Определим вынос питательных элементов с 25,0 т/га клубней и соответствующим количеством ботвы (по результатам ежегодных анализов или по справочным данным). Он составляет 150 кг азота, 50 кг фосфора и 225 кг калия.
Так как фактическое плодородие почвы соответствует оптимальному для этой культуры, то баланс питательных элементов при этом должен быть нулевым по всем элементам (если за счет почвенной и растительной диагностики и совершенствования сроков и способов внесения азотных удобрений потери азота будут исключены) или практически нулевым по азоту (с учетом возможных потерь его около 20 %). Следовательно, балансовые коэффициенты использования фосфорных и калийных удобрений должны быть равны 100 %, а азотных — 100 или 80 %, т. е. общая доза азота 150 (или 180) кг, фосфора 50 и калия 225 кг, атак как 10т/га навоза обеспечивает 50 кг азота, 25 кг фосфора и 60 кг калия, то на долю минеральных удобрений остается 100 (или 130) кг азота, 25 кг фосфора и 165 кг калия. В сумме это составляет 290 (или 310) кг/га NPK. Таким образом, предельная общая насыщенность (максимально допустимая доза) удобрениями для картофеля в указанных почвенно-климатических условиях равна 425 (или 455) кг/га д. в. Увеличение дозы возможно только за счет фосфорно-калийных удобрений не более чем на 10 (при 3-м классе обеспеченности) или 20 % (при 2-м классе обеспеченности) соответствующими элементами, а уменьшение — на 10 % при повышении обеспеченности почвы фосфором или калием на один класс и на 20 % на два класса.
Другой пример. В длительном стационарном полевом опыте, заложенном в 1975 г., на хорошо окультуренной дерново-подзолистой среднесуглинистой почве в учхозе «Михайловское» Подольского района Московской области в четырехпольном севообороте среднегодовая максимальная урожайность за 16 лет (1976— 1991) на лучших вариантах (с положительным или нулевым балансом питательных элементов за все годы исследований) составила: озимой пшеницы 4,5 т/га, картофеля 23,0 т/га, ячменя 3,5 т/га и сена однолетних трав (вико-горохо-овсяная смесь) 6,5 т/га. Требуется определить максимальную предельно допустимую насыщенность посевов удобрениями при сохранении (поддержании) исходного плодородия (содержание фосфора и калия соответственно 15 и 19 мг/100 г почвы), т. е. при нулевом (или практически нулевом для азота) балансе питательных элементов. Рассчитаем ежегодный хозяйственный вынос питательных элементов всеми культурами севооборота (табл. 132).
132. Среднегодовой хозяйственный вынос питательных элементов культурами, кг/га
| Хозяйственный вынос, кг/га | ||||
|---|---|---|---|---|
| rvVJIbiyjJcl | ность, т/га | N | р | К |
| Озимая пшеница | 4,5 | 140 | 50 | 130 |
| Картофель | 23,0 | 130 | 37 | 180 |
| Ячмень | 3,5 | 105 | 42 | 95 |
| Однолетние травы (сено) | 6,5 | 805 | 52 | 160 |
| Среднее с 1га | 114 | 45 | 141 | |
рявшихся вариантах с дефицитным балансом по разным питательным элементам.
В наших исследованиях за 16 лет (4 ротации севооборота) среднегодовой хозяйственный вынос в вариантах без удобрений составил 30 кг/га фосфора и 83 кг/га калия. Следовательно, за 16 лет из почвы было потреблено культурами 480 кг/га (30-16) фосфора и 1328 кг/га (83 • 16) калия. Исходная обеспеченность пахотного горизонта почвы (перед закладкой опыта, 1975 г.) составила фосфором 15 и калием 19 мг/100 г почвы, а перед пятой ротацией (1991 г.) в среднем по четырем полям контрольных вариантов соответственно 10 и 11 мг/100 г почвы, т. е. снизилась соответственно на 5 и 8 мг/100 г почвы.
Таким образом, для снижения обеспеченности соответствующим питательным элементом на 1 мг в 100 г пахотного горизонта дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы в течение 16 лет растения потребляли 100 кг/га фосфора (480 : 5 = 98 = 100) и 166 кг/га (1328 : 8 = 166) калия. Разумеется, эти величины приемлемы только для аналогичных почвенно-климатических и агротехнических условий. Подобные расчеты следует проводить не только для пахотного, но и для нижележащих горизонтов почв, так как культуры могут потреблять питательные элементы по всему профилю проникновения корней.
Следовательно, хотя теоретически 1 мг на 100 г почвы соответствует 30 кг/га (при массе пахотного горизонта на 1 га равной 3 млн кг), практически затраты элементов на снижение их обеспеченности в любых почвах зависят от гранулометрического и минералогического состава, исходных показателей потенциального и эффективного плодородия не только пахотных, но и подпахотных горизонтов, набора культур (и сортов) севооборота, систем применения удобрений, обработки почв и ухода за посевами, погодных особенностей и общей культуры земледелия. Разумеется, используя результаты длительных исследований, вполне реальны определение и применение этих прогнозных величин для установления темпов (скорости) снижения плодородия (деградации) почв в основных сельскохозяйственных регионах России. Это позволит природоохранным организациям и производителям сельскохозяйственной продукции бережнее относиться к почвам.
5
50% фактического содержания (50 % за счет азотфиксации).
При предъявляемых требованиях к балансу питательных элементов среднегодовые максимально допустимые дозы составляют: 140 кг/га азота, 45 кг/га фосфора и 140 кг/га калия, а суммарная насыщенность удобрениями 325 кг/га д. в. В зависимости от уровня насыщенности и качества органических удобрений дозы минеральных удобрений соответственно уменьшаются.
В условиях экономического кризиса количество применяемых удобрений в хозяйствах резко снизилось, поэтому наряду с контролем за охраной окружающей среды на интенсивно удобряемых участках, полях и агроценозах возрастает потребность в контроле за состоянием почв в неудобряемых и малоудобряемых агроценозах, так как интенсивная и длительная эксплуатация почв без удобрений способствует снижению плодородия. До настоящего времени научные исследования в этом направлении практически не проводились, поэтому предлагаем вариант методики для контроля и прогноза возможного снижения плодородия почв при отсутствии удобрений и недостатке их, основанный на результатах баланса питательных элементов.
Научно обоснованные экспериментальные данные для прогнозов темпов падения плодородия почв во всех почвенно-климатических зонах могут быть получены из материалов длительных стационарных полевых опытов зональных научно-исследовательских, учебных и проектно-технологических учреждений путем сопоставления исходного содержания в почвах питательных элементов с фактическим содержанием их через различные промежутки времени в вариантах без удобрений (контроль) и в удоб-