معادلات توصيات الأسمدة لتحقيق العائد الأمثل للمحصول

إعداد: أ.د.عطية الجيار

أستاذ بمعهد بحوث الأراضي والمياه والبيئة بمركز البحوث الزراعية

في إنتاج المحاصيل يعد استخدام الكمية المناسبة من الأسمدة بلا شك أحد الأشياء المهمة التي يجب القيام بها لضمان تحقيق العائد الأمثل للمحصول، ومن الواضح أنه بعد نقص الرطوبة، يأتي انخفاض الخصوبة كعامل مقيد ثاني يمكن أن يؤدي إلى انخفاض الإنتاجية المحتملة في إنتاج المحاصيل، إلى جانب ذلك لمنع أو تصحيح نقص عنصر معين من المغذيات النباتية أمر ضروري.

تابعونا على قناة الفلاح اليوم

تابعونا على صفحة الفلاح اليوم على فيس بوك

لتحقيق ذلك، هناك حاجة لاستخدام الأسمدة يقودنا هذا إلى التوصية المتعلقة بالأسمدة ويجب أن يتم ذلك بالطريقة الصحيحة لضمان استجابة أفضل للمحاصيل للعناصر الغذائية المطبقة في شكل سماد، وتسلط هذه المقالة الضوء على الجوانب الاتية: المقدمة، معادلات توصيات الأسمدة (2.1. لحساب الكمية الموصى بها من P2O5 ، 2.2. تستخدم المعادلات لحساب كمية الموصى بها من K2O ، .3 توصيات المغذيات الدقيقة، 2.4 توصيات الأسمدة النيتروجينية، 2.5 أمثلة على حساب توصية الأسمدة)، والاستنتاج.

اقرأ المزيد: الأسمدة الحيوية وعلاقتها بخصوبة التربة وإنتاجية المحاصيل

ـ مقدمة: هناك ثلاثة أنواع من فلسفات التوصية بالأسمدة بناءً على اختبارات التربة: (1) فلسفة الصيانة. (2) فلسفة الاكتفاء الغذائي. و(3) النظر في توازن الكاتيون. من نتائج البحث وجد أن فلسفة كفاية العناصر الغذائية سليمة اقتصاديا وزراعيًا مقارنة بالآخرين.

يمكن أن ترتبط متطلبات السماد بحالة المغذيات كما هو موضح في تحليل التربة، ونوع التربة، والمحصول السابق، واستخدام السماد العضوي، وخصائص المحاصيل مثل التنوع ومستوى الغلة. بناءً على الاعتبارات العلمية بما في ذلك إجراء سلسلة من التجارب الميدانية، مع مراعاة إزالة المحاصيل من المغذيات. تمت صياغة توصيات الأسمدة على مستويات مختلفة بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر المستوى العالمى والوطني والمحلي.

بالنسبة للمحاصيل الحقلية، تطورت توصيات التغذية على مر السنين على أساس الملاحظات والدراسات الميدانية المراقبة. على سبيل المثال، في ميتشيغان، تم تحويل البيانات الجدولية المستخدمة سابقا لتوصيات الأسمدة إلى معادلات توصيات.

اقرأ المزيد: كلمة وزير الزراعة في افتتاح مجمع الأسمدة الآزوتية بحضور رئيس الجمهورية 

خلال منتصف التسعينيات، وضع المتخصصون في خصوبة التربة من أوهايو وميتشيغان وإنديانا توصيات من خلال تطوير مجموعة من العناصر الغذائية الشائعة لفول الصويا، الذرة والبرسيم والقمح. النموذج المفاهيمي المستخدم لتلك التوصيات يتبع لتوصيات البوتاسيوم والفوسفور.

نظرا لأن توصيات الأسمدة خاصة بالمنطقة والمحصول، سيتم تقديم إرشادات عامة فقط هنا. يجب تعديلها لتناسب نوع التربة والمناخ وهدف الغلة للمزارع في منطقة معينة. من المهم للمزارع أن يكون لديه أهداف إنتاجية واقعية عند التخطيط لبرنامج الأسمدة.

اقرأ المزيد: تأثير الأسمدة على التربة والمياه والهواء والمغذيات

معادلات توصيات الأسمدة

يتم حساب التوصيات الفعلية للأسمدة باستخدام واحدة من ثلاث علاقات. واحد قابل للتطبيق على التراكم buildup، والآخر للصيانة  maintenance والثالث للتراجع drawdown:

2.1. المعادلات المستخدمة لحساب الكمية الموصى بها من P2O5 ، بالجنيه لكل فدان ، عندما يكون اختبار التربة في كل منطقة:

2.1.1. التربة المعدنية

ü منطقة البناء: (lb P2O5 / a = ((CL – ST) x 5) + (YP x CR) : ü  Buildup ، عندما تكون ST <CL

ü منطقة الصيانة: (lb P2O5 / a = (YP x CR) ü  Maintenance : ، عندما تكون ST    اكبر من او تساوى  CL و ML

ü منطقة السحب:) lb P2O5 / a = {YP x CR} x {[(CL + PL + DDL) – ST] ÷ DDL} ü  Drawdown: ،

عندما ST> ML و <(ML + DDL)

حيث:

CL = قيمة اختبار التربة الحرجة (جزء في المليون).

ML = حد الصيانة.

ST = قيمة اختبار التربة (جزء في المليون).

YP = العائد المحتمل أو الهدف.

CR = إزالة العناصر الغذائية في الجزء المحصود من المحصول (رطل / وحدة المحصول).

PL = طول هضبة الصيانة.

DDL = طول السحب؛ التوصية على مراحل إلى الصفر.

2.1.2. التربة العضوية.

ü منطقة البناء: ( lb P2O5 / a = ((CL – ST) x 2) + (YP x CR)، عندما تكون ST <CL

ü منطقة الصيانة: lb P2O5 / a = (YP x CR))، عندما تكون ST CL وML

ü منطقة السحب: (lb P2O5 / a = {YP x CR} x {[(CL + PL + DDL) – ST] ÷ DDL}،

عندما ST> ML و <(ML + DDL).

اقرأ المزيد: طرق إضافة الأسمدة المعدنية لأشجار الفاكهة

2.2. تستخدم المعادلات لحساب كمية K2O، بالجنيه لكل فدان، عندما يكون اختبار التربة في كل منطقة

2.2.1. التربة المعدنية

ü التراكم: (lb K2O / a = {(CL – ST) x [(1 + (0 .5 x CEC)]} + (YP x CR) ، عندما تكون ST <CL

ü الصيانة: (lb K2O / a = (YP x CR) ، عندما تكون ST CL وML

ü السحب: lb K2O / a = {YP x CR} x {[(CL + PL + DDL) – ST] ÷ DDL)}،

عندما ST> ML و <(ML + DDL)

حيث:

CL = اختبار التربة الحرج (جزء في المليون)؛ للتربة المعدنية، CL = 75 + (2.5 x CEC)

CEC = قدرة التبادل الكاتيوني للتربة (me/100g soil

ML = حد الصيانة.

ST = قيمة اختبار التربة (جزء في المليون).

YP = العائد المحتمل أو الهدف.

CR = إزالة العناصر الغذائية في الجزء المحصود من المحصول (رطل / وحدة المحصول).

PL = طول هضبة الصيانة.

DDL = طول السحب؛ التوصية على مراحل إلى الصفر.

اقرأ المزيد: فوائد خلط الأسمدة الكيماوية

2.2.2. التربة العضوية

ü التراكم: (lb K2O / a = [(CL – ST) x 1.5] + (YP x CR) ، عندما تكون ST <CL

ü الصيانة ( lb K2O / a = (YP x CR) ، عندما تكون ST CL و ML

ü السحب: (lb K2O / a = {YP x CR} x {[(CL + PL + DDL) – ST] ÷ DDL}.

عندما ST> ML و<(ML + DDL) [4].

2.3 توصيات المغذيات الدقيقة

تعتمد التوصيات الخاصة بالمغذيات الدقيقة على استجابة المحاصيل واختبار التربة ودرجة حموضة التربة. استمرارا في النظر في حالة تربة ميشيغان، ترد أدناه المعادلات المستخدمة لحساب توصيات الأسمدة لبعض المغذيات الدقيقة:

2.3.1. المنجنيز

بالنسبة للمحاصيل سريعة الاستجابة، تستند الكميات الموصى بها من المنجنيز (Mn) إلى قيمة اختبار التربة (0.1 N HCl) ودرجة حموضة التربة كما هو موضح في المعادلات التالية:

ü أنواع التربة المعدنية: Mn rec. = [(6.2 x pH) – (0.35 x ST)] – 36

ü أنواع التربة العضوية: Mn rec. = [(8.38 x pH) – (0.31 x ST)] – 46

حيث:

توصية ((Mn rec هي lb Mn / a (تطبيق النطاق فقط) ، و ST هي قيمة اختبار التربة (جزء في المليون Mn)

2.3.2. زنك (زنك)

بالنسبة للمحاصيل سريعة الاستجابة ، تعتمد الكميات الموصى بها من الزنك (Zn) على قيمة اختبار التربة (0.1 N HCl) ودرجة حموضة التربة وفقًا للمعادلات التالية:

التربة المعدنية والعضوية: Zn rec = [(5.0 x pH) – (0.4x ST)] – 32

حيث:

توصية Zn هي lb Zn / a

ST هي قيمة اختبار التربة (جزء في المليون من الزنك).

اقرأ المزيد: دراسة: الأسمدة الطبيعية تخفض الاستخدام المفرط لمبيدات الفطريات الاصطناعية في زراعات الذرة والقمح

2.4 توصيات الأسمدة النيتروجينية

إن الاختلافات في معدلات التمعدن ونزع النتروجين والغسيل من تربة إلى أخرى ومن سنة إلى أخرى تعقد استخدام اختبار التربة لوضع توصيات بشأن الأسمدة النيتروجينية. تستند التوصيات الخاصة بالأسمدة النيتروجينية في المقام الأول إلى بيانات استجابة المحصول التي تم الحصول عليها من تجارب معدل الأسمدة النيتروجينية.

المعادلة الأساسية لتوصية الأسمدة النيتروجينية هي:

نيتروجين جنيه لكل فدان = YG * معدل النيتروجين الأمثل، حيث YG يساوي العائد (بوشل / فدان) ومعدل N الأمثل هو رطل N اللازمة لكل بوشل من الغلة لإنتاج العائد الاقتصادي الأمثل.

بالنسبة لمحاصيل الحبوب مثل الذرة، يعتمد معدل سماد النيتروجين الأمثل اقتصاديا على نسبة سعر الذرة / النيتروجين: سعر بوشل الذرة مقسوما على سعر رطل من الأسمدة النيتروجينية.

يتم تعديل توصية الأسمدة النيتروجينية الأساسية للذرة من خلال النظر في المحصول السابق وكمية السماد المراد استخدامه. على سبيل المثال، المعادلة المستخدمة في ميشيغان لتوصيات نيتروجين الذرة بالجنيه لكل فدان هي:

N=[YG*1.36)-27]-[40+(0.60*%ls)]- (4*fm).

ls لحامل البقوليات، والذي يتم تقييمه من حيث عدد نباتات البرسيم أو البرسيم لكل وحدة مساحة. إذا كان معدل حامل البرسيم جيدا جدا، 100٪، فسيتم طرح 100 رطل (40 + 0.6 * 100) لحساب مساهمة النيتروجين في محصول البرسيم السابق. يشير fm إلى أطنان من روث المزرعة ليتم تطبيقها لكل فدان.

اقرأ المزيد: كيف تحدد كمية الأسمدة التي تضاف لنبات الموز؟

2.5 أمثلة على حساب توصية الأسمدة

كما هو مفصل، فيما يلي أمثلة لحساب توصيات الأسمدة لبعض المغذيات الكبيرة المقدار والمغذيات الدقيقة اللازمة في إنتاج المحاصيل.

مثال 1: بالنسبة للتربة المعدنية حيث يُزرع فول الصويا ST هي 10 جزء في المليون، CL 15 جزء في المليون، CR تساوي 0.80 رطل P2O5 / bu، وYP 40 bu / a. احسب الكمية الموصى بها من P2O5 بالجنيه لكل فدان لتحقيق العائد المحتمل لفول الصويا.

عملية حسابية:

نظرا لأن ST أقل من CL، فإن اختبار التربة يقع في منطقة التراكم، لذلك لحساب المبلغ الموصى به P2O5 سيتم إعطاؤه بواسطة:

ü معادلة البناء  = ü  Buildup equation for P: lb P2O5/A to apply = [(CL – ST) x 5] + (YP x CR)

= [(15 ppm-10 ppm) *5] +(40bu/a*0.80 lbP2O5/bu) = (25+32) lb P2O5/a= 57 lb P2O5/a

Ø بما أن 1 رطل / فدان = 1.12085116 كجم / هكتار ، وبالتالي 57 رطلاً / أ 5 / أ = (1.12085116 * 57) كجم P2O5 / هكتار = 63.8852 كجم P2O5 / هكتار

كمية P2O5 الموصى بها تساوي 63.8852kg P2O5 / هكتار.

بشكل عام، يتم تقييم اختبارات التربة P على أنها منخفضة ومتوسطة وعالية وعالية جدا، وتتطلب اختبارات التربة المنخفضة إضافة الأسمدة الفوسفورية التي تتجاوز الكمية التي يتم إزالتها بواسطة المحصول المزروع لأن الفسفور المضاف في السماد يصبح ثابتا.

سيتطلب وسط اختبار التربة في الفوسفور تطبيقات تزيد قليلا عن تلك التي يزيلها المحصول من أجل محصول ونمو كافيين. عندما يكون اختبار التربة مرتفعا، لا يُتوقع استجابة غلة لسماد الفوسفور. في مثل هذه الحالة، يمكن اتباع طرق مختلفة لإدارة الأسمدة.

اقرأ المزيد: أهمية إضافة الأسمدة العضوية خلال عمليات الخدمة للزراعات الشتوية

أولاً، يمكن استخدام الأسمدة البادئة التي يتم ربطها أثناء الزراعة لتطبيق كمية صيانة من الفوسفور. القصد من ذلك هو تطبيق كمية الفوسفور التي يتم إزالتها بواسطة المحاصيل النامية حتى يتم الحفاظ على اختبار التربة العالي. بالتناوب، لا يتم استخدام سماد الفوسفور ويتم إعادة اختبار التربة على فترات متكررة لتحديد متى يجب استخدام الفوسفور مرة أخرى.

عندما يكون اختبار التربة مرتفعا جدا في P، فإن احتمال فقد الفوسفور في المياه السطحية من خلال الجريان السطحي والتآكل يكون كبيرا. لتقليل مخاطر التدهور البيئي، لا ينبغي استخدام سماد الفوسفور في اختبارات التربة عالية جدا. يجب إعادة اختبار التربة بشكل متكرر لتحديد متى يتم تقليل مستويات الفوسفور إلى النقطة التي يلزم عندها إضافة الفوسفور مرة أخرى.

مثال 2: سيتم زراعة علف الذرة في تربة معدنية مع STL للبوتاسيوم 40 جزء في المليون، CEC 8 ميلىمكافئى / 100 جرام، CR 8 رطل / طن، وYP 20 طن / فدان. أوجد كمية K2O الموصى بها لتحقيق العائد المحتمل لسيلاج الذرة؟

اقرأ المزيد: أنواع الأسمدة الزراعية

عملية حسابية:

أولا، علينا إيجاد قيمة CL. بالنظر إلى أن (CL = 75 + (2.5 * CEC) لجميع المحاصيل، وبالتالي فإن CL = 75 + (2.5 * 8 ميق / 100 جم) = 95 جزء في المليون.

نظرا لأن ST  ( 40جزء في المليون) أقل من CL (95جزء في المليون)، فإن اختبار التربة يقع في منطقة التراكم.

ü  Build up equation for K: lb K2O/A to apply = [(CL – STL) x ((1 + (0.05 x CEC))] + (YP x CR) = [(95 ppm-40 ppm) *((1+(0.05*8 meq/100g))] + (20 ton/acre*8 lb/ton) = (55+22+160) lb K2O/a= 237 lb K2O/acre

Ø بالنظر إلى أن 1 رطل / فدان = 1.12085116 كجم / هكتار. لذلك 237 رطل K2O / فدان = (1.12085116 * 237) كجم K2O /ha =265.6417 كجم K2O / هكتار

كمية K2O الموصى بها هي 265.6417kg K2O / ha.

مثال 3: بالنسبة للتربة المعدنية حيث سيتم زراعة البطاطس، فإن اختبار التربة باستخدام 0.1 N HCl يشير إلى محتوى المنجنيز البالغ 6 جزء في المليون عند الرقم الهيدروجيني 6.3. ما هي كمية المنجنيز اللازمة لتحقيق العائد المحتمل للبطاطس التي سيتم زراعتها؟

اقرأ المزيد: العوامل التي تؤثر على كفاءة استفادة النباتات من الأسمدة الكيماوية

عملية حسابية:

تذكر أنه بالنسبة للتربة المعدنية، يمكن العثور على توصيات المنغنيز على النحو التالي:

Mn rec. = [(6.2 x pH) – (0.35 x ST)] – 36= [(6.2*6.3) －(0.35*6)] －36 = 37.06－36= 1.06 lb Mn/acre (For band application only).

ملاحظة: المعدلات الموصى بها من المنغنيز مخصصة لتطبيق النطاق لأن المنغنيز ملزمة بسهولة بأشكال غير متاحة عند مزجها (البث ودمجها) مع التربة.

مثال 4: سيتم استخدام التربة ذات قيمة اختبار التربة لمحتوى المنغنيز البالغ 2 جزء في المليون عند الرقم الهيدروجيني 6.6 لإنتاج الفول. وضع توصيات لتطبيق المنجنيز؟

عملية حسابية:

الزنك الموصى به للتربة المعدنية والعضوية: Zn rec = [(5.0 x pH) – (0.4x ST)]–32= [(5.0*6.6)–(0.4*2)]-32= (33-0.8)-32= 32.2-32=0.2 lb Zn/acre

 Ø يساوي 1 رطل / فدان = 1.12085116 كجم / هكتار. ثم 0.2 رطل Zn / فدان = (1.12085116 * 0.2) كجم Zn / ha = 0.2242kg Zn / ha

كمية الزنك الموصى بها تساوي 0.2242 كجم زن / هكتار.

مثال 5: بالنسبة لـ YG من 150 بوشل / فدان، عندما تتبع الذرة موقفا ممتازا من البرسيم أو البرسيم ويتم تطبيق 10 طن / فدان من السماد الطبيعي. احسب التوصية N؟

اقرأ المزيد: تسميد الأراضي الصحراوية بالأسمدة الفوسفاتية

عملية حسابية:

تذكر أن N=[YG*1.36)-27]-[40+(0.60*%ls)] -(4*fm).

لذلك ، فإن التوصية N هي:   Pounds N/acre=177-100-40=37 lb N/acre

Ø بما أن 1 رطل / فدان = 1.12085116 كجم / هكتار، وبالتالي 37 رطل / فدان = (1.12085116 * 37) كجم N / هكتار = 41.4715 كجم N / هكتار

كمية النيتروجين الموصى بها هي 41.4715 كجم N / هكتار.

في بعض الأحيان، يعادل محصول فول الصويا السابق 40 رطلاً من الأسمدة النيتروجينية. تُستخدم هذه الطريقة الأساسية أيضًا لتقديم توصيات بشأن الحبوب الصغيرة والمحاصيل الأخرى غير البقولية.

يتم استخدام عوامل أخرى لتعديل التوصية، اعتمادا على المحاصيل والظروف.

بالنسبة للمحاصيل البقولية، هناك تباين في كفاءتها في تثبيت النيتروجين، لتجنب التلوث المحتمل للمياه الجوفية، أصبحت بعض المحطات التجريبية الزراعية أكثر تحفظًا وتقوم بإلغاء توصيات النيتروجين لفول الصويا. بالإضافة إلى ذلك، قد يؤدي استخدام الأسمدة النيتروجينية إلى البقوليات المثبتة للنيتروجين بكفاءة إلى تقليل تثبيت النيتروجين دون التأثير على المحصول.

اقرأ المزيد: بدائل الأسمدة الكيماوية لزيادة الإنتاجية الزراعية

المحاصيل المزروعة في التربة العضوية: تحتوي التربة العضوية على كمية من النيتروجين الكلي أكبر من التربة المعدنية، ونتيجة لذلك فإن إمكانات تمعدن النيتروجين عالية جدا ويتم زراعة العديد من المحاصيل دون استخدام الأسمدة النيتروجينية. تتطلب هذه التربة تصريفا وتميل إلى أن تكون رطبة وباردة في الربيع مما يؤدي إلى معدل بطيء للتمعدن، وفي مثل هذا الموسم تستجيب بعض المحاصيل للتطبيقات الصغيرة للأسمدة النيتروجينية.

اقرأ المزيد: كيفية تطبيق برنامج تسميد الخضر والفاكهة لزيادة الاستفادة من الأسمدة

ـ الاستنتاج: أن النظر في كيفية مساهمة الإمداد بالعناصر الغذائية غير الكافية في زيادة غلة المحاصيل، ويجب إجراء التصحيح المناسب أو الوقاية من نقص المغذيات باستخدام الأسمدة باتباع توصيات الأسمدة الصحيحة، وعند القيام بذلك يمكن توقع زيادة كبيرة في غلة المحاصيل.

المراجع

References

 FAO, Fertilizer and plant nutrition guide, FAO [Food and Agriculture Organization of the United Nations], 1984, pp. 37-40.

159. D. Foth, Soil fertility, 2 ed., Boca Raton, Florida: Lewis Publishers, 1997, pp. 140-143, 159.
160. L. Tisdale, J. L. Havlin, J. D. Beaton and W. L. Nelson, Soil Fertility and Fertilizers : An Introduction to Nutrient Management, 6 ed., Upper Saddle River, New Jersey: Prentice-Hall, Inc. & Pearson Education, 1999, pp. 6-12.

 W. Darryl, D. Jon and J. Lee, Nutrient recommendations for field crops in Michigan, Michigan: Michigan State University, Department of crop and soil sciences, 2009, pp. 3-16.