Тема. Органічні і органо-мінеральні добрива та технології їх застосування
Мета: ознайомити студентів з класифікацією органічних добрив та їх застосуванням. Показати переваги органічних та органо-мінеральних добрив над мінеральними добривами.
Основні терміни
Органічні добрива - це різні за складом і властивостями речовини рослинного і тваринного походження, які вносять у ґрунт для підвищення його родючості.
Гній- це тверді та рідкі екскременти тварин.
Зелене добриво –цесвіжа рослинна маса, що заорюється в ґрунт для збагачення її органічною речовиною і азотом. Використання зелених добрив називають сидерацією, а рослини, що вирощуються для цієї мети, сидератами.
Гноївка - це рідка суміш сечовини, води і незначної кількості підстилки й калу. Гноївка містить азот і калій і особливо придатна для удобрювання старих і слабко-рослих виноградних лоз. Найкраще застосовувати її разом з компостом або з торфом.
Компост–це органічне добриво яке багате на гумус. Для його виготовлення використовують всі відходи тваринного і рослинного походження з домашнього господарства і саду.
Торф'яний компост–це органічне добриво, яке широко використовується. Не можна вносити його сухим, бо тоді воно забирає з грунту багато вологи. Краще торф'яний компост вносити разом з гноївкою чи з фекаліями, обов'язково додаючи при цьому землю. Угноєння торф'яним компостом провадять навесні.
Органо- мінеральні добрива (ОМД) – це добрива, які виготовляються на органічній основі шляхом додавання до неї мінеральної речовини.
Теоретичні відомості
У системі удобрення с.-г. культур в Україні провідне місце належить органічним добривам. Це повні добрива, оскільки складаються з елементів, що вже брали участь у створенні врожаю. У загальному балансі поживних речовин для рослин вони забезпечують понад 40% азоту і калію та 60% фосфору.
Відповідно до даних статуправління, починаючи з 1990 року знижуються обсяги виробництва та внесення гною У 2004-2009 роках внесення органічних добрив досягло критичної межі – господарства вносили менше 1 тонни на гектар посівної площі, і з кожним роком ці обсяги зменшуються. Під урожай 2008 року господарства внесли лише 10,4 млн. тонн (0,6 т/га посівної площі) гною. Удобрено органікою 2,4% від загальної посівної площі. Під зернові та зернобобові культури внесли 0,4 т/га гною, соняшник – 0,2, овочеві та баштанні культури – 1,5 т/га. Найбільше гною внесли під цукрові буряки – 4,5 тЇга, кукурудзу на силос та зелений корм – 4,8 та картоплю – 7,5 т/га посівної площі.
Не менш важливим джерелом нагромадження органічної речовини і азоту є зелені добрива (сидерати), використання яких екологічно і економічно вигідно. До переваг сидератів відносять їхню властивість очищати поле від бурянів та зменшувати кількість фітопатогенних мікроорганізмів, тобто вони відіграють фіто санітарну роль. Проте з кожним роком цим добривам приділяється все менше увага, хоча практично заорювання сидератів є одним із дешевих і економічно вигідних заходів підвищення та стабілізації родючості грунтів, покращення якості сільськогосподарської продукції. Площа заорювання та обсяги внесення зеленої маси сидератів поступово зменшується у всіх грунтово-кліматичних зонах. Найбільше сидератів заорюють у зоні Полісся, в середньому 2,62-5,41% від посівної площі, а найменше – у зоні Степу, відповідно 0,21-0,93%. В середньому по Україні заорюють досить мізерну кількість зелених добрив, від загальної посівної площі це становить 0,83-1,46%. У південних областях України взагалі не заорювали сидерати, зокрема це Донецька, Кіровоградська, Луганська, Миколаївська області.
Використання пожнивних залишків і соломи для удобрення грунту дозволяє у значній мірі знизити трудові і матеріальні затрати господарств на збір, транспортування і переробку не зернової частини врожаю. Зменшується час на збирання зернових культур, відпадає необхідність у звільненні поля від пожнивних рештків. Солома містить лише 15% води і на 85% складається із органчної речовини, вона дуже цінна для підвищення потенційної родючості грунту і є важливим резервом збільшення органіки в грунті, особливо на віддалених полях сівозміни. У складі органічної речовини соломи є всі потрібні для рослин макро- та мікроелементи.
Проте і цей захід у господарствах України не в повній мірі сільгосптоваровиробники застосовують, хоча в останні роки відмічено збільшення площ приорювання соломи.
Регулювання родючості ґрунту в інтенсивному землеробстві спрямоване на відновлення запасів органічної речовини в ґрунті, що досягається в основному внесенням органічних добрив.
Особливості застосування органічних добрив:
- внесення органічних добрив забезпечує рослини макро- і мікроелементами живлення;
- ґрунт збагачується органічними речовинами, ферментами, вітамінами та іншими біологічно активними речовинами, які стимулюють розвиток рослин і ґрунтової мікрофлори;
- з гноєм у ґрунт вносяться корисні мікроорганізми та активується діяльність нітрифікуючих та азотфіксуючих бактерій тощо;
- органічні добрива істотно поліпшують властивості ґрунту - його структуру, фізичні властивості, водний та повітряний режим та ін., наприклад, внесення 6 т/га соломи в темно-каштановий ґрунт збільшує його водопроникність у перший рік 44,8%, другий - 34,6% і третій - 22,89%, а 60 т/га напівперепрілого гною - 29,6; 25,6 і 16,2%;
- під час розкладання органічних речовин приґрунтовий шар повітря збагачується вуглекислим газом, що посилює ефективність фотосинтезу, так, після внесення 40-60 т/га гною виділення СО2 ґрунтом зростає на 30-50% і більше;
- внесення органічних добрив не створює загрози перенасичення ґрунту поживними речовинами, що є небезпечним для рослин, так як «віддають» їх поступово, протягом досить тривалого часу;
- більшість органічних добрив майже не змінює реакції ґрунтового розчину тощо.
Для підтримання бездефіцитного балансу гумусу в грунті внесення гною потрібно довести на Поліссі до 14-18 т, у Лісостепу – до 11-13, у Степу – до 9-10 т на кожен гектар сівозмінної площі.
Таблиця 1
Орієнтовна норма внесення органічних добрив для комплексного агрохімічного окультурювання грунтів
| Грунт | Гранулометричний склад грунту | Норма, т/га | Вологість, % | Періодичність внесення, роки |
| дерново-підзолистий | піщаний і супіщаний | 3-4 | ||
| суглинковий | 5-6 | |||
| сірий лісовий | супіщаний | 3-4 | ||
| суглинковий | 5-6 | |||
| чорнозем каштановий | супіщаний | 4-5 | ||
| суглинковий | 3-4 |
Із внесеного в грунт гною в перший рік рослини використовують 20-30% азоту, 30-40% - фосфору, 60-70% калію від загального їх вмісту. Порівняно з мінеральними добривами азот у перший рік засвоюється гірше, фосфор майже вдвічі краще, а калій майже однаково.
Найдоцільніше використовувати напівперепрілий гній, який легко розподіляється по полю, краще зберігає азот, особливо аміачний, містить більше органічних речовин. Такий гній позитивно впливає на поліпшення фізичних, фізико-хімічних і біологічних властивостей грунту та на підвищення його родючості й врожайності сільськогосподарських культур. Правильне зберігання гною є основою стабільності землеробства, запорукою у дотриманні чистоти навколишнього середовища.
До заходів, що поліпшують якість підстилкового гною, збільшують його вихід і перешкоджають втратам азоту й органічних речовин, належать:
- збільшення норм підстилки;
- використання для підстилки торфу;
- подрібнення соломи;
- щільне зберігання гною;
- облаштування колодязів для збирання сечі і гноївки.
Для зменшення втрат і підвищення удобрювальної цінності гною цього компостують із торфом і додаванням 2-3% фосфоритного борошна, попелу та інших матеріалів. При цьому гній збагачується фосфором, прискорюється розкладання органічних і нагромадження гумусових речовин, зменшуються непродуктивні втрати азоту.
Таблиця 2
Зменшення втрат азоту та органічної речовини у разі компостування
| Спосіб компостування | Втрати від початкового вмісту, % | |
| азоту | органічної речовини | |
| Гній щільного укладання | 43,8 | 48,6 |
| Гній, змішаний з 5% грунту | 13,2 | 27,7 |
| Гній, змішаний з 10% грунту | 12,6 | 25,3 |
| Гній, змішаний 3 20% грунту | 11,8 | 17,8 |
| Гній, змішаний з 50% грунту | 11,2 | 15,2 |
Гній – це найпоширеніше й найцінніше добриво. У господарствах одержують два види гною: підстилковий і безпідстилковий. Гній містить усі елементи живлення рослин і значну кількість мікроелементів (Табл. 3).
Перегній – пухка темна маса. Втрати первинної маси і сухої органічної речовини досягають 75%.
Ефективність підстилкового гною в разі правильного застосування в усіх грунтово-кліматичних зонах країни висока. Найбільші прирости врожаю відмічено на Поліссі та в західних районах України. В міру просування на південь та південний схід дія гною дещо знижується, що зумовлено гіршими умовами зволоження і поширення грунтів, краще забезпечених поживними речовинами.
Рідкий гній одержують на комплексах промислового типу, де худобу утримують без підстилки. Це швидкодіюче азотно-калійне добриво. Містить 0,1-0,8% нітрогену, 0,05-1,0% калію і 0,01-0,12% фосфору. Застосовують рідкий гній для виготовлення компостів і для підживлення рослин (5-10 т/га). Щоб не обпекти рослини, рідкий гній розводять водою. Як основне добриво його вносять під усі культури кількістю 40-100 т/га.
Пташиний послід – це повне органічне добриво, яке містить усі основні поживні елементи. На відміну від гною великої рогатої худоби і свиней пташиний послід – швидко і сильнодіюче добриво, оскільки поживні речовини в ньому перебувають у легкодоступній для рослин формі. Термічно висушений курячий послід за вологості 17% містить 4,54% нітрогену, 3,65% Р2О5 і 1,74 К2О. Пташиний послід застосовують як основне добриво і для підживлення рослин. Як основне добриво його вносять у дозах 2-4 т/га, в разі підживлення – 0,8-1 т сирого і вдвічі менше сухого на 1 га.
Таблиця 3
Хімічний склад свіжого гною, у %
| Вид гною | Підстилка | Вода | Органічні речовини | Нітроген загальний | Нітроген аміачний | Фосфор | Калій | Кальцій | Магній |
| Змішаний | Солома | 75,0 | 22,0 | 0,48 | 0,05 | 0,22 | 0,50 | 0,37 | 0,10 |
| ВРХ | Солома | 78,3 | 25,0 | 0,47 | 0,06 | 0,26 | 0,50 | 0,42 | 0,13 |
| Кінський | Солома | 72,6 | 24,5 | 0,57 | 0,08 | 0,23 | 0,54 | 0,22 | 0,10 |
| Свинячий | Солома | 72,4 | 33,0 | 0,52 | 0,05 | 0,20 | 0,52 | 0,13 | 0,08 |
| Овечий | Солома | 63,0 | 22,0 | 0,89 | 0,15 | 0,23 | 0,58 | 0,39 | 0,16 |
| ВРХ | Торф | 72,0 | 18,1 | 0,68 | 0,22 | 0,28 | 0,51 | 0,48 | 0,45 |
Компостаминазивають добрива, які виготовлені з гною, торфу, органічних решток тощо. У них під дією мікроорганізмів органічна речовина частково мінералізується. У компости часто додають і мінеральні добрива. Залежно від речовин, із яких виготовлено компости, їх називають торфогноєвими, торфогноївковими та ін..
Зелене добриво забезпечує грунт органічними речовинами. На зелене добриво використовують культури, які за короткий період можуть утворювати велику вегетативну масу – люпин, буркун, гірчиця, ріпак. З цією метою використовують переважно бобові рослини, зелена маса яких багата на нітроген.
Сапропель – це мул прісноводних водойм. Містить до 15% органічної речовини, макро- і мікроелементи, біостимулятори. Застосовують у вигляді компостів або в чистому вигляді (40-70 т/га).
Найдоцільнішими способами добування і використання сапропелів є:
- поверхневе внесення сапропелі на заплавних луках або полях за безпосереднього використання їх з озера;
- пошарове намивання сапропелів у відстійники з наступним згущенням, проморожуванням, сушінням, аерацією і складанням у бурти для внесення на віддалених від місця добування полях.
Бактеріальні добрива – це препарати, що містять корисні для с.-г. культур грунтові мікроорганізми. При внесені в грунт вони підсилюють фіксацію азоту (нітрагін, ризофіл), мінералізацію органічної речовини (біологічно активний грунт) і покращують кореневе живлення рослин. Бактеріальні добрива не можуть замінити органічні та мінеральні добрива, вони є додатковим засобом підвищення врожайності.
Органо-мінеральні добрива (ОМД). Поєднання мінеральної і органічної частин в ОМД поліпшує баланс та умови живлення рослин при внесені в грунт.Раціональна переробка відходів різного походження на органічні та органо-мінеральні добрива (ОМД) сприятиме підвищенню продуктивності рослинництва й родючості грунтів, зниженню антропогенного навантаження на довкілля.
Однією з переваг гранульованих ОМД є використання їх малих норм, що дає можливість в декілька разів збільшити площі внесених добрив, зменшити втрати поживних речовин при вимиванні, підвищити валові збори врожаю і тим самим вирішити проблему забезпечення сільського господарства мінеральними і органічними добривами.
Залучення відходів господарської діяльності у біохімічний кругообіг сприяє, з одного боку, їхній утилізації, а з другого, - розширенню сировинної бази для виробництва нових добрив. На сьогодні створюються підприємства, які переробляють відходи різного походження, розробляються способи прискореного компостування та технології виробництва комплексних органо- і біомінеральних добрив.
Багатьма дослідженнями, які проведені в різних країнах, встановлено, що ці добрива мають екологічні, агрохімічні та економічні переваги порівняно зі стандартними формами добрив. Різноманітність джерел відходів диктує потребу розробки гнучкого підходу до їхньої переробки.
Простежуються дві тенденції.
- у великих містах створюються підприємства заводського типу, які оснащені сучасним обладнанням (біореактори, ферментери тощо).
- виникає необхідність переробки відходів на дрібних підприємствах невеликих міст та сільської місцевості, на яких даний технологічний процес відбувається за простими схемами.
У технологічному процесі одержання ОМД мінеральні елементи живлення утворюють з гуміновими з'єднаннями органо-мінеральні комплекси, що дозволяє закріпити азот ікалій в обмінній формі та зменшити їх рухливість, а фосфор перевести в форму, що легко засвоюється рослинами. За рахунок цього коефіцієнт використання поживних елементів з ОМД сягаєвище 90%, що дозволяє знизити дози внесення цих добрив порівняно з мінеральними.Оптимальне співвідношення елементів живлення в ОМД запобігає надлишковомунакопиченнюнітратів в продуктах, забезпечує не тільки приріст врожаю, але й поліпшує поживну цінність продукції.
Вивчення впливу органо-мінеральних добрив на оточуюче середовище показує їх ефективність також і з екологічних позицій.Використання таких добрив знижує винесення особливо небезпечних у відношенні забруднення водних джерел нітратних іонів.
Основні переваги органо-мінеральних добрив:
- органо-мінеральне добриво містить велику кількість свіжого лігніну, який є повільно діючимджерелом елементів мінерального живлення, джерелом для утворення гумусу, середовищем для розвитку мікроорганізмів, а значить надійним джерелом поживних речовин для рослин;
- кальцій, що міститься в органо-мінеральних добривах, з одного боку, сприяє закріпленню органічної речовини в грунті, а з іншого є джерелом поповнення грунту кальцієм, тобто забезпечує сприятливі умови для формування оптимальних водно-фізичних властивостей грунту;
- в органо-мінеральних добривах міститься певна кількість рухливих поживних речовин, макро-та мікроелементів, необхідних для рослини;
- використання органо-мінеральних добрив, які містять до 6 % органічного вуглецю, дозволить вирішити одну з важливіших проблем сучасного сільськогосподарськоговиробництва -забезпечення бездефіцитного балансу гумусув грунті;
- одержана суміш може бути використана як універсальний меліорант, тому, що в процесі нейтралізації можливо спланувати одержання добрива з різною реакцією середовища та з різним вмістом кальцію, який є основним меліоруючим компонентом серед меліорантів. Якщо органо-мінеральне добриво планується вносити на солонцюватихгрунтах, то програмується одержання підкисленої суміші, яка містить СаSO4, а в разі кислих грунтів -то відповідно слабо лужною, насиченою СаСО3.
Література
1. Бомба М. Я. Землеробство з основами ґрунтознавства, агрохімії та агроекології: Навч. Посіб. /М.Я. Бомба, Г.Т. Періг, С.М. Рижук [та ін.]. – К.: Урожай., 2003. – 400 с.
2. Гладюк М. М. Основи агрохімії. Хімія в сільському господарстві /М. М. Гладюк. – К.; Ірпінь: Перун, 2003. – 288 с.
3. Лопушняк В. І. Агрохімічне обслуговування сільськогосподарських формувань: навчальний посібник /В. І. Лупушняк, І. О. Корчинський, М. М. Вислободська [та ін.]. – Львів: «Новий Світ – 2000», 2011. – 288 с.
Запитання для самоперевірки
1)Яке значення мають органічні добрива у підвищенні врожайності с.-г. культур і родючості грунту ?
2) Вкажіть склад підстилкового гною і його удобрювальну цінність?
3) Які визнаєте способи зберігання підстилкового гною
4) Пташиний послід, його хімічний склад і використання ?
5) Які рослини вирощують на зелене добриво ?
6) Назвіть види компостів, Які компоненти використовують для компостування ?
7) Сапропель як органічне добриво.
8) Торф як органічне добриво, типи торфів, поділ за ступенем розкладання?
9) Переваги мінерально-органічних добрив ?
Практична робота № 8
Тема. Баланс поживних речовин. Розрахунок доз мінеральних добрив підзапланований урожай
Мета: ознайомити студентів з балансом поживних речовин та методикою розрахунку доз добрив, необхідних рослині для запланованого врожаю. На конкретних завданнях навчити студентів розраховувати необхідні дози мінеральних добрив під заплановану величину врожаю однієї із культурних рослин.
Основні терміни
Живлення рослин –цепроцес поглинання із зовнішнього середовища та перетворення поживних речовин на сполуки, необхідні для життєдіяльності рослин, переміщення первинно увібраних поживних речовин та їх перетворення і локалізації в місцях наступного використання.
Кореневе живлення – це поглинання через корені рослинами з грунту (або субстрату) воду й різні іони мінеральних солей, а також незначні кількості деяких органічних речовин.
Повітряне живлення – це процес, який полягає в процесі фотосинтезу – засвоєнні на світлі вуглекислого газу атмосфери та утворенні органічних сполук (вуглеводів тощо) за участю хлорофілу, що міститься в листках.
Критичний період – це період, за якого різна нестача, порушення співвідношення чи надлишок елементів живлення призводять до небажаних явищ у всіх наступних фазах росту й розвитку рослин.
Норма добрив – це загальна кількість добрив, внесених під сільськогосподарську культуру за період її вирощування, включаючи внесення до її посіву.
Доза добрив – це кількість добрив, внесених за один агротехнічний прийом.
Теоретичні відомості
Сичтема землеробства і головним чином, ступінь її інтенсифікації визначає роль факторів у формуванні врожаю сільськогосподарських культур. Науковими дослідженнями зарубіжних і вітчизняних вчених доведено, що за інтенсивного землеробства близько 61% врожаю формується за рахунок добрив та засобів захисту рослин. У той же час на родючість грунтів припадає 15% урожаю. За екстенсивної системи навпаки: на добрива припадає 10%, а на родючість грунтів та погодні умови – 60%.
Свме за екстенсивною системою ведеться землеробство в абсолютній більшості господарств України. Тому відбувається постійна втрата поживних речовин та гумусу. Це підтверджується даними агрохімічної паспортизації земель, яку проводять у кожному полі або земельній ділянці через п’ять років, а також розрахунками балансу органічної речовини та елементів живлення у землеробстві країни.
Завдання полягає в тому, щоб кількість поживних речовин у грунті не лімітувала урожайність сільськогосподарських культур. У сучасних умовах для вирішення цих завдань, у першу чергу, необхідно поліпшити систему удобрення сільськогосподарських культур, щоб ліквідувати дефіцит поживних речовин і гумусу.
Зниження втрат поживних речовин грунту, відбувається за рахунок ерозії, вимивання, вивітрювання, а також виносу їх з урожаєм сільськогосподарських культур. Якщо втрати не будуть компенсуватися добривами, меліорантами чи іншими джерелами, то грунт виснажуватиметься на рухомі поживні речовини, що знижує його ефективну родючість і відповідно, врожайність сільськогосподарських культур.
Для контролю за станом родючості грунтів у землеробстві використовують балансовий метод розрахунку поживних речовин. При цьому враховують статті надходження поживних речовин у грунт та статті їх втрат із грунту. До статей надходжень входять органічні та мінеральні добрива, меліоранти, посівний матеріал, біологічна фіксація азоту, поживні речовини з атмосферних опадів. До статей втрат відносять винос поживних речовин урожаєм (основна і побічна продукція), ерозійні втрати, вимивання з фільтраційними водами, вивітрювання в атмосферу тощо.
Баланс поживних речовин розраховують під окремими культурами для земельної ділянки, або в цілому для сільгосппідприємства, району тощо. Розрахунок проводять кожного року та всередньому за декілька років, тому що врожай, значною мірою, залежить від погодних умов і робити висновок за один рік буде недостовірно. Баланс поживних речовин у землеробстві оцінюється у середньому за 5 років.
У сучасних умовах балансом основних біогенних елементів підтверджується процес зниження родючості грунтів в агроекосистемах України. Починаючи з 90-х років 20 ст. прискореними темпами формується від’єминий баланс азоту, фосфору та калію, який становить 120-130 кг/га. Цей негативний процес виснаження грунтів підсилюється й ерозією.
Результати довготривалих досліджень підтверджують, що використання грунтів під польовими культурами за незбалансованого внесення добрив неодмінно призводить до гострої нестачі тієї чи іншої поживної речовини. Як свідчить динаміка балансу поживних речовин у грунтах країни у кінці 80-х років минулого століття було досягнуто бездефіцитного балансу поживних речовин. Інтенсивність балансу (співвідношення надходження до виносу) складає 109%, а щодо фосфору – 180%, що призвело до зафосфачування грунтів.
У 2001-2005 роках відмічається подальше зростання щорічного виносу азоту, фосфору і калію – на 47,7 кг/га за незначного збільшення надходження цих елементів (в основному за рахунок азоту). Відповідно відємний баланс далі зростає і складає понад 111 кг/га. Найефективніше грунти збіднюються на калій, дефіцит якого склав понад 50 кг/га (18%).
В 2010 році, в середньому, з 18,5 млн. га ріллі основних груп сільськогосподарських культур втрачено безповоротно 2,38 млн. тонн поживних речовин (азоту, фосфору та калію) на суму понад 18 млрд. гривень.
Для отримання високого врожаю належної якості необхідно, щоб усі чинники росту рослин були представлені в певних гармонійних поєднаннях, які найповніше задовольняють потреби рослин у відповідності періоди їх росту та розвитку.
До чинників життя рослин належать світло, тепло, вода, повітря та поживні речовини. Нестача будь-якого чинника зумовлює малий урожай, а повне виключення хоча б одного з них – загибель рослин.
До складу рослин входить вода і суха речовина, яка представлена органічними та мінеральними сполуками. Основна маса сухої речовини складається з органічних сполук – вуглеводів (клітковина, крохмаль, цукор) білків, жирів, а також з різних мінеральних сполук, які надходять через кореневу систему. Суха речовина в середньому на 93% складається з чотирьох так званих органогенних елементів: вуглецю, кисню, водню і азоту. Інші елементи залишаються після спалювання рослин у золі, тому їх називають зольними. Вони становлять близько 5% маси сухої речовини.
Всі хімічні елементи поділяються на макро-, мікро- та ультра-мікроелементи.
Макроелементи входять до складу рослин у значних кількостях. До них належать, крім кисню, водню вуглецю і азоту, ще й фосфор, калій, кремній, кальцій, сірка, магній, залізо, натрій, алюміній.
Мікроелементи - марганець, бор, стронцій, мідь, цинк, бром, фтор, олово, нікель, титан, барій, молібден, кобальт, йод.
Ультрамікроелементи – миш'як, германій, рубідій, золото, кадмій, радій, ртуть, срібло.
Потреба в елементах живлення залежить від біологічних особливостей рослин та умов зовнішнього середовища, зокрема грунтово-кліматичних умов, системи удобрення, обробітку грунту тощо.
За способом живлення вищі рослини належать до автотрофних організмів, тобто вони самі синтезують органічні речовини з неорганічних. Живлення рослин може відбуватися двома шляхами: з повітря через зелені листки та з грунту – через кореневу систему. Тобто розрізняють повітряне і кореневе живлення.
Мінеральне живлення рослин здійснюється шляхом активного процесу вбирання мінеральних солей з ґрунту у вигляді катіонів та аніонів коре-невими волосками кінчиків кореня.
Засвоєння поживних речовин залежить від внутрішніх і зовнішніх умов живлення. До внутрішніх умов належать спадкові ознаки, що зумовлюють анатомічну і морфологічну будову кожного виду рослин, темпи росту, настання фаз розвитку, спосіб розмноження, продуктивність і хімічний склад урожаю, вимоги до властивостей середовища та інше.
До зовнішніх умов живлення рослин належать вода, освітлення, тепло, повітя, наявність доступних форм поживних речовин тощо.
Головна умова нормального живлення рослин – наявність поживних елементів.
Елементи живлення містяться в грунтовому розчині, органічних речовинах, в твердій і мінеральній фракціях грунту. Легко доступні для рослин поживні елементи грунтового розчину, а також грунтових колоїдів.
Елементи мінерального живлення знаходяться у вбирному ґрунтовому розчині і створюють певний фон мінерального живлення.
При внесенні в ґрунт мінеральних добрив необхідно врахувати запас мінеральних речовин в ньому.
Ефективна збалансована система застосування добрив для збереження і підвищення родючості ґрунту і врожайності вимагає врахувати баланс елементів живлення та їх міграцію. Рослини неповністю використовують поживні речовини добрив. У середньому коефіцієнт використання міне-ральних добрив сільськогосподарськими культурами становить: азотних 40 - 50%, фосфорних 10 - 25%, калійних 50 - 60% діючої речовини. Внесення добрив повинно забезпечити оптимальний рівень кореневого мінерального живлення культур у сівозміні.
Відношення кількості поживних речовин, винесеної з урожаєм, до загальної кількості поживної речовини, внесеної з добривом, становить коефіцієнт використання поживної речовини добрива.
Під нормою добрива розуміють загальну кількість добрива, внесеного під сільськогосподарські культури за період їх вирощування. Кількість добрива, внесена за один прийом, називається дозою добрива.
Ефективність добрива, внесеного під попередню культуру, на другий і наступні роки називають післядією добрива.
Для визначення оптимальної кількості добрив під запланований урожай потрібно врахувати і те, що частина мінеральних поживних речовин виноситься з урожаєм за межі поля.
Основні умови, за яких можливе досягнення запланованого урожаю сільськогосподарських культур, визначені академіком І.С. Шатіловим.
1. Визначення рівня продуктивності культур за коефіцієнтом вико-ристання рослиною фотосинтетичної сонячної радіації (ФАР).
2. Визначення потенційних можливотей культури чи сорту.
3. Формування на полі оптимальних умов для фотосинтезу.
4. Розроблення такої системи добрив, при якій можна максимально використати родючість ґрунту.
5. Розроблення комплексу агротехнічних заходів з урахуванням потреб рослини.
6. Усунення впливу шкідників і хвороб рослин, що негативно впливають на ріст, розвиток і урожай культур.
Отже, необхідно врахувати всі фактори, що визначають рівень урожаю.
Із багатьох методів, запропонованих різними авторами, найбільш популярним є балансовий метод.
Для розрахунку норми внесення азотних, фосфорних і калійних добрив під запланований урожай певної культури рослини необхідні такі дані:
- рівень запланованого врожаю заданої культури;
- винос поживних речовин з урожаєм, вміст їх в орному шарі ґрунту;
- коефіцієнт використання рослинами поживних речовин з ґрунту;
- коефіцієнт використання рослинами поживних речовин із добрив;
- тип (різновид) ґрунту, його хімічне середовище (рН ґрунтового розчину);
- використання посіву (на насіння чи використання вегетативних частин) рослини.
Розрахунок проводять за формулою:
Д добрива = (100*В) - (П*К1) / К2 ,
де: В - винос поживних речовин із ґрунту з урожаєм культурної рослини, кг/га; (табл. 1)
П - вміст поживних речовин в одному шарі ґрунту, кг/га; (табл. 3)
К1 - коефіцієнт використання культурною рослиною поживних речовин з ґрунту, %; (табл. 2)
К2 - коефіцієнт використання елементів живлення культури з добрив, які будуть внесені, %; (табл. 2)
Д добрива - доза добрива, яку розраховують для внесення;
X - запланований урожай, ц/га.
Завдання.
Розрахувати норми внесення азотних, фосфорних і калійних мінеральних добрив під запропоновану культуру і запланований врожай.
Конкретні завдання видаються окремим студентам чи групам викладачем.
При виконанні завдання враховують тип ґрунту і відповідне добриво - азотне, калійне, фосфорне. Окремо розрахувати норми внесення їх - із розрахунку вмісту в них діючої речовини N, P2О5 ,К2О.
Необхідні для розрахунку дані візьміть із додатку таблиць 1, 2,3, що сто'суються виносу поживних речовин з ґрунту з урожаєм різних культур; коефіцієнти використання рослинами поживних речовин з ґрунту, вміст поживних речовин в одному шарі ґрунту.
Визначення доз добрив за розрахунковим методом під запланований урожай (культури в ц/га) проведіть за формулою, поданою в тексті.
Примітка
Після проведення розрахунків отримаєте потребу вибраної культури в елементах живлення: азоті (N), фосфорі (Р205) та калію (К2О). Ці результати, які відображають кількісну потребу в діючій речовині, потрібно перевести у масу певного добрива - азотного, калійного, фосфорного, яке буде вноситися під що культуру.
Для цього потрібно спланувати, які мінеральні добрива будете використовувати (з врахуванням типу і рН ґрунту), вміст діючої речовини в них і відповідно визначити, яку кількість (в ц/га) треба внести.
Таблиця 1
Розрахункові дані
| Показники | N | Р205 | К 2О |
| 1. Запланований урожай культури... 2. Винос поживних речовин з урожаєм, кг/га(В). 3. Вміст поживних речовин у ґрунті, мг/100гр(П). 4. Коефіцієнт використання поживних речовин з орного шару ґрунту, %(К1) 5. Коефіцієнт використання поживних речовин з добрив, % (К2) |
Таблиця 2
Винос поживних речовин з ґрунту з урожаєм різних культур
| Культура | Основнапродукція | Винос поживних речовин (кг) на 1 т основної продукції | ||
| азот | фосфор | калій | ||
| Пшениця озима | зерно | |||
| Пшениця яра | зерно | |||
| Жито озиме | зерно | |||
| Ячмінь | зерно | |||
| Овес | зерно | |||
| Кукурудза | зерно | |||
| Цукрові буряки | коренеплоди | 5,9 | 1,8 | 7,5 |
| Кормові буряки | коренеплоди | 4,9 | 1,5 | 6,7 |
| Картопля | бульби | 6,2 | 2,2 | 9,5 |
| Горох | зерно | |||
| Кормова морква | коренеплоди | 5.2 | 16,9 | 16,0 |
| Люпин | насіння | |||
| Льон | насіння | |||
| Вика | насіння | |||
| Конюшина | сіно | 19,7 | 5,6 | |
| Тимофіївка | сіно | 15,5 | ||
| Люцерна | сіно | 6,5 | ||
| Природні сінокоси | сіно |
Таблиця 3
Коефіцієнт використання поживних речовин з орного шару ґрунту
(0 - 20 см) із добрив (у рік внесення)
| Джерело поживних речовин | Коефіцієнт використання, % | ||
| азоту | фосфору | калію | |
| Гній і компости | 25-35 | 30 - 50 | 50 - 75 |
| Мінеральні добрива | 50-70 | 15-25 | 50 - 75 |
| Ґрунт | 10-20 | 5-10 | 10-12 |
Таблиця 4
Вміст поживних речовин в орному шарі ґрунту (0 - 20 см)
| Культура | Запланований урожай, ц/га | Вміст поживних речовин у грунті мг на 100г | ||
| азот | фосфор | калій | ||
| Пшениця озима (зерно) | 5,9 | 5,4 | 5,5 | |
| Ячмінь | 6,2 | 6,5 | '5,8 | |
| Кормові буряки | 5,3 | 5.9 | 7,2 | |
| Кормові буряки | 6,4 | 6,4 | ||
| Кормові буряки | 5,0 | 4,8 | 6,0 | |
| Кормова морква | 5,5 | 5,2 | 3,6 | |
| Кормова морква | 5,5 | 5,1 | 4,0 | |
| Кормова морква | 6,5 | 5,1 | 3,6 | |
| Вика (сіно) | 5,2 | 5,6 | 4,0 | |
| Вика (сіно) | 4,8 | 6,7 | 5,8 | |
| Конюшина (сіно) | 6,5 | 5,4 | 3,8 | |
| Конюшина (сіно) | 6,5 | 5,8 | 3,8 | |
| Природні сінокоси | 3,8 | 4,5 | 4,2 | |
| Природні сінокоси | 4,0 | 4,5 | 3,5 | |
| Природні сінокоси | 4,0 | 5,0 | 4,7 |
Примітка
Щоб перевести кількість поживних речовин Змг/100г ґрунту в кг на 1 га орного шару, треба кількість у мг помножити на коефіцієнт ЗО (згідно з пропорцією 3 мг: 100 г = х2: 1000г).
Література
1. Бомба М. Я. Землеробство з основами ґрунтознавства, агрохімії та агроекології: Навч. посіб. /М.Я. Бомба, Г.Т. Періг, С. М. Рижук [та ін.]. – К.: Урожай., 2003. – 400 с.
2. Гладюк М. М. Основи агрохімії. Хімія в сільському господарстві /М. М. Гладюк. – К.; Ірпінь: Перун, 2003. – 288 с.
3. Лопушняк В. І. Агрохімічне обслуговування сільськогосподарських формувань: навчальний посібник /В. І. Лупушняк, І. О. Корчинський, М. М. Вислободська [та ін.]. – Львів: «Новий Світ – 2000», 2011. – 288 с.
Запитання для самоперевірки
1. Рослина вбирає поживні речовини з ґрунту:
а) всією поверхнею кореня;
б) кінчиком кореня;
в) кореневими волосками.
2. Рослина вбирає поживні речовини:
а) у вигляді молекул;
б) у вигляді солей;
в) у вигляді аніонів, катіонів.
3. Які з перечислених елементів належать:
а) до макроелементів;
б) до мікроелементів
(калій, азот, йод, фосфор, бор, мідь, натрій, магній, кальцій).
4 Суперфосфат, сечовина, гній, калійна селітра, аміачна селітра, амофос, люпин, торф, вермикультура. Які з них є:
а) мінеральними;
б) органічними добривами.
5. Підвищені дози мінеральних добрив:
а) підвищують коефіцієнт засвоєння з них поживних речовин,
б) знижують його?
6. Які добрива кращі для підвищення родючості грунту:
а) мінеральні добрива;
б) гній:
в) зелені?