Рациональное применение органических и минеральных удобрений в производственных условиях может успешно осуществляться лишь с учетом многих факторов, влияющих на эффективность удобрений. В связи с этим разработка оптимальной системы удобрения в хозяйствах представляет значительные трудности. Один из наиболее важных и сложных вопросов при разработке системы удобрений в хозяйстве и севообороте — установление нормы удобрений.
Зависимость между урожайностью и нормами удобрений.
Зависимость урожая сельскохозяйственных культур от возрастающих норм отдельных видов минеральных удобрений и их сочетаний определяется экспериментально в вегетационных и полевых опытах для решения научныхи практических целей. По реакции растений на внесение элементов питания определяют закономерности формирования урожая и потребность в удобрениях, Урожай при этом является функцией питательных веществ и изучаемых факторов роста. Формирование урожая в полевых условиях определяется не только уровнем минерального питания, но и зависит от совокупного действия погодных факторов, агрохимических и физических свойств почвы, ее эродированности, видовых и сортовых особенностей возделываемой культуры, применения органических удобрений и мелиорирующих веществ, предшественника и его удобренности и многих других условий.
Урожай сельскохозяйственных культур возрастает в прямой зависимости от увеличения нормы минеральных удобрений лишь до определенного уровня, при котором достигается наибольшая оплата единицы питательного вещества удобрения получаемой продукцией. В этом интервале норм урожайность от дополнительного внесения удобрений растет как с единицы площади, так и в расчете на единицу удобрения. Дальнейшее повышение нормы удобрений сопровождается увеличением урожая с единицы площади, но величина прибавок урожая от возрастающих норм и окупаемость единицы удобрения продукцией постепенно снижаются. После достижения максимальной урожайности с единицы площади дальнейшее увеличение норм удобрений вообще нецелесообразно. Повышение нормы удобрений экономически оправданно, пока стоимость прибавки урожая окупает издержки, связанные с применением дополнительного количества удобрений.
Количественная зависимость между урожаем и нормами минеральных удобрений, полученная в опытах, может быть представлена математическими уравнениями (производственными функциями)**. По этим функциям урожая можно определить окупаемость единицы удобрения прибавкой урожая, потребное количество удобрений для получения единицы урожая для любой точки кривой, оптимальную и максимальную норму удобрений и т. д.
Для решения этих вопросов экспериментальным путем потребовалось бы проведение полевых опытов по громоздким схемам с дробными нормами удобрений и их сочетаниями, что весьма сложно и требует огромных затрат труда и средств.
Следовательно, на основании производственных функций можно решать важные практические задачи по планированию применения удобрений и определению их норм на заданный урожай. При этом в зависимости от целевого назначения производственные функции могут характеризовать зависимость урожая от норм удобрений с учетом того или иного числа факторов, имеющих количественную оценку. Наиболее детально производственные функции должны разрабатываться с целью определения оптимальных норм удобрений и потребности в них на планируемую урожайность на уровне хозяйства — применительно к конкретным почвенно-климатическим и другим условиям.
По мере укрупнения уровня планирования число независимых переменных факторов может сокращаться. Так, например, при использовании производственных функций для оптимального распределения удобрений на уровне союзных республик и экономических районов достаточно для каждой культуры по данным полевых опытов вывести уравнения, характеризующие зависимость урожая от норм удобрений по основным типам, подтипам и разновидностям почв соответствующих регионов.
Очевидно, что для повышения надежности параметров уравнения полевые опыты с удобрениями должны быть массовыми, проводимыми по единым схемам и методикам, а число их — достаточно большим.
При разработке системы удобрения наиболее рациональная норма минеральных удобрений должна устанавливаться в зависимости от уровня химизации. При ограниченной обеспеченности удобрениями предпочтительнее норма, позволяющая получить наивысшую оплату единицы удобрения. При полном удовлетворении потребности в удобрениях основной целью должны быть получение максимально возможного выхода продукции с единицы площади, сохранение и повышение плодородия почвы.
Исключительно важное значение имеет экономическая сторона вопроса. Поэтому при выборе норм удобрений необходима тщательная агроэкономическая оценка результатов полевых опытов, в том числе с использованием экономико-математических методов. При ограниченных фондах удобрений оптимальной нормой будет та, которая обеспечивает наибольшую урожайность с гектара при максимальном чистом доходе от удобрений, а при обеспечении удобрениями по потребности — позволяющая получать наибольший выход сельскохозяйственной продукции при самоокупаемости (или запланированном уровне окупаемости) удобрений.
Основой для планирования применения удобрений, установления оптимальных норм и соотношения питательных веществ удобрений под сельскохозяйственные культуры являются результаты полевых опытов. Полевые опыты с удобрениями проводятся в различных почвенно-климатических зонах страны по единым схемам опытными станциями и научно-исследовательскими сельскохозяйственными институтами, зональными агрохимическими лабораториями. На основании обобщения итогов географических полевых опытов выявляется существующая зависимость эффективности удобрений от почвенно-климатических условий, агротехники и других факторов, разрабатываются рекомендации по применению минеральных удобрений.
Результаты работы географической сети полевых опытов позволяют выявить основные закономерности в действии удобрений: установить размеры средних устойчивых прибавок урожая сельскохозяйственных культур от внесения различных норм отдельных видов удобрений и их сочетаний; определить оптимальные нормы и соотношения основных элементов питания для получения максимальной агрономической и экономической эффективности удобрений; установить потребность в удобрениях по природно-экономическим районам и областям страны, планировать их производство и распределение в государственном масштабе.
Распределение минеральных удобрений по природно-экономическим районам и по сельскохозяйственным культурам проводится в нашей стране в плановом порядке на основе агроэкономической оценки данных географической сети полевых опытов и массовых опытов агрохимслужбы в производственных условиях. Планирование поставки удобрений осуществляется с учетом почвенно-климатических условий, народнохозяйственной значимости выращиваемых культур и экономической эффективности удобрений исходя из потребности страны в различных видах сельскохозяйственной продукции и достигнутого уровня развития промышленности по производству удобрений.
В первую очередь минеральные удобрения выделяют под культуры, производство которых имеет важное народнохозяйственное значение и, кроме того, ограничено определенными почвенно-климатическими условиями. Полностью для получения планируемого урожая обеспечиваются удобрениями также посевы на мелиорируемых землях с регулируемым водным режимом, что обусловлено высокой эффективностью удобрений при орошении, а также необходимостью быстрее окупить значительные капиталовложения на мелиорацию земель.
Более высокий уровень поставки удобрений планируется для районов достаточного увлажнения, где достигается наибольшая оплата единицы удобрений.