственных культур и значения наименьшей влагоемкости, выше которого почва не способна удерживать воду, то диапазон активной влаги (НВ-ВРК) в слое 0-30 см составляет всего 35-40 мм, поэтому все весенне-полевые работы должны быть направлены на предотвращение сильного испарения. Снижение влажности в слое 0-30 см ниже 27-29 % от объема почвы может привести к снижению урожайности.

Таким образом, анализ показателей плодородия чернозема выщелоченного, на котором расположено опытное поле ГАУ Северного Зауралья (Тюменской ГСХА) не имеет существенных отличий от черноземов лесостепной зоны Зауралья и является типичным для данной зоны.

2.2 Характеристика сорта яровой пшеницы Новосибирская 31

Год включения в реестр допущенных: 2010 г. Регион допуска: Западно-Сибирский, Восточно-Сибирский Оригинатор(ы): ФГБУН «ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ИНСТИТУТ ЦИТОЛОГИИ И ГЕНЕТИКИ СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК» Происхождение: методом индивидуального отбора из популяции, полученной в результате гибридизации сортов {Тюменская 80 х [(Целинная 20 х АНК-102) х АНК-102]} х Sport. Разновидность: лютесценс Внешнее описание сорта: Куст полупрямостоячий - промежуточный. Растение среднерослое. Соломина выполнена слабо. Восковой налет на колосе сильный, на верхнем междоузлии соломины и на влагалище флагового листа очень сильный. Колос пирамидальный, рыхлый - средней плотности, белый, с короткими остевидными отростками на конце. Плечо закругленное, средней ширины. Зубец прямой — слегка изогнут, короткий. Зерновка окрашенная. Масса 1000 семян: 32-41 г. Средняя урожайность: в регионе - 32,1 ц/га, на 2,5 ц/га выше среднего стандарта. В рекомендуемых зонах возделывания прибавка к стандарту Новосибирская 29 составила 3,5 ц/га при урожайности 34,2 ц/га. Максимальная урожайность: 58,3 ц/га получена в Новосибирской области в 2009 г. Срок созревания: Среднеранний, вегетационный период 72-95 дней, в Новосибирской области созревает на 2-4 дня раньше сорта Новосибирская 89 и на 2-3 дня позднее сорта Новосибирская 29. Устойчивость к полеганию: устойчив Устойчивость к осыпанию: Устойчивость к прорастанию на корню: устойчив Засухоустойчивость: Среднеустойчив Устойчивость к заболеваниям и вредителям: Умеренно восприимчив к бурой ржавчине и септориозу. Основные особенности сорта: Содержание белка в зерне до 20%, клейковины — до 40%. Хлебопекарные качества хорошие. Ценная пшеница.

Азот – важнейший питательный элемент всех растений он входит в состав органических соединений, аминокислоты белков. Культурные растения потребляют из почвы азот в виде аммиачных, нитратных, и нитритных солей. В чернозёмных почвах Западной Сибири основной форой потребления азота из почвы считается нитратный азот (Кочергин А.Е., 1961, 1981; Гамзиков Г.П., 1981; Мальцев В.Т., 1988; Корчагина Ю.И., Шафран С.А., 1988; Надежкина Е.В., 2006).

Яровая пшеница по сравнению с озимой имеет слаборазвитую корневую систему, обладающую пониженной способностью усваивать питательные вещества из почвы. В засуху она больше страдает от недостатка влаги, слабо кустится и плохо затеняет поверхность почвы, из-за чего посевы сильнее зарастают сорняками. Создание оптимальных условий питания пшеницы путём разработки системы удобрений является важным условием для повышения урожайности и улучшения качества зерна. Особая роль принадлежит азоту. Оптимальные дозы азотных удобрений в сочетании с фосфорными и калийными удобрениями при выращивании яровой пшеницы обеспечивают повышение белковости зерна. При основном внесении минеральных удобрений их действие направлено на рост и развитие растений, на формирование урожая зерна и соломы. Применение азотных удобрений в виде подкормок обеспечивает улучшение питательного режима растений в период от колошения до конца молочной спелости зерна и повышения качества зерна. Подкормку лучше проводить в фазу 1–3 междоузлий.

2.3 Агроклиматические условия вегетационного периода 2020 года

Климат в северной лесостепи континентальный, характеризуется холодной, продолжительной зимой и коротким, умеренно жарким летом. Беспрепятственное проникновение холодного арктического воздуха с севера и сухого из Казахстана обусловливает резкие изменения погоды и приводит к общей ее неустойчивости (Агроклиматический справочник, 1960).

За период вегетации 2020 года сумма активных температур выше десятиградусного уровня составляет 1810,6 0С, этот период продолжался 103 дня. Сумма осадков за вегетационный период составляло 293,1 мм, что на 44,1 мм больше по сравнению среднемноголетними данными.

Норма среднемесячной температуры мая 11,1 0С, фактическая температура по данным наблюдения 12,9 отклонение от нормы 1,8 0С. В первую декаду мая отмечались отрицательные температуры до -2,5 0С, температура воздуха была выше на 6,8 0С, и составляла 15,7 0С, количество выпавших осадков 1,1 мм, что ниже среднемноголетних в 10 раз, сумма активных температур 146,8 0С, что благоприятно отражалось на прогревание почвенного покрова. В конце второй, начале третьей декады (с 17 по 25 мая) были обильные осадки, выпало 30,0 мм, что составляет 66,7 % от нормы, всего выпало 40 мм (90,0 % от нормы), что ниже нормы на 5,0 мм. Температурный режим воздуха был ниже средне многолетних на 0,5-0,7 0С, самой холодной была вторая декада мая сумма эффективных температур 61,4 0С, с понижением температуры воздуха до -2,0 (16 мая), максимум поднималась до 10,8 0С. Минимальная температура воздуха была -2,5 0С и отмечена 1 мая, максимальная 29,8 0С – 8 мая. Несмотря на неблагоприятные условия погоды, высев яровой пшеницы проводили 15-16 мая, после наблюдались осадки. Вся посевная кампания 2020 года была сложной и затяжной. Достаточное количество влаги, и накопление эффективных температур 113,1 0С в третьей декаде мая способствовало получению дружных всходов. В первой декаде мая гидротермический коэффициент (ГТК Селянинова) 0,1, что свидетельствует о недостатке влаги, во второй и третьей декаде ГТК составил 2,3 и 1,2 соответственно. Таким образом, в мае наблюдалось достаточное увлажнение (таб. 1).

Норма среднемесячной температуры в июне 17,1 0С, фактическая температура по данным наблюдения 15,1 0С, отклонение от нормы 2,0 0С. Первая декада июня по температурному режиму была на уровне среднемноголетних значений 15,2 0С, во второй ниже на 3,4 0С, в третьей 2,0 0С, в целом за месяц накоплено 443,0 0С эффективной температуры, данная тенденция наблюдается на протяжении 2-х лет. Минимальная температура воздуха 4,1 0С была отмечена 16 июня, максимальная 28,1 0С отмечена 10 июня.

Рисунок 2 – Температура воздуха в 2020 году, 0С.

В июне было достаточное увлажнение ГТК по Селянинову 1,7, всего выпало осадков 81,0 мм, что выше нормы на 26,0 мм или 48,0 % от нормы. В первую декаду июня превышение 34,7 % от нормы – 24,5 мм, во второй декаде выпало 16,3 мм ниже 15,5 % среднемноголетних значений, переувлажнение наблюдалось в третьей декаде июня ГТК по Селянинову 2,5 количество осадков 40,1 мм, что в 2 раза выше среднемноголетних значений. Рост и развитие сельскохозяйственных культур проходил в благоприятных условиях по увлажнению, но с недобором эффективных температур.

Норма среднемесячной температуры в июле 18,8 0С, фактическая температура по данным наблюдениям 19,7 0С, что выше нормы на 0,9 0С. Первая и третья декады июля были на уровне среднемноголетних значений 18,0-18,1 0С, вторая декада была теплее на 4,1 0С и составила 23,1 0С. Сумма активных температур за месяц составляет 588,6 0С, самая низкая температура воздуха 7,2 0С отмечена 31 июля, максимальная 13 июля – 32,8 0С.

Таблица 1– Гидротермический коэффициент Селянинова за период вегетации люцерны.

Месяц

Декада

ГТК (Селянинова)

Май

1

0,1

2

2,3

3

1,2

Июнь

1

1,6

2

1,2

3

2,5

Июль

1

1,0

2

0,0

3

4,7

Август

1

2,0

2

1,1

3

1,5

Сентябрь

1

0,2

2

2,0

Среднее за период вегетации

1,5

Распределение осадков в июле было неравномерное по декадам. В первую декаду июля выпало 18,2 мм осадков, что ниже нормы на 43,1 % ГТК по Селянинову 1,0 – баланс влаги. Во второй декаде осадков не наблюдалось, а точнее 6 по 20 июля, была сильная засуха, повышенная температура воздуха 23,1 0С происходило интенсивное накопление эффективных температур 231,1 0С. В начале третьей декады выпало 65,6 мм осадков (за 3 дня), температурный режим снизился до 18,0 0С, избыточное увлажнение ГТК по Селянинову 4,7, всего за месяц выпало 102 мм, что выше нормы на 15 %.

Температурный режим августа тесно связан с периодом созревания сельскохозяйственных культур, норма среднемесячной температуры 15,8 0С, фактическая температура по данным наблюдений 15,6 0С, что ниже 0,2 0С нормы. Самая низкая температура воздуха 2,8 0С была 28 августа, максимальная 27,6 0С – 11 августа, сумма эффективных температур – 457,7 0С. В первую и третью декады августа температура воздуха была 15,0 0С и 13,2 0С, что ниже среднемноголетних значений на 14,3 и 5,7 % соответственно, вторая декада была более жаркой 19,0 0С (выше на 2,9 0С).

Рисунок 3 – Осадки за вегетационный период в 2020 года, мм.

Норма суммы осадков в августе 60 мм, выпало 70 мм, что больше на 17,0 % нормы, распределение количества осадков было равномерное. В первую декаду выпало 24,0 мм – избыточное переувлажнение ГТК 2,0, во вторую выпало 20,3 мм – достаточное увлажнение ГТК 1,1, в третью декаду выпало 20,2 мм – достаточное увлажнение ГТК 1,5.

Таким образом, 2020 год характеризовался, как благоприятный для возделывания сельскохозяйственных культур, сумма активных температур (>10 0С) составляет 1810,6 0С, этот период продолжался 103 дня. Сумма осадков за вегетационный период – 293,1 мм, ГТК составил 1,5, что свидетельствует о достаточном увлажнении.

2.4 Методика исследований

В основе дифференцированного внесения минеральных удобрений лежит оцифровка границ полей с уточнением площади и присвоения индивидуального номера, и разбивка на элементарные участки. Следующий этап – проведение агрохимического обследования полей сельскохозяйственного назначения, который включает в себя определенную последовательность: камеральный период – наложение сетки с элементарными участками в программе GoogleEarth (MapInfo) и экспорт её в БНК (Бортовой Навигационный Комплекс); полевой – автоматизированный отбор почвенных образцов (тростевой бур конструкции ГАУ Северного Зауралья, г. Тюмень); камеральный – проведение анализов и создание электронных карт по содержанию основных элементов питания в почве. На основании картограмм рассчитывали нормы внесения лимитирующего элемента питания, и создавали карту задания на основе сетки по элементарным участкам. В заключительном этапе устанавливали дополнительное оборудование на посевной комплекс, в частности на редуктор высевающего аппарата – линейный электроактуатор, и БНК «Garmin» в кабину трактора. БНК позволяет вести параллельное движение агрегата по полю и одновременно определяет местоположение агрегата на поле. Бортовой навигационный комплекс подаёт сигнал на исполняющий механизм для перевода рычага редуктора на заданную норму внесения азотных удобрений в данном квадрате (программное обеспечение БНК позволяет вносить до 4-х элементов питания, если конструкция посевного комплекса имеет данную возможность). В основу выбора полей взят различный уровень плодородия чернозёма выщелоченного по элементарным участкам, изучены картограммы по содержанию питательных веществ. Опыт проводился на полях учебно-опытного хозяйства ГАУ Северного Зауралья. Для объективной оценки дифференцированного внесения минеральных удобрений в почву при посеве с использованием навигационных систем нам необходимы поля почвы, которых должны иметь различный уровень плодородия, вызванные как генетически, так и антропогенным воздействием. Отбор проб, согласно схеме опыта, производился 3 раза: 1 мая (перед посевом яровой пшеницы), 21 мая(в фазу кущения) и 28 июня(после уборки по первоначальному маршруту движения отбора проб) 2018 годана глубину горизонта 0-40 см.

Исследования проводились на поле № 76, которое было разбито на 15 элементарных участков, площадь которых в среднем равняется 3,85 га. Площадь целого поля – 57,75 га. Оценка эффективности дифференцированного внесения минеральных удобрений с применением навигационной системы проводилась при помощи 5-и вариантов, каждый из которых имеет по 3 повторения (таблица 2).

Таблица 2 – Схема опыта с номерами элементарных участков

Вариант

Номер элементарного участка

Контроль (без удобрений)

7, 5, 14

Традиционный способ (средняя норма по варианту)

11, 2, 15

Дифференцированное внесение на планируемую урожайность 3,0 т/га

3, 13, 12

Дифференцированное внесение на планируемую урожайность 4,0 т/га

4, 6, 10

Дифференцированное внесение на планируемую урожайность 4,0 т/га + подкормка

1, 8, 9

Аналитические работы выполнялись в лабораториях агробиотехнологического центра ГАУ Северного Зауралья согласно перечисленным ниже методическим рекомендациям.

1. Наступление фенологических фаз – в течение всего периода вегетации (Майсурян Н.А., 1970).

2. Влажность почвы определялась термостатно-весовым методом путем высушивания почвы до постоянной массы по слоям: 0–10; 10-20; 20-30; 3040; 40-60; 60-80; 80-100 см. Образцы отбирались на двух элементарных участках в каждом варианте опыта в шестикратной повторности перед посевом, в фазу кущения и перед уборкой (Доспехов Б.А. и др., 1987; ГОСТ 28268-89).

3. Определение содержания нитратного азота в почве ионометрическим методом (ГОСТ 26951-86), подвижного фосфора и калия – по Ф. В. Чириковупередпосевом, в фазу кущения и перед уборкой в слое 0-40 см (Юдин Ф.А., 1971). Образцы почвы по 500 г отбирались с каждого элементарного участка спривязкой на местности (Аринушкина Е.В., 1970; ГОСТ 27894.4-88; ГОСТ26207-91).

4.Отбор производился с помощью тростевого бура и БНК «Garmin».

5. Приготавливали солевую вытяжку и определяли рН по методике ЦИНАО (ГОСТ 26483-85).

6. Тканевую диагностику проводили экспресс – методом химического анализа растений в фазу кущения люцерны (Ермохин Ю.И., 1991).

7. Учет урожая проводился в 3-х кратной повторности на каждом элементарном участке по всем изучаемым вариантам с пересчетом на 100 %-ную чистоту и 14 %-ную влажность.

8. Экономическая и биоэнергетическая эффективность дифференцированного внесения удобрений в почву рассчитывалась по методике (Минеев В.Г., 2006).

9. Математическая обработка полученных данных.

2.5 Условия проведения исследования

Основная обработка почвы проводилась осенью после уборки предшествующей культуры плугом ПН-8-35 + К-744 на глубину 20-25 см.

Весной при наступлении физической спелости почвы проводилось ранневесеннее боронование в два следа агрегатом Т-150+СП-11+22БЗСС-1,0.

Высевалась яровая пшеница в оптимальный для лесостепной зоны в период (15-20 мая) на глубину 5-6 см, посевным комплексом JohnDeere 730 в агрегате с трактором NewHolland с нормой высева 6,2 миллионов всхожих семян на гектар. Данный посевной комплекс выполняет несколько агротехнологических операций одновременно – культивация с одновременным внесением минеральных удобрений; боронование пружинными боронами; выравнивание поверхности почвы; посев дисковыми сошниками и одновременное прикатывание рядочка.

Расчет доз минеральных удобрений проводили методом элементарного баланса с учетом коэффициентов потребления и содержания элементов питания в почве перед посевом по каждому элементарному участку. Минеральные удобрения вносились из расчёта на планируемую урожайность яровой пшеницы по элементарным участкам. Система защиты посевов яровой пшеницы в фазу кущения по всем вариантам опыта предусматривала комплекс химических препаратов в баковой смеси. Применяли опрыскиватель Боргам 2200 в агрегате с трактором МТЗ-1025 с навигационной системой для параллельного вождения агрегата по полю.

В варианте дифференцированного внесения минеральных удобрений на планируемую урожайность 4,0 т/га с применением подкормки в фазу кущения проводили определение содержания нитратного азота в почве и листьях яровой пшеницы (тканевая диагностика потребности в азотной подкормке), уточнив дозу, проводили некорневую подкормку. Использовали аммиачную селитру, вносили поверхностно, навесным разбрасывателем минеральных удобрений «AMAZONE-500» в агрегате с трактором ЮМЗ-6 с навигационной системой для параллельного вождения агрегата по полю и определения местоположения данного варианта.

Уборку яровой пшеницы проводили при наступлении полной спелости зерна прямым комбайнированием с измельчением и равномерным распределением соломы на поверхности поля зерноуборочным комбайном NewHolland. Сразу после уборки на данном поле проводилась основная обработка почвы.

3 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Влияние фосфора на внесение азотных удобрений

Все чаще сельхозпроизводители сегодня задаются вопросом об усвояемости элементов питания и эффективности вложений в минеральные удобрения. Около 60% пахотных почв России характеризуются низким и средним содержанием подвижного фосфора. При недостатке фосфора в почве резко снижается эффективность азотных удобрений. Для максимальной эффективности азота необходимы почвы, как минимум, среднеобеспеченные фосфором.

Единственный источник фосфора в сельском хозяйстве — это фосфорные удобрения. Подавляющее большинство культурных растений активно поглощают фосфор только через 2-4 месяца после посева, к этому времени 70-85% водорастворимого фосфора переходит в труднодоступные формы. На нейтральных и щелочных почвах образуются малорастворимые фосфаты кальция и магния, на кислых — практически нерастворимые фосфаты алюминия и железа.

С повышением кислотности усвояемость фосфора из водорастворимых удобрений может снижаться до 15% и ниже, уже на слабокислых почвах окупаемость в среднем снижается в 1,5 раза. Фосфоритование — наиболее эффективный способ повысить содержание фосфора в почве и минимизировать физиологическую кислотность азотных удобрений. Не зря сегодня все чаще на региональном и федеральном уровнях поднимаются вопросы о включении в государственные программы субсидирования фосфоритования почв. Однако, вследствие необходимости покупки дорогостоящих машин для внесения, высоких доз, чрезмерной пылимости и высокой итоговой стоимости фосфоритование практически не проводится.

В качестве альтернативы фосфоритованию эффективно применение гранулированных минеральных удобрений с кислотнорастворимым фосфором на основе активированной фосфоритной муки, которые лишены указанных недостатков.

3.2 Содержание нитратного азота в слое почвы 0-40 см в ранневесенний период и расчет нормы внесения азотных удобрений по элементарным участкам поля на планируемого урожайность яровой пшеницы

Известно, что на фоне обеспеченности влагой, для формирования и роста яровой пшеницы необходимо достаточное минеральное питание основными макроэлементами: азотом, фосфором и калием. Азот – важнейший питательный элемент всех растений. Он входит в состав органических соединений, аминокислоты белков. Культурные растения потребляют из почвы азот в виде аммиачных, нитратных, и нитритных солей. В чернозёмных почвах Западной Сибири основной формой потребления азота из почвы считается нитратный азот (Кочергин А.Е., 1961, 1981; Гамзиков Г.П., 1981; Мальцев В.Т., 1988; Корчагина Ю.И., Шафран С.А., 1988; Надежкина Е.В., 2006).

Дифференцированное внесение азотных удобрений в режиме off-line предусматривает ежегодное агрохимическое обследование научнопроизводственных полей по содержанию нитратного азота (N-NO3 ) в слое почвы 0–40 см. Результаты агрохимического анализа почвы в период исследования показали значительную и среднюю выравненность содержания нитратного азота в почве (табл. 3).

На контрольном варианте, где не вносились минеральные удобрения содержание N-NO3 не превышало 10,0 мг/кг почвы. Обеспеченность растений азотом на контроле была низкая, отмечалась тенденция общего снижения нитратного азота.

Средняя доза минеральных удобрений при традиционной технологии составляла 93 и 109 кг/га аммиачной селитры соответственно. Очень низкое содержание N-NO3 наблюдалось в 2020 г.: среднее по варианту составляло 4,1 мг/кг почвы, доза аммиачной селитры – 155 кг/га (табл. 4).

Внесение аммиачной селитры на планируемую урожайность яровой пшеницы 3,0 т/га снизило дозу N-NO3 на 7,9% – в 2020 г. при низкой обеспеченности N-NO3 в слое почвы 0–40 см.

Внесение азотных удобрений на планируемую урожайность 4,0 т/га по элементарным участкам поля с применением геоинформационных систем и на варианте с внесением подкормки в фазу кущения яровой пшеницы имели обеспеченность N-NO3 в слое почвы 0–40 см всех групп от очень низкой до высокой. В 2020 г. содержание нитратного азота варьировало от 3,8 до 8,7 мг/кг почвы. Увеличение норм аммиачной селитры на варианте с планируемой урожайностью 4,0 т/га в 1,5–2,5 раза относительно традиционного варианта было обусловлено снижением нитратного азота по годам и увеличением выноса азота яровой пшеницей из почвы и удобрений.

В фазу кущения тем же маршрутом, что и в ранневесенний период, отбирали целые растения яровой пшеницы по методике Ю.И. Ермохина (1995) для проведения тканевой диагностики и последующего расчёта дозы внесения подкормки. В режиме off-line аммиачная селитра вносилась поверхностным способом, общая доза по варианту увеличивалась до 59%.

Таблица 3 – Содержание N-NO3 в слое почвы 0–40 см перед посевом яровой пшеницы, мг/кг почвы

Способ внесения минеральных удобрений

Поле №76

2020 г.

среднее

Контроль (без удобрений)

4,0

6,0

4,2

4,7

Традиционный

4,4

4,2

3,7

4,1

Дифференцированный на планируемую урожайность 3,0 т/га

4,4

6,3

5,8

5,5

Дифференцированный на планируемую урожайность 4,0 т/га

5,4

5,4

5,4

5,4

Дифференцированный на планируемую урожайность 4,0 т/га + подкормка

5,4

3,8

8,7

6,0

НСР05

2,3

Таблица 4 – Дозы внесения аммиачной селитры, кг/га в ф.м.

Способ внесения минеральных удобрений

Поле №76

2020 г.

среднее

Контроль (без удобрений)

0,0

0,0

0,0

0,0

Традиционный

153,0

154,0

159,0

155,0

Дифференцированный на планируемую урожайность 3,0 т/га

153,0

136,0

140,0

143,0

Дифференцированный на планируемую урожайность 4,0 т/га

254,0

254,0

254,0

254,0

Дифференцированный на планируемую урожайность 4,0 т/га + подкормка

354,0

368,0

325,0

349,0

3.3 Динамика азотного режима питания яровой пшеницы по элементарным участкам в пределах поля при различных способах внесения азотных удобрений

Высокий уровень обеспеченности нитратным азотом в слое почвы 0–40 см на контроле позволил получить урожайность яровой пшеницы в среднем за три года 3,09 т/га, что свидетельствует о высоком потенциальном плодородии и высокой агротехнике в производственных опытах (табл. 5).

Внесение традиционным способом аммиачной селитры без учёта почвенной вариабельности по элементарным участкам позволило получить в среднем за три года урожайность яровой пшеницы 3,71 т/га, что было на 19% выше планируемой, при НСР05=0,45. Прибавка относительно контрольного варианта составила 0,62 т/га.

В 2020 г. обеспеченность нитратным азотом была очень низкая – 3,7–4,4 мг/кг при НСР05=2,3 мг/кг почвы, доза аммиачной селитры составила 155 кг/га. Однако благоприятные погодные условия позволили получить урожайность на 32% выше планируемой, или 4,42 т/га. Прибавка составила 0,99 т/га при НСР05=0,69.

Дифференцированное внесение аммиачной селитры на планируемую урожайность 3,0 т/га позволяет снизить норму удобрений на 7,9–51,0% относительно традиционного способа внесения, при этом получать планируемую урожайность. Независимо от погодных условий дифференцированное внесение аммиачной селитры на планируемую урожайность 3,0 т/га позволяет получать урожайность выше планируемой от 4,5 до 36,0%, при этом прибавка варьировала от 0,11 до 0,27 т/га по сравнению с традиционным способом внесения. В период исследования максимальная прибавка относительно контрольного варианта получена в 2018 г. – 1,26 т/га при НСР05=0,69, в среднем за три года – 0,79 т/га.

Максимально возможный биоэнергетический КПД на варианте с дифференцированным внесением азотных удобрений на планируемую урожайность 3,0 т/га за приведённый период составил 4,90.

Исследование показало, что внесение аммиачной селитры в дозе 149,0–254,0 кг/га дифференцированным способом на планируемую урожайность 4,0 т/га не позволяет получить запрограммированную урожайность яровой пшеницы. Увеличение биоэнергетического КПД до 2,90 в 2020 г. связано с получением урожайности больше планируемой на 19,3% – 4,77 т/га при НСР05=0,69 и средней норме внесения аммиачной селитры 254 кг/га.

Таблица 5 – Урожайность яровой пшеницы при различных способах и нормах внесения аммиачной селитры

Способ внесения минеральных удобрений

Поле №76

2020 г.

Контроль (без удобрений)

3,43

Традиционный

4,42

Дифференцированный на планируемую урожайность 3,0 т/га

4,69

Дифференцированный на планируемую урожайность 4,0 т/га

4,77

Дифференцированный на планируемую урожайность 4,0 т/га + подкормка

4,76

НСР05

0,69

Таблица 6 – Биоэнергетический КПД

Способ внесения минеральных удобрений

Поле №76

2020 г.

Традиционный

3,60

Дифференцированный на планируемую урожайность 3,0 т/га

4,90

Дифференцированный на планируемую урожайность 4,0 т/га

2,90

Дифференцированный на планируемую урожайность 4,0 т/га + подкормка

2,10

3.4 Урожайность яровой пшеницы на поле АО ПЗ «УЧХОЗ ГАУ Северного Зауралья» с применением спутниковых навигационных систем в зависимости от уровня минерального питания

Дифференцированное внесение подкормки аммиачной селитрой в режиме off-line на основании тканевой диагностики по элементарным участкам поля не даёт существенной прибавки к урожайности относительно предыдущего варианта. На варианте с дифференцированным внесением минеральных удобрений на планируемую урожайность 4,0 т/га + подкормка была равна 4,76 т/га при НСР05=0,69. Данный вариант показал самый низкий КПД – 2,27. Это объясняется увеличением энергетических затрат на применение минеральных удобрений до 10416 МДЖ/га в связи с высокими дозами внесения аммиачной селитры – до 350 кг/га.

Дифференцированное внесение минеральных удобрений в режиме off-line на планируемую урожайность 3,0 т/га одновременно с посевом снижает их норму на 7,9–51,0% относительно традиционного способа внесения с усреднённой нормой по полю. При этом урожайность повышается относительно планируемой на 4,5 до 36,0% в зависимости от погодных условий.

Увеличение планируемой урожайности яровой пшеницы до 4,0 т/га с внесением аммиачной селитры одновременно с посевом в дозе от 149,0 до 254,0 кг/га не позволяет получить запрограммированную урожайность, её снижение достигает 18,8%, а биоэнергетический КПД не превышает 2,0–2,10.

Дифференцированное внесение в режиме off-line подкормки аммиачной селитры, по результатам тканевой диагностики, не даёт существенной прибавки урожайности относительно варианта без внесения подкормки (+0,20 т/га). При этом получен самый низкий коэффициент, так как увеличиваются энергетические затраты на применение минеральных удобрений вследствие увеличения нормы внесения аммиачной селитры до 350 кг/га.

Глава 4 Экономическая эффективность применения дифференцированного внесения минеральных удобрений в режиме off-line

Применение удобрений в сельском хозяйстве должно быть экономически выгодно и энергетически целесообразно. Удельный вес удобрений в получении высоких урожаев существенно колеблется. Для разработок более прогрессивных энергосберегающих приемов и технологий применения удобрений важна комплексная их оценка с учетом агрономической, экономической и энергетической эффективности. Удобрения являются одним из основных факторов интенсификации зернового производства. Однако в рыночных условиях изменились основы и принципы их использования, которые сводятся к получению качественной, конкурентоспособной продукции, необходимой для удовлетворения общественных потребностей в продовольствии и сырье, способствующих сохранению и повышению почвенного плодородия на основе их применения с учетом баланса питательных веществ в почве и потребностей растений. Использование удобрений должно быть, как экономически целесообразным, так и экологически безопасным. Дозы и способы их применения определяются экономическими возможностями предприятий, при этом приходится ориентироваться на максимальную окупаемость затрат, то есть на уровень рентабельности. Прибыль и рентабельность рассматриваются как резерв устойчивого расширенного воспроизводства (Ивко В.В., 2004).

Анализ экономической эффективности дифференцированного способа внесения удобрений позволяет не только оценивать прибыль от их применения, но и наметить пути совершенствования отдельных агроприемов, связанных с её использованием. Анализ фактической окупаемости, оплаты затрат и экономической эффективности применения удобрений позволяет выявить резервы их повышения в конкретных условиях сельскохозяйственного производства. Оцифровка границ полей один из первых этапов использования элементов технологии точного земледелия. Данная операция необходима для определения точных границ полей и создания электронной карты с географическими координатами. Стоимость оцифровки зависит от общей площади хозяйства, для расчета затрат цена составляла 25 руб./га, определение элементов питания в одном смешанном образце 1000 руб. Контура полей в программе MapInfo или GoogleEarth разбивались на элементарные участки. В Западной Сибири площадь элементарного участка под зерновые культуры составляет 15 га, при ежегодном уровне применения фосфорных удобрений 60-90 кг/га д.в. (Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия …, 2003).

В данных исследованиях площадь элементарных участков составляла 3,8 га, что связанно с конфигурацией полей и выявления почвенной пестроты по плодородию.

Таблица 7 – Затраты на оцифровку полей и агрохимическое обследование почвы.

Наименование

Стоимость

Оцифровка границ полей

25 руб./га

Агрохимическое обследование почвы

70 руб./га

Всего

95 руб./га

БНК «Агронавигатор»

145 000 руб./га

Линейный электроактуатор

35 000 руб./га

Всего

180 000 руб./га

Оцифровка границ полей и наложение сетки с элементарными участками проводиться единожды, и используется для дифференцированного внесения минеральных удобрений. Данные затраты нельзя отнести к дополнительным издержкам для дифференцированного внесения минеральных удобрений при посеве зерновых в режиме off-line. Издержки на оцифровку полей товаропроизводители несут для уточнения границ, что является основанием для несвязанной поддержкой на гектар пашни. Научно обоснованное применение азотных удобрений (при традиционной технологии внесения) также предусматривает отбор и агрохимический анализ почвенных образцов по полям севооборота. Бортовой навигационный комплекс становится неотъемлемым механизмом выполнения технологических операций при выращивании сельскохозяйственных культур от ранневесеннего боронования до уборки урожая. Линейный электрический актуатор для дифференцированного внесения минеральных удобрений следует считать, как дополнительные затраты. При его стоимости 60 000 руб. и срока эксплуатации на посевном комплексе JohnDeere 730 до 10 лет (амортизационные отчисления 10 %) дополнительные затраты составляют 2,86 руб./га.

Глава 5 Экологическая безопасность

В современном земледелии ведущая роль в повышении продуктивности пашни принадлежит минеральным удобрениям, которые могут при минимальных затратах дать максимальный эффект с положительным экономическим эффектом. Однако нерациональное применение минеральных удобрений может привести не только к снижению урожая, но и ухудшению экологической обстановки агроценозов.

Если сегодняшние тенденции сохранятся, то к 2050 г., согласно прогнозам, мировое потребление азота вырастет по сравнению с сегодняшним в 2,7 раза, а фосфора – в 2,4 раза; по другим оценкам, рост применения удобрений будет меньшим и составит приблизительно 1% в год.

Увеличение применения удобрений усиливает стресс окружающей среды.

Согласно исследованиям, возделываемым культурам попадает лишь 50% удобрений. Оставшиеся 50% участвуют в химических процессах в почве или попадают в воздух и воду.

Даже те нутриенты, которые поглощаются культурами, могут в конечном итоге создавать косвенный риск для окружающей среды, поскольку они попадают в отходы жизнедеятельности человека и домашнего скота и зачастую перерабатываются неэффективно, что опять же создает риск попадания их в воздух и воду.

Следовательно, несбалансированное и неэффективное использование удобрений может привести к экологическим проблемам. Кроме того, примеси, присутствующие в удобрениях, могут накапливаться в почве и поглощаться выращиваемыми культурами, теоретически ставя под угрозу безопасность пищевых продуктов.

Потери азота в системе почва – растение вызывают озабоченность с точки зрения экономики из-за высокой стоимости применяемых удобрений и воздействия на урожай злаковых культур, однако и их влияние на окружающую среду может быть значительным, даже если объем потерь сравнительно низок.

Выделение активного азота в атмосферу может нанести ущерб экосистеме и здоровью человека, поскольку ведет к повышению кислотности почвы, изменениям климата, эвтрофикации, образованию приземного озона и взвесей твердых частиц, а также к утрате биологического разнообразия.

Выделение углекислого газа из больших объемов ископаемого топлива, применяемого при производстве и транспортировке азотных удобрений, также вносит свой вклад в изменение климата.

Основные экологические проблемы, связанные с азотными удобрениями, – это выброс в атмосферу аммиака (NH3), оксида диазота (N2O) и попадание нитратов (NO3) в подземные и поверхностные воды.

Оксид азота (NO) также вызывает беспокойство с точки зрения экологической безопасности, поскольку он может преобразовываться в атмосфере в азотную кислоту, вызывая кислотные дожди и приводя к повышению кислотности воды в озерах и ручьях.

И оксид (NO), и диоксид азота (NO2) участвуют в разрушении озонового слоя. Азотные удобрения способны привести к подкислению почвы. Примерно половина всех вносимых азотных удобрений в глобальной агроэкосистеме попадают в пищу и корма, а оставшаяся часть переходит либо в атмосферу в виде аммиака (NH3), оксида азота (NO), оксида диазота (N2O) или азота (N2), либо в воду как нитраты (NO3).

Выделение в атмосферу может быть непосредственным, между начальным применением азотного удобрения и его поглощения растением, и косвенным, возникающим из-за переработки азота, инкорпорированного в ткань растений или микробную биомассу и выделяющегося в виде органических продуктов разложения азота. Большая часть аммиака (NH3) и оксидов азота (NОx), попадающих в атмосферу, возвращаются на поверхность земли в течение нескольких дней. Однако оксиды азота (NОx), соединяясь с летучими составляющими органического углерода, могут повысить уровень озона в атмосфере или преобразоваться в азотную кислоту (HNO3), которая задерживается в воздухе в виде взвеси, или осаждаться на почве либо воде.

Для урожайности зерновых злаков крайне важно поступление питательных веществ. Необходимо также избегать выноса питательных веществ и деградации земель. Однако при избыточном или плохо контролируемом внесении удобрений возможно возникновение экологических проблем

Заключение

Значение почвы как основного средства сельскохозяйственного производства определяется ее основным свойством – плодородием. количество плодородной почвы на планете уменьшается с тревожной скоростью, ставя под угрозу возможности фермеров выращивать продукты питания, с целью обеспечения ими населения планеты. Использование неэффективных методов ведения сельского хозяйства, таких как: экстенсивная вспашка, извлечение органических веществ, чрезмерное орошение с использованием воды низкого качества, а также чрезмерное использование гербицидов и пестицидов, - истощают питательные вещества, имеющиеся в почве быстрее, чем они способны восстанавливаться, что приводит к потере плодородия почв и их деградации.

Удобрение почвы – ключевой этап, который не стоит пропускать. Роль удобрений в повышении плодородия почвы, а следовательно, и урожайности заключается в следующем: благодаря их применению улучшаются физические и химические свойства почвы, пополняются запасы питательных веществ в ней, снабжаются пищей микроорганизмы; при внесении некоторых удобрений недоступные для трав органические вещества переводятся в доступные минеральные соли, снижается повышенная кислотность почвы. (Тюльдюков, 1986)

Поэтому можно сказать, что удобрения эффективно влияют на биопродуктивность культур и увеличивают урожайность. Эффективно действует дифференцированное внесение азотных удобрений. Оно выравнивает содержание N-NO3 по элементарным участкам чернозёма выщелоченного. Дифференцированное внесение минеральных удобрений в режиме off-line повышает урожайность относительно планируемой в зависимости от погодных условий.

Скачать бесплатно

Loading...

Последние статьи из блога

Проблема формирования представлений об архитектуре у детей среднего дошкольного возраста в психолого-педагогических исследованиях

Особенности представлений об архитектуре у детей среднего дошкольного возраста

Возможности формирования представлений об архитектуре у детей 4 -5 лет в ходе интегрированных занятий

Принцип права коренных народов

История олигофренопедагогики

Теоретические аспекты организации процесса товародвижения

Коллизии законодательства в области наследования в вопросах международного частного права

Правовое регулирование наследственных правоотношений граждан зарубежных государств на территории России и российских граждан за рубежом

Формы взаимодействия органов исполнительной власти Омской области и Администрации города Омска

​Теоретические основы и нормативно-правовое регулирование органов государственной власти субъектов и органов местного самоуправления в Российской Федерации

Задача по адвокатуре

Основы адвокатуры

Проблемы государственного устройства России

Понятия и принципы федерализма в России

Современные масштабы экологической катастрофы

Теоретико-правовые основы контрактной системы

Разработка системы финансового планирования (бюджетирования)

Architectonika of management system in agrarian sphere in conditions of sanction economy

Конверсия веб-сайта

Взаимодействие PHP и MYSQL