Спецможливості
Статті

Застосування безводного аміаку в посівах озимих зернових культур

13.08.2013
1201
Застосування безводного аміаку в посівах озимих зернових культур фото, ілюстрація

У посівах озимої пшениці осіннє внесення безводного аміаку буде ефективнішим порівняно із весняним застосуванням його в аналогічних дозах.

У посівах озимої пшениці осіннє внесення безводного аміаку буде ефективнішим порівняно із весняним застосуванням його в аналогічних дозах.

В. Ходаніцький,
мол. наук. співробітник,
Інститут фізіології рослин
і генетики НАН України

Історія проблеми
Провідну роль у формуванні продуктивності зернових культур відіграє доступність азоту рослинам культури протягом їхньої вегетації. Відомо, що озима пшениця, особливо нові сорти високоінтенсивного типу, є вираженим азотофілом: вона добре росте та дає високі врожаї на високих фонах азотного живлення. Озима пшениця потребує великих кількостей азоту у фази кущіння, трубкування та цвітіння/наливання зерна, тобто у період, коли формується кількість продуктивних пагонів, закладаються генеративні органи та зростає маса зернівки. Проте за сучасних погодних умов не завжди вдається забезпечити посіви оптимальною кількістю азоту. Застосування гранульованих та кристалічних форм азотних добрив поверхневим способом не досить ефективне, особливо в умовах осінньої та весняної посухи. Вносити тверді азотні добрива технологічно складно через великі витрати на перевантаження та внесення на значних посівних площах. Також останнім часом відчутно зросли ціни на азотні добрива.
   Раніше, ще у 30-х роках минулого століття, були спроби використовувати у процесі вирощування різних культур рідкі амонійні добрива: безводний аміак, аміачну воду. Перші досліди, які проводили в низці господарств колишнього Радянського Союзу, показали, що рідкі амонійні добрива не поступаються традиційному внесенню твердих гранульованих або кристалічних добрив. Проте через невелику кількість дослідів та відсутність спеціального обладнання для внесення рідких добрив не було виявлено істотного впливу на підвищення продуктивності рослин. Виробничі досліди із безводним аміаком проводили на різних культурах: зернових, цукрових буряках, бавовнику. За даними нечисленних дослідів, в агрономічному відношенні рідкі амонійні добрива не поступалися аміачній селітрі, а в деяких випадках були навіть ефективніші. Як рідке амонійне добриво використовували аміачну воду, безводний аміак, аміакати. Серед усіх названих добрив найефективнішими були безводний аміак та аміачна вода, які за результативністю дії були рівноцінні. Причому в посівах озимої пшениці осіннє внесення безводного аміаку було ефективнішим порівняно із весняним застосуванням його в аналогічних дозах.
Головна причина підвищення інтенсивності виробництва рідких азотних добрив — нижчі виробничі витрати, оскільки відсутні такі складні та дорогі технологічні процеси, як випарювання, кристалізація, гранулювання. Зростання масштабів виробництва азотних добрив також має супроводжуватись зростанням вмісту діючої речовини. Середня концентрація поживних речовин у добривах вітчизняного виробництва була нижчою порівняно із зарубіжними. Збільшення вмісту діючої речовини в добривах має важливе значення, оскільки туки доводиться транспортувати на значні відстані та перевантажувати, тому із підвищенням вмісту поживних речовин у добривах затрати праці зменшуються. Таким чином, зростання обсягів застосування рідких азотних добрив, таких як безводний аміак та аміачна вода, сприятиме зниженню трудомістких робіт із перевантаження та внесення азоту в посівах, а отже, сприятиме зростанню загальної автоматизації у вирощуванні сільськогосподарських культур.

Характеристика безводного аміаку, особливості його використання
Найконцентрованіше азотне добриво — безводний аміак, вміст азоту в ньому — приблизно 82%. Аміак у звичайних умовах — це безбарвний газ із різким запахом. Синтез аміаку проводять із азоту повітря та водню за температури 500°С і тиску 30–32 МПа. За охолодження до -33,5°С аміак переходить у стан рідини. Проте за такої температури аміак незручно зріджувати і транспортувати, тому задля його зрідження підвищують тиск у посудинах. Щоб аміак перебував у рідкому стані за температури 25°С, потрібно підвищити тиск до 10,5 кг/см2, а за 50°С — до 21,4 кг/см2. Попри значне полегшення транспортування та внесення безводного аміаку, застосування його у рослинництві потребує посиленої уваги до техніки безпеки. Зберігати безводний аміак слід лише у спеціально призначених для цього ємностях: сталевих горизонтальних, кульових або вертикальних, які здатні витримувати надлишковий тиск. Загальна кількість аміаку на складі не має перевищувати 40 тис. т. Великі кількості безводного аміаку доцільно зберігати за середнього або високого тиску, оскільки температура кипіння безводного аміаку за нормального атмосферного тиску — близько -33°С. У процесі зберігання за нормального атмосферного тиску аміак практично завжди перебуває в киплячому стані з виділенням газоподібного аміаку, тому бажано, щоб його зберігали в кульових резервуарах, оскільки, як відомо, тіло у формі кулі за однакового об’єму має найменшу поверхню, що важливо для зменшення передачі тепла через стінки посудини. Безводний аміак вносять безпосередньо в грунт на певну глибину (10–20 см) залежно від типу грунту, його вологості та структури. Як було встановлено в дослідах, найбільший ефект безводний аміак справляє за його внесення перед сівбою культури. У разі застосування в посівах озимої пшениці його доцільно проводити в другій половині вересня — на початку жовтня. Під час внесення безводного аміаку у міжряддя вегетуючих рослин зростає імовірність пошкодження рослин органами агрегатів для внесення добрив. Тому в посівах озимої пшениці його доцільно проводити в другій половині вересня — на початку жовтня. Основний спосіб внесення безводного аміаку — це вприскування його в грунт під тиском на глибину до 20 см. Борозну відразу слід закривати, інакше спостерігаються значні втрати через випаровування газоподібного аміаку.
   Агрегати, які використовують для внесення безводного аміаку, можуть бути різних типів: змонтовані на тракторі, причіпні та напівпричіпні з опорою на трактор та на причіп. За внесення на великих посівних площах найдоцільніше застосовувати причіпний агрегат із великою шириною захвату. Все обладнання для внесення безводного аміаку складається із резервуара для зберігання аміаку, дозувальних пристроїв розподільних труб, шлангів, аплікаторів та робочих органів, які заглиблюються у грунт. Польові змінні резервуари — це зазвичай бочки ємністю 3800 л, маса аміаку в такому резервуарі становить 2200 кг за умови заповнення на 85%. Із резервуара рідина надходить через витратомір та дозувальний пристрій до трубопроводу, а звідти через отвори — до аплікаторів. До задньої поверхні кожного з аплікаторів прикріплено сталеву трубку, аміак до них подається шлангами аміакопроводу. Робочі органи виконані таким чином, що під час внесення рідкого аміаку добриво відразу загортається грунтом, і тому втрати його мінімальні. Вимірювання витрат під час здійснення цієї операції на практиці зазвичай проводять шляхом калібрування апаратури за тиском, за якого здійснюють внесення аміаку, та за діаметром пропускних отворів аплікаторів.
Для забезпечення рівномірного і точного вимірювання витрат потрібно підтримувати у системі постійний тиск і швидкість подавання рідини. На сьогодні найефективніші сучасні широкозахватні культиватори-інжектори, що забезпечують високу швидкість та якість внесення. На якість та рівномірність внесення безводного аміаку значною мірою впливає рівень підготовки поля та використання сучасних навігаційних систем і електронних систем контролю витрати аміаку. Cучасні GPS-навігатори під час внесення добрива дають змогу зменшити до мінімуму перекриття сусідніх рядів.
Строки внесення
безводного аміаку
Безводний аміак можна вносити від ранньої до пізньої осені за позитивної температури повітря і грунту. Вологість грунту має важливе значення. Недопустимо вносити безводний аміак у пересушений грунт на невелику глибину, оскільки за даних умов відбуваються значні втрати через аміачне випаровування. Також небажано проводити внесення добрива і в перезволожений грунт: мокра земля налипатиме на органи агрегатів, забиваючи аплікатори, що також призведе до значних перевитрат азоту. Перезволожений грунт не придатний для внесення аміачних добрив, оскільки у місцях проходження агрегату грунт ущільнюється і за підсихання значно погіршує подальший догляд за полем. Для чорноземів Степу та Лісостепу України оптимальна вологість для внесення аміаку становить 24–28%. Вносити безводний аміак бажано завглибшки понад 10 см задля зменшення його випаровування. Оптимальною глибиною внесення може бути 15–20 см, позаяк, окрім зменшення втрат азоту, дана технологія корисна тим, що він вноситься тонким шаром на певну глибину грунтового профілю нижче розміщення насіння культури. У разі застосування безводного аміаку під озиму пшеницю такий спосіб внесення запобігає переростанню рослин пшениці в осінній період вегетації, тому що в процесі росту основна маса їхньої кореневої системи досягає глибини залягання добрив лише на початку відновлення весняної вегетації. Втрати азоту за внесення безводного аміаку можна зменшити шляхом охолодження аміачної рідини безпосередньо перед внесенням. Це забезпечать сучасні культиватори-інжектори, обладнані охолоджувальними пристроями.
   Попри те, що безводний аміак не поступається за ефективністю гранульованим азотним добривам, а в низці випадків навіть має перевагу, під час його використання потрібно враховувати особливості грунтів, рельєф, строки внесення, глибину загортання. Відомо, що грунти суглинистого та глинистого механічного складу утримують аміак краще порівняно з піщаними та супіщаними. За використання аміаку на легких піщаних грунтах для зменшення втрат азоту через випаровування потрібно збільшувати глибину його загортання, а також обирати терміни проведення цієї операції, коли грунт більш зволожений. Грунти з вищим вмістом гумусу поглинають аміак значно краще порівняно з піщаними. До того ж із сухого грунту аміак швидко випаровується, оскільки нестача вологи перешкоджає його зв’язуванню. Утримання аміаку грунтом значною мірою залежить від його рН. Багаті на органіку кислі грунти фіксують більше аміаку порівняно із лужними мінеральними. Встановлено, що вміст глинистих матеріалів у грунтах сприяє кращому поглинанню амонію. Грунти, багаті іллітом або вермикулітом, здатні фіксувати значну кількість амонійного азоту. Зазвичай верхні грунтові шари утримують меншу кількість амонійного азоту, кількість фіксованого азоту зростає в підгрунті. Ймовірно, це пов’язано із впливом органічної речовини і тим, що фіксувальна здатність верхнього грунтового шару вже заповнена іншими катіонами.
Ефективність
рідких амонійних добрив
Ефективність рідких амонійних добрив також залежить від періоду застосування та глибини внесення добрив у грунтовому профілі. Було встановлено, що глибоке загортання безводного аміаку (до 30 см) ефективніше порівняно із внесенням його на глибину до 10 см. Водночас азот протягом вегетації пшениці рослини використовували ефективніше, а також знижувалися рівень їхньої пошкоджуваності хлібною жужелицею та ураженість бактеріальними гнилями, оскільки пари аміаку згубно впливають на низку збудників хвороб. Було виявлено, що застосування рідких амонійних добрив значно скорочувало затрати праці, оскільки перевантаження рідких азотних добрив проводять автоматично.
У виробничих дослідах у Черкаській області на типових чорноземах вивчали оптимальні строки та дози внесення безводного аміаку. Найдоцільніша кількість азоту для однократного внесення у вигляді безводного аміаку коливається в межах від 90 до 150 кг/га. Це зумовлено тим, що для формування врожаю зерна на рівні 5–6 т/га рослини виносять азоту не менш ніж 100 кг/га.
   Не слід також забувати про фосфор і калій — ці елементи доцільно внести восени перед висівом в аналогічній з азотом кількості. Встановлено, що така технологія азотного живлення забезпечує формування врожаю, рівнозначного з отриманим за традиційною схемою внесення азоту (відповідно до фаз вегетації), а в низці випадків сприяє збільшенню врожайності порівняно з почастковим внесенням аміачної селітри. Пшениця, вирощена на безводному аміаку, також не поступається за якісними показники зерна, порівняно з традиційними схемами внесення азоту, а в низці випадків характеризується підвищеним вмістом білка та сирої клейковини. Для подальшого поліпшення якості зерна пшениці доцільно проводити на фоні основного внесення безводного аміаку позакореневе застосування карбаміду у фазі цвітіння в нормі 15–20 кг/га за діючою речовиною. Окремі обробки слід поєднати із використанням засобів захисту рослин: проти грибних захворювань — Амістар Екстра із розрахунку 0,5–0,75 л/га та проти шкідників — Енжіо з розрахунку 0,18 л/га.
Післядія на рослини і грунти
Внесений у грунт безводний аміак піддається процесу нітрифікації: амонійна форма азоту за участі нітрифікуючих бактерій переходить у нітратну, яка також легко засвоюється рослинами, проте набагато рухоміша і за сильних дощів вимивається в нижні грунтові шари. Амонійна форма азоту менш рухлива і тому довший час залишається в орному шарі. На процеси нітрифікації значний вплив справляє температура грунту, кількість внесеного азоту та величина рН. Проводити внесення безводного аміаку краще в пізні строки (кінець вересня — початок жовтня), оскільки температура грунту в цей час знижується, і втрати азоту будуть мінімальні. Відомо, що високі концентрації аміаку, підкислюючи грунт, згубно впливають на нітрифікуючі бактерії, цим самим знижують інтенсивність нітрифікації. Завдяки тому, що азот розміщується не у поверхневих шарах, а на глибині 15–20 см, знижується забур’яненість посівів, позаяк основна маса азоту стає доступною навесні.
Осіннє внесення безводного аміаку створює оптимальний азотний баланс та підвищує доступність у грунті фосфору, калію та низки інших макро- і мікроелементів. Рослини пшениці не переростають і накопичують достатню кількість цукрів у вузлах кущіння перед зимівлею, завдяки чому навесні пшениця швидше відновлює вегетацію та формує вищу кількість продуктивних пагонів.
   У дослідах із безводним аміаком установлено, що основна кількість амонійного азоту, внесеного восени на глибину 15–20 см, слабко мігрує і залишається протягом вегетації в орному шарі грунту. Тому за умов частих весняних посух рослини краще забезпечені азотом. У посівах озимої пшениці внесений восени безводний аміак створює оптимальний фон азоту в періоди активного накопичення вегетативної маси (кущіння, трубкування) та під час цвітіння і наливання зерна пшениці. За даної технології азотного живлення озимі зернові формують вищий урожай, порівняно з традиційним внесенням аміачної селітри за фазами вегетації, продуктивність підвищується, головним чином, завдяки збільшенню кількості продуктивних пагонів у посіві та зібраного зерна з одиниці площі. У рослин пшениці за внесення безводного аміаку відмічають вищий вміст фотосинтетичних пігментів у листках, більшу кількість азотовмісних сполук у соломі і в елементах колоса.

Переваги використання
безводного аміаку
Як бачимо, застосування аміаку під час вирощування сільськогосподарських культур має низку переваг порівняно із використанням твердих азотних добрив. Витрати на його внесення в 1,5 раза менші, порівняно із твердими туками, затрати праці в декілька разів знижуються, оскільки процеси перевантаження та внесення в грунт повністю автоматизовані. Кількість діючої речовини — азоту в аміаку становить 82,3%, тож зменшується обсяг добрива, яке потрібно транспортувати на поле, підвищується також рівномірність його внесення. Безводний аміак як добриво можна використовувати тривалий час протягом вегетації, проте в посівах озимої пшениці кращий результат досягається за осіннього передпосівного внесення. Унаслідок здатності аміаку фіксуватися грунтовими колоїдами, він не вимивається в нижні шари грунту, що сприяє зменшенню забруднення грунтових вод. У виробництві низки азотних добрив безводний аміак використовують як вихідний продукт, тому вартість азоту в ньому приблизно на 16–22% нижча, ніж в інших добривах. Установлено, що витрати господарства на внесення 1 кг азоту у вигляді аміаку на 57% нижчі порівняно із використанням твердих азотних добрив.
Таким чином, застосування безводного аміаку у вирощуванні сільськогосподарських культур у різні періоди їхнього росту й розвитку і на різну глибину грунтового профілю здатне підвищувати ефективність використання азоту в посівах за одночасного зниження витрат та забруднення грунтів і водних ресурсів.

Інтерв'ю
Змінити своє життя та переїхати за кордон, до Європи, мріє зараз чи не кожен українець. Про те, чи настільки позитивним є цей досвід та яким чином будувати свою аграрну стратегію, аби завоювати
Карлос Альберто Сесарі
В Україні за останні півтора десятки років чимало господарств пробувало впроваджувати нульовий або мінімальний обробіток грунту. І більшість, зіштовхнувшись із проблемою зниження врожайності, поверталися до традиційної технології.... Подробнее

1
0