CC BY
11ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПЛОДОРОДИЯ
ОЦЕНКА ВНУТРИПОЛЬНОЙ НЕРАВНОМЕРНОСТИ СОДЕРЖАНИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВАХ ЦРНЗ
С.А. Шафран, д.с.-х.н., ВНИИА, В.Д. Черевиков, к.т.н., Е.В. Леонова, НИИСХЦРНЗ
Проблема рационального питания растений и эффективного использования минеральных удобрений остаётся весьма острой и актуальной, так как внесение их в почву и удельный вес удобренной площади продолжают сокращаться. Федеральная программа «Повышение плодородия почв России на 2002-2005 гг.» выполнена только на 1015%.
В этой связи главным фактором интенсификации зернового производства в Центральном районе Нечернозёмной зоны РФ является дальнейшее развитие системы его технологического обеспечения за счёт применения качественно новых, наиболее эффективных агротехнологий. Зарубежный и отечественный опыт показывает, что такими являются точные технологии земледелия и в первую очередь точное внесение минеральных удобрений, позволяющее вести агропроизводство на принципиально новой агроэкологической и экономической основе, предполагающей экономию удобрений, сохранение окружающей среды при получении запланированных урожаев
Переход от технологий, базирующихся на усреднённых показателях параметров плодородия и других характеристик состояния поля и посевов, к дифференцированному воздействию на систему «почва-растение» требует более совершенных подходов в агрохимической оценке полей хозяйств, используемых для возделывания зерновых культур. Сплошное агрохимическое обследование полей с выявленной на них внутри-польной пространственной неоднородностью плодородия почвы может служить информационной основой для разработки и проведения мероприятий по повышению и стабилизации её плодородия, оптимизации минерального питания растений в технологиях точного (координатного) земледелия и, в конечном итоге, для повышения эффективности и экологической безопасности сельскохозяйственного производства.
Существующий метод составления агрохимических картограмм, включая технологии отбора почвенных проб для анализа содержания питательных элементов в почве возделываемого поля, предусматривает получение средних значений агрохимических показателей для всего поля или значительных его частей. Считается, что средние значения показателей характеризуют с достаточной степенью точности содержание питательных элементов в почве и могут быть использованы для определения дозы внесения удобрений для всего поля (обрабатываемого участка). В результате получается, что на одних участках поля, имеющих более высокое содержание питательного вещества по сравнению со средней величиной, вносится избыточное количество удобрений, а на других, менее обеспеченных - недостаточное. Таким образом, в од-
них случаях происходит перерасход удобрений, в других -недобор урожая вследствие заниженной дозы.
Такой подход оправдан при малом содержании питательных элементов в почве и дешевых удобрениях. Удорожание минеральных удобрений, а также достижения в разработке ЭВМ, систем позиционирования, программного обеспечения и новой техники для точного внесения удобрений послужили основанием для совершенствования существующих методов агрохимического обследования полей и разработки принципиально новых способов получения и использования агрохимической информации.
Учитывая, что одной из основных частей системы точного (координатного) земледелия является технология дифференцированного внесения удобрений, адаптирующаяся к внутри-польной пестроте (неравномерности) плодородия почвы, во ВНИПТИХИМ и затем в НИИСХ ЦРНЗ были проведены в 2000-2005 гг. исследования по оценке неравномерности содержания питательных веществ в основных типах почв Владимирской, Калужской, Московской и Рязанской областей.
Пробы для определения содержания N Р, К в почве отбирали с элементарных участков площадью 50 м2 через каждые 10 м по всей длине гона (прохода агрегата) с 3-кратной по-вторностью (по краям и средине поля). Общая площадь опытных полей составляла 6-20,0 га. Было установлено, что почвы исследованных полей неоднородны по содержанию питательных веществ. Вариабельность агрохимических показателей и урожайности зерновых культур внутри одного и того же поля составляли значительную величину.
Вариабельность содержания питательных веществ в указанных почвах достигала 15-60% и более. Урожайность озимой пшеницы на элементарных участках отличалась в 1,2-3,5 раза. Для получения планируемой урожайности озимой пшеницы на этих почвах диапазон вносимых доз удобрений должен составлять: азота 0-130, фосфора 0-100, калия 0-110 кг/га. Кроме того, выявлено, что за один проход агрегата-удобрителя дозы внесения азота, фосфора и калия необходимо было неоднократно изменять в зависимости от их фактического содержания в почве (табл. 1).
Статистический анализ материалов агрохимического обследования показал, что содержание питательных веществ(ЫРК) в почве носит случайный характер и подчиняется с приемлемой погрешностью закону нормального распределения. Аналогичные данные получены ВИУА на основании детального агрохимического обследования экспериментального участка площадью 4 га [1], а также ВИМ, ВНИПТИХИМ и ВНИМС [2].
1. Вариабельность содержания питательных веществ в почвах и дозы внесения минеральных удобрений под озимую пшеницу
Тип Области почвы Содержание в почве, мг/кг Дозы питательных веществ, кг/га
азот фосфор калий азот фосфор калий
Дерново- „ г Владимирская подзолистая (ДП) 5-54 175-1225 78-253 0-100 0-20 0-100
1-35 56-179 68-125 0-100 20-100 64-92
ДП Московская 2-10 >250 105-185 60-90 0 30-120
ДП Калужская 12-49 - - 0-60 - -
Чернозём выщ-й Рязанская - 44-86 44-169 - 90-120 30-90
Опираясь на это положение, нами разработана методика определения эффективности дифференциации доз минеральных удобрений с учётом внутрипольной вариабельности содержания питательных веществ в почве [2, 3]. Методика позволяет определить величину как превышения, так и занижения дозы по сравнению с проектируемой по среднеарифметическому показателю содержания того или иного питательного
Плодородие № 1*2008
вещества. Расчёты, выполненные по данной методике показали, чем выше вариабельность запаса Ы, Р, К в почве, чем существеннее их отклонение от расчётной дозы. Так, в случае внесения 60 кг/га, рассчитанных по среднему содержанию питательных веществ в почве, при вариабельности 10% отклонение от дозы в сторону превышения и занижения составляет 4 кг/га, при вариабельности 40% - 16 кг/га.
33
This document was created using
Solid Converter PDF
To remove this message, purchase the product at www.SolidDocuments.com
Полученные данные могут служить основой для предварительных экономических расчётов, позволяющих определить целесообразность дифференциации доз удобрений на конкретном поле, определяя их перерасход и стоимость недобора урожая при занижении дозы на соответствующих участках. Установлено, что суммарные издержки от излишнего внесения минеральных удобрений и недобора урожая составили (в ценах 2000 г.) от 155,8 до 1709,9 руб/га, что соответствует потерям от 5,5 до 39% удобрений и урожая. В ценах 2006 г. эти показатели возросли в 1,5 раза.
Для корректировки прогнозируемых экономических показателей важное значение имеет совершенствование методов почвенно-растительной диагностики, в основе которых лежит выбор оптимального элементарного участка для отбора проб, определение его координат и оперативный анализ отобранных образцов. Существует мнение, что чем меньше размер элементарного участка, тем точнее картограмма отражает действительную вариабельность плодородия почвы данного поля. В идеале площадь элементарного участка должна приближаться к площади питания одного растения. Однако по практическим и экономическим соображениям такое приближение не представляется возможным. Вопрос о выборе оптимальной площади (размера) элементарного участка до конца не решён. Его размеры зависят от типа почвы, особенностей
агроландшафта, истории поля, уровня вариабельности плодородия поля, от общей площади поля и других факторов и может колебаться от 0,1 до 1,0 га.
Нами определена экономическая эффективность дифференцированного внесения минеральных удобрений в областях ЦРНЗ РФ с учётом средней урожайности зерновых культур (1,8 т/га), средней дозы удобрений (34 кг/га) в 2001-2004 гг., а также в расчёте на перспективную урожайность (2,5 т/га) и соответствующую дозу МРК (153 кг/га) при вариабельности 10, 20, 30 и 40%.
Полученные результаты показывают, что в условиях хозяйственной деятельности на уровне 2001-2004 гг. дифференцированное внесение минеральных удобрений в ЦРНЗ РФ было бы убыточно при вариабельности 10-30%. С повышением внутрипольной вариабельности содержания питательных веществ в почве возрастает условно чистая прибыль от этого технологического приёма. Если сократить размер элементарного участка с 5 га, как это принято для Центрального района, до 1 га, то дифференциация доз минеральных удобрений будет целесообразна при вариабельности 40% (табл. 2).
При дальнейшей детализации обследования и увеличении отбора до 5 образцов с 1 га дополнительные затраты, связанные с дифференциацией доз, окупаются на перспективной дозе только при вариабельности 30% и более.
2. Эффективность дифференцированного внесения минеральных удобрений под зерновые культуры в ЦРНЗ РФ
Урожайность, т/га
_ „ ,, за 2001-2004 гг.- 1,8 Прогноз-2,5
Показатели экономической эффективности „,
Вариабельность содержания в почве элементов питания, %
10 30 40 10 30 40
Условная прибыль от дифференциации доз минеральных удобрений, руб/га 113 339 452 517 1551 20б8
Дополнительные затраты, связанные с дифферен- 1 342 342 342 342 342 342
циацией доз, руб/га, при отборе образцов, шт/га: 5 74б 74б 74б 74б 74б 74б
Условно чистая прибыль, руб/га, при отборе об- 1 -229 -3 110 175 1209 172б
разцов, шт/га 5 -б33 -407 -294 -229 805 1322
Таким образом, результаты наших расчётов показывают, что целесообразность внутрипольной дифференциации доз питательных веществ при существующих ценах на зерно и минеральные удобрения в Центральном районе возникает при вариабельности содержания элементов питания в почве 20-40 % и более.
Литература
1. Афанасьев Р.А. Методология дифференцированного применения удобрений. Труды НИКПТИЖ, 2000 г. 2. Нефёдов Б.А., Черевиков В.Д. Технологические и экономические аспекты дифференцирован-
ного применения минеральных удобрений // Материалы Всероссийской научно-практической конференции, Москва 2004, С.314-320. 3. Шафран С.А. Пупынин В.М. Дифференцированное внесение минеральных удобрений // Материалы Всероссийской научно-практической конференции, Москва 2004, С.320-331. 4. Шафран С.А., Черевиков В.Д., Пупынин В.М. Агроэкономическая эффективность дифференцированного внесения минеральных удобрений с учётом внутрипольной неоднородности почвенного плодородия // Материалы Всероссийской научно-практической конференции ВНИИЗиЗПЭ, Курск 2006 г., С. 414-416.
34
Плодородие №1*2008
This document was created using
Solid Converter PDF
To remove this message, purchase the product at www.SolidDocuments.com
