Расчеты выноса и поступления питательных веществ, в том числе фосфора, дают возможность объективно оценить сбалансированность агрофитоценоза путем трансформации химических веществ в системе «почва-растение». В свою очередь это позволяет научно обосновать оптимальное чередование сельскохозяйственных культур в севообороте и систему удобрений для обеспечения повышения продуктивности культур и сохранения плодородия почвы.
Существенная роль фосфора связана с развитием корневой системы, синтезом белка, темпом развития всходов и продуктивностью растений. Культуры севооборота существенно отличаются в потребностях относительно фосфатного уровня почв.
Плодородие почв ограничивается недостаточным количеством фосфора, который может усваиваться растениями, поскольку его доступность уменьшается из-за быстрого образования нерастворимых комплексов с катионами и биологического связывания его почвенными микроорганизмами.
Несмотря на значительный запас фосфора, который накапливается в процессе почвообразования черноземных почв, он имеет слабую подвижность, вследствие чего возникает необходимость внесения фосфорных удобрений. При наличии отрицательного баланса фосфора в земледелии (до 20-30 кг P2O5 на 1 га/год) возникает необходимость увеличения использования фосфорных удобрений в среднем до уровня 40-50 кг P2O5 на гектар севооборотной площади. В то же время по данным ученых вынос фосфора пополняется за счет удобрений более чем на 100%.
Современное положение изучения севооборотов с короткой ротацией требует разработки научно обоснованной системы удобрений, одной из составляющей которой является применение фосфорных удобрений, что в свою очередь требует рассчитать баланс фосфора при разном наборе сельскохозяйственных культур в севооборотах.
При принятой органоминеральной системе удобрений в четырехпольных севооборотах баланс фосфора был позитивный. Однако в севооборотах, насыщенных кукурузой на силос с подсевом сои, дефицит фосфора составил 10-13 кг/га (при условии выноса побочной продукцией), что обусловлено значительным выносом фосфора этой культурой. В то же время при условии использования побочной продукции в качестве органических удобрений вынос фосфора практически полностью компенсировался поступлением из удобрений и других источников, где баланс фосфора составил -2,80 кг/га и +2,48 кг/га соответственно.
Интенсивность баланса фосфора составила 81 и 84% соответственно в севооборотах, где кукуруза на силос с подсевом сои высевалась в звене с пшеницей ярой и гречихой. В севооборотах без бобовых культур, где предпредшественниками свеклы сахарной были гречиха и ячмень ярый, наблюдался положительный баланс фосфора – 117 и 122%, что объясняется особенностью культур в использовании фосфора из почвы.
Расчеты баланса фосфора без учета выноса его побочной продукцией показали увеличение показателя интенсивности до 95% и 105% в севооборотах с кукурузой на силос с подсевом сои. Разница в показателях баланса фосфора в этих двух севооборотах объясняется набором культур в севообороте. Так, в севообороте, где сохраняется отрицательный баланс фосфора, вместо ячменя высевали гречиху, которая более чувствительна к содержанию фосфора в почве, что и стало главным фактором повышения выноса. Аналогичная закономерность наблюдалась и в другом севообороте, с насыщением гречихи 25%: горох на зерно – пшеница озимая – свекла сахарная – гречиха. Сравнительно с другими бобовыми звеньями интенсивность баланса фосфора в данном случае увеличился до 110% против 102% в плодосменном севообороте (при условии выноса побочной продукции).
Расчеты выноса и поступления фосфора показывают, что в четырехпольных севооборотах при отсутствии в звене кукурузы на силос с подсевом сои формируется положительный баланс. При размещении ячменя ярого как предпредшественника свеклы сахарной в севообороте без бобовых культур интенсивность баланса фосфора увеличивается на 20% сравнительно с плодосменным севооборотом (клевер лучной – пшеница озимая – свекла сахарная – ячмень с подсевом клевера лучного).
В других севооборотах при условии запашки побочной продукции в поле также формируется положительный баланс фосфора, особенно в зернопропашных севооборотах без бобовых культур. Так, в звеньях с гречихой и ячменем ярым соответственно интенсивность баланса составила 172 и 175% против 117 и 122% (при условии выноса фосфора побочной продукцией), что обусловлено значительно меньшим выносом с урожаем пшеницы озимой и свеклы сахарной.
Таким образом, в четырехпольных севооборотах, насыщенных гречихой на 25% и бобовыми культурами до 25%, формируются условия для повышения выноса фосфора в случае суммарных потерь, как с основной, так и с побочной продукцией. В условиях выноса только основной продукцией в данных севооборотах интенсивность баланса только возрастает – до 165%, без бобовых культур – до 175%.
При условии теоретической запашки побочной продукции в поле негативная тенденция баланса фосфора -2,80 кг/га сохраняется только в севообороте кукуруза с подсевом сои на силос, пшеница озимая, свекла сахарная, пшеница ярая.
При разных условиях выноса в четырехпольных зернопропашных севооборотах без бобовых культур формируется положительный баланс фосфора.