1, Определение норм удобрений на планируемую урожайность 2, Для определения количества питательных веществ

Методы, основанные на обобщении данных с эмпирическими дозами удобрений

Обобщение проводимых под методическим руководством Географической сети опытов ВИУА во всех почвенно-климатических зонах с разными культурами результатов полевых опытов позволило определить эффективность отдельных видов удобрений на разных типах почв и дозы органических и минеральных удобрений для основных культур на различных типах и подтипах почв. В последующем проведена дифференциация доз в пределах разностей почв с учетом обеспеченности питательными элементами предшественников и сортовых особенностей культур.
На основании обобщений результатов опытов разработаны также дозы, оптимальные сроки и способы внесения удобрений до посева, при посеве и после посева для основных культур во всех почвенно-климатических зонах.
Согласно данным Географической сети опытов ВИУА и агрохимической службы ЦИНАО, для основных почвенно-климатических зон России на преобладающих типах почв со средним содержанием подвижного фосфора и обменного калия рекомендованы оптимальные дозы макроудобрений под основные культуры, а также дозы и способы внесения микроудобрений.

Таблица. Оптимальные дозы минеральных удобрений (кг/га) под основные сельскохозяйственные культуры (обобщение Литвака, 1990)

Таблица. Дозы и способы внесения микроудобрений под основные культуры (обобщение Литвака, 1990)

Региональные научно-исследовательские учреждения предлагают более конкретизированные рекомендации по культурам, типам, подтипам и разностям почв с указанием уровней плановых урожаев, окультуренности почв и в сочетаниях с дозами органических удобрений.
В каждом комплексе конкретных природных и хозяйственных условий территорий на основании результатов не менее 7-10 воспроизводимых опытов с одной культурой или сортом региональные учреждения Географической сети опытов и Агрохимслужбы определяют количественные показатели эффективности удобрений:

• 
  прибавку урожая от оптимальной дозы;
  
• 
  вынос элементов на единицу основной и побочной продукции и коэффициенты использования элементов почвы и удобрений;
  
• 
  коэффициенты возврата или интенсивность баланса элементов;
  
• 
  поправочные коэффициенты к дозам в зависимости от класса почвы;
  
• 
  нормативы затрат минеральных удобрений для получения единицы прибавки и урожая в целом;
  
• 
  оптимальные уровни содержания питательных элементов в почве;
  
• 
  нормативы затрат удобрений на единицу изменения содержания в почве подвижных форм элементов;
  
• 
  основные показатели качества продукции;
  
• 
  экономические показатели эффективности удобрений;
  
• 
  математические модели, характеризующие связь между продуктивностью культур, плодородием почв, дозами удобрений, погодными и агротехническими факторами;
  
• 
  уровни природоохранных ограничений при применении удобрений.
  

По результатам разрабатывают конкретные рекомендации доз и соотношений удобрений, однако и в этом случае необходима коррекция доз применительно к конкретному предприятию, агроценозу и полю.
К этой же группе методов относятся и расчеты доз по нормативам затрат минеральных удобрений на весь урожай по формуле:
Д = У⋅Н₁⋅К_n
или прибавку урожая:
Д = ΔУ⋅Н₂⋅К_n,
где Д — доза N, P₂O₅, K₂O на желаемый урожай или прибавку, кг/га д.в.; У и ΔУ — соответственно желаемый урожай или прибавка, т/га; Н₁ и Н₂ — нормативы затрат удобрений на единицу урожая и прибавки, кг д.в.; K_n — поправочный коэффициент на класс почвы по обеспеченности фосфором и калием; при расчетах доз азота К_n = 1.
Нормативы затрат удобрений и поправочные коэффициенты к дозам удобрений указываются в региональных рекомендациях НИИ, сельскохозяйственных опытных станций, центров и станций Агрохимслужбы.
Третьим направлением группы методов, основанные на обобщении данных с эмпирическими дозами удобрений, является поиск математических зависимостей урожайности от доз удобрений. Первым такую попытку сделал в 1905 г. немецкий ученый Э.А. Митчерлих, который предложил следующее уравнение:
lg(А — У) = lgА — Сx,
где А — максимально возможный урожай; У — фактический урожай; С — коэффициент пропорциональности, характеризующий зависимость между урожаем и дозой удобрений; х — доза удобрений.
Четвертым направлением группы методов является разработка регрессивных моделей по результатам планирования, проведения и статистической оценки результатов многофакторных опытов с эмпирическими дозами удобрений. Для определения количественной зависимости между урожайностью и дозами удобрений лучшей математической моделью оказалось уравнение со степенями 0,5 и 1 для факторов и 0,5 для парных взаимодействий:
У = а₀ + а₁N^0,5 + a₂N + a₃P^0,5 + a₄P + a₅K^0,5 + a₆K + a₇(NP)^0,5 + a₈(NK)^0,5 + a₉(PK)^0,5,
где У — урожай; а₀ — свободный член уравнения; a₁, a₂, …, a₉ — члены уравнения, характеризующие действие и взаимодействие факторов; N, P, K — дозы удобрений.
Пятым направлением данной группы методов является разработка математических моделей с использованием компьютерной техники для определения оптимальных доз удобрений под культуры с учетом функциональной зависимости от множества факторов внешней среды:
У = f(x_n),
где У — урожай; x_n — переменные факторы, влияющие на урожай, например, дозы и соотношения удобрений, класс и гранулометрический состав почвы, погодные условия, сортовые особенности, предшественники и т.д.
Разными научно-исследовательскими учреждениями на основании обобщенных результатов полевых опытов, анализов и наблюдений, разработаны программные комплексы по определению доз удобрений. Так, ЦИНАО разработан программный комплекс «РАДОЗ» (аббревиатура от слов «рациональные дозы»), который был модернизирован в РАДОЗ-2, позднее — в РАДОЗ-3. Модернизация связана с увеличением числа факторов, влияющих на урожайность культур.
Практическое применение любого из этих методов и модификаций позволяет избежать грубых ошибок в применении удобрений. Однако они определены эмпирически без учета биологических потребностей культур в питательных элементах и не дают ответа на вопрос о состоянии почвы; по ним, несмотря на поправочные коэффициенты, нельзя количественно оценить баланс элементов без специальных расчетов.