Новітні системи удобрення та підвищення родючості чорноземів Степу України

Чорноземні ґрунти України характеризуються потужним гумусованим шаром, високим вмістом загального гумусу і валових запасів поживних речовин. Однак землеробська практика показує, що ефективність мінеральних добрив на чорноземних ґрунтах дуже висока. Так, зокрема, окупність мінеральних добрив у степовій зоні прибавкою врожаю польових культур знаходиться у прямій залежності від вологозабезпеченості, тобто вона знижується від західних, більш зволожених, до східних і південно-східних регіонів України.

Для умов Степу науковими установами встановлена оптимальна концентрація добрив на гектар сівозмінної площі, яка становить 8–10 т/га гною та до 60 кг азоту і фосфору, 30 кг калію. Цей рівень удобрення забезпечує не тільки підвищення продуктивності сівозмін на 26–36%, а й створює умови для відтворення родючості ґрунту.

В сучасних умовах господарювання необхідно повністю змінити концепцію застосування добрив, виходячи з отриманих наукових розробок. Одною із найважливіших складових цих розробок є ґрунтова і рослинна діагностика потреби рослин в елементах живлення залежно від рівня забезпечення їх поживними речовинами. Це дає можливість оптимізувати дози внесення добрив, забезпечити високі коефіцієнти використання поживних речовин та їхню окупність приростами врожаїв польових культур.

Щоб підвищити ефективність мінеральних добрив, необхідно впроваджувати та дотримуватись наступної концепції їх застосування.

Мінеральні добрива використовувати передусім під пріоритетні культури (пшениця і ячмінь озимий, кукурудза, соняшник) з метою одержання максимального виходу зерна та іншої продукції рослинництва, а під решту враховувати та передбачати їх післядію. Дози добрив оптимізують, залежно від агрохімічного стану ґрунтів, із диференціацією строків внесення відносно біо­логічних особливостей культур. При цьому обов’язково треба враховувати рівень удобреності попередника у сівозміні.

Добрива в ґрунт вносити найефективнішим локальним способом до сівби культур на глибину 8–12 см стрічками за допомогою чизель-культиваторів, зерно-тукових сівалок та культиваторів-рослинопідживлювачів. За такого способу використання добрива довше знаходяться у вологому шарі ґрунту, в зоні розповсюдження основної маси кореневої системи рослин, поживні речовини їх менше закріплюються ґрунтом і повніше використовуються рослинами на формування врожаю. Локальне внесення мінеральних добрив дає можливість зменшити їхню розрахункову норму на 30%, а інколи і на 50% порівняно з поверхневим розкидним способом без суттєвого зниження приросту врожаю.

Обов’язковим заходом залишається застосування припосівного удобрення із використанням гранульованих фосфорних або складних туків у дозі 10–15 кг/га по фосфору. Вони особливо ефективні на неудобрених у допосівний період полях або з низьким чи середнім вмістом фосфатів у ґрунті. Стартове добриво поліпшує умови живлення рослин у початковий період і сприяє підвищенню врожаю зернових на 3–4 ц/га. Окупність одиниці діючої речовини добрив при цьому способі їхнього використання утроє-четверо вища, ніж при інших.

В умовах зрошення при врахуванні агрохімічного стану ґрунтів використання добрив в оптимальних дозах є одним із вирішальних факторів стабілізації землеробства, бо вони забезпечують до 70–75% загального приросту врожаїв культур.

Застосовувати позакореневе підживлення рослин хелатними мікродобривами у відповідні фази росту і розвитку рослин, згідно з рекомендаціями, які повною мірою сприяють оптимальному режиму живлення польових культур відповідно до закону мінімуму у землеробстві, який передбачає забезпечення рослин передусім тим мікроелементом, котрий знаходиться у мінімумі по відношенню до інших мікроелементів.

Використовувати як органічне добриво післяжнивні, післяукісні рослинні рештки польових культур для досягнення бездефіцитного балансу гумусу в сівозмінах з обов’язковим внесенням азотних добрив N₁₀ на 1 т соломи для компенсації на життєдіяльність мікроорганізмів.

В цілому раціональна система удобрення польових культур передбачає наступні строки застосування добрив: основне, припосівне, підживлення. Залежно від характеру і напряму дії бажано користуватися різноманітними їхніми формами. При основному внесенні використовують як прості мінеральні добрива (аміачна селітра, карбамід, аміачна вода, суперфосфат простий гранульований, суперфосфат амонізований, гранфос, калімагнезія), так і складні («Суперагро» ((10:26:26), (NP12:24+S+Ca)), нітроамофоску, нітрофоску, амофос, амофосфат).

Для припосівного удобрення бажано ширше застосовувати повні або парні складні мінеральні добрива («Супер­агро» — N₁₅P₁₅K₁₅, нітроамофоска — N₁₆P₁₆K₁₆, нітрофоска — N₁₃P₁₃K₁₃, «Суперагро» — N₂₀P₁₀, амофос — N₁₂P₅₀, амофосфат — N₁₆P₂₀ та ін.).

Найбільш економічно вигідним і екологічно безпечним є локальний спосіб внесення мінеральних добрив, який забезпечує приріст урожаю на 20–40% порівняно з розкидним у зв’язку з локалізацією внесених елементів живлення безпосередньо біля кореневої системи, що покращує позиційну доступність поживних речовин рослинам. Оптимальна глибина внесення добрив для зернових культур суцільної сівби становить 5–12 см, а для просапних — 12–20 см. Локальне внесення мінеральних добрив здійснюється за допомогою стерньових сівалок прямої сівби, зернотукових, культиваторів-рослинопідживлювачів, а також відповідних ґрунтообробних агрегатів.

При підживленні рослин найдоцільніше використовувати прості гранульовані добрива (аміачна селітра, карбамід), рідкі (КАС-32, аміачна вода) та складні мінеральні добрива. З них найбільш високо­ефективним є локальне внесення рідких мінеральних добрив карбамідно-аміачної суміші (КАС). КАС — це суміш водних розчинів аміачної селітри та карбаміду (в співвідношенні 35,4% карбаміду, 44,3% селітри, 19,4% води, 0,5% аміачної води).

Це єдине азотне добриво, що містить у собі три форми азоту:

• нітратну — забезпечує миттєву дію,
• амонійну — у процесі нітрифікації переходить у нітратну форму,
• амідну — у результаті діяльності ґрунтових мікроорганізмів переходить в амонійну, а потім у нітратну.

Завдяки своїм особливостям КАС забезпечує пролонговане живлення рослин азотом. Через відсутність у її складі вільного аміаку він не випаровується в атмосферу під час внесення, однак наявність амонійної форми робить бажаним мінімальне загортання, особливо в умовах високих температур і відсутності опадів після внесення.

Важливою перевагою КАСу є його висока технологічність:

• внесення рідкого КАСу більш рівномірне, аніж твердих та гранульованих добрив;
• КАС добре поєднувати з використанням пестицидів в одній баковій суміші. Це дозволяє скоротити декілька операцій з догляду за посівами;
• внесення по рослинах, котрі вегетують, що дає можливість провести позакореневе підживлення;
• КАС добре поєднується з мікроелементами.

Ступінь та швидкість засвоєння елементів живлення із добривом КАС через листову поверхню значно вища, ніж при внесенні їх у ґрунт. Для цього найкраще підходить розчин КАС, розведений водою. Амідна форма азоту швидко проникає через листову поверхню зернових колосових та інших культур.

КАС можна використовувати як восени (під основний обробіток), так і навесні (під передпосівний). Норми й дози внесення її залежать від виду культури, строку й способу внесення, попередника та інших чинників.

Перше весняне підживлення озимих зернових проводять після сходу снігу при поновленні вегетації рослин, у період кущіння з нормою N_30–40, коли температура не вище + 10°C, розведення у воді КАС не потребує. Можливе збільшення норми внесення добрив, залежно від фізіологічного стану рослин.

Друге живлення здійснюють комбіновано з додаванням засобів захисту рослин, регуляторів росту у фазі початку виходу в трубку, при цьому разова норма азоту не повинна перевищувати N₃₀. У разі другого живлення озимих, щоб уникнути опіків, КАС доцільно розбавити водою у співвідношенні 1:2, а за спільного внесення із гербіцидом — 1:3 або 1:4. За потреби додаткового внесення азоту можливе третє пізнє підживлення у фазі початку колосіння пшениці озимої із нормою не більше N₁₀.

Для ярих зернових культур найкращий результат досягається за внесення N₈₀ під передпосівну культивацію, N_20–30 у період 1-го міжвузля та 5–8%-м розчином у період 2-го міжвузля у баковій суміші з препаратами, що сприяють збільшенню вмісту білка і підвищенню якості врожаю (сірковмісні препарати).

При внесенні КАС у підживлення по вегетуючих рослинах доза азоту не має перевищувати N_10–20 за обов’язкового розведення водою у співвідношенні 1:4 через можливі опіки рослин. Норма витрати робочого розчину на 1 га має становити 100–300 л/га.

В нинішніх умовах при різкому зростанні вартості добрив їх використання повинне базуватися на принципах повної економічної доцільності з деякими поправками на підвищення родючості ґрунту. Тому при плануванні застосування мінеральних добрив обов’язковим повинно бути використання матеріалів агрохімічних обстежень територій землекористування та залучення розрахункових методів їх внесення з урахуванням біо­логічного потенціалу культур і ґрунту.

Існують різноманітні методи визначення норм добрив під сільськогосподарські культури. Серед них найбільш універсальним є метод розрахунку за нормативами витрат поживних речовин добрив на формування 1 т продукції. Дози добрив розраховуються за формулою:

Д = У • Н • К

де Д — доза N, Р₂О₅, К₂О, кг/ га діючої речовини на запланований урожай;

У — запланований урожай, т/га;

Н — нормативи витрат поживних речовин на формування 1 т врожаю;

К — поправочний коефіцієнт на рівні забезпечення ґрунту поживними речовинами (низька забезпеченість — 1,3, середня — 1,0, підвищена — 0,7, висока — 0,5).

Розраховану дозу фосфорно-калійних добрив під всі польові культури найбільш доцільно вносити під основний обробіток ґрунту. Азотні добрива в умовах Степу з недостатнім зволоженням під ярі культури можна вносити як під основний, так і передпосівний обробітки ґрунту. Під озимі польові культури на еродованих ґрунтах половина розрахованої дози азоту має бути використана в допосівний період, а решта у підживлення ранньою весною. При цьому слід враховувати стан вологозабезпечення рослин. Якщо промивання ґрунту весною менше 60–80 см, а запаси вологи в півтораметровому шарі нижчі за 100 мм, проводити підживлення озимих нераціонально.

Зі способів застосування мікродобрив найбільш економічними й ефективними є передпосівна обробка насіння та позакореневе підживлення рослин, що вегетують. Оброблене мікродобривами насіння підвищує енергію схожості, воно стає більш стійким проти грибкових та бактеріальних хвороб.

У цих добривах мікроелементи у формі комплексонатів окремих елементів, які в умовах нейтральної та лужної реакції середовища найменше поглинаються ґрунтово-вбирним комплексом, але при цьому легкодоступні для рослин. Конструюються мікродобрива з набором мікроелементів під кожну конкретну культуру.

Крім цього, мікроелементи добавляють і в мінеральні добрива (суперфосфат, нітрофоски, азофоски тощо), які застосовуються для внесення у рядки при сівбі локально, а також врозкид під оранку або культивацію.

Мікродобрива у вигляді комплексонатів мікроелементів, як правило, використовуються при обробці насіння і для позакореневого підживлення рослин, що вегетують.

Позакореневе підживлення мікродобривами можна проводити також разом із застосуванням отрутохімікатів. На посівах пшениці озимої їх рекомендується вносити восени в фазі кущіння, навесні при трубкуванні, під ярі зернові — в фазі трубкування, а під зернобобові — перед початком цвітіння із розрахунку 3–5 л/га та витратою робочої рідини 300–350 л/га. Під цукрові буряки — перед змиканням листя у міжряддях по 2–3 л/га, під кукурудзу й соняшник — по 3–5 л/га у фазі 3–5 листа. При змішуванні мікродобрив з отрутохімікатами додержуватись вищенаведених правил.

Необхідно дотримуватись принципу збалансованого живлення між макро- і мікроелементами. За умов підвищеної небезпеки накопичення нітратів у продукції рослинництва бажано збільшувати дози фосфору та калію і вносити мікроелементи — молібден, мідь і манган, які активізують ферменти, що беруть участь у відновленні нітратів до аміаку.

Бажано якомога ширше застосовувати внесення азотних добрив частинами, у строгій відповідності до потреб польових культур згідно з основними етапами органогенезу, використовуючи дані ґрунтово-рослинної діагностики. Слід також приділяти більше уваги способам внесення добрив. Зокрема, локальне їх внесення у ґрунт сприяє зниженню втрат газоподібних сполук азоту в 1,5–2 разів, що посилюється гальмуванням нітрифікації внаслідок дії високої концентрації солей у стрічці добрив на життєдіяльність нітрифікуючих мікроорганізмів. 

Внесення органічних добрив у сучасних умовах в Україні є досить проблематичним, через одну банальну причину — їх простої фізичної відсутності в необхідній кількості для внесення під польові культури. Однак одним із важливих альтернативних джерел поповнення органічної речовини в ґрунті є солома зернових культур, яка містить близько 15% води і приблизно на 80% складається з органічної речовини. Складові елементи соломи — целюлоза, пентозани, геміцелюлоза і лігнін (до 80%) — є енергетичним матеріалом для мікроорганізмів ґрунту, а продукти їх деструкції (розкладання) — будівельним матеріалом для лабільного («поживного») гумусу.

Хімічний склад соломи суттєво змінюється залежно від властивостей ґрунту і погодних умов. У середньому вона містить 0,5% азоту, 0,25% фосфорного ангідриду, 0,8% окису калію і 35–40% органічного вуглецю. З одної тонни соломи в грунт може надійти на 1 гектар 5 кг азоту, 2,5 кг фосфору, 8 кг калію, 8–9 г бору, 1–3 г міді, 6–14 г марганцю, 0,5 г молібдену, 3–13 г цинку і 0,3–1,0 г кобальту.

Технологія використання післяжнивних і післяукісних рослинних решток на добриво зводиться до наступного. У період збирання врожаю солома і стебла польових культур подрібнюються й рівномірно розподіляються полем. При цьому проводиться регулювання комбайна і подрібнювача таким чином, щоб уся маса побічної продукції рівномірно розподілялась по ширині захвату комбайна. Після збирання врожаю на рівномірно подрібнену і розподілену органічну масу вносяться азотні добрива з розрахунку 10 кг діючої речовини азоту на 1 т соломи, азот краще використовувати в аміачній або амідній формі. Тобто кращими добривами будуть сульфат амонію, хлористий амоній, карбамід. Замість мінеральних добрив можна додавати до соломи рідкий гній (6–10 т/га). Для розкладання соломи гороху азотних добрив вносити не потрібно, адже в ній співвідношення між вуглецем і азотом становить 25–30:1, тобто оптимальне, яке забезпечує достатню кількість азоту для живлення мікроорганізмів деструкторів. Недоцільно вносити додатковий азот і після збирання соняшнику, якщо це поле в сівозміні наступного року відводиться під пар. Усі злакові культури мають дуже широке співвідношення вуглецю до азоту (85–80:1), і застосування азотних добрив для розкладу маси обов’язкове.

По всіх культурах після внесення азотних добрив площу поля дискують на 8–10 см. Загортання соломи чи стебел на таку глибину сприяє більш енергійному її розкладу без накопичення токсичних речовин. Через 3–4 тижні на полі виконують технологічні операції, передбачені для вирощування наступної культури.

За умов розкладу кореневих та післяжнивних решток зернових культур, у зв’язку з відносно низьким вмістом у їхньому складі азоту, процеси мінералізації переважають над процесами гуміфікації, оскільки безазотисті гумусові сполуки нестійкі і досить швидко мінералізуються. Встановлено, що для кореневих решток пшениці озимої коефіцієнт гуміфікації знаходиться у межах 0,15–0,18 (С: N — 35–40:1), для соломи — близько 0,10 (С: N — 80:1), в той час коли коефіцієнт гуміфікації органічних добрив становить 0,2–0,3 (С: N — 25–35:1).

Використання соломи на добриво має також велике екологічне значення:

• утилізується величезна маса органічної речовини, що мінералізується у ґрунті, елементи продуктів напіврозкладу цілком поглинаються ґрунтовим комплексом;
• солома повторно включається до кругообігу мінерального й органічного живлення рослин для формування нової біомаси і вирощування нового врожаю;
• солома, розкладаючись у ґрунті протягом тривалого часу, не забруднює його високими концентраціями нітратного азоту, органічним фосфором і калієм;
• сталий баланс надходження до ґрунту і витрат елементів живлення рослинами із соломи виключає вимивання рухомих елементів і винос їх із поверхневим стоком у водойми;
• рівномірно розкидана полем солома захищає ґрунт від пересихання і ущільнення;
• внесення соломи до ґрунту сприяє розвитку ґрунтової фауни, що відображається на підвищенні активності бактерій, дощових черв’яків та інших живих організмів, поліпшуючи агрохімічні і фізичні властивості ґрунту;
• з ліквідацією скирт соломи погіршуються умови розмноження мишоподібних гризунів, нагромадження насіння бур’янів, а також патогенної мікрофлори зернових культур.

Істотним джерелом поповнення органічних речовин у ґрунті є також сидерати. За умови їх вирощування на площі 8–10 млн га це б дозволило накопичувати 200–250 млн т біомаси, що еквівалентно 100 млн т гною. За інтенсивного землеробства доцільно застосовувати сидерати як проміжну культуру, що дає змогу використовувати зелене добриво в сівозмінах без зміни структури посівних площ.

На основі вищевикладеного можна зробити висновок, що для суттєвого зростання урожайності польових культур та підвищення родючості ґрунтів Степу України передусім необхідно залишати та використовувати у вигляді органічного удобрення післяжнивні рослинні рештки польових культур з відповідною компенсацією азоту для життєдіяльності мікрофлори, а за наявності використовувати напівперепрілий чи рідкий гній. Гранульовані і рідкі мінеральні добрива, КАС вносити локально за допомогою стерньових сівалок прямої сівби, зернотукових, культиваторів-рослинопідживлювачів, а також відповідних ґрунто­обробних агрегатів, що забезпечує безпосередній контакт кореневої системи польових культур з елементами живлення. А також ширше використовувати мікродобрива у вигляді комплексонатів мікроелементів при обробці насіння і для позакореневого підживлення рослин, що вегетують.

Олександр ЦИЛЮРИК, доктор с.-г. наук
Дніпровський державний аграрно-економічний університет