Сучасні тенденції в системі добрив культур з огляду на зміну клімату

Головним обмежувальним чинником, що регулює дози добрив під культури, вважається опади. В Україні відбувається дуже сильна зміна клімату. Ґрунт є продуктом кількох чинників: впливу клімату, рельєфу, організмів і материнської породи, які взаємодіють із плином часу. Він постійно піддається розвитку і змінам шляхом численних процесів. Зміна клімату України та зміщення природно-кліматичних зон на 200 км призводить до поступових змін складу і типу ґрунтів.

 Таблиця 1. Раніше рекомендоване співвідношення між елементами живлення в мінеральних добривах для внесення під сільськогосподарські культури в Лісостепу України (Господаренко, 2018)

 

Приблизно оптимальні співвідношення NPK під культури для Лісостепу України наведено в табл. 1, а рекомендовані норми внесення добрив за різних природно-кліматичних зон — у табл. 2. Найправильніше науково обґрунтоване співвідношення елементів мінерального живлення під пшеницю озиму — 1 : 0,9 : 0,8, кукурудзу на зерно — 1 : 0,9 : 0,9, яке з кожним роком по фосфору і калію зменшується залежно від природно-кліматичних зон через погодні умови, типу ґрунтів і високу вартість фосфорно-калійних добрив.

 

Таблиця 2. Раніше рекомендовані норми внесення добрив за різних природно-кліматичних зон

 

Через велику вартість фосфорно-калійних добрив, наприклад, співвідношення в нормі внесення добрив під кукурудзу в Поліссі змінюється у бік N_120-150Р_30-40К_30-40, Лісостепу — N_90-120Р_20-30К_20-30, Степу — N_60-90Р_10-20К_0-20 (табл. 3). Такі дози фосфорно-калійних добрив не покривають винесення фосфору і калію з урожаєм зерна.

 

Таблиця 3. Зміни в нормі внесення добрив за природно-кліматичними зонами

 

Головну увагу в системі добрив слід приділяти азотному живленню. Азоту після опадів відводиться друге місце серед чинників, що визначають урожайність культур. Чинники погоди й азоту в сумі забезпечують більше ніж 50% загального врожаю. У посушливий рік погода істотно обмежує реакцію культур на застосування азоту.

Добрива рослини засвоюють тільки у зволоженому ґрунті за наявності вологи. Оптимальні умови живлення для рослин створюються, якщо добрива вносять у найвологіший шар ґрунту — на глибину від 10 до 20 см, тобто в зону розміщення основної маси кореневої системи (табл. 4).

 

Таблиця 4. Розміщення мінеральних добрив у ґрунті за різних способів їх закладання

 

За закладання добрив легкими й важкими боронами практично всі добрива потрапляють у шар ґрунту 0–5 см, і за браку вологи вони находяться у верхньому шарі ґрунту, що пересихає, і гірше використовуються рослинами. За закладання добрив культиватором чи дисками 76% добрив потрапить у верхній шар ґрунту, що пересихає, 24% добрив потрапляє в шар ґрунту 6–12 см (рис. 1). За закладання добрив плугом і плугом із передплужником у верхній шар ґрунту потрапляє відповідно 23 і 7% добрив. Інша частина добрив закладається в глибші шари ґрунту і може використовуватися рослинами пізніше.

Зазвичай у разі закладання культиваторами й дисковими боронами 50–90% добрив находяться у верхньому 3-сантиметровому шарі ґрунту. Верхній шар ґрунту швидко пересихає, отже, рослини не в змозі використати поживні речовини добрив. Усе це знижує ефективність розкидного добрива. За закладання добрив під оранку їх основна кількість розміщується в ґрунті на глибині 9–20 см, тому вони малодоступні для рослин на початку вегетації.

За локального внесення добрива витрачаються економніше. Для отримання однакової прибавки врожаю дозу локального добрива можна зменшити на 50% проти розкидних. Наприклад, коефіцієнт використання фосфору із суперфосфату в рік його внесення за допосівного застосування врозкид під оранку становить 10–15%, а за рядкового внесення зростає до 25–27%. Заміна розкидного добрива локальним (за однакової дози внесення) підвищує врожайність зернових на 2–5 ц/га, кукурудзи — на 5–8 ц/га.

Азотні добрива в амідній (карбамід) і рідкій аміачній формах (безводний аміак), а також фосфорні, калійні та комплексні добрива (що містять NPK) доцільно вносити локально. За сучасних технологій точного землеробства це можна зробити з осені, розміщуючи добрива стрічкою нижче від глибини загортання насіння.

На сьогодні гранульовані та рідкі стартові добрива через великий ризик опіку молодих корінців рослини вносять одночасно із сівбою переважно методом «5 × 5» (5 см вниз і 5 см вбік). У той самий час добрива з низьким сольовим індексом, що не містять баластних солей, уносять безпосередньо в зону висіву насіння, але у відповідних нормах (Р₂О₅ 10–15 кг/га д. р.).

Однак унесення стартових добрив методом «5 × 5» привабливіше, ніж у зону висіву насіння з низки причин: (1) за набухання, проростання поживні речовини беруться з насіння (приклад, проростання насіння в чашках Петрі з водою без елементів живлення); (2) поглинання поживних речовин із ґрунту корінням починається з процесом фотосинтезу, коли пагін уже на поверхні й зелений, а корінь до того моменту опускається на глибину 5 см і глибше; (3) унеможливлює будь-яку фітотоксичність із боку добрива за проростання насіння. Не дарма багато компаній з виробництва техніки й агрегатів перейшли на конструювання сівалок з унесенням стартових добрив методом «5 × 5».

Стартове живлення особливо ефективне в холодному ґрунті — в умовах, коли поглинання ускладнено через низьку доступність елементів живлення. У стартовому живленні фосфор є основними поживними елементом, тому що він практично нерухомий у ґрунті, а за температури меншої за +14 °С майже не засвоюється, але саме фосфор вкрай потрібен для росту коренів.

Не завжди, наприклад, на кукурудзі недолік фосфору, який може проявлятися на молодих рослинах у вигляді фіолетового забарвлення листя, пов’язаний із браком цього елемента живлення. Все, що обмежує ріст рослини (ущільнення ґрунту, холодна погода, пригнічення бур’янами, кислотність ґрунту й інші стресові чинники), також може впливати на появлення фіолетового забарвлення листя кукурудзи. Зазвичай фіолетове забарвлення не впливає на врожайність культури, але є індикатором стресу від низьких температур. Дія низьких температур (нічних — нижчих за +10 °С і денних — вищих за +15 °С) викликає фіолетове забарвлення листя кукурудзи у фазу V6, за яке відповідають 5–8 генів. Пігментація утворюється у верхньому шарі клітин і не впливає на вміст хлорофілу в рослині. У селекції часто використовують гібриди кукурудзи з генами фіолетового забарвлення як маркери.

За внесення рідких стартових добрив із біопрепаратами й мікроелементами в рядок або методом «5 × 5» можна створити сприятливі умови для розвитку корисних мікроорганізмів. Кількість мікроорганізмів особливо велика в ризосфері. Використовуючи як джерело їжі кореневі виділення, мікроорганізми активно розвиваються на коренях і поблизу них, сприяючи мобілізації поживних речовин ґрунту. Ризосферні й ґрунтові мікроорганізми відіграють важливу роль у перетворенні поживних речовин і добрив у доступну для рослин форму. Особливо це стосується фосфорних і калійних добрив, які слабо рухливі в гранті. До того ж у ґрунті треба зменшити рухливість і втрату азотних добрив, але збільшити мобільність і доступність фосфорних і калійних (табл. 5).

 

Таблиця 5. Рухливість елементів живлення у ґрунті

 

У той самий час не можна забувати, що в живленні рослин основну роль потрібно приділяти не стартовим добрив, ні листковим і кореневим підживленням, а основним, від яких в основному залежить урожайність культур. Винятком із цього правила є підживлення озимих культур і кукурудзи за дробним азотним живленням залежно від ситуації й стратегії мінерального живлення.

Рослина може засвоїти елементи живлення у великих обсягах тільки за допомогою кореневої системи. Живлення по листку є допоміжним способом, і не може бути основним. Листкове підживлення препаратами, що містять амінокислоти, фосфор і калій, не завжди дає справжню прибавку через те, що листок не пристосований для живлення. Через листок відбувається фотосинтез, дихання й транспірація. Розміри амінокислоти, фосфору і калію дуже великі, і вони не можуть потрапити всередину листка і клітини. Засвоєння через листя калію і фосфору, порівнюючи з його загальною нормою, дуже мале. Цих два макроелементи не вимиваються з ґрунту і доступні рослині впродовж вегетації. Тому немає великої потреби у їх листковому внесенні.

Фоліарне підживлення найефективніше на добре удобрених ґрунтах і за інтенсивної технології вирощування, де обмежувальним чинником росту врожайності може бути один із макро- або мікроелементів. Водночас найсуттєвішою перепоною на шляху проникнення мікроелементів у листок є кутикула, клітинна стінка і плазмалемма епідерми. Кутикула є ліпідною плівкою й виконує захисну функцію. Для проникнення в цитоплазму прилеглих клітин речовина долає опір клітинних стінок і плазмалемми епідерми.

Ефект від стартових добрив може нівелюватися через розтягування й затримку сівби через використання припосівного добрива. Як правило, кожну добу запізнення із сівбою культур після оптимального строку знижує врожайність на 1%. Тобто запізнення на тиждень означає зниження врожайності на 7%, запізнення на два тижні — на 14%, на три тижні — на 21%. З огляду на це потрібно зважувати частку впливу кожного з чинників (стартові добрива або швидкість сівби) на врожайність культур.

Стартові фосфорні добрива можна взагалі не застосовувати, якщо основні фосфорно-калійні добрива були внесені в розкид і закладені в ґрунт легкими й важкими боронами, культиватором або плугом і плугом із передплужником. У разі закладання добрив легкими й важкими боронами практично всі добрива потрапляють у шар ґрунту 0–5 см, культиватором — 76%, а плугом і плугом із передплужником — відповідно 23 і 7% добрив опиняються у верхньому шарі.

Припосівні добрива доцільно вносити тільки тоді, коли основні фосфорні та калійні добрива були внесені локально стрічково на глибину 15–20 см, оскільки у верхньому посівному шарі фосфору може бути не достатньо для проростання насіння рослин.

Якщо під озимі культури повна норма фосфорних і калійних добрив була внесена під передпосівну культивацію розкидачем після лущення або дискування стерні попередника, то за сівби сівалкою в разі її обладнання кількома способами внесення добрив відпадає необхідність внесення стартових фосфорних добрив прямо в рядок або способом 5 × 5 см і основних добрив стрічково на глибину від 5–10 до 15–20 см. У той самий час за не внесення під озимі культури основних фосфорно-калійних добрив у розкид під передпосівну культивацію або дискування стерні, слід під час сівби сівалкою внести стартові фосфорні добрива прямо в рядок або способом 5 × 5 см і основні фосфорно-калійні добрива стрічково на глибину від 5–10 до 15–20 см. При цьому поєднуються кілька операцій разом із сівбою (основне, стартове внесення добрив із сівбою), але розтягується період сівби озимих зернових культур у часі, що через тривалу теплу осінню й м’яку зиму не так критично в останні роки. За допосівного локального стрічкового внесення основних фосфорно-калійних добрив на глибину 10–15 см з одночасним лущенням або дискуванням стерні попередника під озимі зернові культури потрібно під час сівби сівалкою внести тільки стартові фосфорні добрив прямо в рядок або способом 5 × 5 см.

Подібна ситуація, але з деякими нюансами, спостерігається і з ярими зерновими й просапними культурами. Якщо під ці культури повна норма фосфорних і калійних добрив була внесена під оранку розкидачем після лущення або дискування стерні попередника, то під час сівби сівалкою навесні відпадає потреба у внесенні стартових фосфорних добрив прямо в рядок або способом 5 × 5 см, що скорочує період сівби культур у часі. За осіннього локального стрічкового внесення основних фосфорно-калійних добрив на глибину 15–20 см комбінованим безвідвальним дисколаповим глибокорозпушувачем з одночасним лущенням або дискуванням стерні попередника потрібно навесні разом із сівбою сівалкою внести тільки стартові фосфорні добрива прямо в рядок або способом 5 × 5 см. З тим восени за обробітку ґрунту поєднуються кілька операцій (основне внесення добрив із лущенням і безвідвальним розпушуванням ґрунту).

 

Сергій ХАБЛАК, д-р біол. наук, начальник відділу впровадження та
моніторингу технологій у рослинництві агрохолдингу AGR group

Фото автора