В даному матеріалі ми поговоримо про такий показник, як ємність катіонного обміну. Кожного разу, коли ми говоримо про ґрунт, ми повинні пам’ятати, що говоримо про його заряд.
Звідки в ґрунті з’являється заряд? Так, ми всі знаємо, що є певні елементи, (18) в ґрунті, і кожен з них має свій заряд, має свою валентність. Деякі з них позитивні, деякі мають негативний заряд. Ті елементи, які мають позитивний заряд, називаються катіонами, ті, які мають негативний заряд, називаються аніонами.
Сам по собі ґрунт заряду немає. Заряд міститься в глині та в органічній речовині. Коли багато органічної речовини і є хоча б невеликий відсоток глини, то ґрунт, як правило, має завжди від’ємний заряд.
Відтак ємність катіонного обміну, або cation exchange capacity, як часто вона позначається в лабораторних протоколах, – це про здатність ґрунту утримувати та обмінювати позитивно заряджені іони або катіони. Тобто ємність катіонного обміну, іншими словами, цей показник можна спрощено назвати «силою ґрунтового магнетизму». Він визначається як множник заряду на масу, позначається в молях (mol) або сантимолях (cmol) на кілограм ґрунту. ЄКО вираховується шляхом додавання еквівалентних зарядів позитивно заряджених катіонів.
Що це означає? Чим вищий цей показник, тим родючішим буде даний ґрунт, тим більше глини він міститиме (або більш складнішої за будовою) та органічної речовини. Будь-яка глина утримує на своїх часточках дуже велику кількість позитивно заряджених іонів.
Незважаючи на те, що глина є найменшою за розміром складовою часточкою ґрунту в фізичному розрізі, вона має найбільшу площу контакту. І залежно від типу ґрунту, вона може мати різний заряд. Так, наприклад, каолініт має ємність катіонного обміну 3-15, ілліт – 15-40, монтморилоніт, смектит – 80-100.
Але в той же час звертаємо вашу увагу, що органічна речовина та гумус мають заряд 100-500+. Тобто залежно від того, скільки відсотків у вашому ґрунті буде глини і скільки відсотків органічної речовини, формується заряд, тобто здатність вашого ґрунту працювати і обмінюватися з позитивно зарядженими іонами. Живлення ґрунту – це мова саме про оцей процес обміну.
Даний показник (ЄКО (CEC)) часто можете бачити в лабораторних протоколах. Переважна більшість лабораторій цей показник надають. Опосередковано можна зробити висновок, що чим вищий цей показник, тим більше в вашому ґрунті буде вміст калію, магнію, натрію, кальцію та інших позитивно заряджених іонів.
Ємність катіонного обміну як показник – не є хімічним показником, цев більшій мірі показник обліку. Його можна вирахувати, знаючи концентрацію у вашому ґрунті позитивно заряджених іонів. Іноді буває достатньо просто побачити або взнати ємність катіонного обміну ґрунту, щоб уже спрогнозувати, яким чином він буде «працювати», якими добривами можна користуватися, якими не варто, в яких кількостях, коли, як і так далі.
Основні відмінності ґрунту з низькою і високою ЄКО
Як правило, ґрунти з низькою ємністю катіонного обміну мають високий вміст піску та низький вміст глини, низький вміст органічної речовини. Ґрунти з низьким ЄКО мають низьку водоутримуючу здатність, вони практично не опираються зміні pH середовища. Як правило, мають низьку продуктивність. Натомість ґрунти з високим показником ЄКО мають прямо протилежні характеристики.
Схематично зображено, яким чином впливає ємність катіоного обміну на концентрацію глини та органічної речовин на ваших ґрунтах.
Якщо ми говоримо про ємність катіонного обміну, ми повинні пам’ятати про спосіб живлення рослини. Чим виступає ємність катіонного обміну з практичної сторони? З практичної сторони ємність катіонного обміну – це, по суті, поживні елементи, які захищені від промивання. Чим більша ємність, тим більша здатність для подальшого обміну.
Цей обмін залежить, звичайно, від типу глини, але основна характеристика, яка вказує нам на те, яким чином відбувається процес обміну, – це заряд елементу та його маса. Тобто залежно від розміру елементу і його заряду формується спосіб обміну між усіма компонентами ґрунту.
До тих пір, поки елементи знаходяться закріплені на ґрунтових колоїдах, вони не доступні для рослини. Доступними вони стають тільки після того, як переходять в ґрунтовий розчин. І наша задача – зрозуміти, яким чином ми можемо керувати цим процесом, тобто яким чином ми можемо управляти елементами на закріплених ґрунтових колоїдах і переводити їх в ґрунтовий розчин.
Наприклад, позитивно заряджені іони тримаються міцно в ґрунті, оскільки вони мають позитивний заряд, а ґрунт і часточки глини, як правило, від’ємно заряджені. Вони притягуються. Чим більший розмір якогось елементу і менший заряд, тим легше його запустити в ґрунтовий розчин, де він стане доступним і для рослин, і для бактерій, для всіх інших організмів.
Якщо ми подивимося зараз на рисунок, то буде видно, що, наприклад, калій, який має один позитивний заряд і досить великий за розміром відірвати дуже легко. Натомість кальцій, він трошки менший і вже має два позитивних заряди, тобто він тримається сильніше.
В той самий час тривалентне залізо тримається ще міцніше, алюміній тримається ще міцніше і так далі. Тобто чим менший за розміром елемент і чим вище в нього заряд, тим міцніше він буде триматися за ґрунт. І ми цим можемо користатися.
Наприклад, від’ємно заряджені елементи, такі як фтор, хлор, сірка, вони мають від’ємний заряд і в ґрунті не тримаються. Це до питання, які елементи мають схильність до промивання. Наша задача – зрозуміти, яким чином буде відбуватися цей обмін. Обмін буде різним на важчих і легших ґрунтах.
На рисунку видно, що на ґрунтах, які мають високу концентрацію і вміст глини, обміну буде більше, але він буде відбуватись повільніше. Тобто буде йти повільніша віддача елементів живлення. І зусиль нам необхідно докладати більших для того, щоб забрати у цього потужного і міцного магнетичного ґрунту елементи, ніж, наприклад, у легшого супіщаного ґрунту.
Саме цим пояснюється особливість піску. Його часто недооцінюють. На піску всі процеси по обміну не такі об’ємні порівняно з обміном, наприклад, на важчих ґрунтах з більшим вмістом органічної речовини чи глини, але вони відбуваються досить швидко і реактивно. Тобто відгук на роботу, наприклад, з добривами на піщаних ґрунтах ми побачимо з більшою ймовірністю, ніж на ґрунтах важчих.
Для прикладу, коли ми вносимо умовні 90 кг калію в ґрунт, ми сподіваємось, що всі ці 90 кг одразу рослина буде споживати. Насправді відбувається інакше. Наприклад, на фазі обміну у нас будуть певні елементи, припустимо 13 кальцію з подвійним зарядом, 4 магнію з подвійним зарядом, 2 калію з одним зарядом і 6 водню з одним зарядом.
Що відбувається в ґрунті? Ці 90 кг калію починають вибивати із фази обміну ту саму кількість, наприклад, так само 90 кг, але вже інших елементів. Тобто два заряди калію здатні вибити з обміну один заряд кальцію. Два заряди калію вибиває один заряд магнію. І це ті елементи, які потрапляють в розчин. Тобто, після внесення добрива ми не отримуємо просто 90 кг калію, якими буде живитися рослина. Ми, вносячи калій, даємо в ґрунт ще кальцій, водень і магній.
Ми вже можемо стверджувати, що двох однакових полів не буде, і в жодному разі не варто дублювати або повторювати за кимось його успішний досвід. На вашому полі це може не спрацювати або навіть нашкодити.
Необхідно пам’ятати, що такі елементи, як калій, магній, кальцій, натрій – обмінні. Якщо про всі інші елементи, наприклад позитивно заряджені, ми можемо сказати, що вони доступні, то ці чотири елементи – вони обмінні. Це не означає гарантованої доступності. Нам ще необхідно примусити їх «мінятися». І ефективність обміну буде залежати якраз від нашого вміння використати цю особливість.
Наприклад, згідно лабораторного протоколу поле має низьку ємність катіонного обміну – 3,3, має 146 мг кальцію на кілограм, що дуже мало, і має 65 мг калію на кілограм.
Якби стояв вибір використати якийсь один елемент, наприклад, для отримання розрахункової врожайності соняшника, то перше, чим би я працював, незважаючи на низький вміст калію в ґрунті – кальцієм. Чому кальцієм? Тому що ми його зможемо внести більше, це вплине позитивно на рівень нашої кислотності в ґрунті локально і хоча б на короткий проміжок часу. За допомогою цього двовалентного кальцію ми зможемо вибити з обміну достатню кількість калію, який буде необхідний для нашої культури.
Тобто, розуміючи протоколи, розуміючи принцип роботи елементів, як вони працюють в обміні, ми можемо робити реальні робочі рекомендації.
Ще одне практичне використання показника ЄКО. Дослідним методами встановлено, що цей показник відповідає за максимально допустиму норму внесення азотних добрив під заплановані агротехнічні операції. Так, якщо наше поле має показник ємності катіонного обміну 5, це означає, що ґрунт може утримати максимально 50 кг азоту в діючій речовині. Це буде легкий ґрунт, як правило піщаний, можливо схильний до промивання, принаймні не зможе утримати більшу кількість, ніж 50 кг на гектар.
Але тут ще треба враховувати і кількість азоту, яка вже є в ґрунті. Тобто якщо ми маємо ґрунт з ємністю катіонного обміну 5 і в ньому приблизно 30-35 кг азоту, то максимум, що ми можемо внести, це 15 кг – для того щоб принаймні в найближчому майбутньому, 3-4 тижні, ми використали внесений азот якомога ефективніше. Тобто всього лише 15 кг діючої речовини. І цим правилом користуватися можна досить успішно.
Агрохімічне обстеження ґрунтів — це комплекс заходів, спрямованих на оцінку родючості ґрунту, його хімічного складу та забезпеченості поживними елементами.
Це дослідження дозволяє отримати об’єктивні дані про стан ґрунтового покриву та визначити фактори, що обмежують врожайність сільськогосподарських культур.
У рамках обстеження проводиться відбір ґрунтових зразків, їх лабораторний аналіз та подальша інтерпретація результатів з метою розробки рекомендацій щодо внесення добрив та коригування агротехнологій.
Агрохімічне обстеження є основою раціонального землеробства та дозволяє:
підвищити ефективність використання добрив;
знизити витрати на виробництво;
запобігти деградації ґрунтів;
збільшити врожайність культур;
забезпечити екологічну безпеку сільськогосподарської продукції.
Що включає діагностикаґрунта
Діагностика являє собою системний аналіз властивостей ґрунту і включає кілька ключових напрямків:
визначення вмісту макроелементів (азот, фосфор, калій);
аналіз мікроелементів (цинк, мідь, марганець та ін.);
оцінка кислотності (pH);
визначення вмісту гумусу;
дослідження сольового складу;
аналіз структури та механічного складу ґрунту.
Додатково може проводитися діагностика забруднень, включаючи важкі метали та залишки хімікатів.
Отримані дані дозволяють оцінити поточний стан ґрунту та виявити дефіцити або надлишки поживних речовин.
Які завдання вирішує агрохімічне обстеження
Агрохімічне обстеження вирішує широкий спектр практичних завдань:
Оцінка родючості ґрунту. Дозволяє визначити рівень забезпеченості рослин необхідними елементами живлення.
Оптимізація системи добрив. На основі аналізу розробляються точні рекомендації щодо внесення добрив з урахуванням потреб культур.
Підвищення врожайності. Усунення дефіциту поживних речовин сприяє зростанню продуктивності.
Контроль стану ґрунту. Регулярні дослідження дозволяють відстежувати зміни та запобігати деградації.
Раціональне використання ресурсів. Виключається надмірне внесення добрив, що знижує витрати та екологічне навантаження.
Таким чином, агрохімічне обстеження є інструментом точного землеробства та ефективного управління агросистемами. Якщо ви хочете перейти до ощадливого і ефективного використання ґрунту у вашому підприємстві, залиште заявку на нашому сайті, ми перетелефонуємо вам і проконсультуємо.
Коли необхідно проводити обстеження
Проведення агрохімічного аналізу рекомендується в таких випадках:
перед початком сільськогосподарського сезону;
під час планування внесення добрив;
при зниженні врожайності без видимих причин;
при переході на інтенсивні технології вирощування;
після тривалого використання однієї ділянки без аналізу;
при освоєнні нових земель.
Регулярність обстеження залежить від типу ґрунту та інтенсивності його використання, але в середньому рекомендується проводити аналіз кожні 3-5 років.
Методи агрохімічного аналізу
Сучасні методи дослідження ґрунту включають:
Лабораторні хімічні методи. Визначають точний вміст поживних елементів та кислотність;
Експрес-діагностику. Використовується для оперативної оцінки стану ґрунту в польових умовах;
Геоінформаційні технології (GPS, картографування). Дозволяють створювати карти родючості та застосовувати диференційоване внесення добрив;
Спектральний аналіз та сучасні сенсори. Застосовуються в системах точного землеробства.
Використання сучасних технологій значно підвищує точність та ефективність агрохімічного обстеження.
Значення в сільському господарстві
Агрохімічне обстеження відіграє ключову роль у сучасній агрономії.
зберегти родючість ґрунтів у довгостроковій перспективі;
впроваджувати технології точного землеробства.
В умовах зростання вартості ресурсів та необхідності екологічно сталого виробництва Україні агрохімічна діагностика стає обов’язковим елементом ефективного с/г бізнесу.
Етапи проведення
Агрохімічне обстеження проводиться поетапно і вимагає суворого дотримання методики. Основні етапи включають:
1. Планування робіт:
визначення цілей дослідження;
вибір ділянок для аналізу;
складання схеми відбору проб;
врахування особливостей рельєфу, типу ґрунту та історії використання поля.
2. Польовий етап (відбір проб):
розмітка ділянки;
відбір ґрунту з заданої глибини;
формування об’єднаних зразків;
маркування та підготовка до транспортування.
3. Лабораторний аналіз:
визначення хімічного складу;
аналіз макро- та мікроелементів;
вимірювання кислотності, вмісту гумусу та сольового балансу.
Найчастіше застосовується метод «зигзагу» або сітки, при якому відбирається кілька точкових проб, що об’єднуються в один середній зразок.
Розшифровка результатів аналізу
Після проведення лабораторних досліджень агроном отримує набір показників, які вимагають професійної інтерпретації.
Ключові параметри:
азот (N) – відповідає за ріст зеленої маси;
фосфор (P) – впливає на розвиток кореневої системи;
калій (K) – підвищує стійкість рослин до стресів;
pH ґрунту – визначає доступність поживних речовин;
гумус – показник родючості;
мікроелементи – беруть участь у метаболічних процесах рослин.
На основі цих даних визначається:
дефіцит елементів;
надлишок речовин;
необхідність коригування агротехнологій.
Важливо враховувати, що одні й ті ж показники можуть по-різному впливати на різні культури.
Рекомендації щодо внесення добрив
На основі агрохімічного аналізу формуються індивідуальні рекомендації:
1. Баланс мікроелементів:
поповнення дефіциту азоту, фосфору та калію;
коригування доз внесення.
2. Корекція кислотності:
вапнування кислих ґрунтів;
гіпсування лужних ґрунтів.
3. Застосування мікродобрив:
точкове внесення необхідних елементів;
запобігання прихованому дефіциту.
4. Диференційоване внесення:
використання карт родючості;
оптимізація витрат за рахунок точного землеробства.
Такі рекомендації дозволяють підвищити ефективність добрив і знизити собівартість продукції.
Типові помилки при агрохімічному обстеженні
Порушення методики можуть істотно знизити точність результатів:
неправильний відбір проб;
недостатня кількість зразків;
змішування різних типів ґрунтів;
ігнорування рельєфу та неоднорідності поля;
неправильна інтерпретація даних;
використання застарілих методик аналізу.
Уникнення цих помилок є критично важливим для отримання достовірної інформації.
Практична цінність для бізнесу
Агрохімічне обстеження дозволяє сільськогосподарським підприємствам:
підвищити рентабельність виробництва;
скоротити витрати на добрива;
підвищити врожайність культур;
поліпшити якість продукції;
впровадити технології точного землеробства;
зберегти родючість ґрунтів у довгостроковій перспективі.
У сучасних умовах агрохімічна діагностика стає не додатковою опцією, а необхідним інструментом ефективного управління сільськогосподарським виробництвом.
Агрохімічне обстеження ґрунтів – це ключовий елемент сучасної агрономії, що дозволяє приймати обґрунтовані рішення на основі точних даних.
Комплексний підхід, що включає правильний відбір проб, якісний лабораторний аналіз та професійну інтерпретацію результатів, забезпечує сталий ріст врожайності, оптимізацію витрат та збереження родючості ґрунтів. Регулярне проведення обстежень є основою ефективного та конкурентоспроможного агробізнесу.
Компанія In Agri пропонує послуги з аналізу ґрунту, картування врожайності та впровадження технологій точного землеробства. Звертайтесь за консультацією через сайт або за контактними телефонами.
Мобільні комплекси: користь для фермера, приклади для пшениці та сої, економіка та практичні нюанси
Чому тема підготовки насіння сьогодні особливо важлива
Насіння – це старт усіх технологій. Якщо старт слабкий, потім доводиться «наздоганяти» ситуацію добривами, регуляторами, додатковими обробками, а інколи – пересівом. У сучасних умовах, коли посівний матеріал і ЗЗР дорожчають, погода стає ще більш нестабільною, фермеру важлива прогнозованість, якісна підготовка насіння стає не «додатковою опцією», а інструментом керування ризиками.
Мобільні машини для очищення та протруювання дають змогу виконати професійний рівень підготовки прямо в господарстві — без складної логістики і без втрати контролю над процесом.
Мобільний комплекс – це машина (часто на причепі), яка в одному циклі може:
очистити зерно/насіння від домішок;
відкалібрувати (вирівняти за фракцією);
протруїти (нанести препарати на насіння рівномірно;
• за потреби – енробувати/покрити насіння (наприклад, мікродобривами або спеціальними сумішами); • видалити побічні продукти: лушпиння, бите насіння. На практиці фермер отримує «мішкове», який приїхав або склади і зробив роботу на місці.
Очищення насіння: що саме ми прибираємо і яка від цього користь
Що реально є в неочищеній масі?
Навіть якщо зерно здається «нормальним», у масі часто є пил і полова, соломисті домішки, насіння бур’янів, биті та плюсклі зернини, дрібна фракція, яка дає слабкі сходи.
Як домішки шкодять на полі
Домішки – це не лише «сміття». Це:
нерівномірні сходи (особливо, якщо фракція дуже різна);
«провали» за густотою (биті зерна не зійдуть або дадуть слабкі рослини);
вища уражуваність хворобами (часто слабкі рослини хворіють першими);
складніший контроль бур’янів (якщо в масі насіння бур’янів ви частково «сієте бур’яни»);
проблеми з налаштуванням сівалки (нерівна фракція = нестабільний висів, двійники/пропуски).
Рівномірні сходи — це не просто «красиво». Це економіка: культура входить у фазу розвитку синхронно, краще реагує на підживлення, а захист за фазами працює точніше.
Протруювання: що дає фермеру, крім «кольору на зерні»
Головна ціль протруювання – це стартовий захист рослини в найвразливіший період: від проростання до ранніх фаз розвитку. На цьому етапі рослина має мінімальну кореневу систему, максимально чутлива до інфекцій та стресів, і не може «компенсувати» втрати ростом.
Якісне протруювання (правильні препарати + правильне нанесення) допомагає знизити ризик насіннєвих інфекцій, ґрунтових грибів, ранніх шкідників, кореневих гнилей та прискорити розвиток.
Якість нанесення препаратів має вирішальне значення
Буває, що препарат «правильний», але ефект слабкий. Одна з частих причин – нерівномірне покриття:
частина зерна недоотримала норму; частина зерна отримала надлишок (ризик фітотоксичності, перевитрата).
Мобільні станції зазвичай рівна зазвичай виконують дозування, змішування та подавання, які дають стабільну якість у всій партії.
Чому мобільний формат зручний і де він реально «виграє»
Менше логістики – менше втрат. Коли насіння треба везти на інший об’єкт, з’являються витрати на паливо/час, ризик втрат за вагою/якістю, черги та затримки (особливо в пікові періоди). Мобільний комплекс працює на вашому складі або току – ви готуєте насіння тоді, коли вам треба та повністю контролюєте процес.
Ви бачите, який відсоток відходів, яка фактична фракція після обробки, який вигляд має протруєне насіння, чи немає перевложення/перенасичення. Це важливо, бо насіння – зона відповідальності саме агронома та фермера.
Гнучкість під культуру і під господарство
Один комплекс можна використовувати для різних культур і завдань:
соя – делікатний режим (щоб не бити насіння), очищення, інокуляція;
насіння партій – підвищення якості і чистоти та відокремлення.
Ми обрали для своїх клієнтів мобільні станції очищення та протруювання Atelier s Dorez. Це французький виробник, який спеціалізується саме на мобільних станціях для очищення, калібрування та протруювання насіння.
З чого складається мобільна станція Dorez
вузол первинного та тонкого очищення;
калібрування за розміром/фракцією;
система аспірації (пил, легкі домішки);
модуль протруювання з точним дозуванням;
система подавання та вивантаження (біг-беги, насипом);
шасі або причіп для роботи без стаціонарної інфраструктури.
З точки зору експлуатації в господарстві це швидке розгортання на току або складі, стабільна робота дозування препаратів, можливість швидкого очищення машини між партіями, адаптація під різні культури (зернові, зернобобові), мобільність — машина працює там, де потрібно. Такі станції можна використовувати або як сервіс (виїзд машини в господарство), або як власна техніка великого господарства чи кооперативу.
Практичний приклад під пшеницю з розрахунками
Вихідні дані
Ціна пшениці: 9 000 грн./т
Норма висіву: 150 кг/га
Вартість послуг очищення + калібрування + доробки насіння (протруєння, інокуляція) з продуктами Спектр-Агро складає 3000 грн. за тонну насіння
Скільки насіння потрібно на 1 га: 150 кг = 0,15 т/га
Вартість послуг на 1 га: 0,15 т × 3000 грн. = 450 грн./га
Мінімальна прибавка урожайності для окупності:
450 грн./га ÷ 9 000 грн./т = 0,05 т/га ≈ 50 кг/га
Висновок: достатньо отримати лише +50 кг зерна з 1 га, щоб повністю окупити очищення та протруювання насіння.
Підтвердженням цьому є кілька досліджень на тему підготовки посівного матеріалу як пшениці, так і сої
Звідки реально береться ця прибавка у пшениці
більш рівномірні сходи;
стабільніша густота стояння;
рівномірне кущення;
менші втрати рослин на старті;
краща реакція на азот і ранні підживлення.
Навіть якщо прибавку врожайності не завжди легко «побачити», зменшення ризику «провалів» за густотою вже має економічну цінність.
Практичний приклад під сою з розрахунками
Вихідні дані
Ціна сої: 18 000 грн./т
Норма висіву: 120 кг/га
Вартість послуг очищення + калібрування + доробки насіння (протруєння, інокуляція) з продуктами Спектр-Агро складає 3600 грн. за тонну насіння
Скільки насіння потрібно на 1 га: 120 кг = 0,12 т/га
Вартість послуг на 1 га: 0,12 т × 3600 грн. = 432 грн./га
Висновок: для повної окупності очищення та протруювання сої достатньо лише +24 кг/га врожаю.
Додаткові економічні плюси для сої:
менше втрат сходів у холодний старт;
рівномірніше формування бульбочок;
потенціал до зниження норми висіву (обережно, після перевірки якості);
стабільніший розвиток у перші 3-4 тижні.
Користь підготовки насіння. Світовий досвід
Продовольча та сільськогосподарська організація ООН (FAO) у своїх публікаціях підкреслює, що якісна підготовка насіння є одним з найбільш економічно ефективних агрономічних заходів.
FAO підкреслює такі ключові моменти:
очищення насіння підвищує однорідність сходів;
протруювання зменшує втрати рослин на ранніх фазах розвитку;
обробка насіння – одна з найдешевших способів захисту культури;
інвестиції в якісне насіння мають високу окупність порівняно з пізнішими витратами.
У документах FAO часто зазначається, що кожен відсоток підвищення польової схожості прямо впливає на кінцеву врожайність і ефективність використання добрив та вологи.
У цій статті ми переважно говорили про дороблення насіння, калібрування та його однорідність та вплив на врожай. Протруювання насіння (використання фунгіцидів та інсектицидів) має свій незалежний вплив на формування врожайності. Детальніше ми розглянемо це питання в наступних випусках, але для довідки в таблиці коротко зазначимо деякі висновки.
Висновок
Мобільні машини для очищення та протруювання насіння — це технологія, яка дає фермеру три ключові переваги:
контроль якості насіння (від поля до посіву);
економіку (окупність часто на дуже малих прибавках врожайності або за зниження ризику);
гнучкість (працює на місці, під різні культури, без складної логістики).
Ateliers Dorez показує, що світові практики давно стали нормою: компактні, мобільні станції, що поєднують очищення, калібрування та протруювання, працюють як повноцінні виробничі сервіси або як власна машина господарства.
Азот є складним елементом для управління і роботи з ним. Тому що майже всі реакції з азотом в ґрунті проходять через або за допомогою посередництва ґрунтових організмів. Даний елемент має газоподібні форми, він окислюється та денітрифікується.
Якщо ми подивимось на зображення, то буде ясно, що майже через кожен фактор, який присутній в агровиробництві, ми завжди будемо втрачати азот: через випаровування, через ерозію, через денітрифікацію, споживання культурою і промивання.
Почнемо із промивання азоту. Переважно він промивається в нітратній формі, оскільки вона може рухатися і горизонтально, і вертикально. Він рухається разом з водою, і найчастіше це актуально для легких піщаних ґрунтів. Промивання буде менше, коли у вас буде постійний покрив або рослинність. Тим самим ви зможете ускладнити вільне пересування азоту на полі і горизонтально, і вертикально.
Ви можете зменшити ризики промивання азоту, використовуючи більш ощадливі види обробки ґрунту і правильне управління пожнивними рештками. Звичайно, норми внесення азоту і час внесення відіграють ключову роль.
Тепер відповідь на питання: чи промивається нітратний азот. Переважно промивається тільки нітратна форма азоту. Тому що вона від’ємно заряджена. Ґрунт у нас також переважно від’ємно заряджений, тобто глина від’ємно заряджена, і нітратна форма азоту не “ліпиться” до ґрунту.
Натомість амонійна форма, яка позитивно заряджена, не промивається. Якщо ви, звичайно, не будете поливати її примусово великою кількістю води. В загальному промивається тільки нітратна форма через те, що вона від’ємно заряджена.
Відповідь на питання, чи буде на вашому ґрунті промивання, залежить від показника ємності катіонного обміну. Якщо ви робили аналізи, у вас завжди буде цей показник. Якщо немає, його можна вирахувати. Він вказує на утримуючу силу ґрунту.
Цей показник визначає, чи буде промивання на ваших полях і наскільки це буде критично. Якщо, наприклад, у нас є показник 31,4 – це дуже важкий суглинковий ґрунт, і тут промивання практично не буде через високу вбирну здатність і флокуляційну здатність ґрунту через кальцій.
На середньому суглинку з показником 16,3 промивання можливе, але треба дуже постаратись. Те саме на легкому суглинку з показником 10. А на піщаних ґрунтах із показниками 5,2-4,8 промивання можливе, і ризик вищий, але також не критичний.
Від чого ще залежить промивання? Від кількості внесення азотних добрив. Показник ємності катіонного обміну визначає максимальну кількість азоту, яку ґрунт може утримати. Множимо цей показник на 10 і отримуємо орієнтир.
Наприклад, якщо показник 5,2 – це 52 кг азоту в діючій речовині. Якщо в ґрунті вже є 22 кг, то ми можемо додати ще 30 кг без значних ризиків промивання. Це приблизно 80 кг карбаміду.
Це не означає, що це єдина норма. Можна працювати дробно, додавати азот поступово, залежно від споживання рослиною. На важчих ґрунтах можна давати більше і навіть за один раз.
В цілому, промивання нітратного азоту на більшості земель України не є критичною проблемою. Ризики втрат через це явище – одні з найменших у порівнянні з іншими.
Більше того, невелике промивання навіть бажане, бо це означає нормальний дренаж і повітряно-водний режим ґрунту. Поширена проблема – це надлишок кальцію, низька структурність і ущільнення ґрунту, що заважає руху води і повітря.
Тепер перейдемо до інших факторів втрат азоту. Випаровування – це втрата азоту в газоподібному вигляді. Це відбувається при внесенні безводного аміаку, при наявності амонійної форми, яка переходить в аміак, і при внесенні карбаміду під час його гідролізу.
Особливо це актуально на ґрунтах із високим pH, де гідроліз відбувається швидко і втрати значні.
Найбільш критична історія – це денітрифікація. Вона відбувається тоді, коли в ґрунті немає повітря. Наприклад, коли поле затоплене водою. У таких умовах бактерії забирають кисень із нітрату, і утворюються гази, які просто втрачаються в атмосферу. Це найбільша проблема для наших ґрунтів через їхню структуру і ущільнення. Вода і повітря не можуть нормально рухатися, і це призводить до втрат азоту. Тому важливо пам’ятати, що всі процеси з азотом у ґрунті проходять за участю бактерій. Відповідно, потрібно працювати над структурою ґрунту і біологією.
Підсумуємо. Амоній – одна з найкращих форм азоту.Він не промивається і має найменші втрати. Карбамід – хороше добриво, але має обмежене вікно застосування. Його обов’язково потрібно заробляти в ґрунт, інакше можна втратити до 20% азоту за кілька днів.
Щоб правильно працювати з азотом, потрібно знати свій показник ємності катіонного обміну. Це дає розуміння, скільки азоту і в якій формі можна вносити.
І пам’ятати про чотири правила: правильні кількості, правильні добрива, правильний спосіб і правильний час внесення.
11 Способів втратити азот
Втрати азоту будуть завжди. Цього уникнути ніяк не вдасться. Але якщо ми навчимося правильно управляти даним елементом, то порівняно з іншими елементами жоден не дасть такої прибавки і ефективності від внесення при правильному менеджменті.
На нього впливає дуже багато факторів: фізичні і хімічні властивості ґрунту, температура. Ми їх розглянемо детальніше, але це відбувається на всіх ґрунтах без виключення. Немає такого ґрунту, де б ці втрати не відбувались.
Для того, щоб цей процес був більш контрольованим, нам необхідно розуміти, які це можуть бути втрати, що на це впливає і так далі.
До речі, для мінералізованого з органічної речовини азоту ці втрати менші, ніж ті, які можуть утворюватися внаслідок використання амонійформуючих добрив. Також аміачна форма втрачається навіть через листя рослини при високих температурах або при надлишку.
Гідроліз – це перехід амідної форми в амонійну і аміачну – відбувається досить швидко, приблизно за 2-6 днів. І ключове, що необхідно запам’ятати: цей процес супроводжується підвищенням pH. Для цього процесу потрібна не тільки волога, але й фермент уреаза. Вона перетворює недоступний амідний азот у доступні форми. Уреаза присутня всюди: в ґрунті, в рослинних рештках, в бактеріях, у насінні. Особливо її багато в рештках. Саме тому ключові фактори – це кислотність, волога і рослинні рештки. Активність уреази може зменшуватись при підкисленні ґрунту. Вона працює в широкому температурному діапазоні і активніша при високій вологості та лужному pH. На родючих ґрунтах процес проходить швидше.
Тепер про 11 способів втратити азот.
Джерело азоту. Втрати через аміак характерні для карбаміду і сульфату амонію. В обох випадках утворюється аміак, який випаровується.
Кислотність. Чим вищий pH, тим більші втрати. Різниця може бути кратною.
Вітер. При сильному вітрі втрати зростають, тому краще не вносити.
Буферна здатність ґрунту. Важкі ґрунти краще утримують амоній, легкі – втрачають більше.
Вологість ґрунту. Волога потрібна для гідролізу, але її надлишок може посилити втрати.
Вологість і час. При високій вологості втрати починаються швидше.
Температура. Чим вища температура, тим швидше відбуваються втрати.
Час доби. Через зміну вологості протягом дня втрати можуть відрізнятись.
Опади. Малий дощ лише розчиняє добриво і може посилити втрати.
Зароблення в ґрунт. Це один із найефективніших способів зменшення втрат.
Пожнивні рештки. Вони містять уреазу і утримують вологу, що збільшує втрати.
Який азот краще? Рейтинг “корисності” добрив
Розглянемо чотири види добрив: КАС, карбамід, сульфат амонію та аміачну селітру.
Втрати азоту залежать від типу ґрунту, кислотності, ємності катіонного обміну, кількості пожнивних решток, температури та вологості.
Важливо розуміти: наведені показники – це найгірші сценарії, але вони добре показують різницю між добривами.
Сульфат амонію має мінімальні втрати на легких ґрунтах із невеликою кількістю решток і слабокислою реакцією. На піщаних ґрунтах втрати також невеликі. Аміачна селітра дає втрати, близькі до нуля, оскільки половина азоту вже знаходиться у доступних формах – монійній і нітратній.
У сульфаті амонію – лише амонійна форма, але вона добре засвоюється.
У КАС і карбаміді є амідна форма, тому втрати будуть завжди. У КАС вони можуть бути більшими, адже це рідке добриво, а гідроліз відбувається швидше у вологому середовищі. Карбамід – тверда форма, тому процес повільніший.
Якщо добрива заробляти в ґрунт – ситуація значно покращується.
Численні дослідження показують: при нормальних нормах внесення різниця між добривами по врожайності майже відсутня. Це стосується і озимої пшениці, і ярого ячменю.
Азот – це, перш за все, інструмент компенсації умов, а не просто живлення культури. У ґрунті він проходить багато трансформацій: нітрифікацію, денітрифікацію, іммобілізацію тощо. Через це ми часто не бачимо різниці між формами добрив.
Відмінності починають проявлятися при високих нормах внесення. Тоді може з’являтися різниця у 5-10%, але вони не завжди економічно виправдані.
Також важливо: чим більша норма азоту, тим більші відсоткові втрати.
Щодо якості зерна: аміачна селітра ефективна до певного рівня (приблизно до 40 кг/га), після чого ефект зникає. Карбамід може працювати довше, особливо для підвищення протеїну.
Ключові фактори втрат азоту через випаровування аміаку:
температура ґрунту вище 20°C;
вологий ґрунт або роса;
високий pH;
легкі піщані ґрунти;
велика кількість пожнивних решток.
Причина – активність уреази, яка посилюється в теплі, волозі та при високому pH.
Низький ризик втрат – це протилежні умови: холодніше, сухо, менше решток, нижчий pH.
Рекомендації:
завжди оцінюйте ризики перед внесенням;
за можливості заробляйте добрива в ґрунт (оптимально 10-12 см) ;
вносьте під дощ або полив;
не використовуйте надмірні норми;
контролюйте кислотність ґрунту;
правильно управляйте пожнивними рештками.
Навіть 3-4 см зароблення можуть суттєво зменшити втрати.
Щодо рейтингу добрив (з урахуванням ризиків і ефективності).
Сульфат амонію найкращий варіант:
мінімальні втрати;
містить сірку;
стабільна амонійна форма;
добре засвоюється.
Аміачна селітра:
дві доступні форми азоту;
мінімальні ризики втрат.
КАС:
зручний у внесенні;
але високі ризики через рідку форму і амідний азот .
Карбамід:
дешевий;
найбільші ризики втрат;
потребує ретельного управління.
Важливо: не існує «ідеального» добрива – усе залежить від умов і технології внесення.
Які форми азоту споживає рослина?
Амонійна форма азоту є однією з найкращих для споживання рослинами, тому що процес не супроводжується додатковими витратами енергії, її легше, ніж інші форми, рослині перетворити в протеїн. Навіть простіше, ніж нітратну форму азоту.
Нітратної форми азоту в ґрунті, як правило, завжди більше, ніж амонійної. І вона, фігурує в протоколах лабораторного обстеження. Амонійну форму часто не визначають, її там від 3-4 до 6 мг/кг. І тому вся увага дістається нітратній, незаслужено.
Все це пов’язано з тим, що дуже багато процесів в ґрунті з азотом проходять за посередництва бактерій або ферментів, і без них це не відбувається. І процеси, як правило, двосторонні.
Як захистити АЗОТ? Захищена гранула чи інгібітори?
Одним із популярних способів захисту карбаміду від втрат є додаткове капсулювання гранул у різні субстанції. По суті, це швидше уповільнення процесу втрат або їх відкладання в часі.
Якщо ми говоримо про сірку як один із популярних елементів для покриття гранули карбаміду, то суть така: гранулу обробляють сіркою, і при потраплянні в ґрунт бактерії через біологічні процеси (температура, волога) окислюють її. В результаті відкривається доступ до гранули для уреази і вологи. Тобто це відкладений у часі гідроліз. Ми можемо відкласти його на певну кількість днів залежно від товщини покриття. Тому і існують “30-денний”, “60-денний”, “120-денний” карбамід. Але як тільки гранула відкривається – гідроліз починається і за 2-6 днів усе відбувається.
Більш цікавим варіантом є полімерна оболонка. Це напівпроникна мембрана, яка не відкриває доступ одразу, а поступово регулює процес. В результаті ми отримуємо контрольований у часі гідроліз. Це дозволяє амонію поступово закріплюватися на обмінних місцях у ґрунті, і не вся його кількість одразу переходить у розчин і втрачається. Тобто це більш дозоване живлення. У полімерів у цьому плані більше переваг, ніж у сірки.
Але обидва варіанти сильно залежать від вологи і температури. Важливо не переборщити з “відкладеною дією”, особливо для культур з високою потребою в азоті. Може бути ситуація, коли ви внесли добриво, а через холод і відсутність вологи воно не працює вчасно, і рослина недоотримує живлення.
Якщо говорити про інгібітори, одним із найпопулярніших є енбутил триофосфотреамід – інгібітор уреази. Він працює так: за структурою схожий на карбамід, тому “відволікає” уреазу і тимчасово блокує її активність. Таким чином гідроліз відкладається на кілька днів або тижнів.
В Україні зазвичай використовують близько 1 л препарату (26%) на тонну КАСу – це дає ефект на 5-10 днів. Для більшого ефекту норму збільшують у 2-3 рази, але це дорожче. По суті, інгібітор потрібен, щоб “дочекатися” дощу: внесли в сухий ґрунт, через кілька днів пішли опади – і втрати мінімізуються.
Інгібітори реально працюють. Наприклад, карбамід без інгібітора вже на 3-5 день дає значні втрати. З інгібітором втрати можуть бути на 20% менші. Але навіть так вони можуть бути вищими, ніж у сульфату амонію.
Сульфат амонію в багатьох випадках показує стабільні результати і менші втрати, що пов’язано з його кислою природою. Саме тому його часто ставлять на перше місце серед добрив.
Змішування карбаміду з сульфатом амонію не робить «диво», ми маємо виходить середній результат між ними.
На важких ґрунтах різниця між добривами менша через вищу буферність і “кальцієвий ефект”. На легких ґрунтах інгібітори працюють значно ефективніше, особливо при високій вологості.
Отже, коли варто використовувати інгібітори:
на легких ґрунтах (низька ємність катіонного обміну);
при високій вологості;
коли немає зароблення (наприклад, no-till);
при високих нормах азоту;
при високих температурах;
у вітряну погоду.
Підсумок: інгібітори і покриття не запобігають втратам повністю, а лише відтерміновують їх. Уникнути гідролізу неможливо, але можна керувати часом і умовами, щоб мінімізувати втрати і підвищити ефективність.
Амоній чи нітрат: скільки якого азоту споживає рослина і коли?
Розглянемо, яку стратегію роботи з азотними добривами необхідно вибрати з огляду на використання амонійної та нітратної форми. Не тому, що селітра має переваги по захищеності через відсутність амідної форми, а через те, що і амонійна, і нітратна форма присутні навіть в складних комплексних добривах.
Ми знаємо, що рослина засвоює амонійний і нітратний азот. При споживанні амонійної форми ґрунт дещо підкислюється, тому що вивільняється додатково катіон водню. А при споживанні нітратної форми азоту вивільняється гідроксильна група, тобто ґрунт залишається нейтральним або дещо підлужується.
Консультантами з продажу добрив широко використовуються дані про те, в який спосіб підкислюється чи підлужується середовище залежно від того, який іон азоту споживається – амонійна чи нітратна форма. При споживанні амонійної форми у нас, як видно в зоні кореня, кислотність суттєво понижується. Натомість при споживанні нітратної форми вона у нас буде підлужуватися.
Нагадаю, що рослина завжди прагне до балансу. В неї є свої виміри необхідної кислотності в рослині. Наприклад, в алкоолях повинно бути 7,2, в цитоплазмі – 5,5. І вона ці речі регулює. В який спосіб вона це все регулює? За допомогою правильного споживання. Тобто рослина завжди знаходить баланс, і через те, що в певний проміжок часу вона може вибрати той чи інший елемент. В ґрунті завжди відбувається постійний обіг. Навіть якщо ми введемо сульфат амонію, вона все одно з нього може з допомогою нітрифікації зробити нітрат і споживати його.
Дуже багато інформації в інтернеті з приводу того, що нітратна форма азоту є переважною для споживання. Я знайшов для вас декілька досліджень, і вони дуже показові з точки зору того, як можна маніпулятивно підійти до вирішення даного питання залежно від поставлених цілей.
Серед прихильників використання в роботі нітратної форми азоту було дослідження на рослині мигдалю, і вказано дуже чітко, як почувається рослина залежно від концентрації нітратної чи амонійної форми в ґрунті. При 100% нітратному живленні у нас рослина здорова. Коли ми починаємо додавати амонійну форму, то рослина майже чахне.
Дослідження на коноплі показало, що вона практично не росте і не набирає листову масу за відсутності нітрату. Тобто на 100%-й амонійній формі вона просто не росте.
Тому можна було б зробити однозначний висновок: нітратна форма має перевагу. Навіть якщо ми подивимося на овочеву групу, то є дослідження по кавунам, які вказують, що при живленні переважно на 100% нітратною формою у вас буде краще і коріння, і пагони кавуна.
Я знайшов всі ці дослідження і хочу зазначити, що повна версія цих досліджень виглядає так: дійсно корінь, маса і сама ягода кавуна будуть більші, але коли ми подивимось на співвідношення кореневої системи та надземної частини, то побачимо, що воно найкраще тоді, коли у нас більше амонію – 75% амонію і 25% нітратного. Це наводило мене на певні роздуми.
Нагадаю, що дані по мигдалю, канабісу, кавуну – це була гідропоніка. Тобто там, де примусово рослині згодовували те, що хотіли. Коли ми говоримо про відкритий ґрунт, де працює біологія, де відбуваються біологічні процеси, де є нітрифікація азоту, фіксація його і так далі, то ці системи, як правило, більш саморегулюючі, збалансовані.
І що ми бачимо? За відсутності дефіцитів по азоту, по фосфору, по калію відбувається наступна ситуація. В рослині в різні фази: цвітіння, початок плодоношення та кінець цвітіння накопичувалося більше азоту в листках за умови живлення амонієм на 75% і нітратною формою на 25%. На стадії формування ягід – амоній 100%, нітрат 0. І те саме: 75% амонію і 25% нітрату на стадії плодоношення. Аналогічна ситуація по фосфору. Фосфор накопичується в рослині краще за умови переваги амонійної форми, якщо ми говоримо про відкритий ґрунт. І це не дивно. Якщо ми пригадаємо про синергізм і антагонізм елементів.
Якщо у нас буде надлишок нітратної форми азоту, то елементи – азот, сірка, хлор, фосфор – антагоністи. Якщо ми передозуємо нітратну форму азоту, то викличемо примусовий дефіцит сірки або недостатнє споживання фосфору.Тому важливо зберігати баланс. Аналогічна історія і по калію. Калій, як і фосфор, як і споживання азоту, будуть кращі там, де у відкритому ґрунті буде перевага амонійної форми азоту.
Ситуація у відкритих ґрунтах протилежна тому, як це відбувається на гідропоніці. Якщо підсумуємо загальну ефективність використання азоту на рослинах томатів, то побачимо, що найкраще співвідношення і врожайність досягається, коли у нас амонійного азоту 75% і нітратного 25%.
Ми наближаємося до формування висновків, але перед тим хотів би представити ще одну цікаву роботу. Це візуалізація Мета Паверса і доктор Елейн Інгем – дослідників і мікробіологів, ґрунтознавців, які сформували своє бачення місця нітратного та амонійного азоту в живленні рослин.
Вони вказують, що нітратна форма азоту переважно споживається і краще засвоюється на лужних ґрунтах однорічними рослинами, а амонійна форма – багаторічними рослинами на кислих ґрунтах. Але важливо інше: де вони потрібні. Вегетативний ріст – це нітратна форма, репродукція, насіння, плоди – це амонійна форма.
Стосовно місця нітратної та амонійної форми – це моя власна інтерпретація на основі досліджень. Амонійна форма – це перша форма азоту при мінералізації органічної речовини. Спочатку утворюється аміак, який переходить в амоній. Він є найлегшою для споживання формою азоту. Це як материнське молоко: чим менша насінинка, тим легше для неї цей азот заходить.
Пізніше, коли рослина переходить на автотрофне живлення, з’являються листочки, і для розгону вегетативного апарату потрібен швидкий азот — нітратний. Він активно засвоюється, дуже рухливий, і рослина фактично не може відмовитися від його споживання.
Натомість амонійний азот споживається більш контрольовано. Тому дисбаланс амонійного азоту не настільки критичний, як нітратного.
Перейдемо до висновків.
Нітратний азот більш вибагливий до умов вологозабезпеченості. Його роль – формування вегетативного апарату, активний набір маси. Він підходить краще для легких ґрунтів, з невисоким вмістом органічної речовини, для ґрунтів з низькою кислотністю і з високим рівнем фосфору та сірки.
Амонійний азот – це ключовий в момент старту, вкорінення та дозрівання. Його краще застосовувати на суглинкових ґрунтах, з високим вмістом органічної речовини і високим pH, а також для ґрунтів з високим рівнем кальцію, магнію та калію.
Що стосується культур. Нітратний азот – кукурудза під питанням, соя переважно любить нітратний азот, овочі – листова салатна група. Амонійний азот переважно люблять помідор, рис, перець – культури з м’ясистими плодами. Щодо кукурудзи: дослідження Wang et al. (2019 р.) вказує, що найбільший врожай досягається при балансі 50 на 50 між амонійною та нітратною формою. Але якщо використовувати нітратний азот, то отримуємо найвищий вміст крохмалю в кукурудзі.
Стратегії живлення рослин
Існують стратегії живлення ґрунту і стратегії живлення рослин. Коли ми говоримо про живлення ґрунту, то переважно маємо на увазі балансування катіонного складу: співвідношення кальцію, магнію, калію тощо. Це практично не має прямого відношення до потреб рослини – це робота саме з ґрунтом.
Поговоримо про стратегії живлення рослин. Виділяють три основні підходи: sufficiency, maintenance і build up.
Sufficiency – це живлення майбутньої культури. Ми оцінюємо, що є в ґрунті, знаємо потреби культури і під запланований врожай даємо рекомендації. Це підхід, який найчастіше використовують лабораторії.
Maintenance – це підтримання рівня. Тут ми орієнтуємось на попередника: скільки він виніс елементів, стільки і повертаємо. Працюємо по балансу виносу.
Build up – це накопичення. Нас не дуже цікавить конкретна культура – ми формуємо в ґрунті певний рівень забезпеченості елементами на кілька років наперед.
Основна різниця між цими підходами – в економіці. Живлення культури є найдешевшим, підтримання – дорожче, а накопичення – найдорожче.
Також різниться філософія. У стратегії живлення культури ми думаємо про економічну доцільність. Як правило, працюємо з основними елементами: азот, фосфор, калій, сірка. Мікроелементи тут зазвичай не враховуються як ключовий фактор врожаю.
У maintenance ми вже враховуємо всі елементи: бор, цинк, марганець, залізо – все, що винесено, повертається. Основна задача – не допустити деградації ґрунту.
Build up передбачає роботу “на перспективу”: ми насичуємо ґрунт елементами незалежно від конкретної культури, щоб вистачило на кілька років.
На практиці часто використовується комбінований підхід – симбіоз живлення рослини і живлення ґрунту.
Для прикладу: якщо ми беремо кукурудзу з урожайністю 10 т, то в стратегії sufficiency ми розраховуємо конкретну потребу – наприклад, 40 кг фосфору і 60 кг калію. Якщо рівень у ґрунті достатній – можемо взагалі нічого не вносити.
У build up ми все одно будемо вносити добрива, навіть якщо рівень достатній, тому що працюємо на перспективу кількох культур наперед.
Те саме стосується і пшениці. Живлення культури завжди буде економічно вигіднішим, ніж накопичення.
Оскільки ми працюємо в умовах невизначеності, далі при підборі фосфорних добрив під конкретні аналізи ми будемо орієнтуватися саме на стратегію живлення майбутньої культури. Будемо використовувати підхід sufficiency, враховувати результати аналізу ґрунту і визначати, який тип добрив, у якій формі та кількості потрібен у кожному конкретному випадку.
Ми працюємо так, щоб забезпечити правильне надходження азоту в правильний час, в правильному місці і в правильній нормі. Замовити послуги в In Agri ви можете по контактним телефонам або через форму на сайті.
Сучасна агрономічна наука дедалі активніше використовує знання лімітуючого фактора середовища як ключового елемента формування продуктивності сільськогосподарських культур. Абіотичні стреси, зокрема посуха, різкі коливання температурного режиму, а також антропогенне навантаження у вигляді хімічного тиску засобів захисту рослин, можуть зумовлювати реалізацію лише 50% і менше від потенціалу закладеного генетичного потенціалу врожайності. Відповідно до закону мінімуму (Лібіха-Шелфорда) Ю. фон Лібіха ефективність засвоєння елементів мінерального живлення кореневою системою визначається не їх абсолютною концентрацією в ґрунті, а тим фактором середовища, який перебуває в мінімумі та обмежує фізіолого-біохімічні процеси росту і розвитку рослин.
Згідно з дослідженнями в галузі гідродинаміки рослин, зниження температури до 10–12°С призводить до підвищення в’язкості та зменшення проникності клітинних мембран кореня. Це блокує пасивний транспорт фосфору (H2PO4−) та активний транспорт нітратів. У разі посухи високий осмотичний тиск ґрунтового розчину робить воду фізично недоступною. У таких умовах листкова поверхня, завдяки механізму транскутикулярної дифузії, залишається єдиним відкритим каналом для надходження поживних речовин (V. Fernandez, T. Eichert, 2009).
У цей момент настає фаза, яку науковці називають «прихованим голодуванням». Візуальних симптомів (хлорозів чи некрозів) ще немає, але процеси синтезу білка вже зупинені. Саме тут листкове підживлення діє як «реанімація», допомагаючи доставити активні речовини в зону метаболізму, оминаючи заблокований корінь.
Ефективність листкового підживлення ґрунтується на здатності епідермальних клітин листка поглинати речовини. За даними провідних дослідників у цій галузі, зокрема Вікторії Фернандес (Мадридський технічний університет) та Томаса Ейхерта (Боннський університет), проникнення поживних речовин відбувається двома шляхами:
транскутикулярна дифузія: проходження крізь гідрофобні пори у восковій кутикулі;
продиховий шлях: поглинання через замикаючі клітини продихів.
У стресових умовах рослина готує восковий шар для зменшення транспірації, що ускладнює проникнення простих солей. Тому, як зазначають закордонні джерела (Journal of Plant Physiology), критичним фактором ефективності є формуляція добрива – наявність хелатуючих агентів (EDTA, органічні кислоти), ад’ювантів й продуктів на основі гумінових та фульвових кислот, які знижують поверхневий натяг краплі.
Що відбувається з рослиною під час стресу (спека, холод, гербіцид)?
Під час стресу в клітинах накопичуються активні форми кисню (АФК) – агресивні молекули, що руйнують клітинні мембрани та хлорофіл. Рослина перемикається від анаболізму (синтезу) на катаболізм (розпад). Щоб вижити, вона починає гідролізувати власні білки до амінокислот для отримання енергії. Це призводить до зупинки росту та редукції врожаю.
Іноземні дослідження (зокрема, публікації Plant Nutrition Journal) роботи професора Ісмаїла Какмака (Ismail Cakmak) доводять: листкова утилізація АФК рослинам потрібні спеціальні ферменти (супероксиддисмутаза, каталаза). Активаторами цих ферментів виступають мікроелементи: цинк (Zn), марганець (Mn) та мідь (Cu).
Звичайні солі (сульфати) мають низький коефіцієнт засвоєння і можуть викликати опіки, тому важливо використовувати добрива в хелатованій формі.
У фізіології рослин є поняття energy trade-off (енергетичний компроміс). Під час стресу рослина витрачає колосальну кількість АТФ на синтез захисних білків та осмолітів.
Коли ми вносимо поживні речовини через листок, ми мінімізуємо витрати енергії на:
активний транспорт: у ґрунті поглинання більшості іонів (наприклад, NO3− або K+) відбувається проти градієнта концентрації, що потребує великих затрат АТФ. За листкового внесення речовини потрапляють безпосередньо в тканини з високою метаболічною активністю;
асиміляцію азоту: листкове підживлення карбамідом або амінокислотами дає змогу рослині оминути енергоємний етап відновлення нітратів до аміаку в корені, що економить до 15–20% метаболічної енергії.
Важливим науковим аспектом є класифікація елементів за їх здатністю до ретранслокації (переміщення всередині рослини). Це критично для розуміння того, як рухатимуться підживлення:
Мобільні елементи (N, P, K, Mg): після поглинання листком вони швидко транспортуються флоемою до точок росту (меристем) та молодих органів. Це дає змогу оперативно виправити дефіцит у критичні фази.
Немобільні елементи (Ca, B): ці елементи практично не переміщуються від старих листків до нових. Тому їх листкове внесення має бути превентивним та регулярним, оскільки вони «застигають» у тих тканинах, на які потрапили.
Частково мобільні (S, Zn, Cu, Mn, Fe): їх рух залежить від загального стану рослини та наявності хелатуючих агентів у робочому розчині.
Науково доведено існування регуляторного зворотного зв’язку (feedback loop). Унесення невеликих доз фосфору та мікроелементів на листок активує відтік сахарози з листків до кореневої системи.
Ефект: збільшення ексудації (виділення) цукрів та органічних кислот коренем у ризосферу.
Результат: стимуляція мікробіологічної активності ґрунту навколо кореня, що, своєю чергою, покращує доступність важкорозчинних сполук ґрунту. Таким чином, підживлюючи листок, ми змушуємо корінь працювати інтенсивніше.
Синергізм з фітогормонами: Листкове підживлення впливає на гормональний статус. Наприклад, достатня забезпеченість цинком (Zn) є обов’язковою умовою для біосинтезу триптофану, який є попередником ауксину – головного гормону росту. Без достатньої корекції цинком у стресових умовах рівень ауксинів падає, що призводить до абортивності квіток або некуркулювання колоса.
Для досягнення максимального ефекту в стресових умовах важливо своєчасно підібрати та застосувати, залежно від фази розвитку рослини, макро-, мікро- та мезоелементи, які покращать стійкість рослини до біотичних та абіотичних факторів.
У продуктовому портфелі компанії СПЕКТР-АГРО представлений широкий спектр добрив і біостимуляторів (лінійки Спектрум, Daymsa та Maxplant), застосування яких сприяє підвищенню стресостійкості сільськогосподарських культур, оптимізації мінерального живлення та запобіганню дефіциту макро- й мікроелементів, а також забезпечує більш повну реалізацію генетичного потенціалу рослин.
Нижче розглянемо алгоритм діагностики ключових дефіцитів та регламенти застосування добрив. Візуальна діагностика – це найшвидший тест у полі. Основним критерієм є те, де з’являються симптоми: на старих (нижніх) чи молодих (верхніх) листках.
Симптоми на нижніх (старих) листках (елементи з високою мобільністю: N, P, K, Mg):
Азот (N): листок стає рівномірно блідо-зеленим, потім жовтіє від кінчика до основи. Ріст пригнічений.
Фосфор (P): листя буває темно-зеленого, синюватого або фіолетового (антоціанового) відтінку. Підтримка фази розвитку.
Калій (K): «крайовий опік» – краї листка жовтіють, а згодом буріють і відмирають, хоча середина залишається зеленою.
Магній (Mg): міжжилковий хлороз – зони між жилками жовтіють, але самі жилки залишаються яскраво-зеленими (схоже на «ялинку»).
Симптоми на верхніх (молодих) листках. Елементи з низькою мобільністю (Ca, B, S, Fe, Mn, Zn, Cu):
Сірка (S): симптоми схожі на азот (рівномірне пожовтіння), але починаються з верхніх листків.
Залізо (Fe): різкий міжжилковий хлороз на молодих листках. Весь листок може стати майже білим, але жилки спочатку зелені.
Бор (B): відмирання точок росту, молоді листки деформуються, скручуються, стають ламкими. Абортація квіток, погане цвітіння.
Цинк (Zn): розетковість (дрібнолистковість), скорочення міжвузлів. Між жилкою та краєм листка з’являються світлі смуги.
Марганець (Mn): дрібні хлоротичні плями між жилками, що мають вигляд «строкатості». На відміну від заліза, найменші жилки залишаються зеленими.
Навесні, під час відновлення вегетації, фермери часто стикаються з проблемою різкого коливання температури. У цей період денна температура може сягати 15–20°С, а вночі опускатися до 5°С. Через це рослина відчуває стрес і зупиняється в рості, а коренева система розвивається повільніше. Вирішенням проблеми є отримання доступного фосфору та енергії через листок. Компанія СПЕКТР-АГРО пропонує ефективне рішення – застосування добрив Спектрум Корн Мікс, Мікс-С та Maxplant 18-18-8, Maxplant 09-42-09, Maxplant Macrocomplex. Високий вміст доступного фосфору в цій комбінації забезпечує швидкий синтез АТФ, який фактично запускає «насос» кореневої системи та відновлює активний ріст навіть в умовах холодного ґрунту.
Після внесення страхових гербіцидів або за перепадів температури («температурні гойдалки») у рослині накопичуються АФК (активні форми кисню), відбувається розпад хлорофілу (пожовтіння). Під час стресу рослина зупиняє синтез власних білків. Унесення готових амінокислот дає змогу рослині зменшити енергоємний процес їх синтезу і негайно перейти до відновлення клітин. Для відновлення росту після зупинки (наприклад, через приморозки) рослинам потрібні регулятори росту: цитокініни, ауксини та бетаїни.
Terranova, Aminohumic, АскоРіст, Maxplant L-Amino містять збалансований комплекс макро- та мікроелементів, органічні кислоти (у т.ч. аскорбінову) та амінокислоти. Аскорбінова кислота – це прямий антиоксидант, який миттєво нейтралізує токсини в клітинах, а амінокислоти відновлюють ріст без витрат власної енергії рослини. Бетаїни в складі працюють як осмопротектори – вони допомагають клітинам утримувати воду під час засихання та захищають мембрани від руйнування за низьких температур.
За високих температур і дефіциту вологи головне завдання – утримувати тургор (внутрішній тиск) у клітинах та контролювати роботу продихів. Високі температури блокують відтік асимілятів із листка в зерно/насіння. У цей період важливо забезпечити калійно-азотне підживлення для регулювання продихів та транспорту цукрів. Калій регулює роботу продихів (тургор), запобігаючи в’яненню, та відповідає транспорту вуглеводів з листка до зерна, збільшуючи масу 1000 насінин. Maxplant 10-05-40+ME, Terranova, Aminohumic – препарати спеціально розроблені для швидкого проникнення калію, що дає змогу рослинам ефективніше охолоджуватися через транспірацію та не втрачати вологу критично швидко.
Дефіцит цинку та бору в критичній фазі. Як відомо, цинк необхідний для синтезу ауксинів (гормонів росту). Його нестача веде до недорозвиненості колосу або абортації квіток. Бор – елемент, який не ретранслокується (не рухається зі старого листа в новий), тому його дефіцит починає розвиватися в точках росту. Бор зміцнює клітинні стінки та забезпечує проростання пилкових трубок, мінімізуючи абортивність квіток через стресові фактори. Критичною вимогою до листкових добрив є їхня здатність проходити крізь воскову кутикулу. Хелатована форма елементів (EDTA) нейтралізує електричний заряд катіону металу, що дає змогу йому легко проникнути крізь негативно заряджені пори кутикули, на відміну від простих солей сульфатів.
Спектрум Борон 150, Спектрум B+Mo, Maxplant Bor – мають м’яку форму бору, яка швидко засвоюється і забезпечує оптимальне борне живлення, сприяє підвищенню життєздатності та фертильності пилку, а також покращує еластичність і міцність рослинних тканин, що є критично важливим для нормального перебігу репродуктивних процесів.
Спектрум Zn+S – для інтенсивного синтезу триптофану та ауксинів. Критично важливо для кукурудзи та зернових на старті виходу в трубку.
Застосування добрив є одним з елементів інтенсивної технології, що забезпечує максимальну реалізацію генетичного потенціалу сучасних сортів та гібридів. Їх використання в системі листкових підживлень дає змогу оперативно компенсувати дію лімітуючих факторів середовища, відновити порушені фізіологічні процеси та зменшити енергетичні втрати рослини в умовах абіотичного і хімічного стресу.
Комплексні та хелатовані формуляції макро- і мікроелементів сприяють підтриманню фотосинтетичної активності, ферментних систем та гормонального балансу, що особливо критично у фазі інтенсивного росту й органогенезу. Включення листкових підживлень у систему живлення не лише усуває приховані дефіцити, але й активує кореневу систему через механізми зворотного регуляторного зв’язку, підвищуючи ефективність ґрунтового живлення.
Таким чином, науково обґрунтоване застосування добрив у технологіях є важливим інструментом управління продукційним процесом, що дає змогу стабілізувати врожайність та якісні показники продукції за мінливих умов вирощування.
Софія Гармаш,експерт регіонального департаменту агрономічного супроводу та точного землеробства
Кукурудза за правом вважається «королевою полів» завдяки своїй колосальній продуктивності. В умовах сучасних кліматичних змін, коли межі кліматичних зон зміщуються, а традиційні методи захисту втрачають ефективність через резистентність шкідливих організмів, виникає потреба в системному переосмисленні підходів господарювання.
Інтегрована система захисту посівів кукурудзи є ключовим елементом сучасного агровиробництва, що поєднує агротехнічні, біологічні, господарсько-господарські та хімічні заходи, спрямовані на мінімізацію втрат урожаю, зменшення собівартості продукції та мінімізацію негативного впливу на навколишнє середовище. Основні фактори негативного впливу на рослини кукурудзи: бур’яни, шкідники, хвороби, а також погода як природний чинник.
Технологія максимального контролю ризиків
Це підхід найбільш прогресивних сучасних господарств, які інвестують значні кошти в дороговартісний насіннєвий матеріал та сучасну техніку, де кожна втрачена рослина на гектарі перетворюється на відчутні фінансові збитки. Фундаментом інтенсивної стратегії є принцип випередження: кожний об’єкт – фактор має бути контрольований ще до того, як він встигне вплинути на фізіологічні процеси в рослині кукурудзи.
Процес планування комплексу заходів починається з підбору найкращих протруйників та передпосівної обробки ґрунту. Найкращим попередником для кукурудзи є багаторічні трави, соя, горох, нут, озима пшениця та зерна за умови якісного знищення бур’янів та залишків кукурудзи.
За інтенсивної системи живлення під кукурудзу використовують органічні (гній, компост) і мінеральні добрива. У середньому норма становить 30-40 т/га компосту (курячого посліду) 10-15 т/га. У зв’язку з цим проводиться глибока оранка для загортання органічних добрив і решток попередника на глибину 25-30 см.
Захист і живлення стратегії починається зі стадії підготовки насіння. Сучасні інсекто-фунгіцидні протруйники та стимулятори росту створюють навколо насінини зону «безпеки» від ґрунтових шкідників та збудників хвороб. Сучасні препарати (на основі імідаклоприду, тіаметоксаму, флудіоксонілу, металаксилу-М та ін.) забезпечують старт рослин навіть у несприятливих умовах.
Наступним кроком буде внесення ґрунтових гербіцидів – наприклад, що забезпечують дрібно-грудкувату структуру та вирівняність ґрунту для забезпечення якомога вищої частки схожості кукурудзи та внесення ґрунтових гербіцидів.
Особливе місце у визначенні стратегії захисту гербіцидний захист посівів. Кукурудза дуже чутлива до забур’яненості полів у фазі від 3 до 8 листків, час закладання кількості рядів у качані та зерен у ряду починається саме зараз. Будь-яка конкуренція за вологу, світло, поживні елементи в цей період призводить до незворотних втрат урожайності. Тому інтенсивна технологія передбачає створення замкненого екрана гербіцидним захистом та діючими речовинами (фунгіциди та інсектициди), що дозволяє утримувати посіви чистими до 5 листків культури. А також є обов’язковою корекція забур’яненості у фазі 10 листків для забезпечення ідеального стану поля до збирання. Використовуючи такі діючі речовини, як нікосульфурон, тербутилазин, мезотріон, флорасулам, дикамба.
Не останню роль в інтенсивній системі займає застосування антистресантів та стимуляторів росту. Їх використовують періодично для мінімізації будь-якого негативного впливу навколишнього середовища (зниження температури, град, механічні пошкодження комах). Найкращими в цьому сегменті є добрива для позакореневого підживлення на основі гумінових, фульвокислот, вільних амінокислот, а також добрива з високою кількістю мезо- та мікроелементів із додаванням екстракту морських водоростей, що сприяють швидкому відновленню та підсиленню росту.
Завершальним етапом в інтенсивній підтримці кукурудзи є інсектицидний захист посівів від кукурудзяного стеблового метелика і бавовникової совки, що зазвичай припадає на фазу викидання волоті. Це не лише запобігає прямому пошкодженню рослин (пугало та стебловий метелик гризуть нитки та стержні), а й знижує зараженість зерна фузаріозом та пліснявінням качанів (гриби активно заселяють місця пошкоджень комахами). Одним із найефективніших способів є застосування інсектицидів на основі хлорантраніліпролу за допомогою дронів. Норма внесення робочого розчину (у середньому від 5 до 10 л/га) цілком достатня для фази рослин, але в основному це вологість та температура повітря під час обробки. Найкращий час – після спадання денної спеки, після 21 години.
Технологія мінімального контролю ризиків
Ця стратегія здебільшого застосовується у зонах критичного землеробства (Степ, Південний Лісостеп) або при порівняно низьких очікуваннях урожайності. Основний акцент у ресурсоощадній моделі є моніторинг та дотримання економічних порогів шкодочинності (ЕПШ). Замість календарного графіка обприскувань використовують феромонні та світлові пастки для визначення динаміки польоту шкідників. Якщо кількість шкідників не перевищує критичну межу, хімічну обробку не виконують.
Мінімальний обробіток ґрунту (дискування) або прямий висів проводить з мінімальною кількістю стартових комплексних мінеральних добрив (40-50 кг/га у фізичній вазі), максимально зберігши вологу для одночасного та рівномірного отримання сходів кукурудзи. За прямого висіву для боротьби з бур’янами на першу чергу застосовують гербіциди на основі солей гліфосату (ізопропіламінна сіль 2-3 л/га).
Насіння за мінімальних стратегій захисту обробляють лише фунгіцидним протруйником («Максим», «Вітавакс») для збереження «здоров’я» насіння насамперед від механічних пошкоджень під час сівби або від ґрунтових шкідників.
Основний акцент гербіцидного захисту переноситься на застосування страхових гербіцидів у період з 3 по 5 листок кукурудзи. Найпоширенішими є такі діючі речовини, як дикамба, 2,4-Д амінна сіль, та фенсульфурон-метил. Ціна та зручність у проході техніки, збереження вологи в ґрунті є пріоритетом цієї тактики.
Фунгіцидний та інсектицидний захист кукурудзи більш орієнтований на підбір стійких гібридів до основних хвороб і несприятливо-кліматичних умов зони посіву, а також умов, що складаються протягом періоду вегетації. Ефективність захисту кукурудзи залежить від здатності технолога комбінувати підходи з обох технологій. Інтенсивна модель забезпечує рекорди врожаїв, мінімальна – фінансову стабільність у складних кліматичних умовах. Майбутнє захисту кукурудзи лежить у сфері цифрового моніторингу та точного землеробства, де кожна крапля препарату буде використана саме там і тоді, коли вона буде найнеобхіднішою. Також застосовують агротехнічний прийом регулювання густоти посіву: зниження кількості рослин на гектар забезпечує кращу провітрюваність полів, що зменшує ризик розвитку грибних патогенів навіть без застосування хімії.
Висновок: вибір конкретної стратегії захисту кукурудзи передусім залежить від природно-кліматичних умов зони посіву.
Сергій Бачук,експерт регіонального департаменту агрономічного супроводу
