Диференційоване внесення добрив — процес, за якого на різних ділянках поля вносять різну кількість добрив за картою-завданням. Тут загалом можна виділити такі етапи: відбір ґрунту, лабораторний аналіз ґрунту, розрахунок дози добрив на запланований урожай, диференційоване внесення добрив.
Карта-завдання завантажується в бортовий комп’ютер трактора. Під час руху трактора по полю під час внесення добрив бортовий комп’ютер, використовуючи дані позиціонування з високоточного GPS-приймача, зчитує інформацію з карти-завдання й керує положенням дозувальних заслінок, збільшуючи або зменшуючи подачу добрив.
Карту-завдання для внесення різної кількості добрив розробляють на основі різних типів інформації: аналіз ґрунту, NDVI, карти врожайності, рельєф тощо. Застосування диференціального внесення способом дозволяє раціонально використовувати дорогі мінеральні добрива, що, порівнюючи з традиційним фоновим методом, економить значні кошти.
У аграріїв часто виникає запитання: чому за диференційованого внесення добрив за картою-завданням за різними дозами не вирівнюється врожайність по полю, а лишається її строкатість, навіть за багаторічного такого внесення, яка, логічно, з часом має вирівнюватися. Однак цього не відбувається, і не завжди зростає врожайність. Зрозуміло, що зміна родючості ґрунтів і врожайності є багаторічним процесом, які залежать від багатьох чинників. У той самий час треба розуміти, з чим це пов’язано.
Родючість ґрунтів
Ґрунт є продуктом кількох чинників: впливу клімату, рельєфу, організмів і материнської породи, які взаємодіють із плином часу. Він постійно піддається розвитку і зміні шляхом численних процесів. Вирощуючи культури, велику увагу потрібно приділяти аналізу і моніторингу родючості ґрунту, розуміючи, що він задовольняє потребу рослин в елементах живлення, вологи, і є результатом розвитку ґрунтоутворювальних процесів, які привели до його утворення.
Навіть у найродючішого ґрунту за умов тривалого й інтенсивного використання знижується рівень його родючості. Для моніторингу за станом ґрунту проводять агрохімічні аналізи. Без використання добрив і заходів з підвищення родючості ґрунту він поступово стає непридатним для вирощування культур, бо не може забезпечити рослини вологою, киснем і елементами живлення.
Основною науковою концепцією точного землеробства — є уявлення про існування неоднорідностей у ґрунті в межах одного поля. Якщо відбір проб ґрунту проводити по зонах неоднорідності, то за такого методу відбирання можна помилитися у виборі меж зон неоднорідності, які можуть не збігатися між собою по картах врожайності, індексах вегетації й сітках відбирання. Карти врожайності, індекси вегетації та інші зони далеко не завжди корелюють з умістом основних елементів живлення в ґрунті. Індекс вегетації — це сукупний показник, який містить не лише родючість ґрунту, а й інші чинники. Через це цей комплексний показник повністю не корелює з умістом основних елементів живлення в ґрунті й сітками відбирання.
Від ступеня кореляції індексу NDVI з умістом основних елементів живлення в ґрунті залежить точність у виборі меж зон неоднорідностей і їх розмір. Чим вище кореляція NDVI з типом ґрунту, тим точніше визначається зона неоднорідності та її межі. Якщо менший ступінь кореляції індексу NDVI з родючістю ґрунту, то менш точно визначається зона неоднорідності. NDVI дозволяє дати прогноз із діапазоном відхилень від фактичних даних від 4 до 20%. Це досить високий показник неточності.
NDVI може змінюватися впродовж усього сезону вирощування, і його показники за початкового росту, періоду цвітіння й дозрівання будуть сильно відрізнятися. Найактивніший ріст індексу NDVI спостерігається під час сезону вегетації, а в момент цвітіння його збільшення сповільнюється і зупиняється, і поступово при дозріванні індекс знижується. Відповідно, межі зон неоднорідностей по NDVI впродовж вегетації також будуть змінюватися.
За значеннями NDVI неможливо повною мірою судити про родючість ґрунту. Потрібно вдосконалювати або розробляти точніші методи визначення зон неоднорідностей до вмісту елементів живлення в ґрунті. Без цього буде недостатньо практичним уявлення в точному землеробстві про існування неоднорідностей у ґрунті в межах одного поля та малоефективним диференційоване внесення добрив.
Карта врожайності
Подібна ситуація складається і з картами врожайності з комбайнів. Картування врожайності за збирання є сумарним результатом усіх операцій упродовж сезону, який містить не лише родючість ґрунту, а й інші чинники. Через це цей показник не завжди корелює вмістом основних елементів живлення в ґрунті й сітками відбирання. Крім того, існує проблема коректності показань датчиків і їх калібрування за картування врожайності, що часом зводить нанівець правдивість отриманих даних з пристроїв.
Основне завдання датчиків полягає у вимірі параметрів і їх переданні на пристрій. Якщо датчик не відкалібровано, то він передаватиме неточні дані, що, своєю чергою, перекреслить весь подальший аналіз даних у програмі. З урахуванням параметрів кожного поля, стану культури (вологості, засміченості, густоти) потрібно калібрувати датчики за картування врожайності. Крім того, будь-який датчик, навіть налаштований і відкалібрований, завжди вимірює параметри з похибкою. Це призводить до того, що часом залежно від величини похибки, потрібно вводити виправлені коефіцієнти на цю похибку вимірювання.
Ще одна причина неефективності диференційованого внесення добрив полягає в тому, що карта розподілення елементів живлення в ґрунті й карта завдання для внесення сильно відрізняються залежно від вибору сітки відбирання проб ґрунту (при 10 і 1 га сітках відбирання). Через це виникає питання доцільності диференційного внесення добрив по 10 або 1 га сітці відбирання проб для аналізу, якщо вони не збігаються між собою.
Правильного методу відбирання проб ґрунту для агрохімічного аналізу не існує. Чим вища щільність сітки відбирання ґрунту, тим точніші дані за його агрохімічними властивостями. У той самий час зростає вартість відбирання ґрунту і вартість агрохімічного аналізу ґрунту.
Іншою проблемою неефективності диференційного внесення добрив є якість агрохімічного аналізу і рекомендацій. Часто результати досліджень однакових зразків ґрунту, проведених у різних лабораторіях, є дуже суперечливими. Зазвичай розбіжності в протоколі досліджень і рекомендаціях щодо внесення добрив можуть відбуватися як через різні методи аналізу, так і через відмінні підходи й методи розрахунку до діючої речовини елемента живлення.
Методи встановлення норм добрив
В агрохімії існує багато методів встановлення норм добрив, серед яких найпоширенішими є такі: за результатами польових дослідів; на основі даних винесення елементів живлення врожаєм і коефіцієнтів їх використання з ґрунту і добрив (балансові методи); за нормативами витрат добрив на одиницю врожаю або на приріст урожаю (нормативні методи); на основі бальної оцінки природної родючості ґрунту й окупності добрив (нормативні методи); на основі виробничих функцій у системі ґрунт-рослина-добрива (математичні). Крім того, в агрохімії виділяють різні підходи у філософії рекомендацій щодо внесення добрив і відгуку на врожайність: за дефіцитом, за винесенням, за забезпеченістю (дефіцит + винос). Залежно від того, яким принципом керується лабораторія для розрахунку норм для внесення добрив, буде залежати і їх кількість. Від вибору філософії рекомендацій щодо внесення добрив буде також залежати економічна відмінність у відгуку на врожайність і рентабельність.
Найпоширенішим методом в Україні для розрахунку норм добрив для внесення є балансовий метод. Але результатом цього методу часто є такі норми внесення добрив, що недоступні для більшості фермерів через високу вартість фосфорно-калійних добрив. Цей метод не дієвий у сучасних умовах ринкової економіки України й мінливої вартості фосфорних і калійних добрив.
На жаль, у вітчизняних агрохімічних лабораторіях не часто цікавляться: який саме підхід і метод розрахунків потрібен клієнтові. Часом від замовника приховують інформацію, як у рекомендаціях розраховують потребу в добривах до діючої речовини елемента живлення та якими методами користуються у цих розрахунках (нормативний, балансовий, математичний та ін.). В ідеалі цей процес має бути абсолютно прозорим і об’єктивним.
Слід зазначити, що в Україні багато агрохімічних лабораторій, що проводять аналіз ґрунту: Прайм Лаб Тек / Prime Lab Tech, Агротест, Інститут здоров’я рослин, Афіна Паллада, AgriLab — та ін. Багато таких установ, маючи акредитацію, проводять аналізи на власних потужностях. Проте деякі пішли іншим шляхом — надають послуги з аналізу ґрунту, передаючи зразки в лабораторії США, Англії. Але у цьому разі може виникнути ситуація, коли методи аналізу, які там застосовують, не адаптовані для різних ґрунтів України.
Незважаючи на вказані вище проблеми, диференційоване внесення добрив є перспективним напрямом у точному землеробстві, що дозволяє зменшити витрати на внесення добрив і збільшити врожайність культур.
Сергій ХАБЛАК, д-р біол. наук
