Метод оптимизации нормы внесения фосфорных удобрений под озимую пшеницу

Фосфор является важнейшим и незаменимым элементом питания растений озимой пшеницы. При нехватке в почве легкодоступных форм фосфора у растений пшеницы замедляется образование белков, углеводов и, как следствие, формируется невысокий урожай (рис. 1). Особенно заметно урожайность зерна падает при содержании подвижных фосфатов ниже 2,4-2,0 мг на 100 г почвы (по Мачигину). При очень низком содержании в почве Р205 (1,0 мг/100 г и менее) урожайность озимой пшеницы снижается почти на 40-50% даже на фоне одностороннего внесения высоких доз азотного удобрения.

Недостаток в почве легкодоступного фосфора для озимой пшеницы компенсируется применением фосфорных удобрений (рис. 2). Следствием повышения доз фосфорных удобрений для достижения большей урожайности является замедление роста озимой пшеницы.

Наибольшие прибавки урожайности зерна от единичной дозы фосфатов отмечаются в начале области эксперимента – до нормы 40 кг/га д.в. фосфорных туков, затем они заметно сокращаются в интервале норм 40-80 кг/га и постепенно сходят на нет при внесении 80 кг/га д.в. и более. Кроме того, окупаемость фосфорных удобрений прибавками урожайности зерна нелинейно снижается и при повышении обеспеченности почв подвижными фосфатами.

 

Среди экономических показателей оптимизации дозы фосфорных туков важно соотношение между ценами на зерно пшеницы и на фосфорные удобрения (в сумме с удельными затратами на их транспортировку, хранение и внесение). Именно оно в силу замедляющегося роста урожайности озимой пшеницы при увеличении дозы фосфатов ограничивает предел окупаемых доз удобрений ниже уровня их максимальной технической эффективности.

Стратегия применения фосфорного удобрения под озимую пшеницу должна быть направлена не на получение максимальной урожайности, а на достижение максимальной эффективности удобрения, когда норма фосфора наращивается до тех пор, пока ее последняя «избыточная» частица – «единичная» доза еще окупается соответствующей ей прибавкой урожайности.

В свою очередь величина этой окупаемой прибавки определяется соотношением цен на зерно и удобрения с учетом затрат на внесение единичной дозы и на уборку соответствующей ей прибавки урожая. Последовательное повышение нормы фосфорных туков сопровождается закономерным сокращением величины прибавок урожайности от каждого последующего приращения фосфора. Сами прибавки урожая тем меньше, чем выше обеспеченность почвы легкодоступными формами фосфатов.

В связи с этим для посевов с различной обеспеченностью почв подвижными фосфатами выход на предельную, еще целесообразную в экономическом отношении прибавку урожайности от единичной дозы удобрений произойдет при неодинаковых нормах фосфорных туков.
Чтобы определить экономически эффективную норму внесения удобрений, на основе математического моделирования построена номограмма прогнозирования эффективности фосфорных удобрений при различной обеспеченности почвы подвижными фосфатами (рис. 3).

На ней представлено семейство кривых откликов коэффициентов урожайности озимой пшеницы на возрастающие нормы фосфорного удобрения. Каждая из этих кривых соответствует определенному последовательно возрастающему уровню содержания в почве легкодоступных форм фосфатов. Коэффициент урожайности, равный единице, соответствует ее наивысшему значению, полученному при полной обеспеченности посевов фосфором

За оптимальную с экономической точки зрения дозу фосфорного удобрения примем его единичное значение 10 кг/га д.в. Далее для условий конкретного хозяйства по данным реальных экономических условий следует рассчитать необходимое количество зерна, окупающего затраты на приобретение и внесение фосфорного удобрения, эквивалентного указанной единичной гектарной дозе. В качестве примера, исходя из затрат на применение аммофоса в дозе Р10, равных 156 грн/га, и закупочной цены на зерно пшеницы 3-го класса 1650 грн/т, получим, что для окупаемости этой дозы потребуется прибавка урожая от ее внесения не менее 0,94 ц/га.

 

На втором этапе расчетов необходимо перевести полученную критическую прибавку урожайности в масштаб оси коэффициентов урожайности на рис. 3. Для этого следует определить планируемую величину урожайности озимой пшеницы, которую можно получить в почвенно-климатических условиях хозяйства при сложившемся уровне агротехники, не учитывая затраты на удобрения. В нашем примере она составляет 40 ц/га. Если приравнять коэффициент 1,00 к величине планируемой урожайности 40 ц/га, то искомая величина коэффициента минимальной окупаемой прибавки составит (1/40)х0,94=0,024.

 

Пример

Пусть в нашем примере содержание в почве Р205 по Мачигину будет равно 1,5 мг/100 г. Тогда от одноименной кривой (см. рис. 3) из точек ее пересечения с сеткой доз фосфора с шагом Р10 проведем вспомогательные пунктирные линии, параллельные горизонтальной оси графика. Обозначим жирными вертикальными отрезками и измерим прибавки коэффициента урожайности озимой пшеницы от последовательного приращения единичных (Р10) доз фосфорных туков: на графике К1, К2…К5. В нашем примере в масштабе коэффициента урожайности они соответственно равны 0,066; 0,035; 0,027; 0,025 и 0,018. Сопоставив эти величины с критическим значением единичной прибавки коэффициента урожайности, получим, что вплоть до отрезка К4 включительно (норма Р10х4=Р40) единичные дозы фосфорных туков окупаются прибавкой урожая. Повышение нормы фосфора до Р50 в нашем случае экономически нецелесообразно, так как величина (К5=0,018) ниже рассчитанного по экономическим показателям критического значения.


Следовательно, для заданного уровня урожайности озимой пшеницы, отношения затрат на приобретение и внесение фосфорных удобрений к цене на зерно, содержания подвижных фосфатов в почве, норма Р40 будет экономически оптимальной, обеспечивая в таких условиях максимум прибыли. При этом экономически оптимизированная расчетная урожайность составит 37,9 ц/га, или 95% от технически заданного максимума, а ожидаемая прибавка урожайности от внесения фосфорных туков несколько превысит 6 ц/га.

Кроме того, предлагаемую номограмму (см. рис. 3) можно использовать для оценки вероятного влияния на урожайность озимой пшеницы складывающихся условий обеспеченности посевов фосфорным питанием (содержание подвижных фосфатов в пахотном слое почвы + доза фосфорного удобрения).

Опубликована в №2013-03

 

Анатолий Изотов, 

доктор сельскохозяйственных наук,

Борис Тарасенко, 
кандидат сельскохозяйственных наук,

Крымский агротехнологический университет