Курсовая работа: Эффективная система удобрений

2.5 Баланс питательных веществ в севообороте

Критерием экологической безопасности системы применения удобрений, ее влияния на плодородие почв является баланс важнейших элементов питания - азота, фосфора, калия, кальция и др. Баланс питательных веществ - это количественное выражение содержания питательных веществ в почве на конкретной площади или объекте исследования (поле севооборота, севооборот, хозяйство, зона, область и страна) с учетом всех статей их поступления (внесение удобрений, природные источники и др.) и расхода (вынос урожаем, естественные потери в результате вымывания, улетучивания и т. д.) в течение определенного промежутка времени (В. Г. Минеев).

Выделяют баланс биологический, хозяйственный и внешнехозяйственный.

Биологический баланс охватывает все статьи поступления питательных веществ, вовлекаемых в круговорот, в том числе с корневыми и пожнивными остатками. Его используют при оценке отдельных севооборотов.

Хозяйственный баланс основывается на учете выноса питательных веществ с основной и побочной продукцией и их поступление за счет внесения минеральных и органических удобрений.

Внешнехозяйственный баланс учитывает отчуждение питательных веществ за пределы хозяйства и поступление их с минеральными удобрениями.

Баланс азота, фосфора и калия имеет свои особенности. Азот в системе почва - удобрение отличается высокой подвижностью. Другая особенность баланса азота - его биологическая фиксация симбиотическими и свободноживущими микроорганизмами.

Фосфор не имеет естественных источников пополнения запаса в почве. Потери происходят в основном за счет эрозии почв. Вымывание из суглинистых и глинистых почв не превышает 1 кг/га и лишь на песчаных и торфяных почвах достигает 3-5 кг/га. Отчуждение фосфатов происходит главным образом с урожаем сельскохозяйственных культур.

Баланс калия характеризуется большими почвенными ресурсами. Однако при длительном с.-х. использовании содержание доступного растениям обменного калия уменьшилось до среднего уровня обеспеченности, поэтому калийные удобрения являются обязательным компонентом системы удобрения, а баланс калия служит важным показателем ее эффективности в деле сохранения и повышения плодородия почв.

Количественные показатели баланса питательных веществ в конкретных почвенно-климатических условиях являются экологическим показателем позволяющим оценить степень изменения основных элементов эффективного плодородия почв, возможность возрастания содержания химических веществ до уровня при котором происходит нарушение роста и развития растений. Кроме того, результаты баланса служат показателями контроля качества получаемой сельскохозяйственной продукции с конкретных территорий, так как при положительном балансе элементов возрастает опасность увеличения их концентрации до опасных уровней.

Баланс питательных веществ составляют на ротацию севооборота. Расчет баланса азота представлена в таблице 15. При расчете поступления азота с семенами следует учесть весовые нормы посева семян и содержание в них основных элементов питания.

Расчет баланса по фосфору и калию представлен в 16 таблице.

При оценке баланса необходимо использовать рекомендации классиков отечественной агрохимии. Если баланс фосфора, калия, кальция и других элементов оказался отрицательным, а по азоту составил менее 80%, необходимо пересмотреть всю систему удобрений и наметить мероприятия, исключающие снижение плодородия почв. Если фонд обменного калия и степень насыщенности поглощающего комплекса кальцием высоки (тем более при наличии свободных карбонатов), то отрицательный баланс К2O и СаО временно допустим. Баланс фосфора в севообороте должен быть на уровне 100%, а чаще несколько более.

По азоту положительный баланс недопустим, так как опасен для окружающей среды. При его величине менее 80% возрастают потери гумуса, происходит его обеднение азотом, снижается биологическая активность почвы.

Таблица 15 –Баланс азота за ротацию севооборота

Вывод: Баланс азота по полям данного севооборота, положительный (). Это говорит о том, что возделываемые культуры не потребляют весь вносимый азот из почвы, тем самым резко увеличивая опасность для окружающей среды. Баланс положителен, и не требует дополнительного внесения азотных удобрений, наоборот можно снизить в разумных пределах внесение навоза.

Таблица 16 – Баланс P2O5 и К2О за ротацию севооборота, поле №29

Баланс фосфора и калия отрицательный, компенсация фосфора составляет -20,16; калия -114,66, это меньше нормы 100%, поэтому необходимо пересмотреть систему удобрений.

3. Определение потребности в складских помещениях для хранения удобрений и мелиорантов

Потребность в складских помещениях определяется в расчёте на годовую потребность в минеральных удобрениях. Параметрами расчёта являются объёмная масса (плотность) удобрений и допустимая высота бурта или укладки затаренных удобрений.

Таблица 17 – Расчет площади склада минеральных удобрений

Из расчетов таблицы 17 видно, что нам необходим склад с площадью 55,59м2.

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЙ

Основными показателями экономической эффективности применения удобрений являются: оплата удобрений приростом урожайности (кг продукции на 1 кг д.в. удобрений), окупаемость затрат чистым доходом (рублей на 1 руб. затрат) и величина чистого дохода (руб./га).

Для определения величины чистого дохода Т.П. Ивановой в соответствии с «Методическими указаниями по определению экономической эффективности применения удобрений и других средств химизации, применяемых в сельском хозяйстве» предложена следующая формула 3:

Д = С *∆У - (dy • ∆У + dNN+dp*P+dk*K)*1,0207 (3)

где Д - чистый доход, руб./га; С - цена реализации урожая конкретной культуры, руб.; ∆У - прибавка урожая, т/га; dy - затраты на уборку дополнительного урожая, руб.; dN,, dp, dk - стоимость и расходы на транспортировку, хранение и внесение удобрений; N, Р, К - дозы удобрений; 1,0207 - коэффициент перехода от прямых затрат к общим затратам.

Расчёт экономической эффективности показан в таблице 18.

Таблица 18 - Экономическая эффективность удобрений в севообороте.

Чистая прибыль, полученная при выращивании данных сельскохозяйственных культур севооборота, с учетом применения минеральных и органических удобрений, составила 1652,3 рублей на 1 га севооборотной площади.

Главными источниками техногенного загрязнения биосферы являются промышленность и автотранспорт. Минеральные, органические удобрения, средства химической мелиорации почв и защиты растений также усиливают техногенную нагрузку на окружающую среду, так как с удобрениями и пестицидами в неё поступают многочисленные примеси тяжелых металлов.

Наряду с основными элементами питания в минеральных удобрениях часто присутствуют различные примеси в виде солей тяжелых металлов, органических соединений, радиоактивных изотопов. Сырье для получения минеральных удобрений (фосфориты, апатиты, сырые калийные соли), как правило, содержит значительное количество примесей. Из токсичных элементов могут присутствовать мышьяк, кадмий, свинец, фтор, стронций, которые рассматриваются как потенциальные источники загрязнения окружающей среды и строго учитываться при внесении в почву минеральных удобрений.

С одной стороны, металлы-микроэлементы, оказывая непосредственное влияние на формирование урожаев сельскохозяйственных культур и качество продукции, являются важным компонентом почв; с другой стороны, чрезмерное поступление тяжелых металлов в биосферу в результате хозяйственной деятельности вызывает загрязнение почвы и растений вследствие накопления их выше доступной концентраций, опасных для здоровья животных и человека.

Загрязнение почвы тяжелыми металлами отрицательно влияет не только на растительные, но и на микробиологические ценозы. Среди различных биологических критериев оценки токсичности тяжелых металлов в почве, по-видимому, наиболее перспективно использование биохимических и микробиологических показателей активности почв.

При разработке мероприятий по снижению содержания тяжелых металлов в сельскохозяйственных растения, возделываемых на почвах, подвергающихся антропогенному загрязнению, возникает необходимость решения ряда проблем. С агрономической и экологической точек зрения необходимы такие приемы возделывания культур, которые одновременно способствовали бы снижению поступления тяжелых металлов в растения и уменьшению их содержания в корнеобитаемом слое почвы. Трудности решения данной проблемы состоят в том, что агрохимические мероприятия, способствующие уменьшению поступления тяжелых металлов в растения (известкования, внесения органических удобрений, повышение гумусированнности почв), вызывает накопление их в почве в форме малорастворимых соединений, в результате чего подвижность металлов и естественная миграция их по профилю почвы снижается.

Полный отказ от использования минеральных удобрений, который иногда предлагают в качестве одного из возможных путей развития сельского хозяйства, приведет к катастрофическому сокращению производства продовольствия. Поэтому единственное решение данной проблемы – это не отказ от применения, а коренное улучшение технологии использования минеральных удобрений, внесение в оптимальных дозах и соотношениях, правильное хранение. При неравномерном их внесении одни растения получают избыточное, а другие – недостаточное количество питательных веществ. Это приводит к неодинаковым темпам развития и созревания растений, снижению урожая и качества продукции.

Производство минеральных удобрений в ближайшем будущем должно быть ориентировано на их предварительную очистку. Это может существенно повысить стоимость удобрения, однако снизиться заболеваемость и увеличится продолжительность жизни и трудоспособного населения. Целесообразно и ведение эколого-гигиенического нормирования качества минеральных удобрений.

При составлении планов применения удобрений наравне с требованиями земледелия обязательно должны учитываться вопросы охраны окружающей среды [3].

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

После проделанной работы можно сделать следующий вывод, что управление качеством сельскохозяйственной продукции возможно при научно обоснованной системе удобрения – правильного сочетания органических и минеральных удобрений и соотношение элементов питания, соблюдения сроков внесения и выборе форм удобрений.

Благодаря удобрениям решаются следующие основные задачи: повышение плодородия почв, рост урожайности всех сельскохозяйственных культур и управление их качеством, определение общей потребности в удобрениях на перспективу, повышения производительности труда, охраны окружающей среды от загрязнения средствами химизации.

При внесений минеральных удобрений под сельскохозяйственные культуры учитываются следующие факторы, почвенные и климатические условия, физико-химические свойства почвы и т. д., что позволяет получить высокие урожаи культур в данном хозяйстве.

Доказано что навоз и минеральные удобрения, применяемые в эквивалентных дозах, оказывают примерно одинаковое влияние на урожай. Но при сочетании этих удобрений в севообороте коэффициент использования растениями элементов питания повышается.

Кроме того, необходимо сохранить естественное плодородие почвы на должном уровне, вынос элементов питания должен быть максимально восполнен путем внесения удобрений, особенно после культур, которые сильно истощают почву.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Синявский И.В. Агрохимические и экологические аспекты плодородия черноземов Зауралья: Монография / ЧГАУ. – Челябинск, 2001

2.  Состояние почв и почвенного покрова челябинской области. А.П. Козаченко. Челябинск. 1997

3. Агрохимия. Под редакцией В.А. Ягодина.М.Колос.2002

4. Растениеводство. Под редакцией Г.С. Посыпанова. М. Колос. 2006

5. Методические указания. И.В. Синявский. Челябинск. 2007