Оптимізація витрат на удобрення

Економічна та екологічна криза, зниження природної родючості ґрунтів внаслідок господарської діяльності людини, забруднення ґрунтів пестицидами і важкими металами, погіршення якості продукції рослинництва -- все це викликає підвищену увагу до систем землеробства, які використовуватимуть потенційні можливості екосистем і мінімізуватимуть застосування хімічних засобів при вирощуванні сільськогосподарських культур.

Оптимізація умов вирощування через поєднання дії структурних елементів технології (сортовий склад, інокулянти, система удобрення) сприяє максимальній реалізації генетичного потенціалу сортів сільгоспкультур.

Як показала вітчизняна і зарубіжна практика, біометод в аграрному виробництві може і повинен стати одним із основних напрямів вдосконалення сільськогосподарського виробництва, оскільки це сьогодні реальний шлях зменшення забруднення довкілля, відтворення природної родючості ґрунтів,

Інтенсифікація та екологізація агропромислового комплексу України неможливі без оптимізації співвідношення земельних угідь як основи їхньої охорони й відновлення. На землях, що знаходяться в інтенсивному обробітку, необхідно докорінно змінити структуру посівних площ у сівозмінах таким чином, аби вирощування на них польових культур супроводжувалося поліпшенням родючості ґрунтів. Науково-обґрунтоване чергування культур у сівозміні передбачає, з одного боку, правильний підбір сприятливих для вирощування культур попередників, з іншого -- оптимальне насичення сівозмін одновидовими культурами, яке враховує допустиму періодичність вирощування їх у полях сівозміни. При такій побудові сівозміна максимально виконує основну біологічну функцію -- фітосанітарну і позбавляє посіви сільськогосподарських культур від зайвого застосування хімічних засобів захисту урожаю. У ній, порівняно з беззмінними посівами культур, ураженість рослин хворобами і шкідниками зменшується у 2-4 рази.

Зернобобові культури поліпшують біологічні процеси у ґрунті внаслідок сприятливого хімічного складу кореневих та стерньових решток. При цьому створюються оптимальні біологічні процеси в ґрунті, які підвищують ферментативну активність та спроможність наступних культур сівозміни використовувати малорозчинні поживні речовини. Дослідженнями В. Орлова, А. Лосєва, Н. Мільто встановлено, що після збирання бобових культур у ґрунті збільшується вміст фосфору та калію, порівняно з колосовими. Накопичений у коренях бобових культур і звільнений після їх відмирання кальцій цементує ґрунт, покращує його структуру. Після розкладу коренів у ґрунті залишаються пори, які поліпшують доступ води і повітря в глибокі шари ґрунту та сприяють кращому росту коріння рослин.

Підвищенню родючості ґрунту, а відповідно і загальної продуктивності рослинництва сприяє така зернобобова культура, як соя. Завдяки тому, що соя відзначається важливою агротехнічною особливістю -- здатністю засвоювати азот повітря і накопичувати його у ґрунті до 100 кг/га за період вегетації, -- значно підвищується вміст білка в урожаї культур, для яких вона є попередником у сівозміні. Наприклад, у США, де кожен третій гектар посівів займають бобові культури, щороку отримують до 6 млн т біологічного азоту, а в Україні -- менше 200 тис.т.

Для забезпечення ринку екологічно чистими продуктами харчування необхідні технології виробництва с.-г. продукції, які значно обмежують використання синтетичних добрив та пестицидів, базуються на правильному використанні сівозмін, застосуванні в якості добрив рослинних решток, компостів, корисних мікроорганізмів тощо. Екологічно безпечні технології мають забезпечувати природне підвищення урожайності та покращення структури і родючості ґрунту. В їх основу покладено застосування азотфіксуючих і фосформобілізуючих мікробних препаратів, ефективних мікроорганізмів. Це дозволить розв’язати проблеми трансформації гумусу, азоту, фосфору та інших поживних елементів у ґрунті.

Мікробні біопрепарати -- це екологічно чисті препарати комплексної дії, оскільки мікроорганізми, на основі яких вони створені, не тільки фіксують азот атмосфери або трансформують фосфати ґрунту, а й продукують амінокислоти, рістактивуючі сполуки та речовини антибіотичної природи, що стримують розвиток фітопатогенів, не забруднюють навколишнього середовища і безпечні для тварин і людей. На сьогодні мікробні препарати створені для більшості видів с.-г. культур, визначено умови їх ефективного застосування.

На думку В. Волкогона, реалізація потенціалу сучасних сортів сільськогосподарських культур можлива тільки при забезпеченні оптимального живлення рослин, що залежить як від наявності поживних речовин у ґрунті, так і від ступеня їхньої доступності. Важливим при цьому є інтенсифікація окремих біологічних процесів у прикореневому ґрунті, спрямованих на забезпечення рослинного організму метаболічно необхідними сполуками та фізіологічно активними речовинами. Коріння рослин знаходиться в оточенні ґрунтових мікроорганізмів, що є трофічними посередниками між ґрунтом і рослиною. Саме мікроорганізми перетворюють недоступні для сільськогосподарських культур сполуки у мобільні, оптимальні для метаболізму. Тому виникає необхідність у застосуванні прийомів, спрямованих на збільшення чисельності та активності агрономічно цінних мікроорганізмів у кореневій зоні рослин. Одним із таких заходів є застосування у технологіях вирощування культурних рослин мікробних препаратів для передпосівної інокуляції насіння.

Значного поширення останнім часом набули препарати на основі азотфіксувальних бактерій. Крім того, особливого значення для підвищення продуктивності зернових культур набувають наукові розробки щодо ефективного застосування біопрепаратів для поліпшення фосфорного живлення рослин. Поряд з цим зростає зацікавленість виробничників і до препаратів для передпосівної обробки насіння комплексом мікроелементів на хелатній основі.

Важливим аспектом дії мікробних препаратів є підвищення стійкості рослин до несприятливих факторів навколишнього середовища -- високих та низьких температур, нестачі вологи, фітотоксичної дії пестицидів, пошкодження шкідниками та хворобами, що в кінцевому результаті сприяє значному підвищенню врожайності та покращенню якості продукції. Відомо, що мінеральні добрива відіграють вагому роль у формуванні врожаю сільськогосподарських культур, але питання їхньої взаємодії з мікроелементами, мікробними препаратами, регуляторами росту залишається мало вивченим.

Застосування регуляторів росту рослин, вважає М. Макрушин, є надійним фактором поліпшення біологічних властивостей насіння та продуктивності посівів. Систематичний аналіз виробничих експериментів свідчить, що реальний приріст продуктивності с.-г. культур під дією регуляторів росту становить 10-13%. За оптимального значення агротехнічних факторів регулятори росту, як елемент технології, забезпечують приріст врожайності на 15-22%.

Біостимулятори не замінюють дію мінеральних добрив, але, як свідчать наукові та виробничі дані, за ефективністю гектарна норма біостимуляторів прирівнюється до дії добрив на рівні N_30-40P_30-40K_30-40. Проте за результатами окремих досліджень не встановлено достовірної різниці між урожаєм з обробленими рослинами РРР та контролем, де обробку не проводили. В таких випадках регулятор покращував лише якість вирощеного врожаю.

Господарювання в Україні ведеться, на жаль, з ігноруванням закону повернення у ґрунт поживних елементів. Подолання бездефіцитного балансу поживних речовин у ґрунті забезпечується в останнє десятиріччя приблизно на 10% до потреби. Тому потрібно, перш за все, оптимізувати режим органічної речовини і гумусного стану ґрунтів України, забезпечити інтенсивне використання цих ґрунтів шляхом концентрації на них енергії. Навіть раніше селянами здійснювалася концентрація енергії на орних землях шляхом переміщення її на поле у вигляді гною, компостів і попелу. В умовах інтенсифікації землеробства за відсутності поголів’я худоби всю побічну продукцію необхідно залишати на полі, а в господарствах з розвинутим тваринництвом переважну частину її варто використовувати як органічні добрива.

За відсутності гною, у нинішніх умовах занепаду тваринництва, для поповнення органічної речовини в ґрунті доцільно використовувати подрібнену солому озимих та ярих культур. Встановлено, що сидерати та солома -- цінне органічне добриво, за допомогою якого можна моделювати природний процес ґрунтоутворення та відтворення родючості ґрунтів в агроценозах. Найкращі результати дає загортання 4-6 т/га соломи відразу після збору врожаю дисковими знаряддями на глибину до 10 см з обов’язковим внесенням 7-10 кг азоту на кожну тонну з наступним приорюванням восени. Без дотримання цих вимог продуктивність рослин знижується. Крім того, використання соломи без внесення мінеральних добрив для удобрення колосових викликає алелопатичну втому ґрунтів, через що можливе зниження їх продуктивності. Тому доцільно вносити солому під культури з тривалим періодом вегетації -- цукрові буряки, кукурудзу на зерно і силос, соняшник, баштанні.

Як стверджує академік В. Сайко, солома і стебла кукурудзи в 2-3 рази за ефективністю перевищують внесення гною: 3-4 т соломи рівнозначні 9 т гною. Гичка кормових буряків, залишена у полі, формує приріст урожайності ячменю 9 ц/га. Водночас, вартість одиниці NPK соломи зернових колосових майже втричі, а стебел кукурудзи і гички цукрових буряків -- у 6-7 разів дешевше підстилкового гною.

Використання сидеральних добрив, особливо у поєднанні їх із соломою та пожнивними рештками, поліпшує поживний режим ґрунту і збільшує коефіцієнт використання поживних речовин з добрив та ґрунту на 5-28%. В той же час донедавна на значних площах солома спалювалася або при її загортанні не вносяться мінеральні добрива.

В умовах посухи ефективність багатьох агроприйомів, передусім добрив, способів обробітку ґрунту, біостимуляторів, мікроелементів, позакореневого підживлення та інших знижується, а часто їх застосування не дає позитивного ефекту. Але не всі це враховують, тому затрати на підвищене ресурсне забезпечення технологій не дають очікуваної віддачі й обертаються для господарств збитками. За низьких запасів вологи в ґрунті потрібно зменшувати дози азотних добрив під час підживлення озимої пшениці, оскільки підживлення її після непарових попередників аміачною селітрою з розрахунку 60 кг/га д.р. і більше за умов посухи призводить до підгоряння посівів та зниження урожаю. Наприклад, посіви озимої пшениці в умовах 2007 року після гірших попередників краще почувалися без добрив або за внесення азотних добрив не більш ніж 30 кг/га д.р. Тому дози добрив завжди слід узгоджувати із запасами вологи в ґрунті. Посуха карає виробничника за порушення законів землеробства й технології вирощування. Крім того, важливо враховувати й економічний ефект від застосування кожного агрозаходу, навіть якщо він забезпечив певний приріст урожаю.

Основне удобрення і підживлення озимих можна проводити розкидним способом, в тому числі за допомогою авіації. Але при цьому нерівномірність внесення становить 25-60%, внаслідок чого ефективність туків знижується на 15-20%. Крім того, в результаті перемішування з ґрунтом частина добрив, особливо фосфатів, на кислих та карбонатних ґрунтах утворюють малодоступні рослинам важкорозчинні сполуки.

Згадані втрати можна компенсувати, застосувавши локальне внесення. При цьому коефіцієнт використання поживних речовин з добрив зростає на 30-40%, тобто можна зменшити дозу майже в 1,5 разу й отримати запланований урожай. Локалізація внесення туків здійснюється шляхом використання культиваторів-рослинопідживлювачів або сівалок СЗ-3,6 та СЗС-2,1.

При рядковому та основному удобренні забезпечується найвища окупність мінеральних добрив урожаєм. Одним із кращих способів підживлення сільськогосподарських культур є позакореневе підживлення із застосуванням КАС.

За даними досліджень КІАПВ УААН (2007-2009 років), на чорноземах звичайних при середній забезпеченості ґрунту елементами мінерального живлення вищу врожайність озимої пшениці по чорному пару забезпечувало внесення повного мінерального добрива N₆₀Р₆₀К₆₀ під передпосівну культивацію або проведення дворазового підживлення рослин у весняний період на фосфорно-калійному фоні (Р₆₀К₆₀ + N₃₀ -- по мерзлоталому + N₃₀ -- прикоренево). В обох варіантах одержано однакову врожайність -- 63,1 ц/га, що на 6,9 ц/га більше порівняно до варіанту без добрив. Водночас економічна ефективність застосування мінеральних добрив при вирощуванні озимої пшениці по чорному пару була обумовлена як рівнем продуктивності, так і витратами на її вирощування (табл. 1). Без застосування добрив умовно-чистий дохід становив 4510 грн/га при рентабельності 199%. Внесення повного мінерального добрива під передпосівну культивацію та проведення дворазового підживлення рослин у весняний період на фосфорно-калійному фоні хоч і забезпечило збільшення урожайності на 3,9-6,9 ц/га, проте через високу вартість мінеральних добрив знизило умовно чистий дохід на 499-683 грн/га, а рентабельність -- на 99-113%.

Проведення весняного підживлення озимої пшениці азотними і фосфорними добривами та їх комплексне застосування зумовило зростання умовно чистого доходу щодо контролю на 92-297 грн/га. Економічно більш доцільним виявилося підживлення посівів N₃₀ розкидним способом по мерзлоталому ґрунту та N_{30 --} прикоренево (сівалкою). Умовно чистий дохід становив відповідно 4807 і 4785 грн/га при рентабельності 186 та 184%.

Таблиця 1. Економічна ефективність вирощування озимої пшениці по чорному пару залежно від застосування мінеральних добрив (КІАПВ УААН, 2007-2009 роки)

 

Підвищення продуктивності сільськогосподарських культур шляхом застосування лише хімічних засобів (добрив, пестицидів) дозволяє одержати тимчасову користь у вигляді прибавки урожаю, але це часто веде до створення екологічних проблем. Вищої продуктивності сільськогосподарських угідь при збереженні природної родючості ґрунтів може бути досягнуто збагаченням кореневої зони рослин мікроорганізмами, які селекційовані за високою активністю корисних для рослин властивостей.

У багатьох випадках біопрепарати розглядають лише як додаткове джерело підвищення родючості ґрунту та врожайності сільськогосподарських культур, яке дозволяє зменшити норму внесення мінеральних добрив на 25-55% та замінює 10-20 кг азоту. За сприятливих умов бактерії біопрепаратів здатні задовольнити рослину в азоті, що дорівнює нормі 20-60 кг/га.

Органічні фосфати безпосередньо малодоступні для рослин, тому валовий вміст залишку фосфорної кислоти в ґрунті (Р₂О₅) не може бути показником забезпечення рослин фосфором: він характеризує лише потенційну родючість ґрунту. Розрахунки показують, що в метровому шарі чорнозему тільки одного трикальційфосфату достатньо для живлення рослин упродовж 100 років. Однак у водорозчинній формі міститься невелика кількість фосфору. Найбільш простим шляхом збільшення вмісту доступного рослинам фосфору в ґрунті є внесення фосфорних добрив. Проте коефіцієнт використання цих добрив невисокий -- не більше 0,15-0,20 у перший рік. І. Ляшенко констатує, що кожні внесені 100 кг/га фосфорних добрив збільшують вміст рухомого фосфору в середньому на 1 мг на 100 г ґрунту (замість розрахункових 3 мг). Для повноцінного забезпечення сільськогосподарських культур потрібно вносити в декілька разів більше фосфору, ніж виноситься з урожаєм, але це досить високозатратний агрозахід. Виходом з цієї ситуації може бути створення і застосування ефективних препаратів на основі мікроорганізмів, що здатні до ферментативного або метаболічного (внаслідок продукування певних метаболітів) перетворення важкорозчинних ґрунтових фосфатів у розчинні форми.

Існує багато способів внесення біопрепаратів: у ґрунт, з насінням, при підживленні, з поливною водою тощо. Найпоширенішим є обробка посівного матеріалу. Потрапляючи до ґрунту, бактерії розвиваються у зоні кореня, утворюють асоціації й виконують біологічну фіксацію азоту, переведення органічних сполук фосфору в неорганічні, які й поглинаються рослинами.

В окремих дослідах підвищення активності бактерій спостерігалося при підвищенні норми добрив до N_480-600P_480-600K_480-600. В інших відмічали зниження мікробіологічної активності ґрунту вже при внесенні N_100-120.

Дослідженнями в умовах КІАПВ УААН встановлено, що застосування мікробних препаратів при вирощуванні озимої пшениці позитивно впливало на ріст, розвиток та коефіцієнт кущення рослин в осінній період, їх перезимівлю, формування колосконосного стеблостою, величину основних елементів структури урожаю і на продуктивність озимої пшениці в цілому.

Кращий розвиток вторинної кореневої системи спостерігався при застосуванні фосформобілізуючих мікроорганізмів (Поліміксобактерин і Альбобактерин) та при комплексному їх застосуванні з Діазофітом, а також при застосуванні ЕМ-А препарату. Кількість вузлових коренів на одну рослину зростала відносно контролю на 1,2-2,8 шт.

Застосування мікробних біопрепаратів позитивно впливало на накопичення загальних вуглеводів у вузлах кущення рослин перед входом у зиму та їх перезимівлю в цілому. Так, найвищий вміст загальних вуглеводів у вузлах кущення рослин відмічено при застосуванні фосформобілізуючих мікроорганізмів та комплексному їх використанні з Діазофітом (21,46-22,10% на абсолютно суху речовину), а також при застосуванні ЕМ-А-препарату в різних варіантах (21,30-21,65%), при величині цього показника на контролі 17,71%. У зв’язку з цим і ступінь перезимівлі рослин озимої пшениці був найвищий у варіантах з комплексним застосуванням мікробних біопрепаратів та при використанні фосформобілізуючих препаратів окремо (94,5-95,6%), а також у варіанті з обробкою насіння ЕМ-А і додатковим обприскуванням рослин у фазу 3-4 листки дозою 90 л/га (94,3%), при величині цього показника на контролі 90,3%.

Суттєвої різниці щодо впливу мікробних препаратів вітчизняного виробництва та ЕМ-препарату (Японія) на ріст і розвиток рослин, їх перезимівлю, формування колосконосного стеблостою та величину основних елементів структури урожаю не виявлено.

Застосування мікробних біопрепаратів для обробки насіннєвого матеріалу і ЕМ-А-препарату для обробки насіння й вегетуючих рослин та внесення у ґрунт позитивно впливало на продуктивність озимої пшениці. В середньому за три роки досліджень вищий приріст урожаю озимої пшениці до контролю одержано при комплексному застосуванні мікробних біопрепаратів: Діазофіт + Поліміксобактерин -- 4,4 ц/га і Вітавакс + Діазофіт + Поліміксобактерин -- 4,9 ц/га, при величині урожаю у контрольному варіанті -- 52,9 ц/га. Дещо вищі прибавки урожаю до контролю одержано при застосуванні ЕМ-А-препарату в різних варіаціях -- 5,4-6,8 ц/га, але вони достовірно не відрізняються по величині від вище згаданих варіантів (табл. 2).

В умовах сприятливого за зволоженням 2008 року вищі показники економічної ефективності вирощування озимої пшениці було одержано у варіантах з обробкою посівного матеріалу азотфіксуючим і фосформобілізуючим препаратом та їх сумішшю, а також ЕМ-А-препаратом. Так, умовно чистий дохід становив 2839-3045 грн/га, рівень рентабельності -- 138-144%, при величині цих показників у варіанті без бактеризації насіння й посівів -- відповідно 2638 грн/га та 131%. Отже, значної різниці за економічними показниками між варіантами з обробкою насіння різними мікробними препаратами, їх комплексним застосуванням та обробкою насіння ЕМ-А не виявлено.

Застосування додаткового обприскування рослин ЕМ-А дозами 60 і 90 л/га як восени, так і навесні та внесення ЕМ-А в ґрунт зумовило значне погіршення економічних показників вирощування озимої пшениці. Так, умовно чистий дохід знизився до 2480-2584 грн/га, рівень рентабельності -- до 95-97%, що значно нижче, ніж на контролі, тобто додаткове обприскування посівів озимої пшениці та внесення в ґрунт ЕМ-А виявилося економічно недоцільним.

Таблиця 2. Урожайність озимої пшениці залежно від застосування мікробних біопрепаратів  (КІАПВ УААН, 2006-2008 років)

Комплексна обробка насіння с.-г. культур сприяє: розвитку більш потужної кореневої системи, що забезпечує ефективне засвоєння елементів живлення; розвитку в зоні кореневої системи корисних мікроорганізмів в тому числі, фосфатмобілізуючих та азотфіксуючих бактерій; накопиченню цукрів у кореневій системі, поглибленню вузла кущення, зимостійкості рослин; підвищенню вмісту хлорофілів у листках і збільшенню листкової поверхні рослин; розвитку підвищеної водоутримної здатності рослин; біосинтезу стресових білків, які підвищують стійкість рослин до посухи; зменшенню захворювання рослин основними хворобами; зменшенню полягання посівів за рахунок підвищення міцності стебла; зменшенню негативного впливу гербіцидів на клітини рослин.

Обробка посівів регулятором росту дозволяє зменшити норми витрат гербіцидів та інсекто-фунгіцидів на 25% при комплексному застосуванні. Їх використання підсилює розвиток листкової поверхні та генеративних органів, підвищує загальну і продуктивну кущистість, кількість зерен у колосі, їх масу, вміст білків, клейковини, класність зерна.

За даними досліджень КІАПВ УААН протягом 2007-2009 років, внесення мінеральних добрив N₈₀P₁₀₀K₆₀ під передпосівну культивацію при вирощуванні озимої пшениці сорту Одеська 267 по попереднику соя сприяло істотному підвищенню урожайності на 5,7 ц/га, проте через високу вартість мінеральних добрив умовно чистий дохід знизився на 790 грн/га, а рентабельність -- на 118% (табл. 3). Вирощування озимої пшениці по попереднику соя на зерно без добрив забезпечило отримання 3438 грн/га умовно чистого доходу при рентабельності 172 %.

Застосування біопрепаратів Діазофіт та Поліміксобактерин, як окремо, так і в суміші з регулятором росту Агростимулін на фоні без добрив сприяло зростанню урожайності на 3,0-6,3 ц/га, тоді як на фоні N₈₀P₁₀₀K₆₀ істотне зростання урожайності було лише у варіантах із застосуванням Діазофіту та при його комплексному використанні з Агростимуліном та Поліміксобактерином. Приріст до контролю становив відповідно 3,9 та 4,6 ц/га.

Обробка насіння озимої пшениці Агростимуліном та біопрепаратами як окремо, так і в суміші на фоні без добрив сприяла зростанню умовно чистого доходу на 238-631 грн/га, рентабельності -- на 11-23 %, тоді як на фоні N₈₀P₁₀₀K₆₀ при використанні даних препаратів умовно чистий дохід зріс на 66-468 грн/га, а рентабельність -- лише на 1-10%.

Вища економічна ефективність була при обробці насіння озимої пшениці Діазофітом та його комплексному застосуванні з Агростимуліном і Поліміксобактерином. На фоні без добрив умовно чистий дохід становив відповідно 3935 і 4069 грн/га при рентабельності 191 і 195%, а на фоні N₈₀P₁₀₀K₆₀ -- 3066 і 3116 грн/га при рентабельності 63 і 64%.

Таким чином, на чорноземах звичайних малогумусних важкосуглинкових північного Степу України з середнім рівнем родючості при вирощуванні озимої пшениці економічно доцільно застосовувати обробку насіння сумішшю азотфіксуючого мікробного препарату Діазофіт (100 мл на гектарну норму насіння) і фосформобілізуючого препарату Поліміксобактерин (150 мл на гектарну норму насіння), а також поєднувати їх з регулятором росту Агростимулін (10 мл/т), при потребі попередньо використовуючи протруйники з діючими речовинами контактної та системної дії.

Отже, застосування мікробних препаратів та регулятора росту рослин для обробки насіння озимої пшениці забезпечує результати, які не можуть бути досягнуті іншими агроприйомами. Вони здатні не лише підвищувати стійкість рослин до захворювань та стресових факторів, збільшувати врожайність, покращувати якість вирощеної продукції, а й забезпечити вищу економічну ефективність порівняно з використанням мінеральних добрив. То навіщо ж платити більше?