Агрохімічний аналіз ґрунту – інструмент для розрахунку норм і форм добрив

981
Агрохімічний аналіз грунту-1

При вирощуванні сільськогосподарських культур значна частка затрат (до 25%) припадає на добрива. Серед агрономів постійно ведуться дискусії що до того, скільки потрібно вносити добрив під заплановану врожайність, які форми використовувати, як добрива впливають на розвиток культури тощо.

Безумовно, для правильного розрахунку норм і форм добрив потрібно проводити агрохімічний аналіз ґрунту. Проте навіть провівши аналізу ґрунту і отримавши результати, ми не заглиблюємося в деталі отриманих результатів і вносимо добрива переважно інтуїтивно, не задумуючись, як вони впливають на рослину та ґрунтовий розчин. Пропонуємо розібратися із удобренням сільськогосподарських культур і провести розрахунок норм добрив на заплановану врожайність за розробленим нами методом розрахунку.

Насамперед необхідно провести повне агрохімічне обстеження кожного поля в господарстві з подальшим розшифруванням отриманих даних і створенням технологічної карти під заплановану культуру та врожай.

Перш ніж розповідати про послідовність проведення агрохімічного обстеження, коротко  зупинимось на системі удобрення рослин, щоб можна було чітко уявити особливості кореневого живлення.

Надходження мінеральних поживних речовин у рослину залежить як від зовнішніх умов (складу та концентрації солей у ґрунтовому розчині, його реакції (рН) та ін.), так і від біологічних особливостей тієї чи іншої рослини, її хімічного складу, типу та розвитку кореневої системи, здатності поглинати поживні речовини.

Із зовнішніх умов велике значення мають склад і концентрація солей ґрунтового розчину. Корені рослин спроможні поглинати поживні речовини за їх невеликої концентрації, орієнтовно від 0,03–0,05 до 0,1–0,2%. У разі концентрації понад 0,2% поглинальна здатність рослиною води та поживних речовин різко сповільнюється, що призводить до втрати тургору (млявості) рослин. Цей процес спостерігається на засолених ґрунтах.

Ґрунтовий розчин має бути фізіологічно урівноваженим, тобто містити всі необхідні для рослини поживні речовини у правильному співвідношенні. Кореневі клітини поглинають поживні солі, головним чином, у вигляді катіонів та аніонів (так званий «обмінний фонд», який виникає в результаті дихання клітин. Катіоном виступає атом водню (Н+), аніоном – вугільна кислота (Н2СО3), тому між окремими катіонами та аніонами мають бути сприятливі взаємозв’язки. Між однаково зарядженими іонами проявляється антагонізм – коли один іон обмежує надходження в рослину іншого. Прикладом тут може бути антагонізм між катіонами кальцію (Са+) та водню (Н+). Так, якщо в живильному розчині спостерігається надлишок катіону водню (у кислих ґрунтах), то наявність у розчині катіону кальцію заважатиме надходженню катіону водню в рослину. Це саме стосується й катіонів алюмінію (Al), марганцю (Mn) та амонію (NH4). Антагонізм спостерігається й між іншими катіонами, наприклад, між кальцієм та магнієм, кальцієм і калієм тощо та між аніонами, наприклад, між нітратним аніоном (NO3-) й аніоном хлору (Cl), при цьому надлишкове внесення хлору (при удобренні хлористим калієм) заважатиме надходженню нітратного аніону (NO3). В такому разі необхідно або збільшити дозу нітратного добрива, або зменшити дозу хлористого калію, або вносити хлористий калій з осені, щоб надлишок хлору вимився із ґрунту.

РЕАКЦІЯ СЕРЕДОВИЩА (рН)

Для більшості сільськогосподарських рослин найбільш сприятлива слабокисла або нейтральна реакція сере­довища. Дуже кисла реакція взагалі шкідлива для рослин: вона затримує в них синтез білкових речовин. Водночас при зміні реакції середовища в межах, допустимих для рослин, катіони та аніони потрапляють в рослини неоднаково: за слабокислої реакції середовища в рослину краще потрапляють аніони, а за нейтральної й слаболужної – катіони.

Читати по темі: Як покращити родючість грунту

Слід зазначити, що при потраплянні в рослину катіонів середовище підкислюється, тому для добрив із цим типом діючої речовини буде найбільш оптимальним нейтральне або слаболужне середовище. При потраплянні аніонів відбувається певне підлуговування середовища, тому вони краще засвоюються за слабокислої реакції. Так, на прикладі аміачної селітри (NH4NO3) можна сказати, що в слабокислому середовищі краще буде потрапляти до рослини аніон NO3, а в нейтральному – катіон амонію (NH4+). Саме тому при використанні тих чи інших добрив необхідно брати до уваги вплив цих добрив на зміну реакції середовища та їх фізіологічну реакцію.

Варто зауважити, що поглинання рослиною поживних речовин із добрива відбувається не в однакових пропорціях, а залежить від того, якого конкретного іона, катіона чи аніона, більше потребує рослина. Якщо рослина засвоює з добрива більше катіонів, то добриво буде фізіологічно кислим; якщо буде споживати в більшій кількості аніони – фізіологічно лужним. Розглянемо кілька прикладів із конкретними добривами:

  • Сульфат амонію ((NH4+)2SO4) – фізіологічно кисле добриво. Рослина потребує в більшій кількості азоту, ніж сірки, тому вона буде поглинати катіон NH4+у більшій кількості, ніж аніон SO4. Катіон амонію поглинається в обмін на катіон водню (Н+) рослини, який буде накопичуватись у навколишньому середовищі, утворюючи із аніоном SO4, який залишається у ґрунтовому розчині, оскільки менше поглинається рослиною, сірчану кислоту, підкислюючи ґрунтовий розчин. Таким чином, можна зробити висновок, що сульфат амонію ((NH4+)2SO4) підкислює ґрунт, тому сульфат амонію можна використовувати тільки на лужних ґрунтах.
  • Аміачна селітра (NH4NO3) – як і сульфат амонію, фізіологічно кисле добриво, катіон амонію (NH4+) поглинається рослиною краще та в більшій кількості, ніж аніон нітрату (NO3). Тому в результаті заміщення катіону водню в ґрунтовому розчині утворюється ((NH4+)2SO4) (HNO3), яка його підкислює.

Ось чому необхідно проводити агрохімічне обстеження ґрунтового покриву, перш ніж використовувати добриво.

Склад та концентрація солей ґрунтового розчину суттєво впливають на надходження поживних речовин у рослину. Корені рослин спроможні поглинати поживні речовини за їх невеликої концентрації, орієнтовно від 0,03-0,05 до 0,1–0,2%. За концентрації понад 0,2% поглинальна здатність рослиною води та поживних речовин різко сповільнюється
Склад та концентрація солей ґрунтового розчину суттєво впливають на надходження поживних речовин у рослину. Корені рослин спроможні поглинати поживні речовини за їх невеликої концентрації, орієнтовно від 0,03-0,05 до 0,1–0,2%. За концентрації понад 0,2% поглинальна здатність рослиною води та поживних речовин різко сповільнюється

Тепер перейдімо до методики агрохімічного обстеження. Нами була розроблена методика, перевірена часом і результатами. Ця методика є найшвидшою та знижує фінансові витрати на агрохімічне обстеження. Її можна назвати універсальною, оскільки вона підходить для всіх типів господарств, є досить простою, зручною в користуванні та дає певні орієнтири щодо норм внесення добрив. Суть її полягає в ось у чому.

ПІДГОТОВКА ДО ВІДБОРУ ПРОБ ҐРУНТУ

Відбір проб проводять не менше ніж 1 раз на рік (найбільш оптимально проводити перед сівбою культури або перед внесенням добрив).Дивимося на однорідність рельєфу місцевості (якщо рельєф місцевості неоднорідний – відбираємо проби за елементами рельєфу). Для контролю хімічного складу ґрунту достатньо 1 проби на площі до 20 га (при однорідному рельєфі місцевості).

ВІДБІР ПРОБ ҐРУНТУ

Точкові проби відбирають з одного або кількох шарів методом конверта з таким розрахунком, щоб кожна проба становила собою частину ґрунту, типову для горизонтів цього типу ґрунту.

Після того як ми відібрали проби ґрунту, формуємо об’єднану (середню) пробу. Об’єднану пробу отримуємо шляхом змішування точкових проб, відібраних на одному полі. Загальна маса об’єднаної проби має бути не більше ніж 2 кг.

АНАЛІЗ ҐРУНТУ

Проводиться у спеціалізованому інституті чи сертифікованій лабораторії (наприклад, на Харківщині це ННЦ «Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. А. Н. Соколовського»). Після аналізу проб отримуємо на руки протокол результатів вимірювань.

ОБРОБКА ОТРИМАНИХ РЕЗУЛЬТАТІВ АНАЛІЗУ

На прикладі результату агрохімічного обстеження поля в одному з господарств Харківщини продемонструємо, як проводити розрахунок використання добрив на запланований врожай кукурудзи на зерно (10 т/га).

Ми отримали такі результати агрохімічного аналізу ґрунту:

  • Амонійний та нітратний азот: N-NO3– 6,61 мг/кг ґрунту, N-NH4– 0,99 мг/кг ґрунту;
  • Обмінний фосфор за методом Чирікова P2O5– 87,22 мг/кг ґрунту;
  • Обмінний калій за методом Чирікова K2O – 60,25 мг/кг ґрунту;
  • рН водний розчин – 7,4.

Далі переводимо ці дані в більш звичну для всіх форму.

Встановлено, що в орному шарі (0–30 см) міститься приблизно 3 млн кг/га ґрунту, тому розраховуємо кількість NPK, що буде доступна рослинам:

Азот. 6,61 мг/кг + 0,99 мг/кг = 7,6 мг/кг; 7,6 мг/кг × 3 000 000 кг/1 000 000 (коеф. перерахунку з мг в кг) = 22,8 кг/га доступного мінерального азоту.

Фосфор. В цьому випадку все залежить від типу ґрунту. На різних ґрунтах може бути різний коефіцієнт використання доступного елемента кукурудзою (інформацію можна отримати з агрохімічних підручників, інтернету, інших джерел).

В нашому господарстві тип ґрунту – чорнозем типовий легкоглинистий добре гумусоакумулятивний (детальніше про типи ґрунту можна дізнатися в інтернеті з карт ґрунтового покриву України). Коефіцієнт використання = 10%, або 0,1.

Доступний P2O5 = (87,22 мг/кг × 0,1 × 3 000 000 кг) / 1 000 000 = 26 кг/га.

Калій. З цим елементом ситуація аналогічна. Коефіцієнт використання калію кукурудзою = 25%, або 0,25.

Доступний K2O = (6,25 мг/кг × 0,25 × 3 000 000 кг) / 1 000 000 = 45 кг/га.

Отримавши такі дані, можемо розрахувати необхідну планову кількість діючої речовини на запланований врожай балансово-розрахунковим методом на основі коефіцієнту використання поживних речовин із добрив за формулою:

Н д.р. = (В кг/га – Д кг/га) / 10 × Кд,
де:

  • Н д.р. – норма добрив, кг/га діючої речовини;
  • В – внесення поживних речовин згідно з запланованим врожаєм (для кукурудзи N = 3,4 кг д.р/ц основної та побічної продукції, Р = 1,2 кг д.р/ц, К = 3,7 кг д.р./ц.);
  • Д – кількість доступного елементу в ґрунті, кг/га
  • Кд – коефіцієнт використання добрив рослинами (азотні добрива – 50%, фосфорні – 15%, калійні – 50%);

N = (340 кг/га – 22,8 кг/га) / 10 × 0,5 = 63,5 кг/га д.р. необхідно довнести;

P = (120 кг/га – 26 кг/га) / 10 × 0,15 = 62,6 кг/га д.р. необхідно довнести;

K = (370 кг/га – 45 кг/га) / 10 × 0,5 = 65,0 кг/га д.р. необхідно довнести.

Якщо говорити про рівень рН ґрунтового розчину, то в нашому випадку ситуація нормальна, тобто ми можемо використовувати майже всі типи добрив. Однак необхідно пам’ятати, що в складних комплексних добривах фосфор і калій будуть доступними для рослин тільки через 6 місяців, тому їх бажано вносити лише з осені.

Отже, комплексний підхід до вирощування сільгоспкультур дасть можливість не лише отримати заплановану врожайність, а й знизити ризики. Проте у будь-якому випадку потрібно брати до уваги закон мінімуму Лібіха (обмеженого чинника).

Олександр Добренький, агроном-консультант компанії «КВС-Україна»

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2019

Найсвіжіші матеріали читайте в журналі «Агроном». Слідкуйте за головними агрономічними новинами на нашій сторінці у Facebook та каналі в Telegram