способ определения доз минеральных удобрений под планируемую урожайность сельскохозяйственных культур

Формула изобретения

Способ определения доз минеральных удобрений под планируемую урожайность сельскохозяйственных культур, включающий агрохимический анализ, определение поправочных коэффициентов и расчет доз удобрений с учетом величины планируемой урожайности, агрохимических показателей почвы, агротехнических факторов и биологических особенностей сельскохозяйственных культур, отличающийся тем, что расчет доз удобрений при выращивании риса ведут с учетом дополнительного влияния предшественника в севообороте и нормативов выноса элементов минерального питания, зависящих от уровня урожайности, причем расчет доз осуществляют по формулам

D_N=У_пН_yNК_прК_cК_м;

D_P=У_пН_уPК_оP;

D_К=У_пН_уКК_оК,

где D_N, D_P, D_К - расчетные дозы соответственно азотных, фосфорных и калийных удобрений, кг д.в./га;

У_п - планируемая урожайность, ц/га;

Н_уN, Н_уР, Н_уК - нормативы затрат азота, фосфора и калия на формирование 1 ц зерна и соответствующего количества побочной продукции с учетом уровня урожайности, кг;

К_пр - поправочный коэффициент на предшественник;

К_м - поправочный коэффициент на механический состав почвы;

К_с - поправочный коэффициент на биологические особенности возделываемого сорта;

К_оР, К_оК - поправочные коэффициенты на обеспеченность почвы фосфором и калием.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к возделыванию сельскохозяйственных культур (в частности, риса), и предназначено для использования как в богарных (суходольных) условиях, так и в условиях периодического затопления почвы.

Известные способы расчета доз удобрений под планируемую урожайность условно можно разделить на четыре группы.

Известны способ расчета доз удобрений под запланированную урожайность А. Л. Масловой, а также способ И.С. Шатинова и М.К. Каюмова С Справочник по программированию урожаев, М. К. Каюмов, Москва, Россельхозиздат. 1977, с. 93-135), которые основаны на использовании агрохимических показателей почв. При этом учитывается вынос с урожаем сельскохозяйственных культур, запасы элементов питания в почве, коэффициент их использования из почвы и туков. Дозы удобрений определяются по разнице между выносом элементов питания с урожаем и запасами NPK в почве.

Недостатки вышеизложенных способов заключаются в следующем:

- нормативы выноса элементов питания берутся средние по зоне и не дифференцируются в зависимости от урожайности;

- не учитываются биологические особенности различных сортов;

- дозы всех трех видов удобрений (азотные, фосфорные, калийные) рассчитываются по единой формуле;

- не учитываются различия в трансформации удобрений и потреблении элементов питания растений.

Известен способ расчета доз удобрений под планируемую урожайность сельскохозяйственных культур нормативным методом (И.В. Свистюк, И.И. Гущин, Н.И. Строкун. Погода, климат, почва, удобрения и урожай. - Ростов на Дону: Литера-Д, 1995, с. 174-176), который включает расчет оптимальных доз удобрений с учетом:

- величины планируемой урожайности;

- агрохимических показателей почвы;

- агротехнических факторов и биологических особенностей сельскохозяйственных культур.

Расчет доз минеральных удобрений ведется для каждого элемента питания отдельно по формулам:

D_N=УпН_N

Dp=УпНрКр

Dк=УпНкКк

где D_N, Dp, Dк - расчетные дозы соответственно азотных, фосфорных и калийных удобрений, кг д.в./га для почв с оптимальными параметрами плодородия;

Уп - планируемая урожайность, ц/га;

Н_N, Нр, Hк - нормативы затрат удобрений на формирование 1 центнера зерна, кг д.в.;

Кр, Кк - поправочные коэффициенты на содержание подвижных форм питательных веществ.

Поправочные коэффициенты рассчитываются на основе анализа агрохимических обследований почв, которые сводятся в таблицы.

Недостатками этого способа являются:

- норматив затрат удобрений на создание единицы урожая рассчитан в среднем для культуры без учета уровня урожайности и биологических особенностей возделываемых сортов сельскохозяйственной культуры;

- не учитывается изменение нормативов выноса элемента питания в зависимости от уровня урожайности, т.к. используется усредненный показатель затрат элементов питания, в том числе не учитываются затраты элементов минерального питания на формирование побочной продукции при возделывании сельскохозяйственных культур (солома, корни и т.д.);

- не учитывается механический состав почвы.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении точности расчета доз минеральных удобрений под планируемую урожайность сельскохозяйственных культур.

Техническим результатом изобретения является снижение затрат минеральных удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур (в том числе, риса) при одновременном получении планируемой урожайности с учетом экономических возможностей хозяйства (плодородие почвы, обеспеченность удобрениями, техникой, средствами защиты и др.).

Указанная выше задача решается путем расчета доз минеральных удобрений под планируемую урожайность сельскохозяйственных культур (в том числе риса) по формулам

D_N=УпНу_NКпрКсКм

Dp=УпHypКор

Dк=УпНукКок

где D_N, Dp, Dк - расчетные дозы соответственно азотных, фосфорных и калийных удобрений, кг д.в./га;

Уп - планируемая урожайность, ц/га;

Ну_N, Hyp, Hyк - нормативы затрат азота, фосфора и калия на формирование 1 центнера зерна и соответствующего количества побочной продукции с учетом уровня урожайности, кг;

Кпр - поправочный коэффициент на предшественник;

Км - поправочный коэффициент на механический состав почвы;

Кс - поправочный коэффициент на биологические особенности возделываемого сорта;

Кор, Кок - поправочные коэффициенты на обеспеченность почвы фосфором и калием.

Для расчета дозы азота введены поправочные коэффициенты Кпр, Кс, Км, которые учитывают отзывчивость сельскохозяйственных культур (в частности, риса) на данный элемент, его подвижность и изменчивость.

Пример расчета доз удобрений под планируемую урожайность (для риса)

Производственные испытания способа проводились в колхозе им. XXII съезда КПСС Славянского района Краснодарского края.

По результатам агрохимического обследования территории хозяйства установлено, что почвы рисовой системы имеют низкую обеспеченность подвижными фосфатами, среднюю и повышенную - обменным калием. Возделываемые сорта риса Лиман и Регул. Запланированный уровень урожайности; 50 и 40 ц/га. Механический состав почвы тяжелосуглинистый.

На основе исходных данных были установлены поправочные коэффициенты и нормативы, которые сведены в таблицы 1-2.

Коэффициент на сорт (Кс):

для сорта Лиман - 0,8;

для сорта Регул - 0,9

Поправочный коэффициент на предшественник риса (Кпр);

по пласту трав - 0,75

по обороту пласта - 1,0

Поправочный коэффициент на механический состав 1,0 (для тяжелосуглинистых почв) (Км).

I. Расчет доз азотных удобрений

а) По прототипу (по формуле D_N=УпН_NК)

Нормативные затраты удобрений на 1 центнер зерна и поправочные коэффициенты на агрохимические свойства почвы взяты из "Практического руководства по интенсивной технологии возделывания риса" Госагропромышленный комитет СССР, ВАСХНИЛ, М., 1986. с. 25-26.

Нормативы затрат элементов питания на формирование 1 центнера зерна риса и соответствующего количества побочной продукции для Краснодарского края составляют:

азот (N) - 2,46

фосфор (Р) - 1,57

калий (К) - 1,31

При планируемой урожайности 50 ц/га:

D_N=502,461,3=159,9 кг д.в./га;

При планируемой урожайности 40 ц/га:

D_N=402,461,3=127,9 кг д.в./га:

б) По предлагаемому способу

(по формуле D_N=УпНу_NКпрКсКм)

1. Планируемая урожайность 50 ц/га, сорт риса Лиман

1.1. предшественник - пласт многолетних трав

D_N=502,030,750,81,0=60,9 кг д.в./га

1.2. предшественник - оборот пласта

D_N=502,031,00,81,0=81,2 кг д.в./га

2. Планируемая урожайность 40 ц/га, сорт риса Лиман

2.1. предшественник - пласт многолетних трав

D_N=401,670,750,81,0=40,1 кг д.в./га

2.2. предшественник - оборот пласта

D_N=401,671,00,81,0=53,4 кг д.в./га

3. Планируемая урожайность 50 ц/га сортa риса Регул

3.1. предшественник - пласт многолетних трав

D_N=502,030,750,91,0=68,5 кг д.в./га

3.2. предшественник - оборот пласта

D_N=502,031,00,91,0=91,3 кг д.в./га

4. Планируемая урожайность 40 ц/га, сорт риса Регул

4.1. предшественник - пласт многолетних трав

D_N=401,670,750,91,0=45,1 кг д.в./га

4.2. предшественник - оборот пласта

D_N=401,671,00,91,0=60,1 кг д.в./га

По результатам опытов можно сделать следующие выводы.

1. В зависимости от предшественника при одинаковом уровне урожайности разница в дозах азотного удобрения составила:

- для сорта риса Лиман - 20,3 кг д.в./га при Уп 50 ц/га и 13,3 кг д.в. /га при Уп 40 ц/га;

- для сорта риса Регул - 22,8 кг д.в./га при Уп 50 ц/га и 15,0 кг д.в. /га при Уп 40 ц/га.

2. В зависимости от сорта риса при одинаковом уровне урожайности и предшественнике разница в дозах азотного удобрения колебалась в пределах от 5,0 до 10,1 кг д.в./га. а именно:

- при Уп 50 ц/га по пласту трав 7,6 кг д.в./га;

- при Уп 50 ц/га по обороту пласта 10,1 кг д.в./га;

- при Уп 40 ц/га по пласту трав 5,0 кг д.в./га;

- при Уп 40 ц/га по обороту пласта 6,7 кг д.в./га.

В целом же снижение дозы азотного удобрения при расчете по предлагаемому способу по сравнению с прототипом составило: при Уп 50 ц/га - 49,2-62%, при Уп 40 ц/га - 53,0-68,6%.

II. Расчет доз фосфорных удобрений

а) По прототипу (по формуле Dp=УпНрКр)

1. Планируемая урожайность 50 ц/га:

Dp=501,571,2=94,2 кг д.в./га

2. Планируемая урожайность 40 ц/га;

Dp=401,571,2=75,4 кг д.в./га

б) По предлагаемому способу

(по формуле Dp=УпHypКор)

3. Планируемая урожайность 50 ц/га, обеспеченность фосфором низкая;

Dp=501,01,25=62,5 кг д.в./га

4. Планируемая урожайность 40 ц/га, обеспеченность фосфором низкая;

Dp=400,891,25=44,5 кг д.в./га

Сравнивая полученные данные, можно отметить, что расчет по предлагаемому способу ведет к снижению доз фосфора при Уп 50 ц/га на 33,7%, при Уп 40 ц/га - на 40,1%.

III. Расчет доз калийных удобрений

а) По прототипу (по формуле Dк=УпНкКк)

1. Планируемая урожайность 50 ц/га.

1.1. обеспеченность почвы калием средняя;

Dк=501,31,5=97,5 кг д.в./га

1.2. обеспеченность почвы калием повышенная

Dк=501,31,1=71,5 кг д.в./га

2. Планируемая урожайность 40 ц/га:

2.1. обеспеченность почвы калием средняя:

Dк=401,31,5=78,0 кг д.в./га

2.2. обеспеченность почвы калием повышенная

Dк=401,31,1=57,2 кг д.в./га

б) По предлагаемому способу

(по формуле Dк=УпНукКок)

3. Планируемая урожайность 50 ц/га

3.1. обеспеченность калием средняя:

Dк=501,251,0=62,5 кг д.в./га

3.2. обеспеченность калием повышенная:

Dк=501,250,75=46,9 кг д.в./га

4. Планируемая урожайность 40 ц/га

4.1. обеспеченность калием средняя:

Dк=401,151,0=46,0 кг д.в./га

4.2. обеспеченность калием повышенная:

Dк=401,150,75=34,5 кг д.в./га

Из проведенного расчета следует, что наблюдается снижение дозы калия: при Уп 50 ц/га на 35,9%, при Уп 40 ц/га - на 41% (при средней обеспеченности почвы калием); при повышенной обеспеченности - на 34,4 и 39,7% соответственно.

Таким образом, при расчете доз удобрений под планируемую урожайность по прототипу доза азота завышается на 49-69%, фосфора - на 33,7-40,1%, калия - на 34,4-41% в зависимости от уровня планируемой урожайности, обеспеченности почвы питательными веществами, возделываемого сорта сельскохозяйственной культуры.

Из примера выполнения можно сделать вывод, что предлагаемый способ определения доз минеральных удобрений под планируемую урожайность позволяет более точно рассчитать оптимальные дозы удобрений.

Применение предлагаемого способа в сравнении с известными обеспечивает следующие преимущества:

- получить планируемую урожайность при повышении эффективности используемых удобрений за счет научно-обоснованного их применения;

- снизить затраты на применение удобрений;

- снизить загрязнение окружающей среды агрохимикатами;

- стабилизировать показатели почвенного плодородия за счет оптимизации питательного режима возделываемой культуры;

- рационально использовать ресурсы для получения планируемой урожайности.