Спецвозможности
Техника и оборудование

Резервы минерального питания зерновых культур

23.02.2017
1947
Резервы минерального питания зерновых культур фото, иллюстрация

Высокие урожаи зерновых культур возможны при условии обеспечения их полноценным питанием. Для развития растения нуждаются в свете, тепле, воде и питательных веществах. В составе культур содержится около 70 химических элементов. Главные среди них — углерод, кислород и водород. Следующие по значимости — азот, фосфор и калий.

 

Несмотря на наличие этих элементов в составе самых полезных для почвы и растений органических удобрений, их концентрация в последних настолько незначительна, что для достижения высоких урожаев их нужно вносить по 50-60 т/га, что при нынешнем упадке у нас животноводства побуждает к применению минеральных удобрений химического происхождения.

Однако применение минеральных удобрений имеет две существенных оговорки: во-первых, они загрязняют окружающую среду (ежегодно с ними на поля Украины поступает около 133 тыс. т фтора, 1,6 тыс. т цинка, меди и других экологически опасных элементов). Во-вторых, стоимость минеральных удобрений с каждым годом стремительно растет. Это побуждает сельхозпроизводителей к бережному и экономному использованию минеральных удобрений.

Способы внесения минеральных удобрений: опыт прошлых лет

До недавнего времени из-заза невысоких цен и физико-механических свойств минеральные удобрения вносили в почву на 80% поверхностным способом, 10% — одновременно с посевом и 10% — при подкормке посевов. Широкое применение поверхностного способа определяло то, что минеральных удобрения выпускали преимущественно в порошкообразном и мелкокристаллическом виде и требовали тщательного перемешивания и длительного контакта с грунтом.

Такие удобрения заворачивали в почву обычными почвообрабатывающими орудиями во время пахоты, культивации или боронования. Эти средства в той или иной степени локализуют минеральных удобрения в почве, однако глубина их заделки для каждого случая отличается и не всегда отвечает потребностям растений.

Посівний агрегат Jantar-12

Во время культивации основная масса удобрений остается на поверхности почвы и в слое до 5 см. Дисковая борона является пригодной для этого, однако она осуществляет широкополосное расположение удобрений через выбрасывание последних задними секциями до середины бороны (при Х-образном расположении дисковых батарей). При этом с обеих сторон орудия остаются неудобреные полосы шириной до 30 см.

При вспашке без предплужника на глубину 25 см количество минеральных удобрений растет в направлении от верхнего слоя к нижнему и достигает максимума в слое 16-20 см. При вспашке с предплужником количество удобрений возрастает с верхнего слоя (4 см) до нижнего. В слое до 16 см остается лишь 14% удобрений, что не обеспечивает надлежащее питание молодых растений в начале вегетации. На глубине 16-25 см содержится до 86% удобрений, 37% из них концентрируются у дна борозды в слое 24-25 см, что не обеспечивает полной эффективности удобрений.

По описанной выше технологии применения минеральных удобрений используют только 28% азота, 20% фосфора и 32% калия. Значительно более эффективным способом является внесение минеральных удобрений непосредственно в почву узкими лентами на нужном расстоянии от строки растений, что позволяет повысить вышеназванные показатели, соответственно, до 50, 20 и 50% и сэкономить до 30% минеральных удобрений. Лучшим агротехническим средством, дающим возможность это реализовать, является внесение основной дозы удобрений одновременно с посевом.

Технология внесения минеральных удобрений сегодня 

Во время припосевного (стартового) внесения удобрения (преимущественно фосфорных форм) располагают или непосредственно в посевной строке вместе с семенами, или на расстоянии 2-3 см от строки семян, как в сторону так и вглубь. При этом фосфорные удобрения следует располагать как можно ближе к семенам, потому корни растений используют только незначительное количество общей внутренней поверхности почвы, а содержание фосфора в почвенных растворах составляет лишь 0,2-2,5 кг/га. Водорастворимые фосфаты из удобрений почти не перемещаются в почве и при поверхностном способе внесения первая культура использует их только на 10-20%. Установлено, что запасов фосфора в семенах, которые высеваются, недостаточно и потребность молодых растений в этом элементе превышает потребность в азоте и калии в несколько раз. Получив повышенное количество стартового фосфора, молодые растения ускоренно формируют корневую систему, что способствует более полному усвоению элементов питания и влаги. Как следствие, средняя прибавка урожая озимых от стартового удобрения фосфором дозой 10-15 кг/га составляет 2,9 ц/га при урожайности на контроле 22,6 ц/га.

Что касается азотных удобрений, то агрономические данные свидетельствуют об обязательной необходимости отделения минеральных удобрений от семян. При этом смещение их на 6 см ниже семян или в сторону от них недостаточно эффективно. При таком расположении прибавки урожая зерновых составляют, соответственно, 2,8 и 2,4 ц/га. Сочетание этих мероприятий при расположении на 3 см в сторону от строки семян и на 3-6 см вглубь от семян позволяет повысить урожайность зерновых по сравнению с поверхностным способом на 3,7-3,8 ц/га, а при смещении в сторону на 6 см - соответственно на 4,2-4,6 ц/га.

Эти характеристики соответствуют зерно-туковым сеялкам скандинавских стран с междурядьями между зерновыми сошниками 12,0-13,2 см. Минеральные удобрения в них высевают через специальные туковые сошники в середину междурядья.

В Швеции установлена равнозначная эффективность расположения ленты удобрений при посеве зерновых культур в каждое междурядье и через междурядья, что позволяет вдвое сократить количество туковых сошников, уменьшить тяговое сопротивление и металлоемкость сеялки.

В результате многолетних опытов Полтавского СГИ на черноземах при выращивании зерновых с ленточным внесением основных минеральных удобрений пришли к выводу о возможности внесения удобрений через междурядья зерновых культур и на глубину, вдвое большую, чем лента семян. Сеяли переоборудованной сеялкой СЗ-3,6, в которой было предусмотрено внесение полной дозы минеральных удобрений лентами через междурядья с интервалом 30 см на глубину 10 см, что дало прибавку урожая по сравнению с поверхностным внесением и заделкой удобрений культиватором на 3-6 ц/га.

Ряд исследователей считает такое расположение ленты основного удобрения слишком далеким от рядов семян, а для начального развития корневой системы растений нужно одновременно добавлять в ряды семян небольшую дозу фосфорных удобрений.

Для пропашных культур поверхностное внесение минеральных  удобрений создает ощутимую позиционную удаленность основной массы удобрений от семян и всходов растений. Чем шире междурядья, тем больше период от прорастания семян до начала питания корнями молодых растений. Поэтому локализация удобрений при широкорядном посеве значительно эффективнее, чем на культурах с междурядьями 8-15 см.

В Великобритании для культур с широкорядным посевом придерживаются схемы расположения ленты минеральных удобрений на расстоянии 5 см со стороны строки растений и на 2,5 см глубже их.

В Германии после многолетних опытов внесения удобрений под кукурузу пришли к выводу о целесообразности расположения ленты основного удобрения на 5 см в сторону и в глубину от ряда растений, что дало прибавку урожая зерна по сравнению с поверхностным внесением 7,9 ц/га.

Ряд исследователей считает целесообразным на тяжелых почвах вносить фосфорные и особенно калийные удобрения при осенней обработке почвы. Как вариант, под кукурузу по технологии Strip-till их можно вносить при чизелевании в борозду, которую оставляет чизельная лапа. Весной сеялка движется маркерным следом, который оставляет осенью чизель, семена высевают в борозду, а стартовые удобрения — на расстоянии 2-3 см от ряда семян.

Способы внесения минеральных удобрений: опыт зарубежных колег

Ведущие зарубежные фирмы широко применяют такую ​​технологию минерального удобрения зерновых культур.

Фирма Vаderstad предлагает технологию посева с мелкой обработкой почвы и различными схемами взаимного расположения семян и удобрений (рис. 1). При первой минеральные удобрения заделывают в ряд между двумя рядами семена на расстоянии от семени 6-7 см и глубиной внесения на 2-3 см ниже уровня заделки семян (рис. 1а). При второй минеральные удобрения вносят в ленты на глубину 2-3 см ниже уровня посева между строками семян, закладывают с междурядным расстоянием 12,5 см (рис. 1б). Указанную технологию реализуют механическими сеялками марки Rаpиd и сеялками с централизованными пневмомеханическими высевающими системами Spirit 400С (фото 1).

Сеялка — полуприцепная. На мощной центральной раме установлены комбинированный бункер для семян и туков, дозаторы, вентилятор и пневмопровода с двумя распределительными головками. Одна из них распределяет удобрения, которые по тукопроводам транспортируются сжатым воздухом под диски двухрядного дискатора, который сплошь обрабатывает почву на глубину от 3 до 6 см. За дискатором идут пневматические колеса, которые уплотняют разрыхленную дискатором почву и готовят посевное ложе с нужной плотностью почвы (0,9-1,1 г/см3).

Со второй распределительной головки семян по семяпроводам направляется в двухдисковые сошники, которые расположены в два ряда и имеют индивидуальные прикатывающие коточки. Позади них шарнирно закреплены штригеля-бороны, которые боронуют и выравнивают усеянную площадь.

Благодаря широкому спектру опций, доступных для установки на сеялку, ее можно настроить под различные типы почв и требования по их обработке. Большой бункер обеспечивает значительную производительность. Сеялки оборудованы широкими колесами большого диаметра, вместе с их размещением в шахматном порядке, что позволяет достичь эффективного уплотнения почвы перед высевающими секциями и уменьшить усилия. Доступная ширина междурядий составляет 12,5 и 16,7 см.

Сеялка может быть адаптирована к различным условиям посева благодаря работе трех наборов передних почвообрабатывающих рабочих органов, которые достаточно легко настроить и регулировать из кабины трактора. Для хозяйств, использующих вспашку на большинстве площадей, рекомендуют применять выравнивающую планку Cross Board, которая разбивает комки и выравнивает борозды после вспашки.

Если в хозяйстве большинство площадей обрабатывают культиваторами или дисковыми боронами по технологии Mini-till, на сеялке Spirit целесообразно использовать систему дисков System Disc Aggressive. В этом случае 45-сантиметровые диски конической формы, закрепленные на индивидуальных стойках, обеспечивают высокую точность работы и образуют дрибногрудкову структуру обработанного грунта. Коническая форма дисков обеспечивает постоянный угол атаки, не зависит от степени его износа и глубины обработки. Х-образное размещение дисков нейтрализует силы бокового смещения и улучшает их проникающей способностью.

Электронная система контроля сеялок проверяет процесс перемещения семян от бункера к сошникам. Она сразу информирует тракториста об уменьшении потока семян в конкретной секции, поэтому риск посева с забитым сошником сведен к минимуму. Есть функция перекрытия высева половины ширины сеялки из кабины трактора, что важно для экономии семян и удобрений во время посева на клиновидных участках и обсеве поля. По заказу агрегат комплектуют оборудованием для точного вождения с использованием GPS.

Технологию дисковой предпосевной обработки почвы одновременно со строчным посевом с междурядьями 12,5 см, внесением в рядки стартовых минеральных удобрений, а в междурядья — их основных доз по схеме, показанной на рис. 1а, предлагает известная фирма Lemken. Но техническое обеспечение этой технологии иное, чем в Vaderstad. Посевной агрегат Jantar-12 (фото 2) состоит из прицепного трехсекционного бункера на отдельном колесном ходу, который оборудованный катушечными дозаторами, вентилятором высокого давления и пневмопроводов для технологических материалов. В него подцепляя короткая дисковая борона (дискаторы) с катком, по которому в ряд на подпружиненной подвеске расположены двухдисковые сошники для высева основных удобрений. Позади колесного хода дискаторы в два ряда навешены с помощью параллелограммных механизмов двухдисковые сошники с прикатывающими катками. В эти сошники пневматически транспортируются семена и стартовые минеральные удобрения.

Агрегат оснащен маркерами, системой контроля высева, механизмами быстрой настройки норм высева и глубины посева семян и отдельно основных удобрений. Благодаря широкому расстоянию между рабочими органами агрегат способен надежно работать почти по всем технологиям обработки почвы. Дискаторы, которые входят в состав агрегата, можно использовать отдельно для обработки почвы.

При использовании техники фирмы John Deere во время выращивания злаковых культур удобрения закладывают в каждое второе междурядье. При посеве с междурядьями 25,4 см расстояние между лентами основных удобрений составляет 50,8 см (рис. 2).

Фирма предлагает несколько моделей комбинированных машин для реализации этоспособа внемения минеральных удобрений. Пневматическая сеялка-культиватор модели 730LL имеет в составе культиватор модели 2210, позади которого на раме установлены двухдисковые сошники (фото 3а), которые строчным способом с междурядьями 15 или 19 см высевают семена. Перед ними идут в пять рядов культиваторные рабочие органы с подпружиненными стойками (фото 3б). Они подрезают и рыхлят почву на глубину 6-12 см и зарабатывают основные удобрения, которые с помощью пневматической системы транспортируют от посевного модуля. Стартовые минеральные  удобрения высевают в строку с семенами. Подаются они также сжатым воздухом от посевного модуля, к которому прицеплена сеялка-культиватор. Ширина захвата посевного комплекса составляет от 8,5 до 13,4 м.

Для выполнения несколько иной технологии Mini-Drill рассчитана модель посевного комплекса 1835 фирмы John Deere. Семена высевают полосами 10 см с расстоянием между ними 25 см. При этом в полосы с семенами подают стартовые минудобрения. Основные удобрения вносят узкими рядами между засеянными полосами с междурядьями 51 см и на 2-3 см глубже семян.

Основой посевного комплекса 1835 является четырехрядный культиватор с катками. Семена и стартовые удобрения высевают под лапы рабочих органов. Для заделки в почву основных удобрений спереди на раме культиватора установлены с междурядьями 51 см специальные однодисковые сошники. Семена и туки дозируются и пневмотранспортуются высевающим модулем модели 1910, который агрегатируется позади культиватора.

Модель 1835 выпускается с шириной захвата от 10,2 до 18,3 м.

Посевные ком­плек­сы ка­надс­кой фирмы Salford созданы по технологии культиваторной мелкой обработки почвы, совместимой с посевом лентами семян и стартовых удобрений (под культиваторные лапы) (фото 4) и внесением основных удобрений между лентами (рис. 3). Для высева основных удобрений между лентами семян фирма разработала приставку к лапам рабочих органов в виде дополнительного наральника. Поставляемая в качестве опции к посевному комплексу Salford 580. Подобные технологические и технические решения предлагают известные американские фирмы Flexi-Coil и Bourgault.

Немец­кая фирма Horsch разработала способ внесения стартовых удобрений в ленту с семенами и закладкой жидких основных удобрений под семенные ленты (рис. 4). Глубина заделки семян со стартовыми удобрениями составляет 2-3 см, а жидкие удобрения вносят на 2-3 см ниже семян. Ширина двух полос семян с междурядьями — до 20 см. Разработан также вариант технологии, когда основные удобрения вносят в почву в твердом гранулированном виде.

Эту технологию и технические средства для нее взял на вооружение и внедряет в Украине холдинг «Агро-Союз». Сельхозпроизводителям предлагают модельный ряд широкозахватных посевных комплексов марки АТD.

Среди отечественных разработок наиболее приближенными к рассмотренным технологиям и средствам механизации почвообрабатывающе-посевных работ являются посевные комплексы ALCOR, которые разработало и серийно выпускает ООО «Красная звезда». Предназначены они для посева зерновых, зернобобовых и других культур по традиционной, минимальной и консервирующей допосевной обработке почвы.

На легких почвах могут осуществлять прямой посев без предварительной обработки почвы. Выполняют за один проход сплошную предпосевную культивацию на глубину посева и 100% -ное подрезание сорняков, полосовой подпочвеннорасбрасывающий высев семян и стартовых минудобрений, вычесывание срезанных сорняков и прикатывание засеянных полос. Выпускают две модели таких комплексов — ALCOR 7,5 и ALCOR 10 — с рабочей шириной захвата, соответственно, 7,5 и 10 м.

Агрегатируются данные комплексы с тракторами мощностью от 180 и 280 л. с. в соответствии.

 

Ю. Во­жик, д-р техн. на­ук,
В. На­со­нов, канд. техн. на­ук,
ННЦ «ИМЕСХ»

 

Информация для цитирования

Резервы минерального питания зерновых культур / Ю. Вожик, В. Насонов // Пропозиция. — 2017. — № 2. — С. 44-48

Интервью
Николай Орлов
В 2016 году значительно возросло количество рейдерских захватов предприятий. Среди пострадавших есть и представители аграрного бизнеса. Только за первое полугодие с жалобами на действия рейдеров в
Сергей Потапов, менеджер по развитию плодоовощного бизнеса Украинского проекта бизнес-развития плодоовощеводства, как оказалось, давно знаком с ореховой тематикой. А сейчас среди партнеров проекта есть и одно объединение производителей... Подробнее