Агрохимические основы техники внесения удобрений
31-05-2016, 18:55
Под техникой внесения удобрений понимается сумма технических приемов, которыми распределяются массы удобрений в почве, по ее поверхности или по самим растениям.
Основные способы применения удобрений следующие: 1) разбросное внесение по всходам без заделки; 2) разбросное внесение с последующей заделкой удобрений в почву; 3) рядковое применение; 4) гнездовое внесение; 5) применение удобрений в растворе или поливе; 6) внекорневое внесение путем опыления или опрыскивания растений. Каждый из указанных основных способов внесения имеет свои оптимальные условия применения, при которых он обеспечивает наиболее полное и своевременное использование питательных веществ удобрения. Например, разбросное внесение с последующей запашкой применяется до посева и называется основным внесением удобрений. Внесение в рядки производится при посеве и называется рядковым применением. Возможно внесение удобрений в рядки и при подкормке растении во время вегетации, но тогда оно называется подкормкой; при глубокой заделке удобрений в почву внесение их называется глубоким и помещается на дно борозды.
При внесении удобрений необходимо учитывать, как расположатся они в почве относительно корневой системы растений. Необходимо стремиться приблизить удобрения к активной части корней, поскольку это не вызывает повреждения последних.
Распределение в почве питательных веществ зависит: 1) от размещения удобрения при его внесении, 2) от поглощения и передвижения питательных веществ в почве после внесения. Размещение в почве массы удобрений зависит от способов их заделки. При заделке легкой бороной в слое почвы 0—4 см оказывается около 85% удобрения, при бороновании в два следа — около 75%, при заделке тяжелой бороной соответственно 65 и 55%. Заделка культиватором на 10, 15 и 20 см оставляет в этом слое соответственно 70,55 и 40% удобрений. При заделке культиватором на 10,15 и 20 см в слоях 4—8 см, 8—12 см и 12—16 см удобрения размещаются по следу зуба или лапы культиватора, а в верхнем слое удобрения размещаются равномерно. Обработка бороной или культиватором в два следа углубляет заделку удобрений на 2 см. При вспашке на 30 см плуг помещает 60—70% удобрений в слой 16—26 см. Почвоуглубитель с приспособлением для внесения удобрений размещает их на глубину 33—39 см по своему следу.
Передвижение в почве удобрений происходит под влиянием передвижения в почве воды; так как последнее происходит в вертикальном направлении, то горизонтальное передвижение удобрений, в результате диффузии солей, почти не имеет практического значения.
NO3, как не абсорбируемое соединение, обладает большой подвижностью в почве; NH4 и K2O, как абсорбируемые поглощающим комплексом, обладают малой подвижностью; фосфор, образующий в почве труднорастворимые соединения, имеет наименьшую подвижность.
Чем меньше в почве подвижность соединения, тем более приходится заботиться о приближении его к усваивающей части корней растений. Последнее достигается местным внесением удобрений. Значение этого приема было впервые показано в 80-х годах А.Е. Зайкевичем; затем в опытах Я. М. Жукова было показано значение местного внесения для уменьшения ретроградации в почве фосфатов. В некоторых случаях, наоборот, желательно усиление взаимодействия почвы и удобрения, что достигается разбросным внесением с последующим перемешиванием почвы и удобрения плутом или культиватором.
При внесении в почву удобрений они распределяются в ней неравномерно. В пунктах, куда попадают частицы удобрений, образуются очаги, резко отличные от остальной массы почвы как по количеству в них питательных веществ, так и по реакции, микробиологическим процессам и т. д. Изучение очагов удобрений в почве показало, что растворимые фосфаты, внесенные в гранулированной форме, образуют в почве очаги с большим содержанием легкоусвояемых фосфатов. Гранулирование удобрений позволяет улучшить их физические свойства, что особенно важно для азотнокислого аммония и удобрений, в состав которых он входит. Зернистые гранулированные удобрения значительно меньше слеживаются, легче и равномернее распределяются при их внесении в почву, что имеет особое значение при механизации рассева удобрений. Гранулирование удобрений позволяет объединять в одной грануле несколько питательных веществ (калийно-аммиачная селитра и другие сложные удобрения). Гранулирование цианамида кальция уменьшает его вредное для здоровья окружающих распыление во время внесения.
Чем меньше частицы удобрений, тем сильнее будет воздействие на них почвы. Поэтому, если желательно превращение вносимых в почву веществ в другие соединения, дается очень мелкий размер частиц; это важно, например, для фосфоритной муки, которая должна прореагировать с почвой. При необходимости же сохранения в почве формы удобрения без изменения более эффективен крупный размер частиц; это важно, например, при внесении суперфосфата на кислых почвах, где фосфаты удобрения быстро переходят в фосфаты полуторных окислов.
Верхний предел размера гранул удобрений определяется необходимостью обеспечить каждое растение питательными веществами удобрения, для чего необходимо наличие нескольких гранул на площади питания каждого растения. Поэтому желательные размеры гранул удобрений зависят от размеров площадей питания различных растений.
Для пропашных растений — картофеля и корнеплодов — площадь питания одного растения колеблется от 800 до 2500 см2 и более, для зерновых — от 15 до 50 см2, для льна она падает до 4 см2, а в загущенных посевах льна и еще меньше. Для пропашных растений применимы более крупные гранулы, чем для зерновых растений и льна. Площадь, приходящуюся на одну гранулу удобрения, легко вычислить, пользуясь таблицей, составленной применительно к шаровой форме гранул (табл. 141).
Чтобы получить площадь, приходящуюся на одну гранулу какого-либо удобрения, надо цифры 3-й графы таблицы умножить на удельный вес удобрения и разделить на дозу удобрения, выраженную в центнерах тука на гектар. Чтобы узнать число гранул в 1 г тука, надо цифры 2-й графы разделить на удельный вес тука. Для примера в таблице приведены цифры для азотнокислого аммония, вносимого в дозе 30 кг азота на 1 га. При этой дозе азотнокислый аммоний при гранулах в 5 мм и больше может быть равномерно распределен только под пропашные культуры, при гранулах в 3—2 мм — под зерновые и при гранулах в 1,5 мм и меньше — под лен. Некоторые удобрения имеют рыхлое строение гранул, и удельный вес вещества гранулы не совпадает с ее объемным весом. Для таких удобрений приходится производить прямое определение путем подсчета числа гранул в навеске удобрения, в частности это относится к гранулированному суперфосфату.
Наиболее крупные гранулы допустимы для легко передвигающихся в почве азотных нитратных удобрений. Менее желательны большие гранулы для азотнокислого аммония и еще менее — для сульфата аммония.
Внесение калийных удобрений в форме крупных кристаллов нежелательно, так как калий абсорбируется почвой и его очаги будут занимать в ней меньший объем, чем аналогичные азотные очаги.
Воднорастворимые фосфаты должны быть мелко гранулированы. Размер гранул суперфосфата установлен в 1—4 мм.
Сложные удобрения, в одной грануле которых находится и азот, и калий, и воднорастворимый фосфор, могут иметь размер гранул 1—4 мм.
Нерастворимые в воде фосфорные удобрения — преципитат, томасшлак и сложные удобрения, содержащие нерастворимые в воде фосфаты, применяются в виде порошка.
Необходимо учитывать, что соприкосновение корней растений с удобрением может вызвать токсическое действие. Оно может вызываться, как повышенной концентрацией солей, так и ядовитым действием отдельных солей, например цианамида, а также аммиачным отравлением при местном внесении аммиачных удобрений под такие растения, как сахарная свекла.
Существенное значение для использования удобрений имеет способность корней растении усиленно развивать густую сеть корешков в удобренных слоях почвы. Помещением удобрений в разные горизонты почвы можно вызвать соответствующие изменения в распределении корней растений. При установлении желательного размещения удобрений по слоям почвы необходимо прежде всего учитывать возможность развития корневой системы в зоне внесения удобрений в зависимости от влажности почвы. Действие удобрении зависит как от влажности всего корнеобитаемого слоя почвы, так и от степени увлажнения того именно слоя почвы, где находится удобрение. Нахождение удобрений в сухом слое почвы, влажность которого равна или меньше «мертвого запаса» влаги, делает их питательные вещества почти недоступными для растений. В районах, где происходит быстрое иссушение поверхностного слоя почвы, представляет поэтому интерес глубокое внесение удобрений. При этом действие балластных простых удобрений в большей мере зависит от влажности горизонта, в который они внесены, чем действие безбалластных концентратов. Целесообразно сочетать глубокое осеннее внесение основного удобрения с местным внесением небольшой части удобрений при посеве. Глубокое внесение удобрений может иметь значение и при окультуривании бедных почв с мелким пахотным горизонтом.
В условиях России внесение основного удобрения осенью под вспашку более эффективно, чем мелкое внесение под борону.
Кроме распределения удобрений по слоям почвы, существенное значение имеет их распределение и в горизонтальном направлении. Фосфаты в горизонтальном направлении не передвигаются. Боковое передвижение не имеет существенного значения даже для подвижного азотного удобрения. Ho использование удобрений, находящихся сбоку растений, может происходить на большом расстоянии, если между ними и растениями нет других растений.
Если соседние растения различно удобрены азотом, то не получившие азота растения легко развивают корни в зоне соседних растений и обеспечивают себя азотом. Если же растения плохо снабжены фосфатами, то использование их из зоны соседних растений происходит неудовлетворительно. Поэтому, если соседние растения удобрены одни азотом, а другие фосфором, то лучше развиваются последние, несмотря на то, что в первом минимуме был азот, а не фосфор.
Данные о передвижении удобрений и активности корневой системы позволяют сделать ряд выводов, подтвержденных в опытах. Коэффициент использования удобрений характеризуется следующим убывающим рядом NO3>NH4, >К2О>Р2О5. Равномерность распределения удобрений при разбросном внесении должна следовать такому ряду: P2О5>K2О>N, т. е. наиболее равномерным должно быть внесение фосфорных удобрений.
Удобрения вo время вегетации растений (подкормки) применяют как для исправления недостаточного основного удобрения, так и для более рационального его использования, когда единовременное внесение удобрений может привести к потерям питательных веществ (вымывание азота на легких почвах) или неблагоприятному для растений соотношению элементов питания в почвенном растворе.
Основные способы применения удобрений следующие: 1) разбросное внесение по всходам без заделки; 2) разбросное внесение с последующей заделкой удобрений в почву; 3) рядковое применение; 4) гнездовое внесение; 5) применение удобрений в растворе или поливе; 6) внекорневое внесение путем опыления или опрыскивания растений. Каждый из указанных основных способов внесения имеет свои оптимальные условия применения, при которых он обеспечивает наиболее полное и своевременное использование питательных веществ удобрения. Например, разбросное внесение с последующей запашкой применяется до посева и называется основным внесением удобрений. Внесение в рядки производится при посеве и называется рядковым применением. Возможно внесение удобрений в рядки и при подкормке растении во время вегетации, но тогда оно называется подкормкой; при глубокой заделке удобрений в почву внесение их называется глубоким и помещается на дно борозды.
При внесении удобрений необходимо учитывать, как расположатся они в почве относительно корневой системы растений. Необходимо стремиться приблизить удобрения к активной части корней, поскольку это не вызывает повреждения последних.
Распределение в почве питательных веществ зависит: 1) от размещения удобрения при его внесении, 2) от поглощения и передвижения питательных веществ в почве после внесения. Размещение в почве массы удобрений зависит от способов их заделки. При заделке легкой бороной в слое почвы 0—4 см оказывается около 85% удобрения, при бороновании в два следа — около 75%, при заделке тяжелой бороной соответственно 65 и 55%. Заделка культиватором на 10, 15 и 20 см оставляет в этом слое соответственно 70,55 и 40% удобрений. При заделке культиватором на 10,15 и 20 см в слоях 4—8 см, 8—12 см и 12—16 см удобрения размещаются по следу зуба или лапы культиватора, а в верхнем слое удобрения размещаются равномерно. Обработка бороной или культиватором в два следа углубляет заделку удобрений на 2 см. При вспашке на 30 см плуг помещает 60—70% удобрений в слой 16—26 см. Почвоуглубитель с приспособлением для внесения удобрений размещает их на глубину 33—39 см по своему следу.
Передвижение в почве удобрений происходит под влиянием передвижения в почве воды; так как последнее происходит в вертикальном направлении, то горизонтальное передвижение удобрений, в результате диффузии солей, почти не имеет практического значения.
NO3, как не абсорбируемое соединение, обладает большой подвижностью в почве; NH4 и K2O, как абсорбируемые поглощающим комплексом, обладают малой подвижностью; фосфор, образующий в почве труднорастворимые соединения, имеет наименьшую подвижность.
Чем меньше в почве подвижность соединения, тем более приходится заботиться о приближении его к усваивающей части корней растений. Последнее достигается местным внесением удобрений. Значение этого приема было впервые показано в 80-х годах А.Е. Зайкевичем; затем в опытах Я. М. Жукова было показано значение местного внесения для уменьшения ретроградации в почве фосфатов. В некоторых случаях, наоборот, желательно усиление взаимодействия почвы и удобрения, что достигается разбросным внесением с последующим перемешиванием почвы и удобрения плутом или культиватором.
При внесении в почву удобрений они распределяются в ней неравномерно. В пунктах, куда попадают частицы удобрений, образуются очаги, резко отличные от остальной массы почвы как по количеству в них питательных веществ, так и по реакции, микробиологическим процессам и т. д. Изучение очагов удобрений в почве показало, что растворимые фосфаты, внесенные в гранулированной форме, образуют в почве очаги с большим содержанием легкоусвояемых фосфатов. Гранулирование удобрений позволяет улучшить их физические свойства, что особенно важно для азотнокислого аммония и удобрений, в состав которых он входит. Зернистые гранулированные удобрения значительно меньше слеживаются, легче и равномернее распределяются при их внесении в почву, что имеет особое значение при механизации рассева удобрений. Гранулирование удобрений позволяет объединять в одной грануле несколько питательных веществ (калийно-аммиачная селитра и другие сложные удобрения). Гранулирование цианамида кальция уменьшает его вредное для здоровья окружающих распыление во время внесения.
Чем меньше частицы удобрений, тем сильнее будет воздействие на них почвы. Поэтому, если желательно превращение вносимых в почву веществ в другие соединения, дается очень мелкий размер частиц; это важно, например, для фосфоритной муки, которая должна прореагировать с почвой. При необходимости же сохранения в почве формы удобрения без изменения более эффективен крупный размер частиц; это важно, например, при внесении суперфосфата на кислых почвах, где фосфаты удобрения быстро переходят в фосфаты полуторных окислов.
Верхний предел размера гранул удобрений определяется необходимостью обеспечить каждое растение питательными веществами удобрения, для чего необходимо наличие нескольких гранул на площади питания каждого растения. Поэтому желательные размеры гранул удобрений зависят от размеров площадей питания различных растений.
Для пропашных растений — картофеля и корнеплодов — площадь питания одного растения колеблется от 800 до 2500 см2 и более, для зерновых — от 15 до 50 см2, для льна она падает до 4 см2, а в загущенных посевах льна и еще меньше. Для пропашных растений применимы более крупные гранулы, чем для зерновых растений и льна. Площадь, приходящуюся на одну гранулу удобрения, легко вычислить, пользуясь таблицей, составленной применительно к шаровой форме гранул (табл. 141).
Чтобы получить площадь, приходящуюся на одну гранулу какого-либо удобрения, надо цифры 3-й графы таблицы умножить на удельный вес удобрения и разделить на дозу удобрения, выраженную в центнерах тука на гектар. Чтобы узнать число гранул в 1 г тука, надо цифры 2-й графы разделить на удельный вес тука. Для примера в таблице приведены цифры для азотнокислого аммония, вносимого в дозе 30 кг азота на 1 га. При этой дозе азотнокислый аммоний при гранулах в 5 мм и больше может быть равномерно распределен только под пропашные культуры, при гранулах в 3—2 мм — под зерновые и при гранулах в 1,5 мм и меньше — под лен. Некоторые удобрения имеют рыхлое строение гранул, и удельный вес вещества гранулы не совпадает с ее объемным весом. Для таких удобрений приходится производить прямое определение путем подсчета числа гранул в навеске удобрения, в частности это относится к гранулированному суперфосфату.
Наиболее крупные гранулы допустимы для легко передвигающихся в почве азотных нитратных удобрений. Менее желательны большие гранулы для азотнокислого аммония и еще менее — для сульфата аммония.
Внесение калийных удобрений в форме крупных кристаллов нежелательно, так как калий абсорбируется почвой и его очаги будут занимать в ней меньший объем, чем аналогичные азотные очаги.
Воднорастворимые фосфаты должны быть мелко гранулированы. Размер гранул суперфосфата установлен в 1—4 мм.
Сложные удобрения, в одной грануле которых находится и азот, и калий, и воднорастворимый фосфор, могут иметь размер гранул 1—4 мм.
Нерастворимые в воде фосфорные удобрения — преципитат, томасшлак и сложные удобрения, содержащие нерастворимые в воде фосфаты, применяются в виде порошка.
Необходимо учитывать, что соприкосновение корней растений с удобрением может вызвать токсическое действие. Оно может вызываться, как повышенной концентрацией солей, так и ядовитым действием отдельных солей, например цианамида, а также аммиачным отравлением при местном внесении аммиачных удобрений под такие растения, как сахарная свекла.
Существенное значение для использования удобрений имеет способность корней растении усиленно развивать густую сеть корешков в удобренных слоях почвы. Помещением удобрений в разные горизонты почвы можно вызвать соответствующие изменения в распределении корней растений. При установлении желательного размещения удобрений по слоям почвы необходимо прежде всего учитывать возможность развития корневой системы в зоне внесения удобрений в зависимости от влажности почвы. Действие удобрении зависит как от влажности всего корнеобитаемого слоя почвы, так и от степени увлажнения того именно слоя почвы, где находится удобрение. Нахождение удобрений в сухом слое почвы, влажность которого равна или меньше «мертвого запаса» влаги, делает их питательные вещества почти недоступными для растений. В районах, где происходит быстрое иссушение поверхностного слоя почвы, представляет поэтому интерес глубокое внесение удобрений. При этом действие балластных простых удобрений в большей мере зависит от влажности горизонта, в который они внесены, чем действие безбалластных концентратов. Целесообразно сочетать глубокое осеннее внесение основного удобрения с местным внесением небольшой части удобрений при посеве. Глубокое внесение удобрений может иметь значение и при окультуривании бедных почв с мелким пахотным горизонтом.
В условиях России внесение основного удобрения осенью под вспашку более эффективно, чем мелкое внесение под борону.
Кроме распределения удобрений по слоям почвы, существенное значение имеет их распределение и в горизонтальном направлении. Фосфаты в горизонтальном направлении не передвигаются. Боковое передвижение не имеет существенного значения даже для подвижного азотного удобрения. Ho использование удобрений, находящихся сбоку растений, может происходить на большом расстоянии, если между ними и растениями нет других растений.
Если соседние растения различно удобрены азотом, то не получившие азота растения легко развивают корни в зоне соседних растений и обеспечивают себя азотом. Если же растения плохо снабжены фосфатами, то использование их из зоны соседних растений происходит неудовлетворительно. Поэтому, если соседние растения удобрены одни азотом, а другие фосфором, то лучше развиваются последние, несмотря на то, что в первом минимуме был азот, а не фосфор.
Данные о передвижении удобрений и активности корневой системы позволяют сделать ряд выводов, подтвержденных в опытах. Коэффициент использования удобрений характеризуется следующим убывающим рядом NO3>NH4, >К2О>Р2О5. Равномерность распределения удобрений при разбросном внесении должна следовать такому ряду: P2О5>K2О>N, т. е. наиболее равномерным должно быть внесение фосфорных удобрений.
Удобрения вo время вегетации растений (подкормки) применяют как для исправления недостаточного основного удобрения, так и для более рационального его использования, когда единовременное внесение удобрений может привести к потерям питательных веществ (вымывание азота на легких почвах) или неблагоприятному для растений соотношению элементов питания в почвенном растворе.