Норми мінеральних добрив: агроматематика

За іншою модифікацією балансового методу передбачається визначення потреби у добривах лише на заплановану прибавку врожаю. Для проведення таких розрахунків потрібно знати врожайність культури, яку забезпечує на певному полі природна родючість грунту. Також використовується балансовий метод з корегуванням норми макроелементів на запаси рухомих сполук поживних речовин у шарі грунту 0–30 см з урахуванням коефіцієнтів використання їх із грунту й добрив. 

У 80-х роках минулого століття необхідну норму добрив визначали на підставі даних бонітування грунтів. Процес включав складний алгоритм розрахунків, що розділявся на три основні етапи:

1. На першому встановлювали загальну норму внесення азоту, фосфору і калію у діючій речовині. Для цього враховували величину планового врожаю культури, бонітет грунту в балах, поправний коефіцієнт до бонітету на забезпеченість грунту рухомими сполуками поживних речовин, ціну одного бала бонітету для конкретної культури, заплановану норму органічних добрив під культуру та їхню окупність прибавками врожаю, кількість органічних і мінеральних добрив, внесених під попередник, відповідні коефіцієнти використання елементів живлення із добрив у післядії, а також окупність 1  ц д.р. NPK прибавкою врожаю.
2. На другому етапі визначали дози застосування окремих видів мінеральних добрив (азотних, фосфорних, калійних) за нормативним співвідношенням їхньої окупності прибавками врожаю. Наприклад, розрахункова кількість добрив становить 231 кг/га д.р., а нормативне співвідношення — N:P:K=1,0:0,7:0,4 (у сумі — 2,1). Віднаходили, скільки поживних речовин відповідає одній частині у співвідношенні — 231:2,1=110. Потім визначали потрібну кількість окремих видів добрив, кг/га: N=110×1=110; Р=110×0,7=77; К=110×0,4=44.
3. На третьому етапі норми добрив корегували на забезпеченість грунту рухомими сполуками поживних речовин. Для кожного поживного елемента розраховували поправні коефіцієнти на підставі даних його фактичного та середнього (за шкалою агрохімічного групування) вмісту в грунті. Якщо поправний коефіцієнт виявлявся із від’ємним знаком, внесення мінеральних добрив планували лише під час сівби та в підживлення за зональними або обласними рекомендаціями.

У прагненні віднайти ідеальну формулу обчислення норми добрив під прогнозований рівень урожайності дослідники намагаються врахувати якнайбільше чинників. Так, наприклад, Л.М. Державін рекомендує використовувати рівняння, що включає 13 поправних коефіцієнтів. Але значення цих коефіцієнтів придатні тільки для тих умов, в яких вони розроблялися. Тому їхнє використання на інших грунтах, з іншими властивостями і в інших кліматичних умовах може призвести до великих помилок. Крім того, використовувати формули для розрахунку норм азотних, фосфорних і калійних добрив, кожна з яких включає 10–13 показників, украй складно.

Грунтуючись на даних стаціонарних польових дослідів, а також аналізі літературних джерел, А.О. Христенком розроблено регресійні моделі, що дають можливість встановити норму фосфорних або калійних добрив залежно від забезпеченості основних типів грунтів рухомими сполуками цих елементів живлення, визначених за різними аналітичними методами. Наприклад, норму фосфорних добрив на сірому лісовому грунті під пшеницю озиму розраховують за рівнянням: Р=k1–0,75X; де Р — норма фосфорних добрив, кг/га Р2О5; k1 — константа рівняння регресії; Х — вміст Р2О5 за методом Чирикова, мг/кг грунту.

Для опрацювання картографічних матеріалів або аналітичних результатів, одержаних за методами Олсена, Мачигіна, Карпінського — Зам’ятіної існують відповідні рівняння регресії. 

Під час розробки системи удобрення культур на запланований обсяг урожаю за основу доцільно брати експериментальну інформацію щодо ефективності окремих видів мінеральних добив у конкретних грунтово-кліматичних умовах, одержану в тривалих стаціонарних польових дослідах. За результатами досліджень на чорноземі типовому легкоглинистому Лівобережного Лісостепу України (ДП «ДГ “Граківське”» ННЦ «ІГА імені О.Н. Соколовського») встановлено, що найвищу продуктивність культур 12-пільної сівозміни забезпечує поєднане застосування азотних і фосфорних добрив у нормі N108P96 — 48,4 ц/га зернових одиниць (табл. 1). Важкий гранулометричний склад грунту обумовлює досить високий рівень забезпеченості рухомими формами калію. За застосування тільки калійних добрив продуктивність сівозміни майже не відрізнялась від неудобреного контролю. На варіанті із внесенням азотних і фосфорних добрив, незважаючи на істотний дефіцит калію (-140,4 кг/га), продуктивність культур сівозміни відповідає варіанту із застосуванням повного мінерального добрива. 

Наведені дані є свідченням низької ефективності калійних добрив на чорноземі типовому через здатність грунту до відтворення запасів рухомого калію із його необмінно-фіксованих форм. На підставі встановлених закономірностей розроблено ресурсоощадну методику визначення норм мінеральних добрив для одержання прогнозованих урожаїв сільськогосподарських культур на чорноземі типовому легкоглинистому. Вона грунтується на нормативах забезпеченості грунту сполуками мінерального азоту в передпосівний період у шарі 0–60 см під запланований рівень урожаю, частковому (на 50–60%) покритті дефіциту рухомих сполук фосфору та виключенні калійних добрив, зважаючи на добру забезпеченість грунту цим елементом живлення.

Упродовж 2014–2015 рр. у польових умовах випробувано ефективність цього підходу, порівняно з балансовою методикою та її модифікацією, що передбачає корегування норми на запаси рухомих сполук поживних речовин у шарі грунту 0–30 см з урахуванням коефіцієнтів їхнього використання із грунту й добрив. Норми мінеральних добрив розраховували на одержання 3,5 і 4,5 т/га зерна ячменю ярого.

За балансовим методом для досягнення такого рівня врожайності необхідно внести відповідно N92P37К77 і N118P47К99. Земельні ділянки, де проводили польові дослідження, характеризувалися підвищеною забезпеченістю рухомими сполуками фосфору і калію 

(102–109 мг Р2О5 і 94–117 мг К2О на 1 кг грунту за методом Чирикова) та низькою й дуже низькою — мінеральними сполуками азоту (4,9–11,3 мг/кг грунту). За такого вмісту запаси рухомих сполук фосфору в шарі грунту 0–30 см становлять 346–370 кг/га, рухомих сполук калію — 319–397 кг/га, а мінерального азоту в шарі 0–60 см — 34–78 кг/га. Відповідно до нормативних коефіцієнтів використання поживних речовин із грунту потенційно може засвоїтися N31–70P52–55К38–48.

Таким чином, для одержання прогнозованих урожаїв ячменю необхідно додатково внести азотні й калійні добрива, наявних запасів фосфору в грунті достатньо. Враховуючи коефіцієнти використання елементів живлення з азотних і калійних добрив у перший рік їхнього застосування, під прогнозований урожай 3,5 т/га в середньому за два роки внесли N52P0К69, а для одержання 4,5 т/га зерна — N85P0К113. За ресурсоощадною системою удобрення для досягнення вказаних рівнів урожайності ячменю застосували відповідно N38P21 і N78P26. 

Встановлено, що норми добрив, розраховані за балансовою методикою, за сприятливих агрометеорологічних умов забезпечили одержання врожайності 5,29 і 5,40 т/га зерна, що значно вище від прогнозованих показників (табл. 2). Проте застосування добрив без урахування забезпеченості грунту основними елементами живлення вплинуло на зниження показників економічної ефективності. Величина умовно чистого прибутку за внесення N92P37К77 становила лише 67 грн/га. Більш висока норма мінеральних добрив (N118P47К99) виявилася збитковою ( -942 грн/га).

Норми добрив, скореговані на запаси поживних речовин у грунті, сприяли формуванню середнього врожаю 4,73  і 5,05 т/га, що відповідно на 1,23 і 0,55 т/га вище від прогнозу. Різниця у вартості прибавки врожаю над виробничими витратами коливалася від прибутку в розмірі 463 грн/га за внесення N52P0К69 до збитків у 220 грн/га від застосування N85P0К113.

В цілому ця методика розрахунку норм добрив під прогнозований врожай забезпечує одержання кращих економічних показників порівняно з балансовим методом. Проте впровадження нових інтенсивних сортів і гібридів сільськогосподарських культур, у тому числі закордонної селекції, потребує уточнення коефіцієнтів використання поживних речовин із грунту й добрив. Кількість потенційно доступних для рослин поживних речовин може значно варіювати залежно від погодних умов. Недосконалість балансової й балансово-скорегованої методик обумовлена зворотною залежністю між рівнем урожайності та величиною умовно чистого прибутку від застосування розрахованих норм мінеральних добрив.

Система удобрення, розроблена за ресурсоощадною методикою, дала можливість значно скоротити витрати на добрива зі збереженням високої врожайності зерна, що становила 4,59 і 5,02 т/га. Застосування ресурсоощадних норм добрив забезпечило збільшення умовно чистого прибутку до 1319–1491 грн/га.  

О. Доценко, канд. с.-г. наук, ННЦ «Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського»