Як правильно «нагодувати» грунт та рослину

З огляду на значні переваги органічних добрив усі розуміють, що саме тому органіки не може бути достатньо для постійного забезпечення зростаючих потреб виробництва продукції. Тож професійні виробники працюють переважно з добривами мінеральними. Про це й поговоримо.

В. Дудка, генеральний директор,
компанія «АгроАналіз»

Наразі вже не треба агітувати агрономів за використання мінеральних добрив. Те, що для отримання високого врожаю рослини треба «годувати», розуміють усі. Тому кожна ділянка щось та отримує: органічне, мінеральне, просте або складне добриво - все залежить від розміру гаманця та розуму фахівця. Попит на продукти харчування зростає, аграрний бізнес стає все рентабельнішим, тому виробники готові інвестувати у технології, у тому числі і в мінеральне живлення.
Що значить «забезпечити потреби рослини в живленні»?
Власне кажучи, це означає знайти правильні відповіді на чотири важливі питання:
Œ   скільки (кожного елемента живлення) дати?
   у якому вигляді (формуляція добрив)?
Ž   коли (яке добриво коли краще вносити)?
   у який спосіб (під оранку, під час сівби або взагалі перед цвітінням...)?

Почнемо з першого питання. Всі елементи живлення поділяють на макро-, мезо- та мікроелементи (відповідно до їхнього вмісту в рослинах). У цьому розподілі не враховують такі важливі компоненти живлення, як кисень, водень та карбон, оскільки рослина самостійно поглинає їх з атмосфери та грунту, тому про додаткове внесення їх як добрив мова не йде. А ось усе інше здебільшого ми маємо додавати.
Та щоб правильно спланувати це додавання, по-перше, ми маємо визначити: скільки кожного елемента потрібно рослині? Усі відповідають на це питання по-різному.

Версія перша: «каші масло не зашкодить»
Ця «метода» була дуже популярна за часів дешевих добрив, а також її полюбляють у господарствах, що мають постійну фінансову підтримку від держави або від інвестора. Підхід цей настільки простий, наскільки й помилковий. Тому що у цьому разі дуже легко, замість допомоги, завдати рослині шкоди.
Багато років тому вчені сформулювали п'ять головних «законів урожаю». Один із них - «закон оптимуму»: найвищий урожай отримуємо не за максимальної, а за оптимальної кількості будь-якого фактора.
Для того, щоб наочно це продемонструвати, ми провели нескладий експеримент: виростили розсаду капусти у торфі на п'яти фонах живлення: перший - без добрив, другий - із внесенням 50% розрахункової потреби добрив; третій - 100%, четвертий - 150% та п'ятий - 300% від розрахункової дози (фото 1).
На зображенні добре видно, що підвищення доз спочатку призводить до прискорення росту та розвитку культури, після досягнення оптимального рівня подальше збільшення доз добрив уже не дає позитивного ефекту, а ще більші дози пригнічують рослини. За радянських часів мені доводилося часто спостерігати цей ефект на полях. У ті часи дехто «зберігав» добрива саме на полях насипом, буртами, та наступного року ці місця зберігання вирізнялися на полі мертвими голими плямами, на яких нічого не росло впродовж декількох років.
Тому що надлишок елементів живлення так само небезпечний для рослин, як і їхня нестача. Щороку, проводячи обстеження тисяч гектарів ріллі в Росії, Україні та Молдові, ми часто спостерігаємо поля, де вміст елементів живлення не тільки достатній для формування запланованого врожаю, але й надмірний. Тому поняття «зафосфачування» грунту, на жаль, усе частіше стає поясненням причин втрати врожаю, як і більш звичне - «засолення». Обидві ці проблеми часто пов'язані з надмірним використанням мінеральних добрив.
Отже, метод «усього якомога більше» неприйнятний для правильного живлення.

Є й друга версія: «як книжка пише»
У книжках пишуть.... «Найточніші» цифри рекомендованих доз добрив указують у книжках, що написані людьми, далекими від агрохімічної науки. Фахівці добре знають, що немає (та й не може бути в принципі) однієї оптимальної дози внесення будь-якого елемента для усіх полів, усіх кліматичних зон та всіх технологій. По-перше, тому що потреба у живленні напряму залежить від розміру запланованого врожаю. Саме так, як у тваринництві та громадському харчуванні: що більше «голів» нам треба нагодувати, то більше харчів треба приготувати. По-друге, тому що грунт (на щастя) не безплідний, навпаки, він містить усі елементи живлення у тій чи іншої кількості. Але кожна ділянка забезпечена кожним елементом по-різному (рис.).
Наведена картограма показує, як різняться щодо забезпеченості обмінним калієм поля навіть одного господарства. Подібні картограми мають бути у кожного агронома, щонайменше - стосовно кожного макроелемента. Звичайно, потреба у внесенні цих елементів для різних ділянок не може бути однаковою.
Отже, вносити «як книжка пише» - також не можна: про ситуацію на вашому полі «книжка» нічого не знає. Не допоможе і копіюванння досвіду успішних фермерів, зібраному на Дні поля або на семінарі, бо те, що правильно для одного поля, може бути дуже помилковим для іншого. Високі досягнення мають ті, хто не просто повторює чужий досвід, а знаходить свої рішення, оптимальні для свого поля.

Третя версія: «зорієнтуємось
за зовнішніми ознаками»
Багато хто з агрономів збирає колекції фотографій різних зовнішніх ознак нестачі елементів живлення, ретельно розглядаючи відмінності міжжилкового пожовтіння за нестачі заліза та суцільного пожовтіння - за азотного дефіциту. Справа ця дуже цікава, але даремна з точки зору вирішення проблем живлення. По-перше, тому що зовнішні ознаки дефіциту різних елементів схожі між собою, а також схожі із симптомами грибних, бактеріальних та вірусних хвороб. По-друге, тому що зовнішні ознаки з'являються тоді, коли нестача вже стала критичною, частина врожаю вже безповоротно ушкоджена або втрачена.
Тому і цей метод для професіонала неприйнятний.
Отже, якщо ані шаблонні рішення, ані спроби вирішувати проблему після ії виникнення не ведуть до успіху, залишається одне: точно розрахувати, яка кількість кожного елемента живлення потрібна нашій рослині для формування запланованого врожаю.

Як розрахувати?
Методи розрахунку світова наука почала розробляти звідтоді, як агрономи масово стали використовувати мінеральні добрива. Сьогодні їх розроблено багато, але найбільш адекватними є такі, що базуються на трьох важливих складових: розмір запланованого врожаю, різниця у поглинальній спроможності кореневої системи різних культур, рівень забезпеченості грунту елементом живлення. Мабуть, кожний критерій варто прискіпливо розглянути.
Потреба рослини в живленні тісно пов'язана із розміром урожаю, що планується. Що більший урожай ми сподіваємось отримати, то більше треба буде внести добрив. Але, на жаль, ця досить проста логіка не завжди доступна деяким консультантам і навіть консалтинговим компаніям. Тому все частіше зустрічаємо такі собі «логічні» розмірковування: «вміст фосфору в грунті - 12, а оптимальний для пшениці вміст фосфору - 18, тому треба внести додатково.....»
Говорити про якийсь «оптимальний вміст фосфору в грунті для культури» - агрономічне безглуздя, тому що для формування врожаю на рівні, наприклад, 25 ц/га потрібна одна кількість фосфору, а для 70 ц/га - зовсім інша.
Для точного розрахунку слід враховувати також і особливості поглинальної спроможності кореневої системи, яка дуже різниться для різних культур. Тому, наприклад, вміст фосфору на полі може бути достатнім для отримання високого врожаю однієї культури і недостатнім для такого самого врожаю - іншої. Перевірити це можна не тільки за довідниками, але й методом спостереження за рослинами в полі. Навесні під час холодної погоди майже припиняється засвоєння фосфору томатами (культура з низькою поглинальною спроможністю кореневої системи). Це дуже легко виявити за фіолетовим кольором нижього боку листя (характерна ознака дефіциту фосфору). Але морква, буряки та цибуля, що ростуть на тому самому полі, успішно отримуватимуть фосфор із грунту завдяки кращій здатності коріння засвоювати фосфорні сполуки.
І, нарешті, вміст елемента живлення у грунті. Те, що його треба вимірювати та враховувати наявну кількість під час розрахунку потреби в мінеральному живленні - беззаперечно та зрозуміло. Але «диявол», як завжди, - у дрібницях, і саме про ці дрібниці треба поговорити окремо.
По-перше, досвідченого агронома зовсім не цікавить, скільки у нього у грунті фосфору (або будь-якого іншого елемента), йому важливо знати вміст доступних рослинам форм цих елементів (рухомий фосфор, обмінний калій...). Але прилад, що вимірює вміст елементів (хоч колориметр, хоч спектрометр), не розуміє різниці між доступними та недоступними формами. Для того, щоб виділити з грунту не весь наявний фосфор, а тільки доступну рослинам його частину, готують витяжки на основі спеціальних розчинів. Тому ще раз треба пояснити агрономам, що мрії про «експрес-аналіз» прямо на полі (засунув щуп у грунт та одразу побачив, скільки чого він містить) залишаються лише мріями. Що більше в аналізах «експресії», то менше точності. А точність тут визначає успіх справи.
Рецепт реактивів для витяжок різниться залежно від типу грунту. Одні грунти аналізують за Мачигіним, інші - за Чіріковим, Кірсановим... (вуглеамонійна, солянокисла та оцтовокисла витяжки, відповідно). Ці методи стандартизовано для різних грунтів нашої країни. Тому проводити аналіз українського грунту в Німеччині чи Польщі - таке ж безглуздя, як і німецького грунту - в Україні: немає ні відповідних реактивів, ані відповідних методик. Тож читайте результати аналізів уважно, звертайте увагу на інформацію про використані методики та ГОСТи, не довіряйте звітам, де такої інформації не надають.
Але ще важливіше для проведенни точного аналізу - правильно відібрати зразки. І в цьому питанні сьогодні проблем також достатньо. Навіть якщо не зупинятися на елементарному нехлюйстві, коли директор доручив агроному, той передав доручення бригадиру, останній - працівнику, а працівник, заради швидкості, набрав два відра грунту в найближчій лісосмузі та сформував десять чи двадцять пакетиків, так би мовити, «зразків грунту». Треба сказати, що останнім часом, розуміючи «ціну питання», більшість керівників такого вже не допускають. Тому розглянемо приклади системних порушень під час відбору проб.
Перше порушення - відбір лопатами. Лопата має форму, близьку до трикутника, тому під час пробних відбирань верхні шари грунту потрапляють у пробу в більшій кількості, ніж нижні. Тому для правильного відбору проб слід використовувати спеціальні бури, які беруть зразок точно на заданій глибині, рівномірно за всіма шарами.
Друге порушення - глибина відбору. Для аналізу треба відбирати грунт із зони найактивнішого розвитку кореневої системи. Для класичних технологій вирощування польових та овочевих - це глибина оранки (25-35 см). А наприклад, за «ноу-тілл» коренева система розвивається у верхніх шарах грунту, тому і зразки відбирають із глибини 15-20 см.
І зовсім інша метода відбору грунту для садів та виноградників. Тут, навпаки, використовують відбір на глибину 100 і навіть 150 см, беручи зразки пошарово (0-20, 20-40, 40-60 см...).
Третє - порушення нормативу розміру ділянки для відбору змішаної проби. Кожного разу, втикаючи бура у грунт, ми отримуємо не пробу, а зразок. Зразок не можна аналізувати. Бо він може бути нетиповим для всієї ділянки. Тому беруть кілька зразків, змішуючи їх та готуючи таким чином середню пробу. Але навіть середня проба формується не з цілого поля. Поле може бути різним (десь у Бельгії і 20 га - поле, а наприклад, в Астрахані нам доводилося працювати з полями по 1500 га). Агрохіміками розроблені стандарти розміру ділянок для формування середньої проби (наприклад, для польових культур на рівному полі - 30 га, для овочевих на зрошенні - 10 га, свої стандарти є також для складного ландшафту та багаторічних насаджень). Порушувати ті стандарти не варто, бо це знецінює сам аналіз, точність якого, звичайно, знизиться.
Четверте порушення - несвоєчасний відбір проб. У практиці аналітичної роботи доводиться дуже часто зустрічатися з цією проблемою. Тому хотів би виділити ступені таких порушень.
1. Відбір за тиждень до оранки - це найменше із порушень. Тому що у цьому разі лабораторія може коректно провести аналіз, дати рекомендації із використання добрив, але часу на виконання цих рекомендацій буде замало (добрива ще треба знайти, купити, привезти до господарства...) Тому краще не гаяти часу і організовувати відбір проб одразу після збирання врожаю культури-попередника.
2. Відбір після оранки - це вже більш неприємна ситуація. Аналіз грунту в такому разі провести нескладно, а ось робити розрахунок мінерального живлення - складніше. Для більшості класичних технологій вирощування внесення левової частки фосфору та калію можливе, насамперед, під оранку, і за високих потреб цих елементів дуже важко шукати інші розумні способи їхнього внесення, якщо оранку вже проведено.
3. Відбір проб після внесення мінеральних або органічних добрив - геть погано. У такому разі у відібрані зразки потрапляють шматочки добрив, що робить дуже хибними результати аналізу, а значить, - і сам розрахунок потреби рослин у живленні.
Тому ще раз домовимося: оптимальний час для відбору проб - одразу після збирання попередника. Перед або після дискування, але дуже бажано - до оранки, тому що частина добрив і вноситься саме з оранкою (виключаючи краплинне зрошення, де майже всі добрива можна вносити з водою під час поливання).
Отже, проби грунту відібрано коректно, проведено точний аналіз відповідним для даного грунту методом. Тепер залишилось розрахувати потребу щодо кожного елемента живлення (відповісти на питання «скільки?») та після цього правильно дібрати форми добрив, а також метод і час використання кожного з них.
 

Відомо багато методів розрахунку такої потреби, але найчастіше використовують три з них: балансовий, розрахунково-нормативний та метод поправок. На жаль, жоден із них не є ідеальним, тому варто розглянути переваги та недоліки кожного.

Балансовий метод
Розраховуючи потребу рослин щодо кожного елемента, слід від потреби культури в мінеральному живленні, необхідної для отримання запланованого врожаю, відняти кількість доступних форм цього елемента, що міститься у грунті. Оскільки рослина не в змозі спожити стовідсотково все з грунту, то під час розрахункової потреби використовують «коефіцієнт засвоювання з грунту», а оскільки частина елементів живлення з добрив може втрачатися (наприклад, азот під час зливи частково вимивається у грунтові води), то застосовують «коефіцієнт засвоювання з добрив». Кожен цей коефіцієнт є специфічним для різних кліматичних зон, для кожної культури, для кожного різновиду грунту. Потребу рослини у розрахунку на запланований урожай визначають множенням очікуваного показника врожаю (т/га) на показник винесення з грунту даного елемента живлення (кг/т). Щоб знайти кількість елемента живлення на гектар, вміст цього елемента (за результатом аналізу) перераховують на масу орного шару.
Таким чином, балансовий метод враховує всі ключові фактори, від яких залежить потреба рослини у живленні: вміст у грунті, розмір запланованого врожаю, індивідуальні особливості споживання мінерального елемента культурою тощо. Але суттєвим його недоліком є те, що сама формула цього методу — лінійна функція (тобто, згідно з його логікою: подвійний урожай — подвійна доза добрив). Але несправді так не буває. Звязок тут не є лінійним: що менше залишається елемента в грунті, то складніше рослині його забрати.

Розрахунково-нормативний метод
Тому протягом багаторічних досліджень учені розробили розрахунково-нормативний метод. Формула його проста: Д=У×Б×П, де Д — це доза елемента, яку в даному разі розраховуємо, У — заплановий урожай, Б — коефіцієнт, що враховує поглинальну спроможність кореневої системи культур, а П — коефіцієнт, що відображує рівень забезпеченості грунту цим елементом. Подана формула вже дещо точніше відображує реальні залежності засвоєння елементів живлення, але недоліки є і в цього методу. Найголовніший — цей метод емпіричний, тобто розроблений на основі багаторічних експериментів на різних культурах із різним агрофоном та різними дозами добрив. Але з часів проведення цих досліджень продуктивність культур на ланах дещо змінилася. Тому дуже складно говорити про коректність розрахунку потреби в живленні за цим методом для отримання, наприклад, 100 т цибулі з гектара, якщо під час розробки методу понад 40 т цієї культури ніхто не отримував навіть на дослідних ділянках.

Метод поправок
Усе дуже просто: для кожної культури розробляють рекомендації із внесення кожного елемента за середньої забезпеченості ним грунту. А далі — корегуємо ці норми, залежно від запланованого врожаю та реального рівня забезпеченості, множенням на коефіцієнти поправок. На жаль, на сьогодні далеко не для всіх кліматичних зон та не для всіх культур розроблено адекватні нормативи живлення.
Є ще багато інших методик розрахунку, і, як уже говорилося, кожна має свої вади, проте краще вираховувати мінеральну потребу бодай і не ідеально, аніж зовсім не проводити розрахунку. А також не треба користуватися «методами», за якими щось рахують, не беручи до уваги плановий урожай. Доводилося бачити «розрахунки» такого роду: «вміст фосфору — 2,5, для ріпаку треба — 3,5,.. тому потрібно додати…» І смішно, і сумно… Усі ми розуміємо, що у розрахунку на отримання 3 т ріпаку потрібна одна кількість фосфору, а на 5 т — зовсім інша. Тому подібна розрахункова «логіка» неприйнятна в жодному разі.
Але ж повернімося до головного. Зрештою, якусь потребу в кожному елементі розраховано. І ми вже твердо впевнені, що на зпаланований нами врожай на цьому полі у цьому році ми маємо внести, наприклад, 150 кг/га фосфору в діючій речовині (зазвичай так і пишуть: 150 кг д. р./га).
Залишилося вирішити ще три суттєвих питання: у вигляді яких добрив, коли та як внести цей фосфор? Відповіді на них суворо взаємопов’язані між собою. Розглянемо це на тому самому прикладі з фосфором.
Фосфор належить до елементів, що в грунті є найменш рухомими. Для демонстрації цього факту в університетах завжди показують нехитрий есперимент, у якому розчин ортофосфорної кислоти в суміші з індикатором (метиленовий синій) пропускають через шар грунту завтовшки всього 10 см, і весь фосфор миттєво зв’язується грунтовим поглинальним комплексом, що добре видно по безбарвності фільтрату. На жаль, багато студентів, мабуть, пропускали ці заняття, тому частенько доводиться чути безглузді розмови про внесення фосфору врозкид поверхнею поля. Фосфор слід вносити на ту глубину, де міститься основна маса коренів. На суходолі — це той самий орний шар, верхні 5–7 см якого віддадуть фосфор хіба що на початку вегетації, а влітку, мірою пересихання верхніх шарів, рослина засвоюватиме фосфор із грунтового горизонту завглибшки 7–30 см.
Тому фосфор на суходолі вносять, в основному, під оранку із загортанням на глибину 25–30 см. Для цього зазвичай використовують суперфосфат, амофос, на кислих грунтах — навіть фосфоритне борошно.
Ось і маємо відповідь на питання, які добрива обрати, коли і як їх внести. Але тут також є свої нюанси.
У перші дні після проростання насіння, відразу після переходу на кореневе живлення, маленька рослина зазнає труднощів із засвоєнням елементів живлення з грунту. Це пов’язано зі слабким розвитком коренів на цьому етапі. Тому, повертаючись до проблеми забезпечення культури фосфором, частину його ми плануємо внести водночас із проведенням висівання, укладаючи добриво неподалік від насіння, щоб забезпечити потребу рослин у цьому елементі в перші дні їхнього життя.
Змінився спосіб внесення добрива — змінюється термін його внесення, відповідно, зміниться і форма добрива. Оскільки на цьому етапі рослина потребує цілого комплексу елементів живлення, то і в якості добрива краще обрати, наприклад, нітроамофоску, яка, крім фосфору, містить азот і калій.
Може, тепер ми остаточно визначилися з термінами, способами внесення та формами мінеральних добрив? Звісно, ні. Тому що, проаналізувавши кліматичні умови регіону, терміни висіву та знаючи чітку залежність засвоєння фосфору корінням від температури грунту, ми можемо впевнено прогнозувати, що навесні, коли грунт ще достатньою мірою не прогріється, на чутливих до фосфору культурах (наприклад, кукурудзі) ми обов’язково стикнемося з проблемою фосфорного голодування рослин (навіть за доброї забезпеченості ним грунту). Тому що за низьких температур у деяких культур коріння повільно засвоює з грунту навіть доступні форми фосфору, особливо коли коренева система ще недостатньо розвинена. У такому разі найефективніше подолати цю проблему може допомогти позакореневе підживлення, внесення добрив по листу. Знову питання: чим підживлювати? Суперфосфатом? Амофосом? Нітроамофоскою? Звичайно ж, ні, для такого застосування ці добрива не придатні. Для позакореневих підживлень застосовують або монокалійфосфат, або спеціальні хелатні, комплексні водорозчинні добрива. І знову ж: зміна строку внесення тягне за собою зміну способу внесення і форми застосовуваних добрив.
А ще під час вибору форм добрив потрібно враховувати кислотність грунту, концентрацію в грунтовому розчині хлориду, сульфат- і карбонат-іонів, сольовий індекс різних видів добрив та наявність у них супутніх, баластних, елементів і сполук.
Так, наприклад, для фермера-овочівника Півдня України найважливішим видом фосфорного добрива може стати ортофосфорна кислота, застосовувана в невеликих дозах з поливною водою. Вона не тільки постачає рослинам фосфор, але й знижує рівень рН грунтового розчину (найчастіше — занадто високий у цьому регіоні), а також очищує крапельниці від залишків інших добрив, унесених раніше таким самим чином.
Аналогічні приклади можна наводити і щодо планування азотного, калійного та кальцієвого живлення.
Усі ці розрахунки не варто перекладати на плечі агронома. Це завдання консалтингової структури, яка зобов’язана не просто проводити аналізи грунту і складати карти забезпеченості елементами живлення, але й розраховувати точний план застосування мінеральних добрив у сівозміні. А агрономи повинні добре знати і розуміти всі основні правила і принципи таких розрахунків, щоб, з одного боку, контролювати рівень компетенції консультантів, а з іншого, — максимально точно й грамотно виконувати ці рекомендації і плани.
Наша лабораторія вже кілька років використовує комп’ютерну програму «АгроАналіз on-line», яка дає змогу вести розрахунки методом поправок, балансовим та розрахунково-нормативним. Алгоритми обробки даних орієнтовані на всі методи аналізів грунту, ГОСТовані по території колишнього Радянського Союзу (по Мачигіну, по Чирікову, по Кірсанова, по Карпінському і т. д.).
Програма не тільки розраховує потребу культури в елементах живлення, але й автоматично перераховує цю потребу на оптимальні форми мінеральних добрив для кожної культури з урахуванням характеристик грунту, методу вирощування культури, періоду внесення та багатьох інших факторів. Кінцевий документ, який генерує ця програма, — план застосування мінеральних добрив, у якому всі добрива пораховані у фізичній вазі, розподілені за етапами внесення із зазначенням способів застосування. Це — кінцевий результат, інструкція для агронома, для менеджера. Тільки такий документ має реальну цінність для господарства, яке замовило проведення аналізу грунту, і тільки такий рівень роботи мають забезпечувати консалтингові компанії.