Вільяма Альбрехт народився в 1888 році, прожив майже 86 років, був мікробіологом, і це пояснює багато аспектів його роботи. Головною його метою було пояснити, як ґрунт може позитивно впливати на ґрунтову біологію та як її стимулювати. Саме йому ми завдячуємо «ідеальним ґрунтом», що згадується в літературі, як закордонній, так і вітчизняній, починаючи з 1960 року.
Основні положення теорії Альбрехта:
Балансування
Це ввнесення в ґрунт певних речовин для досягнення бажаної концентрації та правильного співвідношення елементів. Теорія стверджує, що баланс можна досягти внесенням мінеральних добрив і зміною хімічного складу ґрунту.
Хімічний склад ґрунту впливає на його фізичні властивості
Це ключове положення теорії. Його можна пояснити через властивості елементів у ґрунті: розмір, заряд, маса дозволяють змінювати фізичну структуру ґрунту.
Наприклад, використовуючи м’які м’ячики для настільного тенісу як метафору атомів кальцію, можна уявити, що між ними утворюється простір для повітря або вологи. Додавання іншого позитивно зарядженого елементу, наприклад магнію, може закрити певні пори та утримати потрібну кількість вологи або газу. Так відбувається балансування.
Фізично збалансований ґрунт створює умови для біологічної активності
Він забезпечує кращі умови для життя та розвитку мікроорганізмів. Можна уявити, що магній – це вікна в «цегляній коробці», а інші елементи – дах або стеля, що разом створюють комфортне середовище для рослин.
Біологія забезпечує здоров’я ґрунту та оптимальний режим мінерального живлення
Цим Альбрехт випередив свій час, стверджуючи, що біологія ґрунту суттєво впливає на живлення рослин. Він також висловив ідею, що рослинам не обов’язково мати елементи живлення у розчинній формі.
Ситуація в Щоб зрозуміти, як працює теорія Альбрехта, варто враховувати умови, в яких він працював – 30-40-ті роки ХХ століття. Тоді панувала теорія живлення рослин – внесення елементів у ґрунт відбувалося відповідно до потреб рослини. Альбрехт запропонував альтернативний підхід – балансування ґрунту за основними катіонами.
Суттєвою перевагою його підходу було те, що рослина сама визначає, які елементи їй потрібні. При цьому метод був дорожчим за класичний підхід, тому довгий час провідні університети та наукові заклади не пропагували його широко.
Основні принципи теорії Вільяма Альбрехта:
- Співвідношення кальцію та магнію в катіонному обміні – 68% до 12%.
- Баланс калію – 2-5%.
- Достатній рівень фосфору.
- Сірка як регулюючий елемент.
- Мікроелементи для врівноваження синергізму та антагонізму основних елементів.
Ідеальний ґрунт за Альбрехтом досягається через зміну ємності катіонного обміну та правильне співвідношення елементів. Часте питання: чому потрібні такі великі норми внесення елементів. Це пояснює експериментальний підхід і спостереження, наприклад, Нілкінса.
При впливі на обмінні процеси через катіонний обмін умовний ґрунт може мати такі показники:
Для прикладу візьмемо гурт, з такими показниками:
- Калій – 379 мг/кг
- Кальцій – 1600 мг/кг
- Магній – 133 мг/кг
- Натрій – 22 мг/кг
Виходячи з цих даних, розрахункові параметри катіонного обміну: кальцій – 78,6%, магній – 10,9%.
Наша задача зрозуміти яким чином і якими нормами в який спосіб ми можемо змінити це співвідношення, цю концентрацію кальцію в відсотках до 68% і збільшити магній до 12%. Якщо ми зрозуміємо цей механізм, тоді ми вже можемо краще зрозуміти, чи працює це насправді, чи ні.
Ми впливаємо на ємність катіонного обміну (показник здатності ґрунту утримувати та обмінювати катіони, тобто фактично сила магнетизму, яка розраховується на основі рівнів в ґрунті основних катіонів) домінантних катіонів, які становлять більшість в ґрунті порівняно з іншими елементами. Калій, кальцій, магній, натрій – ці катіони мають найвищі концентрації, тому ми їх використовуємо.
Кожен з цих елементів, як видно з таблиці має індивідуальну атомну масу і валентність, тобто кількість зарядів: у кальцію два позитивних заряди, у калію один позитивний заряд, у магнію два, у водню і у натрію по одному.
Отже, якщо ми розділимо атомну масу на їхню валентність, ми отримуємо еквівалентні маси кожного елемента. Навіщо нам це потрібно? Після того як ми зробили цю процедуру, ми тепер розуміємо, що всі елементи у нас знаходяться в рівних умовах. І що 20 мг/кг кальцію в ґрунті зможуть витіснити з обміну 12 мг/кг магнію у вбирному комплексі. Це те, як буде працювати обмін.
ЄКО розраховується в міліеквівалентах на 100 г ґрунту. Еквівалентна вага розраховується на 1 грам, тому нам необхідно еквівалентну масу помножити на 10, щоб конвертувати її в міліеквіваленти на 100 г ґрунту.
В таблиці видно, як це правильно зробити. Ми беремо концентрацію в ґрунті, виходячи з протоколу. Далі множимо еквівалентну вагу на 10, отримуємо цифру, і потім концентрацію в ґрунті в міліграмах на кілограм (ppm), ділимо на еквівалентну вагу, помножену на 10. Отримуємо заряд на 100 г ґрунту кожного елемента. Сума цих зарядів і буде нашою ємністю катіонного обміну.
Ми визначили, що ємність катіонного обміну нашого ґрунту, виходячи із кількості калію, магнію, натрію і кальцію, складає 10,18 міліеквівалентів на 100 г ґрунту. Ми бачимо, що з нашими показниками маємо такі співвідношення кальцію та магнію. Що нам необхідно зробити, щоб змінити відсоткову концентрацію кальцію, наприклад, до 68%?
Розуміючи, що кальцій та магній – це елементи-антагоністи, ми спробуємо змінити концентрацію магнію в ґрунті на 5%. Тобто із 133 мг/кг ми хочемо досягти в ґрунті концентрації 140 мг/кг і подивимося, яким чином це вплине на концентрацію кальцію в ґрунті у відсотках і на всі інші елементи. Це і є суть обміну.
Тобто 7 мг/кг – це при вазі ґрунту на гектарі 3 млн. кг – 21 кг на гектар магнію. В перерахунку на оксид це буде 35 кг магнію на гектар. Ці розрахунки ви можете побачити на рисунку нижче.
Наша ємність катіонного обміну змінилася з 10,18 до 10,24, тобто на 0,06. Тут необхідно зробити примітку. Ми виділили нижче червоним кальцій, калій і натрій. Червоним умовно вважають, що їхня концентрація в ґрунті після цього внесення магнію не змінилася. Фактично в природі вона завжди буде іншою. В прикладі ми беремо її умовно для того, щоб показати, наскільки кількість магнію, яку ми внесли, вплинула саме на концентрацію елементів.
Коли ви на полях вносите, наприклад, магній, ви повинні розуміти, щоокрім магнію, який додаєте в розчин, випускаєте з обміну ще кальцій, калій, натрій і інші позитивно заряджені іони.
Отже, коли ми внесли в ґрунт 35 кг/га оксиду магнію, які зміни відбулись? Ми змінили концентрацію магнію у відсотковому співвідношенні з 10,9 до 11,4 за рахунок зменшення в цих самих відсотках кальцію, калію і натрію.
Тобто нам знадобилося 219 кг добрива, якщо перерахувати це все в сульфат магнію, для того щоб змінити концентрацію магнію на користь магнію за рахунок кальцію, калію і натрію всього лише на 0,55. Якби ми хотіли змінити насправді на 7%, як задумували, то нам би знадобилося близько 3 тонн сульфату магнію для того, щоб ці зміни відбулися. Але питання, чи відбудуться вони, чи ні.
Головне отримати відповідь, чому такі великі норми. Коли ми працюємо з балансуванням над зміною ємності катіонного обміну, ми працюємо з величезною масою ґрунту. Якщо це відбувається на глибину до 30 см, то це 3 млн. кг, умовно. Якщо навіть на 15 см, то це 1,5 млн. кг. Це величезні норми.
Саме тому, як ви можете бачити, рекомендації, які можна отримати, використовуючи теорію Альбрехта, мають дуже великі цифри. Нерідко можна зустріти норми до внесення від 1,5 тонни до 3 тонн добрив у фізичній вазі.
Це основний недолік цієї такого підходу. Якби ми говорили про отримання врожайності 12 чи 14 тонн кукурудзи за теорією живлення рослин, то за таких норм вмісту елементів в ґрунті ми б взагалі нічого не вносили.
То навіщо тоді використовувати підхід по балансуванню BSCR або балансуванню по основним катіонам?
- Правильне співвідношення між кальцієм та магнієм у ґрунті допомагає утримувати вуглець у ґрунті.
- На переважній більшості ґрунтів робота з магнієм, навіть якщо рослина його не потребує, додатково вивільняє вам кальцій або натрій, або інші позитивно заряджені іони. І в цілому створюються сприятливі умови для безперебійного живлення рослин.
- Правильне співвідношення повітря та вологи в ґрунті створює сприятливі умови для розвитку біологічної різноманітності – не тільки бактерій, а й грибів.
- Сприятливі умови для життя біології ґрунту забезпечують безперебійне живлення рослини, нівелюючи негативний вплив зовнішніх факторів, таких як тривала відсутність опадів, низькі температури, надто високі температури і так далі.
Такий підхід балансування – це, по суті, доповнення недосконалої теорії мінерального живлення, якій вже понад 180 років і яка стверджує, що рослини живляться виключно розчинами мінеральних солей.
Але існує чимало зауважень стосовно того, що ці рекомендації не працюють після внесення величезних норм не тільки в Україні, а й деінде.
Чому теорія Альбрехта може не спрацювати?
- Альбрехт проводив більшість своїх досліджень на відносно легких ґрунтах, які мали ємність катіонного обміну від 5 до 25.
- Також необхідно зважати ще на процеси обміну (активність ґрунту). Якщо в ґрунті не налаштовані процеси обміну, тобто слабка біологія, то позитивного результату ми можемо чекати і взагалі не дочекатись. Тобто якщо ми маємо ґрунти із низькою біологічною активністю, то цей ґрунт потрібно навантажувати вкрай повільно і ділити внесення порціями.
- На легших ґрунтах всі ці зміни і обміни відбуваються набагато швидше, ніж на важчих ґрунтах.
- Розуміння ролі кальцію в його роботах виключно як елементу, який впливає на кислотність. Насправді роль кальцію – це газорегулююча функція. І змінюючи концентрацію цього елементу в ґрунті, ми можемо регулювати накопичення вуглецю в ґрунті, а не тільки кислотність.
- В Україні переважна більшість ґрунтів має ЄКО від 25 та вище. Тобто на таких ґрунтах, за виключенням частини півночі території України, ці процеси обміну будуть відбуватися вкрай повільно.
- Відсутність кваліфікації та навичок для інтерпретації результатів аналізу.
- Часто причиною негативних відгуків є те, що неправильно підбирали добрива для використання відповідно до цієї системи.
То чи працює взагалі ця теорія і чи має місце бути в наших практиках?
На сьогоднішній день теорію Альбрехта, дещо модернізовану і доповнену, використовують більш як у 40 країнах світу. Це і є відповідь.
Висновки
Теорія Альбрехта та його підходи до балансування ґрунтів дали нам радше не теорію, за якою потрібно сліпо слідувати, а визначили підхід до роботи з ґрунтом. І це важливіше.
Це величезний набір інструментів, і як ним користуватися – уже вирішувати нам. Оскільки його підхід – це спектр інструментів, то ми можемо використовувати їх для тонкого налаштування ґрунту, щоб нівелювати негативні фактори і навпаки підсилити позитивні сторони та характеристики ґрунту.
Питання правильної діагностики тут стоїть першочергово. Тому якщо ви плануєте подібні речі проводити, то необхідно працювати з фахівцями, які на цьому розбираються або принаймні зможуть підказати, яким чином вирішити ту чи іншу задачу.
Ми в компанії «In Agri» використовуємо в роботі деякі з його принципів, також вивчаємо праці його послідовників, таких як Ніл Кінсі, Гарі Зіммер і Гремі Сейт. Вони суттєво доповнюють напрацювання, які були озвучені доктором Альбрехтом. Ми беремо їх на озброєння, але доповнюємо сучасними інструментаріями, такими як, елементи точного землеробства для роботи з зонами неоднорідності і так далі.
Сьогодні використання практик Альбрехта не варто розглядати як червону таблетку, а комбінувати її із біо різноманіттям. Це основа його роботи і основна ідея, яку він хотів донести – біологізація ґрунту, тобто створення умов, сприятливих для існування всіх живих організмів.
На сьогоднішній день чітко простежується тенденція до сталості землеробства, до створення сталих умов сільськогосподарського виробництва, до певної біологізації всіх процесів, які проходять на ваших полях при вирощуванні.
Теорія, яка була озвучена доктором Альбрехтом, фактично повторила теорію, яка була сформована ще одним австрійським вченим Альбертом Теєром за 100 років до Альбрехта. Вона також стверджувала, що рослина не живиться розчинами мінеральних солей, а її процеси живлення дуже сильно залежать від біології ґрунту і що остання безпосередньо впливає на засвоєння мінеральних елементів живлення рослиною.
Ні 200, ні 100 років тому назад ці теорії не були достатнім чином визнані. Причиною, напевно, було те, що не було достатньої кількості або необхідної якості технологій, які могли б довести правоту цих вчених.
Декілька років тому за допомогою техніки, науки, працездатності і наполегливості закордонних вчених було винайдено поняття ризофагія, яка дуже чітко доповнює ці теорії, які були озвучені людьми ще 100 і 200 років тому назад.
