СПОСОБЫ ВНЕСЕНИЯ ГИДРОГЕЛЯ С УДОБРЕНИЯМИ В ПОЧВУ
Влияние удобрений на состояние почв и развитие растений
Общепризнано, что удобрения должны быть внесены в почву, таким образом, и в таком месте, чтобы они оказались в наибольшей степени позиционно доступными для растений, а также в такое время, когда последние наиболее нуждаются в питательных веществах. Нужно, чтобы удобрения находились в тех слоях почвы, где развивается корневая система растений, лучше способствовали росту и деятельности ее, чтобы питательные вещества равномерно распределялись в почве. Для этого необходимо установить оптимальное расстояние между корнями растений и питательными веществами удобрения, при котором обеспечивалось бы поступление питательных веществ в растения на различных фазах развития и соответственно их биологическим особенностям.
Проблемы правильного размещения удобрений должны разрабатываться по принципу «питать растение, а не только удобрять почву». Поэтому в последние годы большое внимание в проводимых исследованиях по технике внесения удобрений уделяется изучению эффективности различных способов пространственного размещения удобрений в почве по отношению к растению.
Исходя из этого, предлагается использовать гидрогель, способный удерживать питательные элементы и влагу продолжительное время в определенном месте.
Гидрогель - это гранулы особого полимера, способного поглощать воду и растворенные в воде удобрения, в сотни раз превышающие собственный вес, а затем отдающие их растениям по мере необходимости.
Он способен поглощать и удерживать при набухании до 4-х л дистиллированной воды на 10 г гидрогеля или около 0,25 л питательного раствора на 1 г препарата. При добавлении гидрогеля в грунт значительно улучшается обеспечение растений необходимым количеством воды и питательных элементов, если они были добавлены в воду. При этом сокращается частота и снижается риск ожога корневой системы удобрениями.
Гидрогель не только позволяет обеспечивать растение водой, но также способен впитывать излишки воды при чрезмерном поливе, создавая оптимальный режим водоснабжения растений и позволяя тем самым исключить такую проблему, как «перелив» и образование стоков.
Отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о том, что не менее 50 % прироста урожаев можно получить за счет правильного использования удобрений.
Единой классификации удобрений в настоящее время не существует. В основе их деления используют различные признаки. Прежде всего, удобрения, применяемые в полеводстве, делят на минеральные и органические, которые могут быть твердыми или жидкими.
В свою очередь, минеральные удобрения делятся на простые и сложные.
К числу простых относятся суперфосфат, калийные соли, аммиачная селитра, сульфат аммония, мочевина. Кроме перечисленных выше твердых минеральных удобрений, выпускаются также жидкие азотные удобрения.
Твердые минеральные удобрения выпускаются в виде порошков, кристаллов, чешуек и гранул. Производство таких удобрений из года в год увеличивается, так как они значительно лучше высеваются машинами, а их питательные вещества в большей степени используются корневой системой растений.
Большинство минеральных удобрений, особенно в порошкообразном виде, легко и в больших количествах поглощает влагу из воздуха. Однако с увеличением влажности сыпучесть удобрений резко падает, и их становится трудно высевать машинами.
Сложные минеральные удобрения получили большое распространение в виде нитрофосок и аммофоса. Нитрофоски содержат азот, фосфор и калий, а аммофос - фосфор и азот.
Из жидких минеральных удобрений сельскому хозяйству поставляется в основном водный аммиак (аммиачная вода), который является эффективным удобрением, но имеет сравнительно низкое содержание азота. Учитывая ряд экономических показателей, а также общую тенденцию к выпуску более концентрированных удобрений, применение аммиачной воды следует в настоящее время рассматривать как временное мероприятие.
Жидкие сложные удобрения содержат не один, а два или три питательных элемента. В отдельных случаях к трем основным питательным веществам добавляют и микроэлементы. Такие удобрения имеют преимущества по сравнению с жидкими азотными удобрениями. Применять жидкие сложные удобрения можно как до посева, так и во время посева и при подкормке растений, которая может быть и поверхностной.
При использовании жидких сложных удобрений не требуется аппаратуры для хранения и внесения, выдерживающей высокое давление. Их можно вносить обычными растениепитателями и даже разбрасывать по поверхности. При этом потерь питательных веществ практически не бывает, так как в этих удобрениях нет свободного аммиака.
К органическим удобрениям относят навоз, торф, всевозможные компосты, зеленые удобрения.
Комплексными удобрениями называют такие, в которых содержатся два и более питательных элемента. Состав комплексных удобрений весьма разнообразен. Единой классификации их в настоящее время нет.
Преимущество комплексных удобрений состоит в том, что в них нет или почти нет балласта, в то время как в простых удобрениях его довольно много. Так, простой суперфосфат содержит 14 - 20 % Р205, а остальные 80 - 86 % представляют собой, как правило, ненужные примеси. В сульфате аммония содержится около 20 % азота, а главную его часть составляют остатки серной кислоты, которые в большинстве случаев не нужны растениям, а в ряде случаев и вредно влияют на них. Сложные удобрения, как правило, более концентрированы, чем простые. Вследствие этого комплексные удобрения более транспортабельны и, следовательно, требуют меньших затрат на перевозку при внесении в почву. В этом их несомненное преимущество по сравнению с простыми. Поэтому производство комплексных удобрений растет во многих странах и в некоторых (США, Франция, Англия) составляет 50 % и более от общего количества.
Способы внесения гидрогеля с удобрениями
При выборе способа внесения гидрогеля с удобрениями нужно стремиться к тому, чтобы как можно лучше обеспечить растения питательными веществами в течение всего периода их роста и развития. Также особое внимание должно быть уделено правильному сочетанию минеральных и органических удобрений, способам их приготовления, дозам питательных элементов.
Существует три наиболее распространенных способа внесения:
• сплошное (основное),
• припосевное (местное),
• подкормка.
При сплошном внесении органические и минеральные удобрения совместно с гидрогелем нужно разбрасывать по поверхности поля, а затем заделывают плугами, боронами и другими почвообрабатывающими машинами. Этим способом вносят навоз, компосты и около 2/3 минеральных удобрений. Сплошное внесение обычно производят до посева сельскохозяйственных культур с тем, чтобы растения их использовали в течение всего вегетационного периода.
При местном внесении гидрогеля с удобрениями их нужно размещать в рядках или гнездах одновременно с посевом или посадкой сельскохозяйственных культур. Конструкции сошников посевных и посадочных машин позволяют обеспечивать их размещение на 2 - 3 см глубже семян. Возможен также высев гранул с удобрениями сбоку рядка семян на расстоянии 1 - 3 см. Однако при этом растение не сможет в полной мере использовать питательные вещества, внесенные в почву, так как гидрогель не сможет поглотить в себя все внесенные туки, и часть их будет вымываться вниз лежащие слои.
Подкормки производят в период роста растений. Различают внекорневую и корневую подкормки. К внекорневой подкормке, например, относится подкормка озимых азотными удобрениями ранней весной. По данным ВИУА, 1 кг азота при такой подкормке обеспечивает прибавку урожая зерна на 12 - 15 кг. Корневые подкормки обычно совмещают с уходом за растениями (прополкой и культивацией междурядий).
Опыт показывает, что наиболее высокие урожаи получают в том случае, когда питательные вещества поступают к корням всеми тремя способами, т.е. когда сплошное внесение сочетают с местным и подкормками. В этом случае культурные растения наиболее полно обеспечиваются питательными веществами в течение всего периода их роста.
При сплошном внесении весьма существенным моментом является выбор почвообрабатывающих орудий для заделки удобрений. Навоз и компосты совместно с гидрогелем при сплошном внесении нужно равномерно распределить по поверхности поля при помощи навозоразбрасывателей или универсальных разбрасывателей и заделывать их в почву плугами.
При заделке соломистого, слаборазложившегося навоза с гранулами гидрогеля следует применять плуги без предплужников. Хорошие результаты по заделке дали опыты с плугами, снабженными вырезными почвоуглубительными корпусами. Изменяя в этих корпусах размеры выреза при помощи съемной пластины, можно заделывать гранулы с навозом на разную глубину — от 12 см и глубже.
Заделка в почву навозной жижи производится культиваторами и боронами немедленно после ее внесения. Опыты показывают, что заделка навозной жижи через 3—4 суток снижает ее эффективность на 60% по сравнению с немедленной заделкой.
Аммиачную воду вносят в почву на глубину не менее 10—12 см при помощи специальных сошников или на дно борозд, образуемых рабочими органами плугов, культиваторов, лемешных лущильников и тяжелых дисковых борон. Причем гидрогель нужно внести в почву до навозной жижи и аммиачной воды, чтобы гранулы успели вобрать в себя питательные элементы до того, как они испарятся и опустятся в нижние слои.
Органоминеральные смеси при сплошном их внесении заделывают в почву культиваторами и тяжелыми дисковыми боронами. Лучшим приемом использования органоминеральных смесей при выращивании пропашных культур (картофель, капуста, кукуруза и т. д.) является внесение их в рядки, гнезда и лунки. Возможно их совместное использование с гранулами гидрогеля.
Минеральные удобрения возможно смешивать с гранулами гидрогеля и рассеивать по поверхности поля разбрасывателями и туковыми сеялками, а заделку производить тяжелыми боронами, культиваторами и плугами.
При заделке боронами или культиваторами гидрогель с удобрениями необходимо располагать в верхнем слое почвы, на глубине до 8 см. При заделке туков плугами с предплужниками они в основном располагаются в нижней части пахотного слоя. Наиболее равномерное перемешивание гидрогеля и удобрений с почвой по всему обрабатываемому слою обеспечивают почвообрабатывающие фрезы. Заделку в почву гранул совместно с известковыми материалами производят теми же почвообрабатывающими машинами, что и минеральные удобрения.
Способы и сроки внесения гидрогеля с удобрениями в почву, выбор глубины и, следовательно, орудий для их заделки определяются типом и состоянием почвы, выращиваемой культурой, а также свойствами и нормами вносимых удобрений.
Так, например, одно из наиболее ценных и универсальных азотных удобрений — аммиачную селитру — можно вносить совместно с гидрогелем на почвах всех видов под любые сельскохозяйственные культуры. Эту смесь лучше всего вносить разбросным способом до посева, под весеннюю перепашку или культивацию.
Фосфорные труднорастворимые удобрения (фосфоритную муку, фосфатшлаки) лучше смешивать с гранулами и далее разбрасывать по полю и заделывать во время зяблевой пахоты. Применение этих удобрений весной перед посевом снижает их эффективность. Суперфосфат, являющийся универсальным фосфорным удобрением, можно вносить осенью под зябь и весной под перепашку или глубокую культивацию. Но особенно хорошие результаты дает гранулированный суперфосфат при местном внесении во время посева.
Калийные удобрения, хорошо растворимые в воде, на легких по механическому составу почвах, так же как и аммиачная селитра, могут при обильных осадках легко вымываться. Поэтому на таких почвах их лучше всего вносить с гидрогелем в целях удержания питательных элементов весной перед посевом, а на тяжелых - осенью под зяблевую вспашку.
Микроудобрения чаще всего используют совместно с гербицидами и ядохимикатами при внекорневой подкормке растений или ими опыливают перед посевом семена. Борные микроудобрения возможно вносить с гидрогелем вразброс сеялками и заделывать боронами и культиваторами до посева свеклы, льна, бобовых, овощных культур.
Внесенные в почву удобрения, которые успели впитать в себя гранулы гидрогеля, могут оставаться вместе их заделки, а оставшиеся передвигаются в разных направлениях. Нерастворимые в воде удобрения (фосфоритная мука, томасшлак и др.) остаются в почве там, где их внесли. Лишь последующая обработка почв изменяет их место в пахотном слое.
Растворимые в воде удобрения (все калийные, большинство азотных, суперфосфат) не остаются на месте внесения. В почве минеральные удобрения перемещаются по законам диффузии и вместе с движением воды, а, следовательно, встретившись с гидрогелем, остаются в месте нахождения гранулы. Под диффузией, как известно, подразумевается происходящий во времени процесс выравнивания концентрации в жидкости или газе. В данном стремятся выровнять концентрацию почвенного раствора. При этом питательные вещества из очага внесенного удобрения диффундируют во все стороны, образуя вокруг сферу с наибольшей концентрацией в центре и с наименьшей на периферии. Следовательно, по законам диффузии питательные вещества могут передвигаться не только вниз и вверх, но и горизонтально, а значит, в любом случае будут поглощены гранулами гидрогеля. Многими опытами установлено, что горизонтальное передвижение питательных веществ в почве не имеет большого значения.
Значительно большее значение имеет передвижение удобрений с почвенной влагой. Главная роль в передвижении питательных веществ в почве принадлежит гравитационной и капиллярной воде.
Растворимые и не поглощаемые почвой удобрения легко опускаются в нижележащие слои при выпадении атмосферных осадков и при поливе, а совместное использование с гидрогелем исключит данную проблему.
Передвижение питательных веществ с капиллярной водой изучали многие исследователи. Установлено, что с ней передвигаются не только азотные и калийные, но и водорастворимые фосфорные удобрения. В полевых условиях капиллярное движение воды часто приводит к подъему удобрений вверх. Объясняется это тем, что поверхность почвы высыхает и создает условия для перемещения воды вверх.
Особенно часто это бывает в районах с высокой температурой и малым количеством атмосферных осадков. Поэтому там аммиачная форма азота быстро превращается в нитратную. При поливе нитраты опускаются вниз, а при испарении воды поднимаются на поверхность почвы. Следовательно, передвижение удобрений, прежде всего, связано с влажностью почвы. А это значит, что совместное их внесение с гидрогелем позволяет использовать их в полной мере, когда они начнут подниматься вверх.
Наряду с влажностью на передвижение питательных веществ влияют свойства почв и природа самих удобрений. На тяжелых глинистых почвах с большой емкостью поглощения питательные вещества передвигаются значительно медленнее, чем на легких песчаных. Поэтому на последних опасность вымывания удобрений за пределы корнеобитаемого слоя больше, чем на суглинистых и тяжелых почвах.
Передвижение питательных веществ в почве зависит от природы самих удобрений. С этой точки зрения удобрения можно разделить на следующие группы:
• нерастворимые в воде,
• фосфорные растворимые калийные,
• азотные аммиачные,
• азотные нитратные.
Нерастворимые в воде удобрения в почве не передвигаются; из остальных меньше других передвигаются растворимые в воде фосфорные удобрения. Наибольшей подвижностью обладают нитратные формы.
Подвижность аммиачной формы значительно ниже нитратной. Еще меньшей подвижностью обладают калийные удобрения и самой меньшей фосфорные. Подвижность удобрений необходимо учитывать при совместном их использовании с гидрогелем, а также при выборе сроков и способов их внесения.
Основное внесение гидрогеля с удобрениями
Основным удобрением принято считать ту часть удобрения, которую вносят до посева. Она составляет наибольший процент из годовой нормы удобрений.
Основное удобрение с гидрогелем, возможно, вносить вразброс и заделывать плугами или другими орудиями, добиваясь при этом равномерного распределения. Особенно недопустимо внесение гидрогеля с удобрениями в виде комков и глыб. При таком применении их эффективность снижается.
Основное удобрение с гидрогелем нужно заделывать глубоко. Объясняется это тем, что при глубокой запашке гранулы с туками располагаются в зоне корневой системы, а не над ней, как это получается при мелкой заделке. Кроме того, при глубокой заделке гидрогеля с удобрениями они находятся в увлажненном слое почвы, что создает лучшие условия для использования их растениями.
Осеннее внесение гидрогеля с удобрениями с глубокой заделкой особенно необходимо в зонах умеренного и недостаточного увлажнения, где во избежание иссушения почвы весной ее не перепахивают. В зоне достаточного увлажнения их можно вносить и под весеннюю перепашку.
Осеннее внесение гидрогеля с глубокой заделкой особенно полезно при использовании фосфорных и калийных удобрений.
Нитратные формы азота в зонах достаточного и избыточного увлажнения осенью вносить нельзя, так как возможны потери азота от вымывания осенними осадками и талыми водами. Наряду с внесением основного удобрения вразброс с заделкой плугом применяют локальное внесение. Выполняют эту работу при помощи растениепитателей, которые размещают удобрения на достаточную глубину рядами. При диффузии удобрений из рядов в почве образуются удобренные ленты. Опыты показали, что такое внесение основного удобрения имеет преимущество по сравнению с разбросным.
Подкормка растений
Растения потребляют питательные вещества из почвы в течение длительного времени. Но продолжительность периода питания у отдельных растений различная.
При возделывании озимых культур часть питательных веществ внесенных удобрений используется осенью, а часть осенними дождями и талыми водами вымывается в нижние горизонты почвы. Весной, когда еще относительно низкая температура и избыточная влажность почвы, озимые испытывают острый недостаток в питательных веществах, особенно в азоте. В результате при внесении всех удобрений до посева питательные вещества не могут быть полностью использованы растениями потому, что вначале растения малы, а ко времени их наибольшей потребности в питательных веществах последние в значительной степени поглощаются почвой, вымываются в нижележащие горизонты или перемещаются в самый верхний слой. Поэтому предлагается использовать гидрогели, позволяющие исключить данную проблему.
Прибавка урожая от подкормки во многом зависит от вида удобрений. Лучше всего в этом случае применять удобрения, питательные вещества, которые легко растворяются в воде и хорошо проникают в почву.
Азотные минеральные удобрения почти все растворимы в воде, но в почве передвигаются с неодинаковой скоростью; поэтому если есть выбор, то для подкормки в первую очередь следует использовать селитру. Для подкормки хлопчатника, сахарной свеклы, картофеля и других пропашных культур применяют и жидкие азотные удобрения.
Из фосфорных минеральных удобрений для подкормки зерновых культур можно использовать без заделки только суперфосфат. Питательное вещество, содержащееся в суперфосфате, растворяется в воде и дождями вымывается в почву. Другие фосфорные удобрения, особенно фосфорит и костная мука, для подкормки не годятся, так как питательные вещества, содержащиеся в них, в воде нерастворимы и поэтому не будут проникать в почву.
Калийные минеральные удобрения растворимы в воде и все могут быть применены для подкормки. Из микроудобрений для подкормки используют бор, молибден и др.
При подкормке растений применяют следующие способы внесения удобрений:
• вразброс в сухом виде, без заделки, туковыми сеялками или при помощи самолетов;
• в сухом виде с заделкой бороной, растениепитателями или другими орудиями;
• в жидком виде растениепитателями, при поливе с орошаемыми водами, также при опрыскивании растений (внекорневая подкормка).
Успех подкормки во многом зависит от свойств почвы. Особенно большое значение имеет ее механический состав. На легких (песчаных) почвах подкормка сильнее повышает урожай, чем на тяжелых (глинистых).
Объясняется это тем, что при поверхностном внесении или при мелкой заделке удобрения с дождевой водой легко проникают в песчаную почву и быстро используются растениями. В глинистые почвы дождевая вода и удобрения проникают медленнее. Кроме того, эти почвы во много раз сильнее поглощают внесенные удобрения, задерживая их в верхнем слое. Поэтому если невозможно подкормить все посевы, то в первую очередь это надо делать на более легких почвах.
Прибавка урожаев от подкормки зависит и от обеспеченности почвы питательными веществами. Поэтому в первую очередь следует применять то питательное вещество, которого больше всего недостает в почве для данного растения.
Локальное внесение гидрогеля с удобрениями
При использовании гидрогеля с удобрениями необходимо стремиться к тому, чтобы от единицы действующего вещества получить наибольший прирост урожая.
Наиболее эффективным способом использования является внесение гидрогеля и минерального удобрения в рядки при помощи комбинированных и обыкновенных сеялок. При таком использовании суперфосфата прибавки урожая от единицы удобрений в несколько раз выше, чем при любом другом способе.
Высокий эффект при внесении гидрогеля с удобрениями в рядки объясняется следующим:
1. При внесении в рядки гранулы с удобрениями необходимо располагать локально; благодаря меньшему контакту с почвой удобрения меньше ею поглощаются и полнее используются гидрогелем, а в дальнейшем и растениями.
2. Расположение гидрогеля с удобрениями по отношению к растению при рядковом способе очень благоприятное, благодаря чему растения обеспечиваются доступной пищей в тот период, когда они имеют небольшую корневую систему и не могут извлекать питательные вещества из большого объема почвы.
З. Гранулы и удобрения, внесенные в рядки, положительно влияют на рост корневой системы, увеличивают ее ветвление, количество корневых волосков и способствуют более глубокому проникновению корней в почву. Мощная корневая система имеет контакт с большим объемом почвы и, следовательно, извлекает питательные вещества из тех слоев почвы, которые без рядкового внесения растениям недоступны.
4. При внесении гидрогеля с удобрениями в рядки растения получают питательные элементы в доступной им форме тогда, когда они меньше всего способны добывать их из почвы.
Таким образом, внесение удобрений в рядки представляет собой одно из средств борьбы растений с засухой, а их совместное использование с гидрогелем значительно повысит эффективность.
Машины и агрегаты для внесения удобрений
Минеральные удобрения вносят перед их закладкой под плаптажную вспашку, а также в виде подкормок в период вегетации. Для подготовки, погрузки, транспортировки и внесения удобрений широко используются машины общего назначения, которые возможно применять и для совместного внесения с гидрогелем.
При работе машины должны обеспечивать равномерный рассев удобрений по поверхности почвы в заданных дозах. Неравномерность высева тарельчатыми аппаратами допускается до 15%, центробежными разбрасывателями - до 25%. При рассеве гидрогеля с гранулированными или порошкообразными туками отклонение от дозы внесения допускается не более 8%. Установленная доза внесения не должна зависеть от степени заполнения емкости удобрениями.
