Баланс элементов питания в системе почва-растение Баланс

Баланс элементов питания в системе почва-растение

Баланс – это количественное выражение содержания питательных веществ в почве на конкретной площади или объекте исследования (поле севооборота) с учетом всех источников их поступления и расхода в течение определенного промежутка времени.

Классификация балансов внешнехоз биологич хозяйственый еский нный

уравновеше нный баланс дефицитный положитель -ный Составляющими баланса азота, фосфора, калия принято считать приходные и расходные статьи.

Приходные статьи баланса

1. Поступление питательных веществ с минеральными удобрениями Q 1 В приходную часть включается все количество питательных веществ, выраженное в кг N Q 1(N 1), Р 2 О 5 Q 1(Р 2 О 5), К 2 О Q 1(К 2 О) на 1 гектар и внесенное со всеми видами минеральных удобрений

Содержание основных питательных элементов в минеральных удобрениях Удобрения Сульфат аммония Аммиачная селитра Мочевина Водный аммиак Безводный аммиак Суперфосфат простой гранулированный Суперфосфат двойной гранулированный Фосфоритная мука Хлористый калий Сернокислый калий Калимагнезия Калийная соль Формула Азотные (N) (NH 4)2 SO 4 NH 4 NO 3 CO(NH 2) 2 NH 3, NH 4 OH NH 3 Фосфорные (Р 2 О 5) Ca (H 2 PO 4)2 H 2 O+ 2 Ca. SO 4 Ca(H 2 PO 4)2 х H 2 O H 3 PO 4 х Ca. CO 3 с примесями Калийные (К 2 О) KCl K 2 SO 4 К, Mg. SO 4 KCl, Na. Cl Содержание действующего вещества, % 20, 5 34, 9 46, 0 18, 0 82, 0 19, 5 45, 8 19 -22 60, 0 52, 0 26 -28 40

Содержание основных питательных элементов в минеральных удобрениях Удобрения Нитрофоска, марка В Нитрофоска, марка Б Нитрофоска, марка А Нитроаммофоска Аммофос Нитроаммофос Азофоска Азофос Диаммофоска NPK Диаммофос Содержание действующего вещества, % N P 2 O 5 K 2 О 11 -12 12, 5 -13, 5 8, 5 -9, 5 12, 5 -13, 5 16 -17 14 -18 11 -13 30 -49 20 14, 4 16 16 16 26 13 -16 10 26 26 19 19 19 18 -21 46 -53 -

2. Поступление питательных органическими удобрениям Q 2 веществ с Принято считать, что среднее содержание питательных веществ в навозе составляет: N - 0, 5, Р 2 О 5 - 0, 25 и К 2 О - 0, 6 %. Q 2 (N) = O*k 1*C(N) /100, Q 2 (P 2 O 5) =O*k 1*C(P 2 O 5) /100, Q 2 (K 2 O) =O*k 1*C(K 2 O) /100, где О - доза органического удобрения в физическом весе, т/га; C(N) C(P 2 O 5) C(K 2 O) - содержание N, Р 2 О 5, К 2 О в органическом удобрении, %; k- поправочный коэффициент для пересчета органического удобрения в подстилочный навоз.

Содержание основных питательных элементов в органических удобрениях Удобрения Навоз КРС подстилочный Навоз КРС полужидкий Навоз КРС жидкий Компост торфонавозный (1: 1) Сапропель Солома злаковых Солома бобовых Птичий помет подстилочный Птичий помет сухой Компост торфопометный (1: 1) Влажность, % Содержание питательных веществ, % на сырой вес N P 2 O 5 K 2 О 75 0, 50 0, 25 0, 60 Коэффициент пересчета в подстилочный навоз 1, 00 85 0, 30 0, 12 0, 33 0, 60 95 70 0, 10 0, 56 0, 06 0, 22 0, 11 0, 47 0, 20 1, 00 60 18 18 40 0, 42 0, 50 1, 20 2, 00 0, 07 0, 20 0, 25 1, 81 0, 00 0, 90 0, 60 0, 97 0, 80 14 70 4, 10 0, 83 3, 90 0, 74 2, 00 0, 41 7, 00 1, 40 3, 00

3. Поступление питательных веществ с семенами Q 3. При расчетах учитываются нормы высева, содержание азота, фосфора и калия в посевном и посадочном материале (Нормативы выноса элементов питания сельскохозяйственными культурами. М. 1991), посевные площади, занятые культурами. Q 3(N) = W*c. N; Q 3(P 2 O 5) = W*c(P 2 O 5); Q 3(K 2 O) = W*c(K 2 O); W- норма высева, кг/га; c. N; c(P 2 O 5); c(K 2 O) - содержание в посевном материале, кг/кг.

Нормы высева семян, ц/га Культуры Озимые зерновые (рожь, пшеница) Яровые зерновые (пшеница, ячмень, овес, зернобобовые) Кукуруза на зерно Кукуруза на силос и з/к Лен-долгунец Конопля Картофель Травы однолетние Зоны Нечерноземная Лесостепная 2, 5 2, 0 Степная 1, 7 2, 5 1, 8 1, 3 1, 0 1, 2 35 2, 5 0, 3 0, 8 1, 2 25 1, 8 0, 2 0, 5 2, 0 20, 0 1, 3

4. Симбиотическая азотфиксация Q 4 Учитываются все бобовые культурыазотфиксаторы, а в травосмесях - доля бобового компонента, которая может колебаться в пределах от 10 до 100%. Азотфиксация (количество азота, в кг, синтезируемое 1 т продукции) не одинакова у различных культур.

Симбиотическая азотфиксация Культуры (продукция) Зерновые бобовые Клевер (сено) Бобовые злаковые смеси гороха, вики с овсом и др. культурами) на зеленую массу Фиксация азота из воздуха кг N на 1 ц кг N на 1 кг основной выноса азота с продукции* урожаем 2, 5 0, 8 1, 4 0, 8 0, 7 0, 12 0, 5 При низких урожаях (до 10 ц/га зернобобовых, до 20 ц/га сена бобово-злаковых и менее 100 ц/га зеленой массы однолетних трав) фиксация азота в 1, 5 раза выше. * –

Если нет данных по доле бобового компонента в однолетних бобово-злаковых травосмесях, можно принять условную величину - 6 кг N на 1 т сена. На 1 т сена однолетних зернобобовых культур аналогичная величина равна 12, 5 -13 кг N. Q 4(N)= U*a. N U- урожай культуры, ц/га; а. N - cимбиотическая азотфиксация, кг N /ц урожая.

5. Несимбиотическая азотфиксация Q 5 Поглощение атмосферного азота и превращение его в органическую форму осуществляется свободно живущими почвенными микроорганизмами. Благоприятными условиями для несимбиотической азотфиксации является слабокислая (до нейтральной) реакция среды, наличие энергетического материала при широком отношении С: N. Внесение азотных удобрений в повышенных дозах приводит к затуханию процесса несимбиотической азотфиксации. Несимбиотическая азотфиксация рассчитывается на площадях, исключающих выращивание бобовых культур и чистые пары. Q 5(N) = na. N где na. N – несимбиотическая азотфиксация, кг N/га

Несимбиотическая азотфиксация Регионы Северный, Восточно-Сибирский Волго-Вятский, Западно-Сибирский, Дальневосточный Центральный Северо-западный, Уральский, Калининградская обл. Поволжский Центрально-Черноземный Северо-Кавказский Синтезируется азота, кг N/га 3, 0 4, 5 5, 0 6, 0 8, 0 10, 0

6. Поступление N, Р 2 О 5 и К 2 О с атмосферными осадками Q 6 Величины поступления азота, фосфора и калия с атмосферными осадками очень колеблются в зависимости от наличия в непосредственной близости предприятий, выбрасывающих в атмосферу соответствующие вещества, а также климатическими условиями: розой ветров, характером выпадающих осадков (моросящие, ливневые) и др.

Среднегодовое поступление азота с атмосферными осадками Регионы Северо-Западный Центральный Северо-Кавказский Западно-Сибирский Восточно-Сибирский Количество атмосферных осадков, мм Поступление азота с атмосферными осадками, кг N/ га 600 -650 500 425 600 260 500 4, 4 -5, 2 6, 6 5, 4 3, 8 -4, 1 6, 0 -8, 5 3, 45 4, 25 2, 35

7. Суммарное поступление N, Р 2 О 5 и К 2 О Q(N) = Q 1 N +Q 2 N +Q 3 N+ Q 4 N + Q 5 N+ Q 6 N Q(P 2 O 5) = Q 1(P 2 O 5) + Q 2(P 2 O 5) +Q 3(P 2 O 5)+ Q 6(P 2 O 5) Q(K 2 O) = Q 1 (K 2 O) + Q 2 (K 2 O) + Q 3 (K 2 O) + Q 6 (K 2 O)

Расходные статьи баланса (кг д. в. /га)

1. Вынос питательных веществ сельскохозяйственными культурами, V 1. Основополагающими материалами по выносу питательных веществ на единицу продукции являются нормативы выноса элементов питания сельскохозяйственными культурами. V 1= U * W (N) V 1= U * W ( Р 2 О 5) V 1= U * W (К 2 О) где U- урожай культуры, ц/га; W (N) W (P 2 O 5) W (К 2 О) – вынос азота, фосфора и калия с урожаем, кг N, Р 2 О 5 и К 2 О /ц урожая

Вынос питательных веществ 1 т урожая основной продукции с соответствующим количеством побочной Культура Озимая пшеница Озимая рожь Яровая пшеница Кукуруза на семена Горох Подсолнечник Картофель Капуста Свекла столовая Томаты Огурцы Кукуруза на силос ………… на семена …………. на сено N 33, 3 28, 8 37, 5 56, 2 60, 3 52, 7 5, 7 4, 5 3, 3 3, 4 3, 7 26, 3 20, 2 кг/т P 2 O 5 10, 4 12, 2 10, 8 18, 2 14, 9 19, 6 2, 5 2, 3 2, 1 2, 8 1, 1 11, 3 6, 2 K 2 O 21, 7 23, 9 47, 0 27, 2 100, 6 7, 6 4, 2 5, 0 4, 5 5, 2 3, 5 19, 2 17, 3

2. Вынос питательных веществ сорняками V 2. В последние годы в составе расходных статей баланса питательных веществ занял значительное место вынос с сорняками. При наличии конкретных данных о количестве биомассы сорняков и содержания в них питательных элементов вынос N, Р 2 О 5 и К 2 О может быть рассчитан по формулам V 2 (N) = U * W (N) V 2(P 2 O 5) = U * W ( Р 2 О 5) V 2(K 2 O) = U * W (К 2 О) Где: U - количество биомассы сорняков, ц/га; W (N) W (P 2 O 5) W (К 2 О) - вынос азота, фосфора и калия с биомассой сорняков, кг N, Р 2 О 5 и К 2 О/ц биомассы сорняков.

3. Потери питательных веществ за счет вымывания, V 3. Потери питательных веществ при вымывании для почв среднего и тяжелого гранулометрического состава, кг/га Зоны Нечерноземная Лесостепная Степная N Р 2 О 5 K 2 O 10 -12 5 -6 2, 3 0, 4 -0, 5 0, 2 -0, 3 - 4, 5 -5, 5 2 -3 -

4. Потери азота за счет денитрификации, V 4. Потери от денитрификации происходят в весенний и осенний периоды, когда почва переувлажнена, а температура достаточна как для микробиологических, так и для химических процессов, приводящих к восстановлению окислов азота до молекулярной формы. Величины потерь азота за счет денитрификации обычно составляют от 10 до 20% от дозы внесенного с удобрениями азота. При дозах 4560 кг N/га и меньших они составляют примерно 10%, при больших дозах - 15%. Кроме того, нужно учитывать, что газообразные потери азота могут происходить и за счет азота почвы. Средняя величина этих потерь 6 кг N/га.

5. Потери питательных веществ за счет эрозии, V 5 Средние потери элементов питания (V 5(N), V 5(Р 205)V 5(К 20) ) на эродированных почвах (кг/га) Элемент Степень эродированности почв Слабоэроди Среднеэроди Сильноэродиро рованные N 18 25 30 Р 2 О 5 5 7. 5 10 К 2 О 12 20 24

6. Суммарные потери N, Р 2 О 5 и К 2 О VN = V 1(N) + V 2(N) + V 3(N) +V 4(N) + V 5(N) V(Р 205) = V 1(Р 205) + V 2(Р 205) + V 3(Р 205) + V 5(Р 205) V(К 20) = V 1(К 20) + V 2(К 20) + V 3(К 20) + V 5(К 20)

Баланс B(N) = Q(N) - V(N ) B(P 2 O 5) = Q(P 2 O 5) - V(Р 205) B(K 2 O) = Q(K 2 O) - V(К 20)

Важным критерием оценки условий питания сельскохозяйственных культур и влияния технологии их возделывания на плодородие почвы является показатель относительный дефицит элементов питания Это - отношение отрицательного баланса к выносу элементов питания. Оно показывает, какую часть потребности в элементах питания растения удовлетворяют за счет почвенных запасов.

интенсивность баланса Интенсивность баланса показывает степень возврата питательных веществ. Определяется по формуле: X = П/Р • 100, где X — интенсивность баланса, %; П — приход (кг/га); Р — расход (вынос с планируемым урожаем), кг/га.

Спасибо за внимание