7.2. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

Почвенные условия. Процессы образования каждого типа почв, как известно, обусловлены природой и свойствами материнских пород, климатом, флорой и фауной конкретных территорий. Можно с уверенностью утверждать об огромном влиянии почвенно-климатических условий на изменения эффективности не только всевозможных удобрительных, но и любых других средств химизации.

Максимальные относительно контроля прибавки урожаев всех возделываемых культур от органических и минеральных удобрений при раздельном и совместном применении их достигаются на наиболее бедных (малоплодородных) почвах. С переходом к более плодородным и окультуренным почвам возрастает роль в качестве лимитирующих факторов роста и развития растений климатических и других условий, поэтому эффективность удобрений, как правило, снижается.

Если говорить о конкретных типах и подтипах почв, то подобное явление наблюдается при переходе от дерново-сильноподзолистых, к средне- и слабоподзолистым, далее от светло- к темносерым лесным, затем от оподзоленных и выщелоченных к обыкновенным и южным черноземам, далее от темно- к светло-каштановым почвам.

В пределах каждого типа и подтипа эффективность удобрений зависит от гранулометрического состава почвы. Но и здесь наблюдается общая для разных по плодородию почв закономерность: чем беднее почва (более легкого гранулометрического состава), тем больше относительные прибавки (% от контроля) урожаев культур от удобрений. Хотя абсолютные прибавки (т/га) на более плодородных (окультуренных) почвах (по типу, подтипу, разности и гранулометрическому составу) часто выше, чем на менее плодородной.

Если рассматривать роль отдельных видов удобрений в формировании урожаев возделываемых культур, то азотные удобрения наиболее эффективны на дерново-подзолистых, серых лесных почвах, оподзоленных и выщелоченных черноземах и на всех орошаемых почвах. Для подзолистых суглинистых почв, например, типична следующая средняя обеспеченность урожаев культур отдельными элементами (% от максимальной продуктивности): азотом 38, фосфором 76 и калием 82. С улучшением влагообеспечен-ности эффективность азотных удобрений возрастает на всех типах и разностях почв.

Фосфорные удобрения наиболее эффективны в районах недостаточного увлажнения и засушливого климата на южных, обыкновенных черноземах, каштановых и бурых почвах, а также на слабоокультуренных почвах других типов. Например, на дерново-подзолистых неокультуренных разностях (1—2-го класса) они могут по эффективности даже превосходить азотные удобрения.

Калийные удобрения наиболее эффективны на торфяных, затем на дерново-подзолистых и серых лесных почвах. На других типах почв (сероземы, каштановые и черноземы) эффективность их резко снижается, а нередко отсутствует.

По гранулометрическому составу на легких разностях всех типов почв, как правило, возрастает эффективность азотных, калийных и микроудобрений, а на тяжелых — фосфорных удобрений. Причем в первом случае это связано с более легкой вымываемос-тью элементов, во втором — с большим закреплением фосфора в труднодоступные соединения. Если тяжелые разности представлены минералами, способными фиксировать калий и аммоний, то на них наряду с фосфорными эффективны калийные и азотные удобрения.

Об эффективности удобрений на почвах с неблагоприятной (кислой или щелочной) реакцией нужно судить по отношению к ней возделываемых культур. Отношение культур к реакции почв, методы определения нуждаемости в мелиорации и доз мелиорантов в разных ситуациях подробно изложены в главе 4. Следует отметить, что химическая мелиорация (известкование и гипсование) почв, как уже подчеркивалось, должна всегда предшествовать применению удобрений.

Эффективность всех видов удобрений под всеми культурами значительно возрастает при нейтрализации кислых и щелочных почв и достигает максимума при оптимальной для возделываемых культур реакции. Например, по обобщенным средним данным опытов с ячменем на дерново-подзолистых почвах, окупаемость 1 кг азота удобрений прибавкой урожая зерна при рН_С0Л меньше 5 составляла 7,6—8,4 кг, при рН_С0Л больше 5,6 — 18,6—20,2 кг.

Эффективность каждого вида удобрений снижается с ростом обеспеченности любого типа, подтипа и разности почв усвояемыми для растений формами соответствующих элементов и, как правило, исчезает на всех разностях при высокой или очень высокой (5—6-й класс), а нередко и при более низкой обеспеченности ими.

Например, по обобщенным Л. М. Державиным (1992) данным многочисленных опытов агрохимической службы страны (ЦИНАО) с озимой пшеницей на дерново-подзолистых среднеобеспеченных калием (100мг/кг) почвах, прибавки урожаев зерна от 60 кг/га Р₂<Э₅ составили: при содержании подвижного фосфора в почве 50 мг/кг — 0,43 т/га, 100 мг/кг — 0,36 т/га и 150 мг/кг — 0,28 т/га, а на выщелоченном черноземе — соответственно 0,94; 0,51 и 0,08 т/га. От 60 кг/га К₂0 прибавки урожаев зерна озимой пшеницы составили: на дерново-подзолистых почвах при содержании обменного калия 50 мг/кг — 0,64 т/га, 100 мг/кг— 0,33 т/га и 150 мг/кг — 0,02 т/га, а на среднеобеспеченных фосфором (125 мг/кг) темно-серой лесной почве и оподзоленном черноземе при содержании обменного калия 75 мг/кг —0,49 т/га, 125 мг/кг —0,25 т/га и 175 мг/кг — 0,02 т/га.

Аналогичные закономерности изменения эффективности всех видов минеральных удобрений типичны для всех видов возделываемых культур на любых почвах, но проявляются с неодинаковой интенсивностью. Удобрения (и мелиоранты) одновременно изменяют агрохимические показатели pH, Hr, S, Т (ЕКО), V, содержание и степень подвижности питательных элементов, органического вещества и другие свойства почв. В качестве примера приведем фрагмент данных длительного стационарного опыта кафедры земледелия Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева, где на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве проводили опыты с 1912 г. В варианте без удобрений средний урожай картофеля за 1955—1972 гг. составил 6,7 т/га, а в 1973 г. при внесении N₁₀₀P₁₅₀K₁₂₀ — 16,0 т/га и почва имела pH 3,83; содержание гумуса 1,45 %, подвижного фосфора и обменного калия (по Кирсанову) соответственно 19 и 41 мг/кг. В варианте систематического применения удобрений средний урожай картофеля за эти годы 15,4 т/га, а в 1973 г. при той же дозе удобрений 24,7 т/га; pH почвы 3,92, содержание гумуса 1,61 %, подвижного фосфора и калия соответственно 100 и 133 мг/кг. В варианте с систематическим применением минеральных удобрения и навоза и периодическим известкованием почвы средний урожай картофеля за те же годы составил 19,1 т/га, а в 1973 г. при той же дозе удобрений — 32,1 т/га, а почва, как и следовало ожидать, оказалась наиболее плодородной (pH 5,67, содержание гумуса 2,07 %, подвижных фосфора и калия соответственно 128 и 207 мг/кг).

Аналогичные данные с картофелем и многими другими культурами получены и в других длительных опытах, проводимых в разных странах. Они убедительно свидетельствуют о громадной, если не решающей роли удобрений и мелиорантов в повышении урожайности культур и улучшении качества получаемой продукции с одновременным регулированием (как правило, повышением) плодородия почв.

Накопленные с помощью удобрения (и мелиорантов) подвижные формы питательных элементов со временем распределяются по всему корнеобитаемому слою и оказываются наиболее ценными при неблагоприятных условиях, когда внесение свежих удобрений (и мелиорантов) даже в высоких дозах при неизбежной локализации их в какой-то части пахотного горизонта может быть менее эффективным.

Систематическое агрохимическое обследование почв, проводимое с 1965 г. во всех хозяйствах (включая приусадебные и дачные участки), выявило существующую неоднородность (пестроту) агрохимических показателей в пределах не только типов, подтипов и разностей почв, но и часто одного поля или даже участка поля. Это обстоятельство обусловило необходимость практического учета имеющихся различий при классификации почв по этим показателям (классификация приведена ранее в главе 3) и при определении и коррекции доз соответствующих удобрений.

По относительным показателям (классам, группам) почв корректируют рекомендуемые дозы удобрений под все культуры, если в рекомендации это не указано — введением соответствующих поправочных коэффициентов.

Поправочные коэффициенты к дозам должны обеспечивать получение желаемой (плановой, возможной) урожайности культур хорошего качества с одновременным регулированием обеспеченности почв соответствующими элементами. Поэтому при средней обеспеченности почвы питательными элементами конкретной культуры (3-й класс — для зерновых, зернобобовых и трав,

4-й класс — для пропашных и 5-й класс — для овощных, а по фосфору и для технических культур) поправочный коэффициент к дозе равен 1. При возделывании культур на более бедной (менее окультуренной), чем средний класс, почве поправочный коэффициент должен быть больше 1, чтобы не только обеспечить культуру, но и одновременно повысить обеспеченность почвы этим элементом, а на более плодородной, чем средний класс, почве — меньше 1 с целью частичного использования почвенного изобилия по этому элементу. При изменении на один класс доза соответствующего удобрения в среднем для всех культур должна изменяться на 20—30 %, т. е. для почвы беднее средней для конкретной культуры на один класс поправочный коэффициент должен быть 1,2—1,3, на два класса — 1,4—1,6 и т. д., для почвы богаче средней на один класс — 0,8—0,7, на два класса — 0,6—0,4 и т. д.

Применение поправочных коэффициентов к рекомендуемым дозам удобрений в конкретных почвенно-климатических условиях устраняет недостаток рекомендаций, грубые ошибки в применении удобрений и тем самым повышает их агрономическую и экономическую эффективность.

По абсолютным показателям содержание усвояемых форм питательных элементов в почве (мг/кг) пересчитывают (принимая массу пахотного слоя почвы на 1 га равной 3 млн кг) в кг/га путем умножения (после соответствующих сокращений) на 3 и определяют (по результатам полевых опытов) часть их, усвоенную культурой, которую называют коэффициентом использования соответствующего питательного элемента почвы (КИП) по следующей формуле:

КИП=^~100,

3

где В_{) — хозяйственный вынос элемента в варианте без удобрений (или без этого удобрения), кг/га; 3 —запасы подвижных форм элемента, кг/га; 100 — для выражения в %.

Разберем конкретный пример (табл. 112, данные Вергей) по определению КИП картофелем на дерново-среднеподзолистой супесчаной почве с pH 4,8, Нг 3,5 и S 3 мгэкв/100г, V 46,1 %, обеспеченность фосфором и калием по Кирсанову 67 и 102 мг/кг, легкогидролизуемого азота 50 мг/кг, содержание гумуса 1,5%. Следовательно, в пахотном слое этой почвы (при массе его 3 млн кг) содержится: 201 (67 • 3) кг/га Р₂0₅, 306 (Ш2 -3) кг/га К₂0 и 150 (50 • 3) кг/га N. Картофель в варианте без удобрений с хозяйственным урожаем 6,2 т/га вынес 94 кг/га N, 27 кг/га Р₂0₅ и

127 кг/га К₂0, следовательно, KHn_N =

27100

201

=13%; КИП_К2о =

127100

306

=41%.

94-100 150

=63%;

КИПр₂о₅ =

Одновременно можно определить эти показатели и в парных комбинациях, где соответствующее удобрение не вносили: по

РК —KHn_N = ^{U0 10}°=73%, по NK-КИПр.о. =-^^=18 %, по 150 ^Р2°³ 201

N,n ,/,ЛП 201100

NP—KHn_Kl0⁼-—=66%.

к₂о ₃₀₆

Как видно из приведенных данных и расчетов, коэффициенты использования питательных элементов почвы значительно изменяются по влиянием удобрений, а определяют их, как правило, для всех культур только в вариантах без удобрений.

Обобщение Л. М. Державиным (1992) многочисленных данных опытов ЦИНАО показало даже при одинаковом уровне исходной обеспеченности сильное варьирование КИП фосфора и калия, составившее соответственно: для озимой пшеницы 63 и 55 %, озимой ржи 78 и 89, яровой пшеницы 52 и 56, ярового ячменя 55 и 95, картофеля 63 и 85, сахарной свеклы 71 и 41, льна-долгунца 64 и 86%.

При увеличении от низкой до высокой обеспеченности почв подвижными элементами КИП фосфора и калия снижались (т. е. изменялись) еще значительнее: для озимой пшеницы в 4,6—5,7 и

2.7— 3,4 раза, озимой ржи в 3,7—4,5 и 3,9 раза, яровой пшеницы в

1.7— 3,2 и 2,7—2,8 раза, ячменя в 3,9—5,1 и 1,8—2,6 раза, картофеля в 3,8—4,4 и 2,9 раза, сахарной свеклы в 4,9—6,4 и 2,3—2,6 раза, льна-долгунца в 6,0 и 2,0—2,3 раза.

Особенно сильно КИП всех элементов колеблются под влиянием погодных условий. По обобщенным на кафедре агрохимии Московской сельскохозяйственной академии данным из различных источников коэффициенты использования разными культурами подвижного фосфора в зависимости от погодных и агротехнических условий колебались в 10—15 раз, а калия — вЮ раз.

Следовательно, для коррекции и определения доз удобрений по результатам обеспеченности почв усвояемыми (подвижными) формами питательных элементов лучше пользоваться не абсолютными (мг/кг и КИП), а относительными показателями (класс, поправочные коэффициенты) их, так как указанная выше вариабельность первых от многих факторов может привести (часто и приводит) не к повышению, а к снижению эффективности удобрений.

Климатические и погодные условия (уровень светового питания растений, температура и влажность почвы и воздуха). В общем комплексе факторов, определяющих эффективность удобрений, они часто имеют решающее значение.

Чем выше уровень светового питания при нормальной влаго-обеспеченности, тем больше синтезируется углеводов в растениях и тем больше азота они способны усвоить. Свет воздействует на питание растений не только через фотосинтез, но и через транспирацию, которая, влияя на транспорт питательных элементов, определяется солнечной радиацией, влажностью и температурой воздуха. С повышением влажности воздуха устойчивость растений к увеличению концентрации питательных растворов возрастает.

Температура почвы определяет темпы трансформации питательных элементов в ней и поглощение их растениями. При температуре 8—10°С уменьшаются поступление, передвижение и включение в обмен веществ азота и фосфора, а при температуре 5—6 °С и ниже потребление корнями этих (и других) элементов резко снижается. С повышением температуры с 10 до 25 °С возрастают мобилизация в почве и поглощение растениями питательных элементов почвы и удобрений.

Оптимальная температура днем (23—25 °С) соответствует 14— 16 °С среднесуточных температур и обычно совпадает с периодом выхода в трубку — колошением зерновых колосовых культур. В Нечерноземной зоне, по данным А. П. Федосеева, среднемесячная температура летнего периода выше 18,1 °С несколько снижает эффективность удобрений, а в Черноземной зоне повышение температуры воздуха за май—июль на 1 °С больше многолетней нормы снижает прибавку урожаев зерна от удобрений (при дозах 120— 180 кг/га д. в.) в среднем на 0,02 т/га.

Увеличение дефицита влажности воздуха на 1 гПа в мае снижает эффективность удобрений в среднем на 40 кг/га, в июле — на 4 кг/га.

Влагообеспеченность почв страны определяется годовым количеством осадков, которое уменьшается с севера на юг и с запада на восток в европейской части, а в азиатской — с востока на запад.

Уменьшение годовой нормы осадков с севера на юг на 100 мм в европейской части России снижает эффективность средних доз удобрений в среднем на 0,11 т/га для всех зерновых культур и на 0,19 т/га для озимых культур. Снижение запасов влаги в почве на 10 мм за вегетацию зерновых культур снижает прибавки от удобрений в среднем на 10—20 кг/га. Если при отношении количества осадков к уровню испаряемости, равном 1, эффективность удобрений принять за 100 %, то каждое увеличение засушливости на 10 % снижает эффект удобрений почти на 15 %.

С увеличением влажности до 90 % НВ на почвах с объемной массой 1,2—1,3 г/см³ и до 80 % на более плотных почвах (1,5—

1,6 г/см³) эффективность удобрений возрастает. Дальнейшее увлажнение почв до 100—120 % НВ на первых почвах постепенно, а на вторых резко снижает эту эффективность.

Избыток влаги даже в отдельные периоды в почвах Нечерноземной зоны (и в орошаемых районах) России обусловливает внутрипочвенный и поверхностный сток вод, миграцию с ними питательных элементов и, следовательно, влияет на состав грунтовых, речных и озерных вод.

Из удобрений и почв выщелачиваются кальций, сера, магний, азот, углерод, натрий, калий и другие элементы, но меньше всего фосфор как наименее подвижный элемент. Максимально эти процессы происходят во время весенних паводков и после уборки урожаев осенью.

На суглинистых и супесчаных почвах Нечерноземья при насыщенности удобрениями (N₆₀P₆₀K₆₀) с атмосферными осадками вымывается соответственно до 50 и 70—120 кг/га кальция, 3—7 и 10—15 магния, 14 и 25 серы, 7 и 10—12 калия, 1—6 и 14—18 кг/га азота.

С поверхностным стоком (водная эрозия) ежегодно может уноситься до 10 т/га и более наиболее ценной тонкодисперсной фракции почв, содержащей значительные количества (обычно больше, чем в среднем в этой почве) питательных элементов. Например, на Смоленской опытной станции из дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы с крутизной склона 4—6° и длиной до 300 м ежегодно с 1 га смывалось до 5,7 т мелкозема, содержащего до 127 кг гумуса, 98 калия, 24 азота и 10 кг фосфора.

Регулирование водного режима средствами гидромелиорации и агротехники снижает потери питательных элементов почв и удобрений за счет выщелачивания и не только водной, но и ветровой эрозии.

Эффективность средних доз минеральных удобрений (120— 180 кг/га д. в. NPK) в зависимости от условий увлажнения в летние месяцы может изменяться почти в 2 раза (табл. 113).

Эффективность удобрений на суглинистых почвах в годы с недостатком и избытком летних осадков снижается, причем в первом случае наиболее значительно. На легких почвах при избытке осадков под пшеницей и яровыми культурами она остается высокой (если посевы не полегают), а под рожью (менее устойчивой к полеганию) снижается.

По данным длительного опыта кафедры земледелия МСХА, в годы с сухим июнем (осадков менее 50 мм, температура выше 18 °С), нормально увлажненным (50—90 мм и 16— 18 °С) и влажным (более 90 мм, температура менее 16 °С) при насыщенности севооборота удобрениями (NjoPyjK^o) оплата 100 кг д. в. удобрений составляла (т/га): зерном озимой ржи 0,35; 0,44 и 0,75; зерном овса 0,17; 0,27 и 0,46; клубнями картофеля 4,3; 6,3 и 7,6; сеном клевера 1,4; 1,6 и 2,9; соломкой льна 0,16; 0,72 и 0,92.

Эффективность минеральных удобрений в годы с сухим июнем снижалась в среднем по всем культурам на 36 % (особенно резко подо льном), а с влажным июнем возрастала на 52 % (особенно резко под клевером) по сравнению с оплатой в годы с нормально увлажненным июнем. Сочетание этих же доз минеральных удобрений с навозом (насыщенность 10 т/га) смягчало отрицательное действие недостатка осадков в июне; эффективность минеральных удобрений при этом снижалась в среднем только на 27 %.

В среднем в Нечерноземной зоне прибавка урожаев зерна от минеральных удобрений составляет 0,6 т/га с колебаниями из-за погодных условий ±40 %, а в Центрально-Черноземной зоне —соответственно 0,52 т/га и ±44 %. Причем варьирование количества осадков за теплый период года также возрастает от Нечерноземной (V = 20 %) к Центрально-Черноземной (V= 25—35 %) зоне.

Совместное применение разных видов удобрений наиболее стабильно (варьирование 30—45 %), а эффективность отдельных удобрений под влиянием погодных условий варьирует более значительно: азотных до 50 %, фосфорных до 65 % и калийных до 75 %.

Научно обоснованное применение удобрений ослабляет отрицательное влияние неблагоприятных погодных условий на продуктивность возделываемых культур. Грамотное применение удобрений снижает отрицательное действие низких температур, заморозков и других неблагоприятных метеорологических условий, что наиболее важно для озимых культур.

По данным 40 опытов, обобщенным А. П. Федосеевым, при внесении фосфорно-калийных (РК) удобрений количество погибших при перезимовке растений озимых ржи и пшеницы снизилось с 42 (без удобрений) до 27 %, а при сочетании РК с оптимальной дозой азота до посева гибель озимых сократилась до 18 %.

В целом связь эффективности удобрений с метеорологическими факторами характеризуется следующими коэффициентами корреляции (табл. 114).

Множественные коэффициенты корреляции в разработанных А. П. Федосеевым (Институт экспериментальной метеорологии) уравнениях регрессии по оценкам эффективности удобрений как функции метеорологических факторов показывают, что изменчивость погодно-климатических условий объясняет 25—60 % колебаний эффективности удобрений в Нечерноземной и 35—70 % в Центрально-Черноземной зонах. Следовательно, при определении оптимальных и особенно максимальных доз удобрений необходимо ориентироваться на среднемноголетние метеорологические условия конкретных территорий и ежегодно корректировать их с учетом данных прошедшего и прогноза предстоящего года. С увеличением насыщенности посевов удобрениями и ростом продуктивности культур колебание урожайности их в зависимости от метеорологических условий конкретного года в абсолютных величинах (т/га) возрастает, а в относительных (% к среднему) — снижается.

7.3. АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

Обработка почвы, обусловленные ею сроки и способы внесения и глубина заделки удобрений, мелиорантов и семян растений, борьба с болезнями, вредителями и сорняками, видовой и сортовой состав и чередование культур — все эти агротехнические факторы существенно влияют на водно-воздушный, температурный и пищевой режимы почв и, следовательно, на эффективность удобрений.

При разных способах обработки почвы различными орудиями распределение удобрений по профилю обрабатываемого слоя происходит неодинаково (табл. 115).

удобрений, внесенных разбросным способом по профилю обрабатываемого слоя почвы, зависит от физических свойств их.

Наивысший эффект под всеми культурами достигается при локальном внесении удобрений на желаемую глубину, обычно не менее 8—10 см для тяжелых и 12—15 см для легких по гранулометрическому составу почв. По обобщенным ВИУА более чем за 20 лет данным, урожаи всех культур за счет локализации равных доз удобрений по сравнению с разбросным внесением возрастают в среднем на 0,5—1,0 т/га зерн. ед., причем наиболее значительно под интенсивными сортами возделываемых культур. При локализации питательные элементы удобрений более полно используются растениями, значительно снижаются потери их, поэтому дозы удобрений можно уменьшить на 30—50 % по сравнению с разбросным внесением, т. е. не менее чем в 2 раза повысить удобряемую площадь и эффективность применяемых удобрений.

Эффективность удобрений возрастает с глубиной заделки всех видов их, с уменьшением влагообеспеченности посевов, а при одной и той же влагообеспеченности зависит от подвижности в почвах видов и форм удобрений. Глубина заделки наиболее важна для органических и фосфорных, затем калийных, азотных и микроудобрений.

При достаточном количестве осадков эффективность органических, фосфорных и калийных удобрений, особенно на дерново-подзолистых почвах, возрастает с увеличением глубины их заделки только в пределах окультуренного пахотного слоя. При более глубокой обработке таких почв эффективность удобрений снижается, так как они разбавляются большим объемом почвы, значительная часть которой бедна питательными элементами и имеет неблагоприятные агрохимические и физические свойства.

Эффективность удобрений зависит и от времени основной обработки почвы. Особенно это важно для азотных удобрений, так как, например, при поздней зяблевой обработке минерализация корневых и пожнивных остатков (предшественников и органического вещества почв) из-за кратковременности периода минимальная и на таком фоне значительно возрастает эффективность азотных удобрений.

Сроки и способы посева (посадки), а также качество посевного (посадочного) материала сильно влияют на эффективность удобрений. На окультуренных плодородных почвах потери урожая при запаздывании с посевом на 1 день достигают 0,10—0,15 т/га. Сроки посева особенно важны в южных районах страны: если они оптимальны, то повышается устойчивость культур к засухе, суховеям, а также к ранним осенним и поздним весенним заморозкам. Даже в Нечерноземной зоне опоздание с посевом на 10 и более дней для большинства культур приводит к значительному снижению урожаев, особенно в годы с недостатком влаги в период вегетации растений.

Эффект от удобрений зависит от нормы высева семян и густоты стояния растений, т. е. от площади питания каждого растения. Оптимальные нормы высева семян и густоты стояния растений указаны в растениеводческих справочниках и зависят от окультуренности (плодородия) почв. В пределах даже одного вида растений на одной и той же почве они колеблются в зависимости от сортов, устойчивости к полеганию и качества посевного материала. Переход от высококлассных семян элитных сортов к менее качественным при прочих равных условиях значительно снижает эффективность удобрений.

Качественное и своевременное проведение работ до посева, при посеве, в период вегетации и уборки урожаев также значительно повышает эффективность удобрений. Создание с помощью удобрений и мелиорантов оптимальных условий питания растений заметно повышает устойчивость их ко всем неблагоприятным факторам в период вегетации, в частности к болезням, вредителям и сорнякам. Например, минеральные удобрения повышают устойчивость ячменя к шведской мухе, озимой пшеницы к шведской и гесенской мухам, всех зерновых культур, особенно фосфорные, к корневым гнилям и бурой ржавчине. Однако азотные удобрения, особенно при их избытке, могут снижать устойчивость культур к болезням и вредителям.

Удобрения в оптимальных дозах и соотношениях снижают активность снежной плесени в посевах озимых культур и одновременно повышают конкурентные способности культур сплошного высева, особенно озимых, по отношению к сорнякам. Минеральные удобрения отдельно и в сочетании с органическими повышают устойчивость картофеля к фитофторозу, ризоктониозу и парше обыкновенной, хотя последняя и появляется чаще при известковании почв, но может подавляться борными удобрениями. Удобрения, естественно, не отменяют защиту растений биологическими, химическими и агротехническими средствами.

Трудно переоценить роль биологических методов защиты растений от болезней и вредителей (создание новых сортов, устойчивых к болезням, вредителям и полеганию посевов) в повышении эффективности удобрений.

Велика роль и химических средств защиты растений в повышении эффективности удобрений под разными культурами во всех почвенно-климатических зонах.

Известно, что засоренность посевов существенно снижает урожайность возделываемых культур, так как сорняки гораздо сильнее, чем культурные растения, используют улучшение условий питания, и если не бороться с ними, это приведет к резкому снижению эффективности удобрений. Сорняки в связи с неодинаковой, часто гораздо большей, чем у культурных растений, потребностью в питательных элементах резко изменяют популяции преобладающих видов при удобрении посевов. Зная преобладание того или иного вида и форм удобрений, в определенной степени можно прогнозировать преобладающие виды сорняков и осуществлять систему мер борьбы с ними.

Трудно переоценить роль гербицидов в борьбе с сорняками и повышении эффективности удобрений при таком сочетании их во времени и пространстве под разными культурами, чтобы добиться синергизма или аддитивного взаимодействия.

Под предпосевную обработку возможно совместное внесение удобрений и гербицидов корневого действия, но чаще обработку гербицидами совмещают с азотными подкормками озимых зерновых и многолетних трав, а также с некорневыми подкормками азотными и микроудобрениями в сочетании с фунгицидами, инсектицидами и регуляторами роста растений. Еще проще сочетать в одном поле последовательно под культурами в оптимальных дозах и при наилучших способах внесения удобрения, пестициды и регуляторы роста.

В серии полевых опытов с кукурузой на дерново-подзолистых и серых лесных почвах, обобщенных на кафедре агрохимии МСХА, сорняки снижали эффективность удобрений в посевах этой культуры более чем в 5 раз, гербициды в 4 и более раз повышали эффективность удобрений по сравнению с засоренными посевами, но были менее эффективны, чем систематическая ручная прополка посевов.

Гербициды, уничтожая сорняки, оказывают угнетающее влияние и на защищаемую культуру, однако вред от сорняков несравненно значительнее, поэтому химическая прополка, как правило, очень эффективна.

Оптимизация доз и соотношений удобрений под конкретную культуру повышает не только конкурентную способность ее к сорнякам, но и к применяемым гербицидам, а также к другим неблагоприятным факторам окружающей среды.

Например, при комплексном воздействии расчетных доз удобрений (^₃РззК₇₄ и N₈₆P₆₆K₁₄₈), симазина (до всходов) и 2,4-Д (по всходам) на серой лесной почве урожай зеленой массы кукурузы (за 100% принят урожай без удобрений с однократной ручной прополкой) составил: в удобренных вариантах без гербицидов — общий 83 и 115 %, в том числе початков молочно-восковой спелости 105 и 151 %; то же + одна ручная прополка 131 и 124 %, в том числе початков 170 и 186 %; удобрения + симазин 131 и 151, 221 и 232 %; то же + 2,4-Д 160 и 164, 307 и 230 %. Наиболее эффективной оказалась первая доза удобрений в сочетании с симазином до всходов (2 кг/га) и бутиловым эфиром 2,4-Д по всходам (0,6 кг/га); при этом общая масса возросла в 1,6 раза, а початков — в 3 раза по сравнению с вариантом без гербицидов.

Здоровое, не поврежденное вредителями или другими факторами окружающей среды растение, естественно, лучше реагирует на любое улучшение условий питания, в том числе на удобрения.

Например, по данным Ротамстедской опытной станции, урожай зерна яровой пшеницы, поврежденной нематодами и грибными заболеваниями, при N₇₅ составил 1,45 т/га, а при обработке почвы формалином увеличился до 3,75 т/га. Применение N₂₂5 без формалина обеспечило урожай 2,93 т/га, а при сочетании с ним — 4,49 т/га.

Эффективность удобрений зависит от вида и урожайности предшественников удобряемых культур, а также от состава и существующего чередования культур во времени и пространстве. Многие культуры обладают биологической способностью усваивать питательные вещества из труднодоступных соединений: все бобовые культуры в симбиозе с клубеньковыми бактериями могут обеспечить собственные потребности в азоте на 50—97 % (в зависимости от вида и длительности возделывания) за счет запасов его в атмосфере, а люпины, гречиха, горчица усваивают фосфор из труднодоступных фосфатов почв и удобрений.

После минерализации корневых и пожнивных остатков этих (и других) культур содержащиеся в них питательные элементы становятся доступными для следующих за ними культур, не обладающих подобными биологическими особенностями. Это и есть одна из причин лучшего усвоения питательных элементов из почв и удобрений и, следовательно, большей эффективности последних в севооборотах и при чередовании культур по сравнению с бессменными посевами. Плодосменный севооборот — это, с одной стороны, один из способов увеличения круговорота питательных веществ на конкретной территории (особенно, если хозяйственные урожаи культур используют на корм скоту и содержащиеся в них элементы возвращаются на поля в качестве навоза или других органических удобрений) и, следовательно, повышения продуктивности всех возделываемых культур на данной территории. С другой стороны, это и конкретный пример ценности севооборота и чередования культур при введении в него подобных видов их как удобрительного средства или фактора, улучшающего питание растений, что особенно важно при организационно-экономических проблемах с органическими и минеральными удобрениями.

Другой причиной более высокой эффективности удобрений под всеми культурами в севооборотах является существенное улучшение фитосанитарной обстановки посевов. В севообороте и при чередовании культур создаются лучшие условия для борьбы с сорняками (засоренность полей в долголетнем опыте МСХА снизилась в 4—5 раз и более по сравнению с бессменными посевами), болезнями и вредителями возделываемых растений.

В качестве примера рассмотрим данные 86-летнего опыта кафедры земледелия МСХА, обобщенные А. А. Алферовым за 1978—1998 гг., о средних урожаях культур при разном удобрении в севообороте и в бессменных посевах на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве. Средняя урожайность озимой ржи при бессменном возделывании и в севообороте составила: без удобрений 1,29 и 2,51 т/га, при систематическом применении минеральных удобрений 2,33 и 2,97 т/га, при сочетании минеральных удобрений с навозом на фоне извести 2,68 и 3,25 т/га, т. е. удобрительная ценность севооборота резко снижается при применении минеральных и других удобрений, но и фитосанитарная роль его постоянно обеспечивает более высокую эффективность всех удобрений.

Средняя урожайность клубней картофеля составила соответственно: без удобрений 8,3 и 9,2 т/га, по минеральным удобрениям 19,1 и 19,1 т/га, при сочетании навоза с минеральными удобрениями на фоне извести 16,7 и 23,3 т/га. Очевидно, эту культуру можно возделывать бессменно, но одновременно еще более значительно проявилась фитосанитарная роль севооборота в повышении эффективности сочетания извести с навозом и минеральными удобрениями.

Средняя урожайность ячменя составила соответственно: без удобрений 0,39 и 0,31 т/га, по минеральным удобрениями на фоне извести 2,59 и 2,83 т/га, при сочетании минеральных удобрений с навозом на фоне извести 2,79 и 3,25 т/га. Здесь фитосанитарная роль севооборота проявляется в повышении эффективности даже возрастающей насыщенности удобрениями только на фоне извести.

Средний урожай сена клевера составил соответственно: без удобрений 1,95 и 3,60 т/га, по фосфорно-калийным удобрениями на фоне извести 5,55 и 6,66 т/га, при сочетании минеральных удобрений с навозом на фоне извести 5,85 и 5,99 т/га. Здесь также видны удобрительная и фитосанитарная роль севооборота и одновременно реальные возможности клевера удовлетворять потребность в азоте за счет фиксации его из воздуха.

По мере совершенствования агротехники культур под влиянием удобрений возрастает урожайность их не только в севооборотах, но и в бессменных посевах, причем как на бедных, так и на окультуренных почвах. Важно отметить, что разные культуры неодинаково реагируют на удобрения, возделывание в севооборотах и сочетания этих факторов.

По обобщенным данным опытов кафедры земледелия МСХА, вклад севооборота, удобрений и взаимодействия этих факторов в Нечерноземной зоне в общую прибавку урожаев соответственно составляет (%): у озимой пшеницы 57, 32 и 11, у овса 56, 36 и 8, у картофеля 22, 55 и 23, у свеклы 10, 69 и 21, у кукурузы 6, 81 и 13. У зерновых культур более 55 % прибавки урожаев обусловлено севооборотами и только 32—36 % — удобрениями, а у пропашных, напротив, 55—81% обеспечивают удобрения и только 6—22 % — возделывание их в севооборотах. Следовательно, пропашные культуры следует размещать в прифермских севооборотах, смело практиковать повторные посевы и возделывание в выводных полях. Это обстоятельство очень важно в связи с интенсификацией и специализацией сельскохозяйственного производства во всех категориях хозяйств.

В условиях недостаточного увлажнения чистые пары в севооборотах улучшают влагообеспеченность, усиливают минерализацию органического вещества и облегчают борьбу с сорняками. Поэтому под культурами, следующими по чистым парам, эффективность фосфорно-калийных и органических удобрений возрастает, а азотных снижается. По занятым парам эффективность всех удобрений, как правило, выше, чем по чистым.

По пласту и обороту пласта многолетних трав эффективность органических и азотных удобрений снижается, а фосфорно-калийных возрастает.

С повышением уровня агротехники в севооборотах и при чередовании культур появляется реальная возможность удержать распространение сорняков, болезней и вредителей возделываемых культур в пределах экономических порогов их вредоносности. Однако при бессменном возделывании зерновых, зернобобовых, льна, клевера и других культур сплошного посева для этого требуются специальные биологические или химические средства борьбы.

Таким образом, высокую продуктивность можно получить практически при любом насыщении территорий (агроландшафтов) теми или иными культурами, но, естественно, с разными затратами удобрений, мелиорантов и различных средств защиты растений для устранения негативных биологических и почвенно-климатических факторов (причин), лимитирующих рост и развитие возделываемых растений.

Влагообеспеченность почв и культур — важнейший фактор эффективности удобрений. В зонах недостаточного увлажнения и засушливого климата удобрения относительно малоэффективны, применяются в небольших количествах (не более 20—30 кг/га д. в.). Здесь наиболее эффективны фосфорные удобрения, внесенные при посеве в дозах 10—20 кг/га д. в. Только при орошении в этих зонах резко возрастает эффективность в первую очередь азотных, затем фосфорных и органических удобрений.

В Нечерноземной зоне выделяют три региона с разной нуждаемостью в гидромелиорации.

Регион неустойчивого увлажнения представлен выщелоченными черноземами, серыми лесными и оподзоленными почвами. Здесь развито богарное земледелие для большинства культур в сочетании с орошаемым для овощных, кормовых и других влаголюбивых культур. Эффективность удобрений при орошении здесь значительно возрастает. Например, в среднем за 18 лет, по данным ВИУА, прибавка зеленой массы кукурузы от удобрений при орошении возрастала на 15,6 т/га, кормовой свеклы — на 20,0 т/га, зерна гречихи — на 0,35 т/га.

Регион достаточного увлажнения представлен дерново-подзолистыми почвами, на которых (особенно низковлагоемких) перспективно (и осуществляется) орошение в сочетании с удобрениями под овощными и кормовыми культурами.

Регион избыточного увлажнения также представлен дерново-подзолистыми почвами и торфяниками, на которых для повышения эффективности удобрений необходимо осушение и только в отдельные периоды орошение овощных и кормовых культур. На осушенных торфяных и минеральных почвах наиболее эффективны калийные, медные, фосфорные и азотные удобрения.

Система осушения почв в этом регионе должна функционировать при необходимости (в засушливые годы или периоды кратковременных засух) и как оросительная.

Таким образом, всестороннее и систематическое повышение уровня агротехники каждой культуры (общей культуры земледелия) в любом агроценозе — важнейший залог постоянного повышения эффективности оптимальных доз и соотношений удобрений.