Основные используемые подходы по внесению минеральных удобрений

В агрономической практике существует три основных подхода согласно которым применяют минеральные удобрения для выращивания сельскохозяйственных культур. Первый подход внесения минеральных удобрений используется исходя из расчетов реального (действительного) уровня обеспеченности почвы элементами питания. Его принцип основывается на удобрении культур в необходимые строки, которые зависят от физиологических потребностей растений. В то же время подход внесения удобрений строго на предполагаемый уровень урожая культуры учитывает особенности перемещения элементов питания из почвы в растения на основе фактического наличия питательных веществ в почве.

Поглощение таких неподвижных форм элементов питания, как фосфор и калий сельскохозяйственными культурами является функцией концентрации доступных (подвижных) форм питательных веществ в почве, поскольку их количество, извлекаемое растениями, ограничено концентрацией на границе фазы «корневая система – почва». Степень насыщения почвы элементами питания основывается на результатах состояния и свойств почвы, выраженного в процентах от потенциально возможной урожайности, которую можно получить и ограничена она этим уровнем обеспеченности элементами питания. Известно, что для каждой выращиваемой культуры существует определенный порог насыщенности элементами питания и рекомендуемая норма внесения удобрений. Использование этого подхода на практике сводиться к тому, чтобы максимально увеличить усвоение питательных веществ уже в год применения удобрений, одновременно снижая уровень потерь питательных веществ и затраты на внесения удобрений. Подход достаточностиудобрения обычно подразумевает под собой внесения тех норм удобрений, что необходимо культуре, мягко говоря означает («кормить культуры») с целью эффективного управления и использования минеральных удобрений.

Для определения порога обеспеченности почвы элементами питания необходимы данные исследований отклика культур на получаемый урожай. Установлено, что та норма удобрений, при которой не наблюдается увеличение урожайности, идентифицируется как критический уровень. Положительным аспектом применения этого подхода к использованию удобрений является то, что возрастает уровень дохода фермера в то время, как годовые затраты сведены к минимуму. Тем не менее, внесение удобрений должно выполнятся ежегодно с целью поддержания высокого уровня урожайности культур. Внесение минеральных удобрений на основе уровня обеспеченности элементами питания почвы хорошо подходит в условиях краткосрочной аренды земель.

Основные подходы применения удобрений

Используя поддерживающий подход к управлению режимом питания культур, элементы питания, которые были вынесены вместе с урожаем предшествующих культур обязательно должны быть восполнимы. Норма внесения удобрений рассчитывается на основе потерь питательных веществ, вынесенных с урожаем, с целью поддержания стабильного уровня элементов питания растений в почве. При поддерживающем подходе не рекомендуется использовать минеральные удобрения в том случае, если уровень находящихся в почве питательных веществ выше критического. Если результаты исследований показали, что в почве наблюдается наличие элементов питания в количестве выше критического уровня, то в таком случае, из почвы в растения будут поступать питательные вещества, необходимые для прохождения нормальной вегетации культур и никакой пользы от применения удобрений не ожидается. Применение этого подхода целесообразно в том случае, если известны данные по выносу питательных веществ из культур, что позволяет поддерживать наличие элементов питания в почве выше критического уровня. Для учета некоторых из вносимых элементов питания, что находятся в химической взаимосвязи в почве, фактическое количество необходимых норм удобрений может быть немного выше за количество вынесенных элементов питания урожаем культуры.

Подход избыточного применения минеральных удобрений

Подход избыточного внесения элементов питания с минеральными удобрениями основывается на принципах «удобрять почву», а не культуры. Суть его такова, что макроэлементы питания сельскохозяйственных культур, поступающих с удобрениями, применяются в количестве, превышающем количество элементов питания, вынесенных с урожаем. При внесении удобрений целесообразно будет не только пополнить запас тех элементов питания, что выносятся с урожаем, но и создать его для элементов, уровень которых в почве не достаточный. Иначе говоря, нужно улучшать эффективное плодородие почвы. Применяя этот подход мы вносим удобрения в почву заблаговременно, что позволяет в будущем воспользоваться исключительными «благоприятными годами», когда погодные условия и другие ключевые факторы помогают добиваться получения средних урожаев. Процесс тестирования почвы на наличие элементов питания растений обычно длится от четырех до восьми лет, в зависимости от экономической ситуации арендаторов земельных угодий. Долгосрочные программы накопления помогают фермерам управлять своими деньгами, распределяя расходы на применение удобрений на несколько лет вперед. В то же время кратковременные накопления могут обеспечить получение более ранней выгоды от применения высоких норм удобрения почвы. Однако на некоторых типах почв оценка тестовых уровней наличия удобрений в почве невозможна из-за чрезмерного выщелачивания элементов питания. При этом нужно применять такие виды удобрений, питательные вещества которых «связанные» в почвенно-поглощающем комплексе, они не выщелачиваются, то есть находятся в недоступных формах. Почвы со значительным содержанием песка или высоким уровнем органического вещества, как правило, имеют такие ограничения. В подобных случаях применять удобрения необходимо в период формирования урожая культур, с целью получения наиболее эффективного использования элементов питания.

Подход избыточного и поддерживающего уровня применения минеральных удобрений

Обычно подходы избыточного и поддерживающего уровня применения минеральных удобрений используются вместе. При этом подразумевается, что удобрения вносятся в течении определенного периода времени, пока насыщенность фосфором и калием не будет поднята выше критического уровня, то есть применения удобрений должно выполнятся в таких нормах, чтобы сохранить количество элементов питания на уровне тестирования почвы. Этот подход требует накопления данных для создания калибровочного графика, что показывает связь между количеством внесенных удобрений и изменением уровня плодородия почвы.

Избыточный и поддерживающий подходы применения минеральных удобрений приводят к установлению критической границы насыщения удобрениями, выше которой особого эффекта на их внесение не ожидается. Тестирование почвы на уровень ее обеспеченности элементами питания необходимо проводить с целью достижения оптимальной урожайности культур и возможности создания условий для того, чтобы питательные вещества в почве не были в минимальном количестве. Подобный подход отлично подходит для удобрения почвы фосфором (P) и калием (K), но никак не подходит для азота (N), поскольку тестирование почвы на уровень обеспеченности азотом не может быть определено с помощью калибровочного графика.

На рисунке показана сравнительная оценка для достаточного подхода обеспеченности почвы элементами питания, а также избыточного и поддерживающего подходов, с целью создания рекомендаций по использованию минеральных удобрений. Самым главным компонентом этой модели является установление критического уровня наличия элементов питания в почве. Этот критический уровень имеет то же значение, что и установленный как 100-процентный уровень при подходе обеспеченности почвы питательными веществами.

 Рис. Кривая, отображающая основные подходы применения минеральных удобрений

Основное отличие между подходами заключается в том, что при достаточном подходе обеспеченности элементами питания целью является применение удобрений только для достижения критического уровня. С поддерживающим подходом целью является внесение удобрений до того момента, когда будет отсутствовать прибавка урожая на дальнейшее внесение удобрений и задача состоит в том, чтобы поддерживать обеспеченность почвы макроэлементами питания на этом уровне. При достаточном подходе обеспеченности очень важно, чтобы удобрения применялись ежегодно для достижения запасов питательных веществ до критических уровней, необходимых для получения урожая.  Поддерживающий подход есть более гибким, поскольку урожай меньше всего зависит от ежегодного его применения. Так что, если погодные условия или экономические условия требуют сокращения внесения удобрений в течение одного вегетационного сезона, урожайность культуры от этого не пострадает.

В случае, когда результаты уровня обеспеченности почвы элементами питания показывают состояние выше «критического уровня» рекомендуется вносить только основное удобрение или вообще обойтись без их применения, а спокойно ждать следующего цикла тестирования почвы.

Интерпретация почвенных исследований на наличие элементов питания зависит от применяемых лабораторных методик и калибровочных показателей, используемых для привязки лабораторных данных к урожайности на основе обширных полевых исследований для каждой отдельно взятой культуры и различных типов почв. Взаимосвязь между ожидаемой обеспеченностью фосфором и наличием фосфора (P) в почве измеряется с помощью колориметрических процедур Bray P1 или Mehlich-3 на нейтральных или кислых почвах, а также по методике Мелиха-3 на почвах с уровнем рН > 7,3. Эти значения нельзя использовать для теста Олсена (бикарбонатные почвы) или для анализа извлечения Мелиха-3 методом эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой (ICP). Результаты почвенного теста не предоставляют собой фактическое измерение уровня обеспеченности питательными веществами в почве, а скорее всего показывают значение индекса на калибровочном графике, что относится к лабораторным измерениям для получения запланированной урожайности культур.