Способ удобрения сельскохозяйственных культур

 

Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве, а именно в способах внесения удобрений в почву. Изобретение заключается в том, что осенью после уборки предшествующей культуры органические и минеральные удобрения вносят в почву при соотношении углерода (С) и азота (N), большем чем 32 : 1. Весной после перехода температуры пахотного горизонта почвы через 5^oC их вносят при соотношении C : N < 32 : 1,0. Причем конкретное соотношение C : N определяется в зависимости от почвенно-климатических условий и вида возделываемой культуры, а также от продолжительности временного интервала между датами внесения удобрений и снижения температуры пахотного слоя почвы до 5^oC - осенью, а весной - между датами внесения удобрений и агротехнически оптимальным сроком сева сельскохозяйственной культуры. Изобретение позволяет уменьшить опасность загрязнения окружающей среды и повысить эффективность использования удобрений.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам внесения удобрений в почву.

Известен способ внесения удобрений в почву, включающий распределение по их поверхности поля с последующей заделкой в почву путем встряхивания верхнего слоя почвы с удобрениями снизу вверх /1/.

Недостатком данного способа является возможность выноса удобрений за пределы корнеобитаемого слоя почвы и отсутствие точной регламентации их доз и соотношений, а также внесение только минеральных удобрений без органических, что снижает эффективность их использования растениями.

Наиболее близким способом к предлагаемому изобретению является способ удобрения культур севооборота, включающий внесение фосфорных, азотных, калийных, известковых и органических удобрений в течение ротации в дозах, оптимальных для развития и роста сельскохозяйственных культур /2/.

Недостаток данного способа состоит в том, что возможен вынос нитратного азота из корнеобитаемого слоя почвы в осенне-зимний период, что может привести к загрязнению окружающей среды и снижению эффективности действия минеральных удобрений.

Цель изобретения - уменьшение опасности загрязнения окружающей среды и повышение эффективности использования удобрений.

Данная цель достигается тем, что органические и минеральные удобрения вносят в почву после уборки предшественника осенью при соотношении углерода (C) и азота (N), большем, чем 32:1, а весной - после перехода температуры пахотного горизонта почвы через 5^oC при соотношении < 32:1. Причем конкретное соотношение C:N определяется в зависимости от почвенно-климатических условий и вида возделываемых культур, а также от продолжительности временного интервала между датами внесения удобрений и снижения температуры пахотного слоя почвы до 5^oC осенью, а весной - между датами внесения удобрений и агротехнически оптимального срока сева сельскохозяйственной культуры.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

После уборки предшествующей культуры с измельчением и распределением пожнивных остатков на поверхности поля производят внесение органических и минеральных удобрений в дозах, рекомендуемых зональными системами земледелия с последующей их заделкой в почву.

При внесении удобрения обеспечивается такое сочетание органических и азотных удобрений, чтобы соотношения углерода (C) и азота (N) было больше, чем 32:1.

Весной после перехода среднесуточных температур пахотного слоя почвы через 5^oC производится внесение органических и азотных удобрений, обеспечивающее соотношение C:N<32:1.

Соотношение C:N=32:1 представляет равновесную точку для процессов иммобилизации и минерализации азота. При соотношении C:N> 32:1 почвенные микроорганизмы из-за недостатка азота в разлагающемся материале начинают поглощать NO₃^- и NH₄⁺ из почвы с переводом их в органические формы (иммобилизация). При более узком, чем 32:1 соотношении C:N, происходит усиление процесса минерализации с высвобождением азота в форме NH₄ и NO₃^-.

Причем количество иммобилизированного или минерализованного азота, направленность и скорость процессов может регулироваться за счет изменения соотношения C: N в сторону увеличения или уменьшения от состояния равновесия, которое обеспечивается при соотношении C:N = 32:1 /см. Л.М. Томпсон, Ф.Р. Троу. Почвы и их плодородие /Пер. с англ. Э.И.Шконде - М.: Колос, 1982, с. 116, 117. / Блэк К. Растение и почва. Пер. с англ. - М.: Колос, 1973 г./.

Конкретное соотношение C:N как осенью, так и весной, должно выбираться с учетом почвенно-климатических условий, которые для каждой зоны специфичны и различаются как наличием питательных веществ в почве, так и датами осеннего и весеннего перехода температур пахотного горизонта почвы через 5^oC (которая характеризует низкий порог микробиологической активности почвы), водным и тепловым режимом почв.

Также необходим учет видимого состава возделываемых культур, т.к. разные культуры имеют характерные для каждой, оптимальные сроки сева, длину вегетационного периода, а также накапливают в растительной массе питательные вещества с различным соотношением C:N, что обязательно необходимо учитывать при внесении органических удобрений.

Упрощенный пример расчета C:N при внесении органических и минеральных удобрений выполнен с использованием зависимости интенсивности минерализации и иммобилизации азота от соотношения C:N, приведенной в работе Л.М.Томпсон, Ф. Р.Троу. Почвы и их плодородие. Пер. с англ. Э.И.Шконде - М.: Колос, 1982, с. 230, рис. 10.6.

Например, если удобрение после уборки предшествующей культуры планируется вносить 1 октября, а среднемноголетняя дата снижения температуры почвы ниже 5^oC (при этой температуре резко снижается активность микроорганизмов, которые участвуют в процессах трансформации органического вещества и минеральных соединений) - 1 ноября. Необходим такой подбор соотношения C:N, чтобы как можно больше минерального азота перешло в органические формы за период от 1 октября до 1 ноября. По зависимости, приведенной в работе Л.М.Томпсон и Ф. Р. Троу на рис. 10.6, для обеспечения этого в течение периода с 1 октября по 1 ноября за 4 недели необходимо соотношение C:N = 45:1.

Если продолжительность временного периода от даты внесения удобрения до перехода температуры пахотного горизонта через ^oC составит 60 дней (8 недель), то соотношение необходимо выбирать 60:1, а если период длительностью в 14 дней (2 недели), то соотношение C:N = 36:1 /см. Л.М.Томпсон, Ф.Троу. Почвы и их плодородие. Пер. с англ. Э.И.Шконде - М.: Колос, 1982, с. 231/.

Тогда к 1 ноября, когда из-за снижения температуры почвы деятельность микроорганизмов практически прекратится, значительная часть минерального азота почвы из легкоподвижных форм NH₄⁺ и NO₃^- перейдет в органическую и закрепится в почве.

Это значительно снизит возможность вымывания азота из почвы в осенне-зимний период и уменьшит опасность загрязнения окружающей среды, природных вод биогенными элементами.

Весной, после перехода температуры почвы через 5^oC, удобрения вносятся с соотношением C:N, зависящим от вида возделываемых культур, для каждой из которых существуют оптимальные сроки сева. Например, если дата перехода температуры пахотного горизонта почвы через 5^oC для данной зоны 1 апреля, то удобрения планируется внести 1 апреля, а оптимальный срок сева для культуры 15 апреля, то по зависимости Л.М.Томпсон, Ф.Троу /см. ссылку выше/ соотношение C:N = 30:1 обеспечит возможность создания достаточного для роста и развития растений запаса легкоподвижных минеральных соединений к дате сева за период времени в две недели, в конце которого устанавливается равновесная фаза процесса, когда иммобилизация равна минерализации.

Если оптимальный срок сева культуры 30 апреля, то при временном интервале от 1 до 30 апреля (4 недели) соотношение C:N выбирается 27:1, что обеспечит достижение равновесной фазы и 30 апреля, а при сроке сева 30 мая, т. е. временном интервале от 1 апреля до 30 мая в 60 дней (8 недель) соотношение C:N = 22:1.

В заключение хотелось бы подчеркнуть, что в данном случае приведены общие принципы установления отношения C:N при внесении органических и минеральных удобрений.

В действительности расчет сложнее, необходим учет соотношений C:N в растительных остатках, содержание питательных веществ в почве, органических и минеральных удобрениях, что дает возможность определить оптимальное количественное соотношение C:N для конкретных почвенно-климатических условий и видов возделываемых культур. Для повышения точности расчета необходимо проведение специальных экспериментальных исследований для различных почвенно-климатических зон и видов возделываемых сельскохозяйственных культур. Это позволит накопить материал и получить количественные характеристики, отражающие влияние дат перехода температуры почвы через 5^oC осенью и весной, вида сельскохозяйственных культур со специфическими для каждой длительностью вегетационного периода и агротехническими оптимальными сроками сева и уборки, содержанием питательных веществ и пожнивных остатков на оптимальное соотношение C:N для вносимых в почву органических и минеральных удобрений.

Применение предлагаемого способа в практике сельскохозяйственного производства позволит целенаправленно управлять процессами иммобилизации и минерализации в почве. Усиление процессов иммобилизации позволит уменьшить содержание легкоподвижных минеральных соединений азота в почве к осеннне-зимнему периоду, что снижает непродуктивные потери их в этот период за счет вымывания талыми водами. Перевод минерального азота в более устойчивые органические формы снижает опасность загрязнения окружающей среды, естественных водоисточников биогенными элементами в осенне-зимний период. Усиление процесса минерализации в период вегетации с.-х. культур обеспечивает растения необходимыми им минеральными формами и позволяет наиболее эффективно использовать питательные вещества для накопления биологической массы.

За счет использования предлагаемого способа уменьшается опасность загрязнения окружающей среды, снижаются непродуктивные потери минеральных удобрений, обеспечивается их наиболее полное использование растениями, что, в конечном итоге, позволяет сохранить почвенное плодородие при высоком урожае с. -х. культур и наиболее эффективном использовании органических и минеральных удобрений.

Источники информации 1. А. с. СССР N 413907 Способ заделки удобрений в почву. A 01 C 21/00, оп. Б.И. N 5, 1974 г.

2. А. с. СССР N 1761021 Способ удобрения культур севооборота. A 01 C 21/00, оп. Б.И. N 34, 1992 г.

Формула изобретения

Способ удобрения сельскохозяйственных культур, включающий внесение органических, фосфорных, азотных, калийных, известковых удобрений и распределение их по поверхности поля с последующей заделкой в почву вместе с пожнивными остатками, отличающийся тем, что после уборки урожая, осенью, вносят их в дозах, обеспечивающих соотношение углерода (С) и азота (N) более 32 : 1, а весной, после перехода температуры пахотного слоя почвы через 5^oC, в дозах, обеспечивающих соотношение С : N менее 32 : 1, причем конкретное количественное соотношение С : N выбирают в зависимости от вида возделываемых культур, а также от продолжительности временного интервала между датами внесения удобрений и снижения температуры пахотного слоя почвы до 5^oC осенью, а весной - между датами внесения удобрений и агротехнически оптимального срока сева сельскохозяйственной культуры.