Продуктивність культури за родючістю ґрунту — це встановлення можливого врожаю сільськогосподарської культури, який можна одержати завдяки природній або ефективній родючості ґрунтів, тобто без внесення добрив. У практиці розрахунків існує два основні способи таких визначень: балансовий та з урахуванням окупності 1 бала бонітету ґрунту продукцією.
Балансовий спосіб полягає у тому, що врожайність культури визначається можливим використанням того чи іншого елемента (N, Р, К) з ґрунту, розрахованого через винос його урожаєм за залежністю:
де Уе — урожайність культури, який може бути одержаний за рахунок використання із ґрунту елемента живлення, ц/га;
ОМ — об’ємна маса ґрунту, г/м³;
h — глибина розрахункового шару ґрунту, см;
Ге — вміст елементу живлення в ґрунті, мг/100 г ґрунту (береться із картограм);
Ке — коефіцієнт використання культурою елементу живлення з ґрунту, %;
С — винос поживного елемента врожаєм культури, кг/ц.
Об’ємна маса ґрунту в тому чи іншому шарі визначається методом різального кільця на кожному полі. За розрахунковий шар зазвичай беруть орний, який переважно становить 20–22 см. Проте розрахунки показують, що збільшення цього шару на 1 см більше 20 см (при тому ж значені Ке) підвищує величину розрахованої урожайності на 5%. Тому якщо в розрахунках брати значення h більшим за 20–22 см, то необхідно визначитися із коефіцієнтом використання елемента з кожного конкретного шару ґрунту. З іншого боку, сам коефіцієнт використання елемента також не є величиною постійною. Він залежить як від вмісту в ґрунті інших елементів, так і від забезпеченості такими екологічними факторами, як волога і тепло.
Тобто, виконавши розрахунки можливого врожаю з азоту, фосфору та калію з урахуванням дії закону лімітувального фактора, визначають дійсно можливий урожай (ДМУ), або той, який може бути сформований завдяки природній родючості ґрунту.
Ефективність використання добрив
Перелічені фактори значною мірою взаємопов’язані та істотно впливають на ефективність добрив, внесених під запрограмований урожай сільськогосподарської культури. Тобто кожному конкретному співвідношенню вказаних факторів відповідають конкретні умови, які і визначають ефективність використання поживних елементів.
Наявні способи визначення необхідного рівня мінерального живлення ґрунтуються на двох основних методах: балансовому та нормативної окупності. Кількісна оцінка ефективності використання добрив визначається або через коефіцієнт використання елемента з добрив (балансовий метод), або через нормативну їх окупність (метод окупності). Як зазначалося, ці показники значною мірою залежать від ряду об’єктивних і суб’єктивних умов і вимагають експериментального вивчення. Все це підкреслює справедливість твердження Д. У. Кука про те, що середні значення ефективності використання добрив можуть бути досить надійними для великих територій (районів, областей, зон), а для видачі рекомендацій з конкретного поля необхідне врахування усіх відомих причин, що впливають на цей показник. Тому, крім середніх значень для окремих зон і в цілому по Україні, для умов конкретної області і навіть району в спеціальній довідковій літературі наводяться ці показники як більш уточнені.
Органічні добрива, їх дієвість
Ефективність гною залежить від ґрунтових і кліматичних умов зони. Найбільші прибавки врожаю від внесення гною одержують у районах із високим рівнем природного зволоження на легких за механічним складом і бідних за родючістю ґрунтах. Чим більш посушливі умови і родючіші ґрунти, тим нижча ефективність органічних добрив.
Відомо, що 1 т змішаного гною на солом’яній підстилці вміщує у середньому 5 кг азоту, 2,5 кг фосфору і 6 кг калію. З цієї кількості в перший рік використовується: азоту — 20–30%, фосфору — 30–50%, калію — 50–70%. Враховуючи, що весь калій гною знаходиться у доступній для рослин мінеральній формі, а азот і фосфор — здебільшого у вигляді органічних сполук, гній слід вважати передусім калійним добривом, яке вимагає доповнення азотом та фосфором з урахуванням необхідного співвідношення за хімічним складом врожаю.
Варто зазначити, що такі пожнивні залишки, як солома, яка вміщує у середньому 0,45–0,67% N, 0,20% Р2О5 і 0,75–1,0% К2О, може бути основою для створення органічних добрив як у вигляді різного виду компостів, так і безпосередньо в ґрунті. В останньому випадку її подрібнюють і заробляють у грунт, попередньо використовуючи 40–60 кг/га азоту (0,7–1,0% від маси соломи) для створення необхідних умов гуміфікації.
Основою усіх методів розрахунку є визначення необхідної кількості мінеральних добрив за прийнятої дози органічних. Тому вихідним положенням для таких визначень повинно бути встановлення доз органічних добрив з урахуванням таких умов:
1. доцільність самого внесення визначається сільгоспкультурою.
2. Доза органічних добрив може бути обмежена можливостями господарства.
3. Мінімальна доза гною за умови підтримання бездефіцитного балансу гумусу може бути визначена за формулою:
де min До — мінімальна доза гною, що вноситься під ту чи іншу культуру щорічно, т/га;
Дно — нормативна кількість гною, яку необхідно вносити щорічно на гектар ріллі, т/га;
N — загальна кількість полів у сівозміні;
n — кількість полів, на які вносяться органічні добрива.
4. Під час внесення інших органічних добрив, а не гною, необхідно визначитися із вмістом у них основних елементів живлення (N, Р, К).
Вирахувавши дозу органічних добрив, приступають до встановлення доз мінеральних.
Балансовий метод
Суть його полягає у визначенні необхідної кількості того чи іншого елемента за умови його балансу. Тобто кількість елемента, яка виноситься урожаєм, повинна дорівнювати кількості цього елемента, що може бути використана з ґрунту, органічних добрив і тих мінеральних, які планується внести.
Необхідна для формування прийнятого врожаю доза мінеральних добрив:
де Дм — необхідна (або та, що вноситься) доза мінеральних добрив, ц д. р./га;
У — урожай культури, що програмується, ц/га;
С — винос поживного елемента основною та відповідною кількістю побічної продукції, кг/ц;
Г — вміст у ґрунті поживного елемента в доступній формі, кг/га.
Для орного шару ґрунту 0–25 см = для переводу вмісту поживного елемента в мг/100 г ґрунту необхідно відповідне число помножити на коефіцієнт 34 — отримаємо результат у кг/га. А для шару 0–22 см — на коефіцієнт 30.
Кг — коефіцієнт використання елемента з ґрунту,%;
До — прийнята доза органічного добрива, т/га;
Со — вміст цього елемента в органічному добриві, кг/т;
Ко — коефіцієнт використання елемента з органічного добрива,%;
Кд — коефіцієнт використання елемента з мінеральних добрив,%.
Визначають необхідну дозу кожного елемента живлення.
Метод нормативної окупності
Цей метод є модифікацією балансового і ґрунтується на врахуванні не коефіцієнта використання елементів живлення, а нормативної окупності добрив та балу бонітету ґрунту врожаєм сільськогосподарської культури, що значно спрощує практичні розрахунки.
У загальному випадку з деякими спрощеннями (без урахування післядії добрив) урожайність культури, яку можна одержати за рахунок всіх складових ресурсу живлення в конкретних ґрунтово-кліматичних умовах, визначають за залежністю:
У = Б * Ц + Дм * Ом + До * Оо, ц/га,
де У — урожай, який програмується, ц/га;
Б, Ц — бонітет поля та ціна 1 бала бонітету за врожайністю культури;
Дм — доза мінеральних добрив (збалансоване повне мінеральне живлення), ц д. р./га;
До — прийнята доза органічних добрив, т/га;
Ом — нормативна окупність мінеральних добрив (збалансованого повного мінерального живлення) у певних умовах, ц/ц д. р.;
Оо — нормативна окупність органічних добрив у певних умовах, ц/т.
Необхідна кількість мінеральних добрив під запрограмований урожай визначається як:
Дм = (У – Б * Ц — До * Оо) / Ом, ц д. р./га.
Після цього одержану кількість поживних елементів розподіляють (балансують) відповідно до вмісту їх у ґрунті та хімічного складу врожаю. Але в окремих випадках (зонах) одержані таким чином дози фосфору та калію коригуються відповідно до їх вмісту у ґрунті.
Слід відзначити, що як у першому, так і в другому методах у цій роботі не врахована післядія добрив, внесених під попередник. Це пояснюється тим, що наявні способи визначень кількісного впливу післядії добрив показують, що цей вплив незначний і за таких розрахунків може бути ігнорований; а внесення розрахункових доз добрив у відповідній їх частині можуть бути включеними до резерву підвищення родючості ґрунтів.
Всі інші методи та способи розрахунку рівня мінерального живлення тією чи іншою мірою є похідними від вказаних і одержані для конкретних умов і конкретних культур із відповідними застереженнями й уточненнями. Використання того чи іншого способу розрахунку в кожній конкретній зоні чи області визначається рекомендаціями місцевих чи зональних науково-дослідних установ. Дози добрив, визначені тим чи іншим способом, вносять у ґрунт у строки і способами, які обумовлюються технологією вирощування культури в зоні та погодними умовами, що складаються.
Олександр ЦИЛЮРИК, доктор с.-г. наук
Михайло РУМБАХ, канд. с.-г. наук
Дніпровський державний аграрно-економічний університет
