Среди актуальных проблем современного агропромышленного производства особого внимания заслуживает научно обоснованное применение удобрений. Анализируя состояние плодородия почв, следует отметить, что сегодня более отчетливо проявляется тенденция к дегумификации, нарастанию дефицита элементов питания, повышению кислотности, загрязнению почв радионуклидами, тяжелыми металлами и пестицидами, что и активирует эрозионные процессы.

Причиной становится ряд факторов, которые оказывают как непосредственное, так и опосредованное влияние на усвоение растениями питательных элементов, содержащихся в почве. Чтобы нивелировать их негативное действие, необходимо применять минеральные и органические удобрения, а также альтернативные источники минерального и органического питания растений.

ТИП ПОЧВЫ И ЕГО СВОЙСТВА

Одним из определяющих факторов воздействия однозначно является тип почвы и ее свойства, тесно связанные с системой питания. Процессы взаимодействия с удобрениями на разных типах почв имеют свои особенности, а их усвояемость напрямую зависит от содержания в нем подвижных форм питательных веществ, в частности азота, фосфора и калия. Именно имеющиеся в почве основные элементы питания обуславливают доступность удобрений для растений. Поэтому и выбор их формы и способа внесения необходимо производить с учетом агрохимических показателей почвы.

Научно установлено, что максимальный эффект от внесенных удобрений получают на дерново-подзолистых, серых лесных, оподзоленных и выщелаченных черноземах. На этих почвах азот в большинстве случаев присутствует в минимальных концентрациях. Для черноземов проблема внесения азота стоит не так остро, но есть существенные требования к фосфору. Особенность оподзоленных песчаных почв – повышенное влияние азота и калия, но на торфяных наблюдается противоположный эффект. При этом минимальные и максимальные показатели имеющихся элементов питания напрямую зависят не только от свойств почвы, но и от той или иной группы культур, представленных в севообороте.

Что касается фосфорных удобрений, то их высокая эффективность характерна для черноземов; менее эффективны они на серых лесных и супесчаных подзолистых почвах. Интересно, что эффективность таких удобрений снижается по мере увеличения уровня фосфатов в почве.

Удобрения с высоким содержанием калия оказывают наилучший эффект на песчаных, торфяно-болотных и пойменных почвах. Если же работать на подзолистых почвах, следует учитывать тот факт, что подвижность калия увеличивается при известковании. В то же время, на кислых почвах наблюдается противоположный эффект, а указанный элемент содержится здесь преимущественно в валовых формах. Роль калия также может заметно возрастать при увеличении нормы внесения азотных и фосфорных удобрений. Действие калийных удобрений повышается в севообороте с травами, которые выносят из почвы большое количество этого элемента.

При этом первоочередную роль в эффективном усвоении элементов питания из удобрений играют тип почвы и ее физические свойства (пористость и гранулометрический состав), химический состав, а также водный режим, которые и определяют максимальную проницаемость питательных элементов в почву, а в итоге – эффективное их поглощение растениями через корневую систему.

Производительность внесения минеральных удобрений определяется также гранулометрическим составом грунта, несколько отличающимся даже в пределах одной почвенно-климатической зоны. Это свойство влияет на подвижность элементов питания, что, в свою очередь, определяет характер поглощения их растениями и следовательно – эффективность использования.

Различные по гранулометрическому составу почвы нуждаются в индивидуальном подходе к планированию применения удобрений. Этот показатель принимается во внимание при расчете дозы удобрения, а также при определении срока и способа внесения. На среднесуглинистых и глинистых почвах удобрения поглощаются и фиксируются больше, поскольку они перемещаются с водой в более медленном темпе, чем на супесчаных и песчаных почвах. Поэтому глинистые почвы нуждаются в специфическом подходе: удобрять не часто, но сравнительно значительными дозами, тогда как песчаные – чаще и малыми «порциями».

Наиболее подвижны азотные удобрения, поэтому на легких почвах с повышенными показателями влажности они могут вымываться. Рациональным выходом из сложившейся ситуации будет применение азотных удобрений весной. По мере перехода от легких почв к тяжелым показателям эффективности весеннего и осеннего внесения элементов питания сглаживаются, и уже на тяжелых предпочтение отдается осеннему сроку внесения.

Непосредственное влияние на эффективность удобрений имеет связь между гранулометрическим составом и формой удобрения. Для примера: на легких почвах фосфатная мука оказывает действие, практически идентичное с суперфосфатом, а вот на тяжелых эффективность суперфосфата в разы выше. Калийные удобрения, хотя и менее подвижные по своей природе, чем азотные, на почве легкого гранулометрического состава при увеличенной влажности также могут вымываться.

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ

Еще одну из ведущих ролей в эффективности применения удобрений играет температурный режим, поскольку значительная часть почвенных бактерий продуцирует при оптимальной для них температуре 25–35°С, а некоторые бактерии могут жить и при 10–20°С. Именно поэтому в разные периоды вегетации, сопровождающиеся разными температурными режимами, проходят биохимические процессы, связанные с микробиологической деятельностью и продуцированием тех или иных бактерий, которые и определяют эффективность внесенного удобрения. В результате изменяется скорость распада органического вещества, оптимизируется процесс нитрификации, повышается мобилизация и иммобилизация элементов питания и, соответственно, увеличивается потребность во внесении удобрений.

Температура почвы влияет на скорость движения водных растворов, подвижность солей в почве и темпы поглощения растением элементов питания и, как следствие, его полноценный рост и развитие с достаточно развитой корневой системой. При снижении температур интенсивность поглощения элементов питания у разных видов и сортов растений снижается по-разному. Если физиологически растение обладает высокой степенью холодостойкости, то поглощающие процессы практически не нарушаются. Если же растение более термофильное, то они значительно замедляются или при критически низких температур почти прекращаются. А эффективность внесенных удобрений снижается до нуля.

Эти процессы можно нивелировать обоснованным внесением минеральных удобрений, играющих значительную роль в повышении морозостойкости. И решают проблемы со:

• увеличением растворимости углекислого газа в воде, что приводит к повышению кислотности вакуолярного сока;
• снижением интенсивности дыхания, в частности вследствие накопления особых ингибиторов;
• снижением активности ферментов, что замедляет основные метаболические процессы;
• нарушением процессов окислительного фосфорилирования и накоплением растениями меньшего количества энергии;
• уменьшением интенсивности фотосинтеза.

Севоизменение

Как мы отмечали выше, эффективность внесения удобрений напрямую зависит и от севооборота. Ведь четко спланированное севооборот изменяет водный режим почвы и уровень накопления в нем растительных остатков, которые определяют темпы минерализации и динамику усвоения питательных веществ, регулируя таким образом агротехническую и экономическую эффективность систем удобрения. Поэтому правильное чередование культур в севообороте способствует улучшению эффективности использования как минеральных, так и органических удобрений по сравнению с бесплановым чередованием культур и тем более монокультур.

Грамотный агроном при планировании посевной обязательно поинтересуется, какая культура была предшественником и как ее удобряли. От этого зависит решение вопроса как по внесению удобрений, так и их норм. После разных культур, очевидно, остается неодинаковое количество питательных веществ и пожнивных остатков, которые и влияют на режим влажности и количество элементов питания для последующих культур и создают оптимальные условия для высокой эффективности удобрений.

Бедным азотом бывает почва после непарового предшественника и на занятых парах. Именно поэтому следует помнить, что в балансировке содержания азота в почве ведущую роль играют бобовые культуры, которые связывают азот клубеньковыми бактериями, вместе с корнями и пожнивными остатками обогащая почву доступными формами азота. Благодаря этому потребность в минеральных азотных удобрениях снижается и в то же время создаются комфортные условия для воздействия фосфорных и калийных удобрений.

ОБРАБОТКА ПОЧВЫ

Еще одним фактором влияния на эффективность внесения удобрений выступает обработка почвы. Влажность, воздушный режим, активная деятельность микроорганизмов и другие показатели, влияющие на оптимальное использование элементов питания, во многом зависят от способов возделывания. В первую очередь это связано с оптимизацией водного режима.

Наряду с водным режимом важное значение имеет воздушное, от которого зависит развитие корневой системы растений, а следовательно, и эффективность поглощения удобрений. Чрезмерно высокая плотность почвы и плохая аэрация приводят к замедлению роста корней, поэтому недостаток воздуха угнетает окислительную деятельность корневых выделений и уменьшает доступность питательных элементов. При недостатке воздуха угнетается развитие аэробных бактерий, в частности нитрифицирующих, возрастают потери азота от денитификации. Следствие этого лишь одно – увеличение потребности в азотных удобрениях.

Следовательно, высокая эффективность удобрений и рациональное использование сельскохозяйственных земель – с точки зрения как агрономии, так и экономики – возможны только при грамотном, научно обоснованном учете почвенных, климатических, агротехнических условий и биологических особенностей культуры.