Основи ефективного застосування азотних добрив та меліорації ґрунтів

Розрахунок норм внесення та робота з азотними добривами

Ефективність рослинництва безпосередньо залежить від точного управління живленням культур. Щоб не перевитрачати туки та отримати запланований урожай, агрономи розділяють річну потребу поля на разові прийоми. Норма добрива — це сумарна кількість діючої речовини, необхідна культурі на один гектар за сезон. Доза — це частина норми, яку вносять за один раз у конкретну фазу розвитку рослин.

• Періодичність вапнування — раз на 8–10 років
• Разова доза гашеного вапна — 25–60 кг на 100 м²
• Діюча речовина в сечовині — до 46% азоту
• Діюча речовина в хлористому калії — до 62% калію
• Діюча речовина в аміачній селітрі — до 35% азоту

Класичним прикладом дробового живлення слугує азотне підживлення озимої пшениці із загальною річною нормою 150 кг/га. Такий розподіл азоту дозволяє ефективніше використовувати ресурс добрив і безпосередньо впливає на якість зерна. Всю норму вносять на поле в три послідовні етапи.

1. Перед сівбою: вносять стартову дозу 30 кг/га для отримання дружних сходів до настання перших осінніх холодів.
2. Навесні: розподіляють 90 кг/га після припинення горизонтального та вертикального стоку води для швидкого нарощування вегетативної маси.
3. У фазі наливу зерна: проводять некореневе підживлення в дозі 30 кг/га для істотного підвищення білковості пшениці.

Мінеральні азотні добрива постачають рослинам азот в аміачній, амідній або нітратній формі. На практиці найчастіше застосовують аміачну селітру (NH₄NO₃), сульфат амонію ((NH₄)₂SO₄) та сечовину (карбамід). Кальцієву та натрієву селітру використовують рідше — переважно як підживлення по сходах і для внесення в міжряддя на кислих ґрунтах.

Аміачна селітра швидко засвоюється: її амонійна частина легко випаровується і вимивається опадами, а нітратна довше залишається в ґрунтовому розчині, йдучи потім у нижні горизонти. У сульфаті амонію аміак переходить у малорухому сполуку, тому він не вимивається дощами. Сечовина відмінно підходить для листкових підживлень та звичайного внесення з обов'язковим загортанням у ґрунт.

Застосування фосфорних, калійних та складних сумішей

Калійні та фосфорні добрива вимагають суворого дотримання правил загортання через їхні хімічні особливості. Основним калійним добривом залишається хлористий калій (KCl). Фосфорні туки виробляють з апатитів і фосфоритів, найчастіше застосовуючи простий або подвійний суперфосфат. Фосфор діє на рослини повільно, оскільки його сполуки в ґрунті малорухомі й довго переходять у доступні форми.

Суперфосфати випускають у вигляді порошкоподібних сірих солей, які найбільш ефективні на нейтральних і лужних ґрунтах. Подвійний суперфосфат містить удвічі більше діючої речовини (фосфору), ніж простий. Для загортання фосфорних добрив на практиці використовують чотири основні способи:

• внесення безпосередньо в рядки під час сівби насіння;
• розподіл у міжряддя;
• внесення в лунки навколо рослин (у чистому вигляді або в суміші з органікою);
• загортання під оранку чистого пару.

Щоб скоротити кількість проходів техніки по полю та збалансувати живлення культур, агрономи використовують складні комплексні добрива. Їхній склад і вміст діючих речовин визначають дози внесення під конкретну культуру.

Назва добрива	Вміст діючих речовин та характеристика
Амофос	Азотно-фосфорне добриво, містить до 12% азоту і до 52% фосфору.
Нітроамофос	Містить по 24% азоту і фосфору.
Діамофос	Концентроване добриво, містить до 23% азоту і до 53% фосфору.
Нітрофоска	Потрійне азотно-фосфорно-калійне добриво, містить по 12% кожного елемента.
Флаймін	Екологічно чисте збалансоване добриво, містить N, P і K по 7–13% кожного елемента, а також гумус.
Ефект-плюс	Рідка поживна композиція з біостимулюючим ефектом. Застосовується для вигонки розсади та основного підживлення всіх сільськогосподарських культур.

Органічні добрива: правила внесення та норми

Внесення органіки — базовий спосіб поліпшити структуру ґрунту та підвищити вміст гумусу. У розпорядженні агронома широкий спектр матеріалів: гній, гноївка, пташиний послід, торф, компост, мул (сапропель), солома та сидерати. Ефективність кожного з них залежить від правильного підбору дози під конкретну культуру та дотримання технології заробляння.

Основою органічних добрив залишається гній, що складається із суміші підстилки з твердими та рідкими виділеннями тварин. Його склад і цінність залежать від виду худоби, якості кормів та способу зберігання. Для розрахунків потреби в елементах живлення орієнтуються на середні показники хімічного складу гною.

Елемент живлення	Середній вміст у гної, %
Азот	0,5
Фосфор	0,25
Калій	0,6
Кальцій	0,5

Особливу цінність становить перегній — сильнорозкладений гній у вигляді темної пухкої маси. Для розрахунку потреби враховуйте, що для отримання 1 т перегною потрібно 4 т свіжого гною. Під озимі хліба в Білорусі вносять 20 т/га підстилкового гною, а під просапні, овочеві та технічні культури дозування збільшують до 60 т/га.

Гноївку зазвичай компостують із торфом, соломою та рослинним сміттям. При використанні жижі для підживлення норми витрати становлять 5–7 кг/м² для озимих та просапних культур, а в садах дозу збільшують до 12 кг/м². Для компостів використовують також відходи шкіряної та харчової промисловості, додаючи до гною 1–2 % фосфоритів.

Птичий послід служить цінним джерелом азоту та засвоюваного фосфору для основного внесення та підживлення. Ставковий мул містить 0,2–2 % азоту, 0,1–0,5 % фосфору, невелику кількість калію та кальцію, а також гумінові сполуки. У болотах на глибині 30–50 см може залягати вівіаніт (синя фосфорна мука), що містить до 20 % фосфору.

Для заробляння органіки оптимальним строком є осінь під зяблеву оранку. На легких і середніх ґрунтах у зонах достатнього зволоження добрива заорюють на всю глибину пахотного горизонту, а на важких глинистих ґрунтах глибину заробляння зменшують до 15–18 см. Локальне внесення стрічками, у борозенки або лунки істотно підвищує віддачу від добрива.

Як сидерати (зелене добриво) використовують злакові, хрестоцвіті та бобові культури, заорюючи їх невдовзі після збирання врожаю попередника. Норма заорювання зеленої маси становить до 45 кг/м². При повному сидеральному удобренні заорюють усю біомасу; при укісному — скошену траву переносять на інше поле; при отавному — заробляють лише відрослу отаву, стерню та коріння.

Бактеріальні добрива: біологічна мобілізація елементів

Бактеріальні препарати дозволяють активізувати природні процеси живлення рослин без зайвого хімічного навантаження. Корисні мікроорганізми розмножуються в ризосфері кореня, використовуючи виділення рослин (ексудати), і переводять недоступні форми азоту та фосфору в засвоюваний стан. Препарати вносять разом із насінням або органо-мінеральними сумішами безпосередньо перед сівбою, або обробляють ними кореневу систему розсади.

• Вихід перегною — 1 т із 4 т гною
• Глибина заробляння на глинах — 15–18 см
• Витрата нітрагіну — 500 мг на 1 м²
• Вміст фосфору у вівіаніті — до 20%

Кожна група бактеріальних препаратів вирішує свою задачу на полі:

• Нітрагін (на основі бактерій бобових і лохових рослин) вносять із насінням;
• Азобактерин застосовується під усі культури, крім бобових;
• Ризобактерин розроблений на основі ризосферних азотфіксаторів для зернових культур;
• Фосфобактерин містить бактерії, що підвищують засвоюваність фосфорних добрив;
• Каліплант покращує калійне живлення та підвищує стійкість до кореневих інфекцій.

Мікробіологічна фіксація атмосферного азоту (симбіотична та несимбіотична) — це екологічно чистий і енергоефективний спосіб постачання азоту для посівів. Використання цих препаратів задіює природний потенціал рослин, вироблений у ході еволюції в умовах низької забезпеченості рухомим ґрунтовим фосфором та азотом.

Симбіотичний азот: потенціал і лімітуючі фактори середовища

Симбіоз бобових культур із бульбочковими бактеріями — найпродуктивніше біологічне джерело азоту для рослинництва. За оптимальних умов фіксація атмосферного азоту бульбочками досягає 300 кг/га на рік і більше. У масштабах країни максимальне використання цього ресурсу здатне залучити в обіг понад 15 млн тонн азоту повітря, що еквівалентно економії 90 млн тонн аміачної селітри. Окрім бобових, фіксувати азот здатні понад 200 видів небобових рослин за рахунок асоціативної азотфіксації бактеріями ризо- та філосфери, серед яких Arthrobacter, Bacillus, Erwinia, Klebsiella, Azotobacter та Clostridium. Однак саме бобово-ризобіальний симбіоз залишається головним практичним інструментом агронома.

• Потенціал азотфіксації — до 300 кг/га на рік
• Економія аміачної селітри — 90 млн т
• Частка коренів гороху в пахотному шарі — 90%
• Температура для теплолюбних видів — 20–30 °C

Для запуску цього механізму на конкретному полі потрібні високоактивні штами бактерій роду Rhizobium (який поділяють на 11 видів), здатні проникнути в кореневі волоски рослини-господаря. Але навіть за наявності активних бактерій ефективність симбіозу часто стримується ґрунтово-кліматичними факторами. Головний бар'єр для ризобій у Нечорнозем'ї — підвищена кислотність ґрунту. Різні бобові культури ділять за вимогами до рН на 6 груп: наприклад, для люпину оптимальні значення 5,5–6,5, а для квасолі — 6,6–7,5.

Також роботу симбіотичного апарату лімітують такі фактори середовища:

• Аерація ґрунту. При дефіциті кисню в бульбочках знижується вміст леггемоглобіну. Цей білок переносить кисень до мітохондрій для отримання енергії, а також ізолює азотфіксуючі центри від вільного кисню, оскільки відновлення азоту відбувається суворо в анаеробних умовах.
• Вологість ґрунту. При засусі азотфіксація припиняється через брак вуглеводів: рослина перенаправляє всі енергетичні ресурси на ріст нових коренів для пошуку води, позбавляючи бульбочки живлення.
• Температура. Для видів з короткоденним фотоперіодом оптимальний діапазон для фіксації азоту становить 20–30 °C.

Фосфор, калій та мікроелементи для активної азотфіксації

Процес фіксації азоту відбувається з обов'язковою участю АТФ, тому забезпечення рослин фосфором — базова умова роботи симбіозу. При низькому вмісті рухомого фосфору в ґрунті бульбочкові бактерії проникають у кореневі волоски, але повноцінні бульбочки не формуються. Потреба у фосфорі різниться залежно від біологічних особливостей культур.

Вимогливість до фосфору	Культури	Нижня межа рухомого фосфору, мг/кг ґрунту
Культури слабокислих та нейтральних ґрунтів	Пшениця, ячмінь, кукурудза, горох посівний, конюшина лучна	120–150
Культури підвищеної вимогливості	Квасоля, люцерна, галега східна	180–200

Різниця в потребах багато в чому пов'язана з будовою кореневої системи та виділенням ексудатів. У гороху посівного до 90% коренів знаходиться в пахотному шарі, тоді як жовтий люпин має глибокий стрижневий корінь і засвоює фосфор із нижніх горизонтів. Крім того, кислототерпимі культури виділяють через корені більше ексудатів (органічних кислот, вуглецевих сполук, екзоферментів), що допомагає їм розчиняти важкодоступний фосфор і адаптуватися до кислих ґрунтів.

Для контролю роботи ризобіального симбіозу на коренях бобових культур необхідно регулярно проводити діагностику. Це дозволяє вчасно виявити дефіцит живлення і скоригувати схему підживлення до настання критичної фази наливу насіння.

1. Визначте строки контролю. Проводьте оцінку двічі за сезон: через 20—25 днів після появи сходів і повторно у фазі цвітіння, коли вміст леггемоглобіну в тканинах максимальний.
2. Оцініть глибину. Розкопайте 15-сантиметровий пахотний шар ґрунту. Саме в цьому горизонті зосереджено 90—95 % активної кореневої системи рослин.
3. Підготуйте зразки. Акуратно промийте водою 40—60 коренів для подальшого візуального аналізу.
4. Перевірте колір зрізу бульбочок. Розріжте сформовані бульбочки поперек для оцінки їхньої життєздатності.

• Перша діагностика — 20—25 днів після сходів
• Глибина розкопки коренів — 15 см
• Частка коренів у пахотному шарі — 90—95 %
• Розмір вибірки для промивання — 40—60 коренів

Великі бульбочки рожевого або червоного кольору на зрізі підтверджують активну азотфіксацію та достатню забезпеченість рослин азотом. Якщо бульбочок мало, вони відсутні або мають сіро-зелений відтінок, це свідчить про відсутність леггемоглобіну. У фазі наливу насіння такі посіви зіткнуться з азотним голодуванням.

Ґрунтоутворення: як материнська порода перетворюється на родючий шар

Ґрунт — ключовий ресурс у рослинництві, що відрізняється від безплідної гірської породи родючістю. Це здатність безперервно забезпечувати культуру доступною водою та поживними речовинами протягом усього періоду вегетації. Якість цього ресурсу прямо визначає врожайність та загальну продуктивність полів.

Формування ґрунтового покриву починається з фізичного та хімічного руйнування гірських порід під дією температурних коливань, вітру та опадів. У тріщини, що утворюються, проникає волога, прискорюючи руйнування структури. У результаті контакту породи з водою та повітрям формується кора вивітрювання товщиною від кількох міліметрів на скелях до десятків метрів у низинах.

Зруйновані вітром та водою частинки переносяться і відкладаються на нових місцях, утворюючи вторинні (осадові) породи. У наш час більша частина ріллі сформована на покривних четвертинних відкладах. Серед них переважають сліди давніх льодовиків — морени, а також озерно-льодовикові та алювіально-гляціальні відклади, що виступають у ролі материнських порід.

Залежно від умов перенесення та відкладання, осадові породи мають різний гранулометричний склад:

Розмір фракцій	Тип ґрунтоутворювальних відкладів
Великі	Валуни
Найдрібніші	Глинисті та мулисті відклади різного хімічного складу

Перетворення вихідної осадової породи на повноцінний ґрунт відбувається під безперервним впливом біологічних факторів. Рослинність, мікроорганізми та тварини переробляють мінеральну основу, формуючи гумусовий горизонт. Систематичне та грамотне сільськогосподарське використання земель людиною прискорює ці природні процеси, підвищуючи родючість і гарантуючи стабільні урожаї.