Лекція 4

“Науково обгрунтована система удобрення сільськогосподарських культур ”

План

1. Особливості живлення та роль окремих елементів в житті рослин.

2. Сучасний стан і шляхи підвищення родючості грунтів та їх ефективного використання.

3. Види та ефективність використання органічних добрив.

4. Мінеральні добрива та їх значення при вирощуванні сільськогосподарських культур.

5. Основи раціональної системи удобрення сільськогоспо­дарських культур.

1. Під системою удобрення розуміють комплекс агрономічних, економічних та організаційних заходів з раціонального використання органічних і мінеральних добрив, а також хімічних засобів меліорації земель. Основною метою науково обгрунтованої системи удобрення є одержання оптимально високих врожаїв при належній ефективності застосування добрив, підвищення продуктивності праці та родючості грунту без шкоди навколишньому середовищу.

Передумовою вирішення цього завдання є знання та використання всіх факторів, які визначають високу дію добрив.

Рослини володіють великими можливостями формування врожаю з належними якісними показниками, хоч нерідко вони обмежуються нестачею, або й взагалі відсутністю ряду зовнішніх умов, необхідних для задоволення їх біологічних потреб. Формування максимального врожаю будь-якої культури можливе лише в тому випадку, коли розроблений комплекс агрозаходів якнайповніше задовольняє оптимальні умови проходження всіх життєво важливих процесів у рослині, насамперед її живлення.

Як і для будь-якого живого організму, ріст і розвиток рослин у першу чергу залежить від їх живлення та докорінно відрізняється від споживання кормів тваринами. Останні засвоюють переважно органічні речовини з наявними в їх складі мінеральними елементами, в той час, коли рослини використовують найпростіші мінеральні сполуки (вуглекислий газ і декілька солей), синтезуючи з них і води за допомогою сонячної енергії найскладніші органічні речовини. Саме завдяки цій особливості живлення, лише рослини здатні засвоювати кінетичну енергію сонячних променів і нагромаджувати її у врожаї. Рослинний світ протягом сотень мільйонів років перетворює землю і невпізнано змінив її за цей період. Зрештою, все живе на нашій планеті тримається на продукції рослин.

Вищі рослинні організми знаходяться (живуть) одночасно у двох сферах: коренева системи заглиблюється в ґрунт, а стебло з листям - в атмосферу. З цих середовищ вони й одержують живлення: листям поглинається вуглекислий газ з повітря, а воду та мінеральні солі вони використовують корінням з ґрунту. Тому й прийнято розрізняти повітряне й кореневе живлення. В дійсності це єдиний процес, адже діяльність листового апарата (асиміляційні фотосинтетичні процеси) і кореневої системи взаємопов'язані, вони не мають можливостей довго здійснюватись відокремлено. Між надземними частинами рослин і її корінням відбувається інтенсивний обмін речовинами, своєрідний розподіл праці між двома науками - фізіологією рослин і агрохімією. Перша досліджує переважно їх повітряне, а друга - кореневе живлення.

Оптимальні умови живлення рослин у значній мірі залежать від наявності в ґрунті ряду солей, на утворення яких використовується значна частина елементів з періодичної системи Д. І. Менделєєва. Велике значення при цьому мають такі макроелементи, як азот, фосфор, калій, кальцій і магній. Одночасно для забезпечення необхідної кількості та з належними якісними показниками врожаю переважній більшості сільськогосподарських культур, потрібні мікроелементи (елементи, які використовуються рослинами в невеликих кількостях, проте вони вкрай необхідні організму) - залізо, бор, марганець, мідь, молібден, цинк, кобальт, йод і ін. Яка ж роль окремих з них?

Макроелементи.

Азот є одним з основних елементів для росту й розвитку рослин, без якого немає життя. Він входить до складу білків і хлорофілу (найважливішої сполуки, завдяки якій відбувається фотосинтез). При нестачі азоту в грунті рослини погано ростуть, колір листків із темно-зеленого стає блідо-зеленим.

В першу чергу до нестачі фосфору чутливі молоді рослини. Він відіграє значну роль у створенні складних органічних кислот, формуванні загального врожаю, його ряду якісних показників, продуктивності і спадковості насіннєвого матеріалу. У разі відсутності чи недостатньої кількості фосфору на листках з'являються червонуваті або буро-червоні Плями, нижні листки, набуваючи темно-коричневого кольору, в'януть і опадають

Калій посилює фотосинтез, сприяє переміщенню інших поживних речовин, прискорює загальний ріст та розвиток рослин і робить їх більш стійкими до вилягання та захворювань. Цей елемент бере активну участь в утворенні крохмалю, цукру, білків, жирів та інших речовин. При нестачі калію злакові культури погано кущаться. Найбільш чутливі до цього гречка, картопля, соняшник, цукрові та кормові буряки, силосні культури, трави та ін.

Кальцій утримується головним чином у листі. Якщо його достатньо у ґрунті, то в рослин розвивається сильна коренева система, створюються сприятливі умови для розвитку корисних мікроорганізмів. Він бере участь у формуванні білків та інших органічних речовин. Найбільше використання кальцію властиве бобовим, а також прядивним культурам (льон), картоплі, капусті тощо.

Магній входить до складу хлорофілу, фітину, пектинових речовин; утримується він у рослинах і в мінеральній формі. Нестача магнію гальмує синтез азотоутворюючих сполук, особливо хлорофілу. Тому зовнішньою ознакою нестачі цього елемента є хлороз листків. У хлібних злаків це викликає мармуровість і смугастість листків, у двосім'ядольних рослин жовтіють ділянки листка між жилками.

Нестача магнію проявляється, насамперед, на дерново- підзолистих кислих ґрунтах легкого гранулометричного складу. Встановлено, що, чим вони легші за таким складом і кисліші, тим вони менше містять магнію, тим більша необхідність його внесення.

Мікроелементи.

Дослідженням встановлено, що крім розглянутих елементів, рослини утримують марганець, бор, молібден, мідь, цинк, кобальт, йод. їх кількість коливається від тисячних до стотисячних долей процента, тому вони й називаються мікроелементами.

Бор відіграє значну роль у запиленні та заплідненні квіток рослин. При його нестачі в буряків, коренеплід хворіє так званою гниллю серцевини, у льону відмирає точка росту, а бульби картоплі вражаються паршою.

Відзначено позитивну роль марганцю в утворенні аскорбінової кислоти та інших вітамінів, накопиченні цукру в цукрових буряках, збільшенні кількості білків у зерні пшениці та кукурудзи. При нестачі марганцю в ґрунті, різко знижується врожай, послаблюється ріст коріння, рослини хворіють сірою плямистістю.

Роль молібдену в житті рослин багатогранна. Він бере участь у відновленні нітратів, нітритів і гідроксил аміну до аміаку та біосинтезі амінокислот і т.д. При нестачі молібдену в рослинах міститься менше білків, що нагромаджують нітрати і в цілому нормальний обмін азотистих речовин порушується. Симптоми молібденового голоду найбільш яскраво проявляються на капустяних і бобових рослинах. Ірунти важкого гранулометричного складу містять його більше, ніж піщані і супіщані.

Мідь бере участь у процесах окислення, посилює інтенсивність дихальних процесів, сприяє синтезу білка. При нестачі міді рослини втрачають тургор, листки стають в'ялими. Нестача міді, насамперед, негативно проявляється на злаках, зокрема, на пшениці та ячмені, особливо на торфових ґрунтах.

Цинк входить до складу ряду ферментів, посилює активність каталази, пероксидази, ліпази, протази та інвертази. При його нестачі відбувається розпад білків, затримується утворення сахарози і крохмалю. Цинкове голодування рослин найчастіше проявляється на карбонатних ґрунтах.

Кобальт необхідний як рослинам, так і тваринам. Він є складовою частиною вітаміну В₁₂ при нестачі якого порушується обмін речовин у тварин і розвиваються такі хвороби, як акобальтоз, сухотка, авітаміноз.

Вітамін В₁₂ міститься в бобових рослинах. Саме в них кобальт посилює роботу бульбочкових бактерій. Засвоювання кобальту рослинами посилюється з підкисленням середовища, тобто аналогічно іншим мікроелементам (крім молібдену).

Йод насамперед необхідний для тварин, оскільки стимулює діяльність гормону тироксину. Переконливих даних досліджень про необхідність його для рослин поки що немає.

Для рослин є несприятливими як нестача, так і надлишок будь- якого фактора. Ось чому в процесі розробки та у практичному освоєнні системи удобрення дуже важливо враховувати наведені вище закони мінімуму, оптимуму і максимуму. В ході реалізації заходів з підвищення родючості грунтів, як найважливішого показника культури землеробства, необхідно також керуватись вимогою закону повернення речовин у ґрунт. Не випадково вважається відкриття закону повернення однією з безсмертних заслуг Ю. Лібіха. К.А.Тімірязєва і Л.М. Прянішніков називали цей закон найвеличнішим здобуттям науки. Згідно із законом повернешія при порушенні балансу засвоюваних поживних речовин ґрунту, в результаті втрати їх у міру виносу врожаєм, або внаслідок інших причин, його необхідно відновити шляхом внесення відповідних добрив або іншими агротехнічними прийомами. При цьому слід мати на увазі, що ґрунт, як живе тіло, при правильному поводженні з ним частину важкодоступних для рослин поживних речовин завдяки мікробіологічним процесам переводить у рухомі (доступні рослинам) форми.

Порушення ж закону повернення речовин може призвести до втрат ґрунтом його родючості, що на сучасному етапі вже спостерігається на окремих полях, у деяких господарствах, навіть регіонах. А це - найнебезпечніше явище в землеробстві в цілому і суспільстві зокрема. Ось чому дотримання даного закону має винятково важливе значення не лише для одержання високих врожаїв з належною якістю продукції, а й для збереження позитивного балансу, відтворення родючості ґрунтів, сприяє вирішенню екологічної проблеми.

Забезпечення рослин елементами живлення відбувається, насамперед, за рахунок тих, які нагромаджуються в ґрунті в процесі ґрунтоутворення. Крім того, вони поповнюються шляхом розкладання (перегнивання) рослинних решток і прямого застосування органічних та мінеральних добрив.

2. За період з 1960 по 1990 року, завдяки систематичному збільшенню доз добрив і позитивному балансу поживних речовин значно поліпшилися агрохімічні показники ґрунтів. Середньозважений вміст рухомого фосфору Р205 за цей період підвищився на 35 мг/кг і досяг у 1990 році в середньому по Україні 106 мг Р₂О₅ на кг ґрунту. Площі ґрунтів з підвищеним і високим вмістом фосфору на Поліссі за цей період зросли на 35, у Лісостепу - на 24 зоні Степу - на 30 відсотків.

Під впливом інтенсифікації землеробства середньозважений вміст рухомого калію у ґрунтах Полісся зріс з 40 до 64, у зоні Лісостепу - з 87 до 106, у зоні Степу - з 126 до 137, а в середньому по Україні з 98 до 113 мг К₂О на кг ґрунту, тобто на 15 мг К₂О на кг ґрунту.

Залишкові фосфати і калій знаходяться у ґрунті в більш рухомій формі, ніж їх природні аналоги, можуть повністю використовуватися сільськогосподарськими культурами. За даними Інституту ґрунтознавства і агрохімії УААН, збільшення вмісту залишкового фосфору в кг ґрунту орного шару на 10 мг Р₂О₅ забезпечує підвищення врожаю зернових на 1,0-1,5 ц/га, цукрових буряків - на 14-18 ц/га.

З початком ринкових реформ в Україні відбувається різке зниження рівня інтенсифікації землеробства. За 1994-96 роки кількість внесених добрив у перерахунку на гектар посівної площі зменшилась до ЗО кг діючої речовини мінеральних і до 4т гною. Порівняно з 1990 роком ці показники нижчі у 5 і 2 рази відповідно. За такого рівня застосування добрив у землеробстві з усіх елементів живлення складається від'ємний баланс. Дефіцит його у середньому в ці роки за сумою NРК становив 100-120 кг/га щорічно.

Особливо загрозлива ситуація складається з фосфором, який в останні роки вноситься у нормах не більше 5 кг/га, а співвідношення у добривах N:Р₂О₅ - 1:0,17. Це у кілька разів менше від науково обґрунтованого рівня, рекомендованого в системах удобрення культур.

Як свідчать результати розробленого Інституту ґрунтознавства і агрохімії УААН прогнозу змін вмісту фосфору в ґрунтах у найближчі роки, при дефіцитному балансі фосфору в землеробстві (15-20 кг/га Р₂О₅ щорічно) нагромаджені у ґрунті залишкові фосфати будуть використані і винесені з урожаєм, а середньозважений вміст рухомого фосфору зменшиться на 25 - 30 мг Р₂О₅ на кг грунту, тобто до рівня 1970-1975 років.

За цей час досягнуте в результаті 4 - 5 - разового вапнування зниження кислотності ґрунтів (у Поліссі за ці роки площі сильно - і середньо кислих ґрунтів зменшилися з 32 до 14% ) у зв'язку з припиненням робіт з меліорації набуде зворотного напрямку. Тобто слід очікувати поступового підвищення кислої реакції ґрунтового розчину, особливо на фоні істотного зниження середньорічних норм внесення гною.

Враховуючи сучасний кризовий економічний стан сільського господарства, який поглиблюється у зв'язку з порушенням диспаритету цін на сільськогосподарську і промислову продукцію, найефективнішими є такі реальні заходи щодо підвищення родючості ґрунтів та їх ефективного використання:

• найбільш повне використання ефективної і потенційної родючості ґрунтів завдяки раціональному розміщенню посівів сільськогосподарських культур у межах кожного господарства;

• впровадження науково обґрунтованої діагностики мінерального живлення рослин, що дає змогу раціональніше використовувати досить обмежені ресурси добрив;

• застосування заходів, спрямованих на підвищення ефективності і запобігання втратам поживних речовин, огітимізація доз і співвідношення 1М:Р:К з урахуванням забезпеченості ґрунтів доступними для рослин сполуками, захист ґрунтів від ерозії, боротьба з бур'янами, меліоративні та інші заходи;

• підвищення культури землеробства, створення оптимальних умов для розвитку культурних рослин дає змогу завдяки більш потужному розвитку кореневих систем мобілізувати ґрунтові поживні речовини, в тому числі - залишкові фосфати;

• ефективне використання наявних ресурсів органічних добрив (гною, торфу, та торфо-гноєвих компостів, сапропелю, органічних відходів від переробки сільськогосподарської продукції);

• зважаючи на мізерну кількість мінеральних добрив, які надходять у господарства, використовувати їх насамперед, під пріоритетні культури (цукрові буряки, озима пшениця) та найбільш ефективними способами: в рядки при посіві та підживлення (азотні добрива), що сприяє підвищенню економічної віддачі від внесених добрив;

• застосування ресурсозберігаючих технологій, передусім, завдяки поширенню локального способу внесення добрив, при якому необхідно наблизити добрива до кореневої системи, зберігаючи лише невеликий прошарок (захисну зону) ґрунту (3-4 см);

• більш повне використання переваг біологізації землеробства завдяки розширенню посівів багаторічних грав та впровадженню бактеріальних препаратів;

• використання місцевих сировинних ресурсів для підвищення родючості ґрунтів (сапропелі, фосфорити, цеоліти, глауконіти, фосфатшлак, дефекат та ін.), які з економічної точки зору набагато ефективніші в порівнянні з традиційними;

• широке впровадження біологічних стимуляторів росту і розвитку рослин.

Зрозуміло, що більшість цих заходів мають тимчасовий характер і не вирішують повною мірою проблеми підвищення ефективності землеробства, тому вони повинні доповнюватись з поліпшенням економічного стану в сільському господарстві шляхом впровадження науково обґрунтованих систем розширеного відтворення родючості ґрунтів в цілому і науково обґрунтованою системою удобрення зокрема.

3. Серед найбільш поширених органічних добрив є гній, гноївка, пташиний послід, різні компости, звичайна солома та інші рештки рослинництва, а також сидерати (цілеспрямована сівба окремих культур з метою їх заробки в ґрунт як добрива).

Гній - це досить цінний, найбільш поширений вид органічного добрива. Він містить практично всі елементи живлення, які необхідні для життя рослин (азот, фосфор, калій, магній, сірку, бор, марганець, молібден, кобальт тощо). Будучи безпосереднім джерелом живлення рослин, гній, як і інші органічні добрива, збагачує ґрунт корисними мікроорганізмами, які перетворюють недоступні для сільськогосподарських культур сполуки в легко доступну форму, сприяють нагромадженню гумусу, в цілому поліпшують його фізичні властивості. Крім того, розкладаючись, органічне добриво збагачує приземний шар атмосфери вуглекислим газом, що є досить важливим фактором повітряного живлення рослинного організму.

Досвід багатьох розвинутих країн, а також наш вітчизняний свідчить, що із збільшенням доз мінеральних добрив зростає роль застосування органічних.

Кількість і якість гною залежить від типу тварин, кормів, підстилки, якості зберігання, строків і способів внесення та ряду інших чинників. У таблиці 1 наведено Хімічний склад органічних добрив свійських тварин.

Таблиця 1. Хімічний склад органічних добрив свійських тварин (за даними різних авторів, середнє), %

Види тварин	Органічні речовини	Загальний азот	Легкороз-чинний азот	Р2О5	К2О	СаО
Велика рогата худоба	15	0,40	0,05	0,20	0,20	0,10
Коні	20	0,55	0,06	0,30	0,35	0,20
Вівці	30	0,70	0,05	0,35	0,30	0,30
Свині	12	0,50	0,08	0,40	0,35	0,05

На практиці найчастіше застосовується суміш гною різних видів тварин. У свіжому стані він переважно містить: азоту - 0,45- 0,50, фосфору - 0,20-0,25 і калію - 0,50-0,60 відсотків.

Відомі щільний (холодний) і спушений (гарячий) методи зберігання гною. Нерідко перший називають анаеробним (без доступу повітря чи з мінімальною його кількістю), а другий аеробним (за вільного доступу всіх газів з повітря). Залежно від них (насамперед, від можливості доступу повітря) визначається інтенсивність біопроцесів. У конкретних умовах господарств є ряд способів складування цього виду добрива. При безприв’язному утриманні тварин, гній переважно лежить під їх ногами певний період, а потім його вигортають засобами механізації, завантажують на транспорт і відвозять у гноєсховище або в тимчасові кагати (бурти). Останні, досить часто закладаються в спеціально відведених місцях поблизу тваринницьких приміщень і безпосередньо на полях. Сюди ж, переважно щоденно, доставляється гній з будівель, які мають спеціальні транспортери для систематичного видалення його механізовано, а також від усіх інших тваринницьких приміщень.

На поле вивозиться гній у будь-яку пору року. При завчасному проведенні органічні добрива складаються в бурти шириною 3 - 4 і навіть 6-7 метрів, висотою 1,5 - 2,0 при довільному видовженні. Потім кагат вкривається землею чи соломою, але краще поліетиленовою плівкою. Добре, коли за таких умов зберігання, гній пролежить 4-6 місяців, а як мінімум - 2. Якщо ці параметри будуть витримані, то можна одержати високоякісне органічне добриво для подальшого використання. За якісними показниками воно повинне

бути напівперепрілим або перепрілим, містити не менше 10-12 кг (з розрахунку на тонну органіки) діючої речовини азоту, фосфору та калію і на кожен кілограм маси - мінімальну кількість схожого насіння бур'янів (найкраще, коли воно під впливом високої температури в ході біологічних процесів, які відбуваються в період зберігання гною, повністю загине).

Краще вносити і заробляти органічні добрива в грунт з осені, хоч нерідко цю роботу проводять навесні та в інші пори року, використовуючи наявні ресурси та враховуючи конкретні умови господарства.

Крім звичайного підстилкового гною, є і рідкий гній. У практиці він використовується в подвійних нормах порівняно із звичайним. Це узгоджується з вмістом у ньому елементів живлення, хоч і буває це добриво (різного ступеня) розведене водою.

Гноївка є цінним місцевим швидкодіючим добривом. За вмістом поживних речовин вона суттєво відрізняється, оскільки, крім сечі тварин, включає в себе воду від миття тваринницьких приміщень, атмосферних опадів. Середній вміст поживних речовин у гноївці характеризується такими величинами: гноївка сечозбірників при тваринницьких фермах - азоту - 0,10, фосфору - 0,03 і калію - 0,28%; гноївка сечозбірників біля гноєсховищ відповідно - 0,26-0,39, 0,06- 0,12, 0,36-0,58 відсотки.

Використовувати гноївку можна цілий рік для виготовлення компостів (найкращий спосіб), підживлення озимих і багаторічних трав, зокрема природних кормових угідь, підживлення просапних, внесення під зяблеву оранку.

Пташиний послід є швидкодіючим повноцінним добривом. В середньому за рік вихід пташиного посліду від курки становить 6 кг, качки - 3-9 кг, гуски - 10-1 і кг.

В суміші з торфом, за спеціальною технологією, з пташиного посліду виготовляються надзвичайно високоефективні швидкодіючі добрива (компости).

Окрему групу становлять органічні добрива природного походження. З них давно відомі торф низинних боліт і мул ставків, порівняно нові для використання озерні сапропелі та зовсім нові органо-мінеральні суміші на їх основі, вермикомпости.

Торфові компости. У зв'язку з різноманітністю видового складу торфу способи його використання на добриво неоднакові. Для підстилки, найбільшу цінність має верховий сфагновий торф зі ступенем розкладу нижче 25% і зольністю менше 10 відсотків.

При виготовленні компостів з гноєм, гноївкою, рослинними рештками можна використовувати всі види торфу. На компостування з вапном, фосфоритним борошном більш придатний торф, який має рН менше 5, зольність - нижчу 10%, ступінь розкладу - 40-25% і нижчу.

Використовувати на добриво безпосередньо сирий торф економічно не вигідно. Оптимальна вологість його, як для використання на підстилку, так і для виготовлення компостів - 50-60 відсотків.

При виготовленні торфогнойних компостів використовують 1-2 частини торфу (взимку - менше, влітку - більше) на одну кількість гною. Чим краще розкладений торф, тим більше його можна добавляти до гною.

Технологій виготовлення гною з торфом є декілька. Одна з них (найбільш поширена) полягає в тому, що торф і гній вкладають шарами товщиною 30-50 сантиметрів у кагати, аналогічні зберіганню гною. Нижній шар (так звана “подушка”) і верхній, з суцільним покриттям, при цьому робиться, як правило, з торфу. Сам період компостування в таких кагатах триває не менше 4 місяців. При цих умовах виготовлене органічне добриво за своєю якістю і ефективністю рівнозначне гноєві.

В основу кучкової технології виготовлення торфогнойних компостів покладено розміщення гною на так званій подушці та у наступних шарах торфового кагату кучковим способом (краще - шахматно). Потім вся маса перемішується шляхом використання засобів механізації (бульдозер, екскаватор, навантажувачі, спеціальний змішувач тощо). Ця маса витримується в кагаті аналогічно попередній технології.

Практикується також технологія, при якій з торфу виготовляють велике корито (різних розмірів), в яке закладається відповідна кількість гною, а потім вся маса перемішується з наступним компостуванням протягом періоду, передбаченого для двох попередніх технологій.

За всіма технологіями виготовлення торфогнойових компостів заслуговує на увагу використання для цієї мети гноївки (залежно від її наявності та інших конкретних умов).

В останні роки розширюється використання для виготовлення компостів на добриво сапропелю, який утворюється внаслідок відкладання органічних і мінеральних речовин на дні непроточних, або мало проточних відкритих водоймищ.

Необхідно також використовувати і органічні добрива антропогенного походження, оскільки:

• вони є значним резервом для збалансованого ведення землеробства за вмістом поживних речовин у ґрунті;

• підвищують родючість ґрунту і врожаї сільськогосподарських культур;

• їх використання охороняє навколишнє середовище від хімічного і біологічного забруднення: якщо вони у великій кількості і безсистемно нагромаджуються на певній території, то це призводить до порушення екологічної рівноваги.

Прикладом таких добрив є вермикомпости, тобто продукт життєдіяльності каліфорнійських черв'яків. Особливої популярності ці добрива набули в присадибному та дачному господарствах.

Кожен із цих видів добрив має свої специфічні властивості у переробці, зберіганні та використанні. Це пов'язано насамперед з їх різним фізичним станом: серед них поширені добрива у твердому і технологічно зручному стані для внесення (напівперепрілій підстилковий гній, компости, пташиний послід, висушені осади стічних вод, сапропелі, мули, органо-мінеральні добрива), рідкі добрива, що піддаються рівномірному внесенню за допомогою цистерн-розкидачів (рідкий гній та його фракції, гноївка, стоки птахофабрик на гідророзмиві, надлишковий активний мул, рідкий мул очисних споруд), намивні види добрив природного походження без розведення водою (безпідстилковий напіврідкий гній ВРХ, свиней, пташиний послід). Ці види добрив потребують додаткової переробки, провітрювання, або спеціальної техніки внесення.

Використання соломи на добриво. В поєднані з тваринними екскрементами (калом) солома є важливим компонентом підстилкового гною. Як показують проведені дослідження (при наявності- в достатній кількості та особливо за умов накопичення її від минулорічних врожаїв), вона може використовуватись на добриво для тих полів, де була вирощена. Є два шляхи використання:

• в період збирання зернових у рік вирощування солома подрібнюється, звозиться на край поля та складається в коритоподібну скирту. Потім сюди доставляються свіжий гній і гноївка. Все це на місці відповідним чином компостується, а після проходження в масі складних мікробіологічних процесів вона, як готове органічне добриво, вноситься та заробляється в ґрунт;

• під час збирання зернових солома подрібнюється на січку, яка негайно розкидається по полю й заробляється в ґрунт як добриво, адже солома є багатим на вуглець матеріалом з високим вмістом легко розщеплюючих речовин (целюлоза, геміцелюлоза). Перетворення цих речовин в орному шарі на перших етапах відбувається швидко, оскільки тоді ґрунтові мікроорганізми мають достатню кількість елементів живлення. Вміст останніх у соломі залежить від різновидності ґрунту, погоди, та головним чином, від добрив. Солома різних видів зернових теж утримує неоднакову кількість елементів живлення. Наприклад, пшенична - містить азоту від 0,22 до 0,90%, фосфору - 0,05-0,46%, калію - 0,33-1,8%, кальцію - 0,21-0,73%, магнію - 0,3-1,9%. На відміну від гною, в соломі особливо низьким є вміст азоту й фосфорної кислоти.

Через бідність соломи на азот при заробці її в ґрунт слід розраховувати на закріплення даного елемента мікроорганізмами, що триває до того часу, поки відношення вуглецю до азоту не звузиться від 100:1 до 20:1. Лише при досягненні такого ступеня розкладу закріплений мікроорганізмами азот мінералізується й стає доступним рослинам.

З метою усунення нестачі поживних речовин, які при розкладанні соломи ще поглинаються ґрунтовими мікроорганізмами, ґрунт повинен бути додатково забезпечений мінеральними добривами, насамперед азотом. Тому при заробці соломи на поле рекомендується додатково до звичайної дози вносити з розрахунку на кожні 10 центнерів соломи 8-10 кілограмів азоту. Мінеральні азотні добрива можна заміняти рідким і напіврідким безпідстилковим гноєм у кількості 8-12 тонн на кожну одиницю маси соломи. Таке удобрення діє не гірше звичайного підстилкового гною.

Застосування зеленого добрива (сидератів) є одним з ефективних способів підвищення родючості ґрунтів, насамперед, бідних дерново-підзолистих легкого гранулометричного складу. З цими добривами заробляється 35-40 і більше тонн зеленої маси на гектар (не враховуючи коріння), що утримує 100-200 кілограмів азоту. Одночасно ґрунт збагачується фосфором, калієм та іншими поживними речовинами. Під впливом зеленого добрива знижується кислотність ґрунту, зменшується вміст у ньому алюмінію, значно посилюються мікробіологічні процеси. Ґрунтове та надґрунтове повітря збагачується вуглекислотою, що сприяє нагромадженню в ґрунті значної кількості засвоюваних для рослин поживних речовин. До деякої міри сидеральні культури є фітосанітарним фактором в ґрунті.

Збагачення орного шару органічними речовинами та біологічне закріплення ґрунтовими мікроорганізмами ряду поживних речовин різко зменшує можливість вимивання останніх, зокрема азоту, в розташовані нижче горизонти і протистоїть закріпленню фосфору у важкорозчинних мінеральних сполуках завдяки утворенню органічних сполук.

Як сидерат, переважно використовують бобові - люпин (синій, жовтий, багаторічний), сераделу, буркун, а також злакові (переважно озиме жито), хрестоцвіті (редька олійна, ріпак, свиріпа) та ряд інших культур.

4. Реальною можливістю значного збільшення виробництва сільськогосподарської продукції є кваліфіковане використання мінеральних добрив. При умові їх правильного застосування вони справляють позитивний вплив на поліпшення якості продуктів харчування для людей і кормів - для тварин.

При цьому мінеральні добрива ні в якому разі не зменшують ролі органічних. Вони є дієвим доповненням останніх. Тому основним принципом розробки та практичного освоєння раціональної системи удобрення сільськогосподарських культур є наукове поєднання органічних і мінеральних добрив в процесі розподілу їх під провідні культури в сівозміні.

Основними видами мінеральних добрив є азотні, фосфорні та калійні. Значну роль також відіграють кальцій, магній, сірка, залізо і ряд інших мікродобрив.

Найбільш поширеними азотними добривами є аміачна селітра, сечовина, безводний аміак, аміачна вода. Менш поширеними сульфат амонію, натрієва селітра, хлористий амоній, кальцієва селітра, ціанамід кальцію та ряд інших.

Аміачна селітра це концентроване найбільш поширене гранульоване добриво, яке містить 34,5% азоту в аміачній і нітратній формах. Має переважно білий колір, фізіологічно слабокислу реакцію, добре розчиняється у воді. Гранульована форма зберігає належну сипучість. Недоліком є його гігроскопічність, схильність до злежування, вибухання і розкладання із виділенням аміаку.

Сечовина - перспективна форма сипучих азотних добрив, що містить 46% азоту в аміачній формі. Має велику фізіологічну кислотність, добрі фізичні властивості, малогігроскопічна. Порівняно з аміачною селітрою, менше злежується. Як гранульоване добриво, містить близько 90% гранул розміром 1,0-2,5 мм.

Аміак рідкий, безводний представляє собою безколірний газ із задушливим різким запахом, майже вдвічі легший за повітря. Містить 82% азоту. Під тиском скраплюється в безколірну рідину. Температура кипіння - мінус 33,4°С, тому при атмосферному тиску перебуває у газоподібному стані. Температура замерзання - мінус 77,7°С. З метою запобігання втрат аміак зберігається та перевозиться в спеціальних цистернах або балонах, розрахованих на тиск 2000-3000 кПа.

Це найбільш концентроване і дешеве добриво, розчинне в воді. Вартість його одиниці в 2,5 рази дешевша від аміачної селітри. За ефективністю не поступається твердим, а в ряді випадків, зокрема на легких за гранулометричним складом ґрунтах в умовах достатнього зволоження, перевищує їх. Після внесення спочатку підлуговує, а потім з перетворенням аміаку в нітрати - підкислює ґрунт. Вноситься на глибину не менше 10-12 см на важких і 14-18 - на легких ґрунтах.

Аміачна вода - розчин рідкого аміаку у воді. Це безколірна жовтувата рідини без будь-яких домішок, з різким запахом нашатирного спирту. Має вміст азоту 20-25%. Аміак легко випаровується, тому він зберігається й транспортується в сталевих герметичних цистернах або резервуарах, розрахованих на тиск 150-200 кПа. Це потенційно кисле добриво.

Серед фосфорній добрив найбільш поширеними є простий і подвійний суперфосфати.

Суперфосфат простий (порошкоподібний і гранульований), містить 16-22% засвоюваного фосфору. Це сірий або темно-сірий порошок, дещо в'язкий, слабогігроскопічний, трохи злежується. Більш практичним є гранульований суперфосфат. Завдяки грануляції в останнього кращі фізичні властивості - не злежується, добре розсівається. Він нерідко виявляється ефективнішим від суперфосфату порошкоподібної форми.

Суперфосфат подвійний - це концентроване складне добриво, містить 43-49% фосфору, який відносно непогано розчиняється. За гранулометричним складом близький до звичайного суперфосфату, проте не містить сульфату кальцію, тому при застосуванні витрати на зберігання, транспортування та внесення в ґрунт значно менші. Однозначно в місцях недостатнього забезпечення сіркою та під культури з підвищеною потребою в ній він поступається простому суперфосфату.

У практиці суперфосфат виготовляють переважно в гранулах з добавкою бору і марганцю від чого й походить його назва боратизований (боратний) і марганізований суперфосфат.

Відомі ще й такі фосфорні добрива, як томасшлак, фосфоритне борошно, топлені (плавлені) магнієві фосфати, термофосфати.

У практиці сільськогосподарського використання відомі такі калійні добрива, як хлористий калій, сульфат калію, сульфат калію- магнію (калімагнезій), калійна сіль змішана (калійно-магнієвий концентрат), каїніт і інші.

Хлористий калій - найбільш концентроване та поширене калійне добриво з вмістом 53,6 - 62,2% діючої речовини. Це велико- зернистий або гранульований продукт білого, сіруватого (марка “К”), або рожевого із червонуватим відтінком кольору (марка “Ф”). Добре розчиняється у воді, малогігроскопічний, проте при транспортуванні та зберіганні в несприятливих умовах дуже злежується, що ускладнює його використання. Дане добриво підкислює ґрунт. У зв'язку з тим, що до його складу входить хлор, відзначається негативна дія на рослини картоплі, гречки, деяких овочів, ефіроолійних.

Сульфат калію - це концентроване калійне добриво (містить до 48 - 50% діючої речовини), але без хлору. Являє собою безколірну дрібнокристалічну сіль, яка добре розчиняється у воді. Не злежується, добре розсівається. Перевозиться у тарі або насипом у критих вагонах.

Сульфат калію-магнію (калімагнезій) - калійно-магнієве добриво з вмістом калію 28-30% і магнію - 8-10 вісотків.

Калійна сіль змішана (КСl+NаСl) містить 30-40% калію,

15-20% - натрію та 39-52% хлору. Сірувата з рожевими вкрапленнями кристалічна сіль, за умов тривалого зберігання може злежуватись.

Калімаг (калійно-магнієвий концентрат, калімаг флотаційний, збагачений каїніт). Цей вид добрива має в своєму складі калію - 19%, магнію - 8-9% і хлору - близько 8%. Представляє собою зернистий або гранульований продукт сірого кольору. За розмірами крупинок і гранул повністю проходить через сито з отворами до 5 мм.

До калійних добрив ще відносяться такі як каїніт, полігат, поташ, цементний калійний пил, а також попіл, що належить до місцевих калійно-фосфорних добрив.

У процесі використання калійних добрив треба знати й враховувати вміст в них хлору, який негативно діє на ріст і розвиток окремих культур. Безхлорні добрива сприяють збільшенню виходу та померності волокна льону, крохмальності бульб картоплі, підвищують кількість і якість врожаю гречки, бобових, томатів та деяких інших культур.

Поступово складні мінеральні добрива займають все більш провідне становище. В даний період виготовляються наступні їх види:

амофос - містить 12% азоту та близько 52% - фосфору;

діамофос з вмістом азоту - 18% і фосфору - 48%;

нітроамофоска - в в його склад входить по 17 відсотків азоту, фосфору й калію;

нітрофос - це складний вид добрива, що містить 23-25% азоту й 19-22% - фосфору;

нітрофоска є одним з поширених видів складних мінеральних

добрив.

Випускається переважно азотно-сульфатна нітрофоска з вмістом водорозчинного фосфору 55-65% і з таким співвідношенням елементів живлення: азоту, фосфору й калію - відповідно 11:10:11.

З рідких комплексних добрив (РКД), що представляють собою розчин солей і містять 2-3 поживні елементи (азот, фосфор і калій), освоєно виробництво з вмістом останніх відповідно 9:9:9 і 7:20:0.

Новим видом складного азотно-фосфорного-калійного добрива є кристалін.

У зв'язку з недостатнім випуском складних добрив виникає необхідність змішування простих (звичайних) видів добрив безпосередньо в господарствах. Враховуючи те, що за своїм складом суміші можуть бути різноманітними, з їх допомогою можна краще задовольняти потреби рослин у кількості та співвідношенні поживних речовин. А тому подальше збільшення виробництва складних добрив не зменшує значення виготовлення сумішей, застосовуючи відповідні засоби механізації.

Можна змішувати лише добрива з високими фізико-хімічними якостями та вирівняним гранулометричним складом (табл. 2). В інших випадках суміші злежуються, що вимагає значних додаткових витрат на підготовку їх до внесення. При цьому важливо, щоб суміші тривалий час зберігали сипучість.

На практиці при виготовленні сумішей в переважній більшості користуються спеціально розробленою схемою змішування добрив, за основу якої взяті фізико-хімічні властивості їх відповідного виду.

Потрібну кількість добрив для виготовлення сумішей за дозами і складом поживних речовин визначають з допомогою формули

, (4.1)

де А - кількість поживних речовин, яких треба внести на гектар поля, кг;

Б - вміст поживних речовин у центнері конкретного мінерального добрива, кг .

Нерідко врожай буває низький і недостатньо якісний, тому що в ґрунті не вистачає бору, марганцю, молібдену, міді, цинку тощо. їх потреба невелика, тому вони й називаються мікроелементами, а нестача будь-якого з них спричинює поганий ріст і розвиток рослин, вони слабо плодоносять і дуже пошкоджуються хворобами. Вносяться вони в малих дозах шляхом введення до звичайних і складних мінеральних добрив, передпосівної обробки насіння, безпосередньо в ґрунт і позакореневого підживлення в період вегетації.

Проведені дослідження свідчать про зростання ефективності тих складних добрив, які утримують мікроелементи. Вище вже йшлося про борагний суперфосфат. Є він також марганізований. А введення, наприклад, до складу нітрофоски марганцю підвищує цукристість коренеплодів буряків на 0,3-0,7%, добавки бору - на 0,2- 0,3%. Включення до складних фосфорно-калійних добрив молібдену підвищувало вміст білка в сіні конюшини лучної на 0,3-0,8%.

Таблиця 2.1. Допустимість змішування різних форм добрив

Форма добрива

Аміачна селітра

Сульфат амонію

Сечовина

Суперфосфат простий

Суперфосфат гранульований

Суперфосфат подвійний

Преципітат

Фосфорне борошно

Амофос, діамонійфосфат

Хлористий калій

Калійна сіль

Сірчанокислий калій

Каїніт

Аміачна селітра

М

П

Н

Н

П

П

П

Н

П

П

П

П

П

Сульфат амонію

П

М

П

М

М

М

М

М

М

П

П

М

П

Сечовина

Н

П

М

Н

П

П

П

П

П

П

П

П

П

Суперфосфат простий

Н

М

Н

М

М

М

М

Н

П

П

М

Н

П

Суперфосфат гранульований

П

М

П

М

М

М

М

М

М

П

П

М

П

Суперфосфат подвійний

П

М

П

М

М

М

М

М

М

П

П

М

П

Преципітат

П

М

П

М

М

М

М

М

М

П

П

М

П

Фосфорне борошно

П

М

П

М

М

М

М

М

М

П

П

М

П

Амофос, діамонійфосфат

П

М

П

М

М

М

М

М

М

П

П

М

М

Хлористий калій

П

П

П

П

П

П

П

П

П

М

М

М

М

Калійна сіль

П

П

П

П

П

П

П

П

П

М

М

М

М

Сірчанокислий калій

П

М

П

М

М

М

М

М

М

М

М

М

М

Каїніт

П

П

П

П

П

П

П

П

М

М

М

М

М

Примітка: М – змішувати можна; П – змішувати можна незадовго перед внесенням; Н – змішувати не можна.

В сільськогосподарський практиці застосовуються в основному такі мікродобрива:

сульфат марганцю - містить 24,9% марганцю;

борна кислота - вміст бору становить 17,1-17 відсотки;

простий гранульований суперфосфат з бором насичений відповідним мікроелементом і містить 0,2% бору;

подвійний гранульований суперфосфат з бором теж містить бору 0,4 відсотки;

молібдат амонію має 52% молібдену.

суперфосфат простий з молібденом у своєму складі містить 0,1% молібдену;

суперфосфат подвійний з молібденом - до складу входить 0,2% молібдену;

піритні недогарки мають у складі міді 0,2-0,4 відсотки;

сульфат міді утримує діючої речовини 25 відсотки;

сульфат цинку містить діючої речовини 25 відсотки;

сульфат кобальту - мікродобрива, в яких міститься 21% кобальту;

хлорид кобальту у своєму складі містить 2,7% кобальту;

залізний купорос містить 47-53% заліза.

У складі сільськогосподарських угідь значні площі займають кислі та лужні ґрунти. їх природна родючість нижча порівняно із звичайними ґрунтами.

Кислі грунти містять у вбираному ґрунтовому комплексі іони водню та алюмінію. Наявність їх погіршує фізико-хімічні, біологічні та агрохімічні властивості ґрунтів. Для докорінного поліпшення такого стану поряд з агротехнічними і водно-меліоративними заходами застосовують заходи хімічної меліорації. Вона полягає в дії на зміну складу увібраних катіонів. З цією метою вносяться солі кальцію, на кислих ґрунтах - вапно.

У цьому контексті виняткова роль належить кальцію. На кислих ґрунтах вапно нейтралізує кислотність і зв'язує шкідливі для рослин рухомі форми алюмінію.

Поширеним показником визначення потреб у вапнуванні є ступінь кислотності, тобто активність іонів водню в ґрунтовому розчині. До них належить проба на лакмусовий папір і визначення рН сольової витяжки. За ступенем необхідності вапнування ґрунти можна поділити (об'єднати) на такі групи:

• рН (КСl) 4,0 і нижче, такі ґрунти слід вапнувати в першу чергу;

• рН (КСl) 4,0-4,5 - грунти потребують вапнування;

• рН (КСl) 4,6-5,0 - на Поліссі такі ґрунти вапнувати можна в останню чергу, а в Лісостеповій зоні - обов'язково.

В Україні солонці займають 2693 тис. гектарів орних земель. Меліорація їх проводиться шляхом заміни увібраного натрію на калій. Використовується при цьому гіпс або фосфогіпс. Останній представляє собою відходи хімічної промисловості, містить гіпсу 70- 75%, фосфорних сполук - 2-3%, заліза та алюмінію - по 3%, глини - 5- 6% і води 15відсотків.

Однією з важливих вимог до якості меліорантів являється тонина помолу. Вона повинна бути такою, щоб все борошно просіювалось через сито з отворами 1 мм, а 70% - через сито з отворами 0,1 мм.

5. Найважливішою умовою науково-обґрунтованого засто-сування добрив є знання та використання всіх факторів, які визначають високу їх дію. Встановлено, що найефективнішою системою удобрення сільськогосподарських культур у сівозміні є поєднання органічних добрив з мінеральними, для кислих ґрунтів - обов'язково на фоні вапнування.

Важливою умовою ефективного використання органічних добрив є своєчасне та рівномірне їх внесення в ґрунт (найкраще під зяблеву оранку). При цьому перевагу слід надавати просапним культурам. А на грунтах з низькою родючістю їх необхідно вносити і під зернові. Норми і дози добрив повинні бути диференційовані та встановлені на кожне поле з врахуванням матеріалів ґрунтового обстеження, наявності їх в господарстві, якості та запланованої врожайності продукції.

Під цукрові буряки органічні добрива необхідно вносити в повній дозі восени під зяблеву оранку; не менше 50% площ під картоплю й кукурудзу, які розміщуються по зяблевій оранці, теж доцільно заправляти органікою восени.

З метою ефективного використання мінеральних добрив у сівозміні їх розподіляють диференційовано між культурами з врахуванням типу ґрунту, його агрохімічної характеристики, дії різних форм, дотримання оптимальних строків і способів внесення, рівномірності та глибини заробки тощо.

За умов нерівномірного розподілу мінеральних добрив по полю, спричинюються непродуктивні витрати поживних речовин, зростає необмінне поглинання, в одних місцях створюється надмірна концентрація поживних речовин, а на периферії проходу агрегату ґрунт залишається без добрив. З існуючих на даний час відцентрованих розкидачах мінеральних добрив І-РМГ- 4; РУМ-3; КСА-3; НРУ-3; НРУ-0,5 нерівномірність внесення добрив сягає 25- 30%, тоді як у світовій практиці вона допускається не більше 10%.

При такому внесенні елементи живлення в значній мірі не використовуються сільськогосподарськими культурами, а стають джерелом забруднення навколишнього середовища. До того ж залишається низькою окупність одиниці добрив.

Ось чому сучасні обставини вимагають з метою забезпечення екологічної чистоти, наполегливо прагнути до повної реалізації ідеї комплексного застосування засобів хімізації, розглядаючи її як ефективний засіб хімічного навантаження на одиницю посівної площі. Доведено, що комплексна хімізація в цілому підвищує ефективність агрохімічних засобів на 15-20 відсотків.

Винятково важливим є забезпечення рослин поживними речовинами в критичні моменти з врахуванням етапів органогенезу.

При удобренні зернових фосфорні та калійні добрива в повній нормі та третину азотних (але не більше 30 кг) доцільно вносити до сівби, решту азотних - весною в підживлення в два або навіть і в три строки при відновленні вегетації рослин, на початку виходу їх у стрілку і після виколошування.

Під просапні культури фосфорні та калійні добрива на всіх ґрунтах, за винятком піщаних, рекомендується вносити під оранку і азотні - у формі

сечовини, аміачної води та рідкого аміаку - восени під час оранки або по ній, особливо під кукурудзу та цукрові буряки, а на легких ґрунтах навесні під культивацію в будь-якій формі, при цьому заробляють аміачну воду на глибину не менше 12см, а рідкий аміак - 16 см.

Найбільш поширений спосіб внесення добрив - розкидний, який слід поєднувати з локальним. При цьому добрива загортають у ґрунт на глибину від 5 до 10-20 см. Локалізація мінеральних добрив дає можливість зменшити їх внесення у 1,5-2,0 рази, не знижуючи врожаю, порівняно з внесенням повної дози суцільним способом.

Локальним вважається внесення мінеральних добрив у рядки під час проведення сівби, що покращує умови живлення молодих рослин, хоч і вноситься невисока їх доза. Наприклад, під час сівби зернових та льону в рядки вносять фосфорні добрива в кількості Р_10-15 у формі суперфосфату чи нітроамофоски. Під просапні, дози збільшуються до N_15-20Р_15-20K_15-20. Підживлення останніх є також ефективним, особливо тоді, коли при основному удобренні не використано повну розрахункову дозу.

Розподіл добрив на полях і під культури проводиться заздалегідь шляхом складання агрохімічних паспортів. На зворотному боці останніх одразу ж після закінчення внесення добрив під урожай поточного року фіксується фактичне їх внесення. Це дає змогу визначити окупність добрив при їх використанні основними культурами на кожному полі, а також використати ці показники (матеріали) при складанні агротехнологічних карт і робочих проектів організації вирощування сільськогосподарської продукції, що є винятково важливою складовою кожної технології виробництва продукції.

Важливою передумовою ефективного використання мінеральних добрив, одержання високих врожаїв, поряд з внесенням органічних добрив, є вапнування грунтів з підвищеною кислотністю. Особливо чутливі до неї такі культури як пшениця, ячмінь, зернобобові, багаторічні трави, буряки, кукурудза, овочі.

Встановлено, що найвищий ефект дають добрива, як правило, лише там, де освоєна правильна система удобрення в сівозмінах. Сучасний рівень розвитку цивілізованих країн передбачає широке впровадження автоматизованих систем управління (АСУ) процесами сільськогосподарського виробництва. Основною ланкою АСУ є автоматизоване робоче місце (АРМ). В Україні за останній час розроблено понад десять програмних засобів АРМ агронома- агрохіміка. Завдяки цьому створено передумови для виконання автоматизованих робіт: визначення потреби в мінеральних добривах на різних рівнях управління (господарство, район, область), аналіз ефективності використання добрив, розрахунок ресурсного врожаю, розрахунок балансу гумусу та поживних речовин у землеробстві, комплексне агрохімічне окультурення полів, розрахунок доз азотних добрив для підживлення озимих культур на основі ґрунтової та рослинної діагностики, розробка технологічного проекту відтворення родючості ґрунтів і продуктивності землеробства. Одночасно ж значна увага приділяється питанням охорони навколишнього середовища та одержання екологічно чистої продукції.