Еволюція удосконалення прикореневого підживлення рослин кукурудзи

Продовження.
Початок статті за посиланням.

ТЕХНОЛОГІЯ ІН’ЄКЦІЙНОГО ВНЕСЕННЯ ДОБРИВ

Останніми роками в виробничих умовах для проведення прикореневого підживлення почали широко практикувати інжекторне локальне підживлення рослин кукурудзи розчинами КАС, внесеними безпосередньо в ґрунт шляхом його проколювання, яке виконується інжекторним аплікатором Güstrower за технологією CULTAN (рис. 1).

Дуже важливим складовим елементом у цій технології є інноваційне інжекторне колесо, яке в 1980 році розробив професор Боннського університету (Німеччина) Карл Зоммер. І тільки через 21 рік після тривалої всебічної перевірки ефективності використання цього інжекторного колеса в польових і виробничих дослідах технологія внесення добрив з використанням цієї інноваційної розробки отримала позитивну оцінку фахівців і почала використовуватись в виробничих умовах.

З 2001 року компанія Güstrower з містечка Ґюстрова починає виготовляти пристрої CULTAN. В умовах сьогодення ці сільськогосподарські машини виготовляють також інші виробники, серед яких провідні позиції займають такі компанії, як Duport, Güstrower, Blu­-Jet, Fast, «Велес-­Агро».

У 2018 році на сільськогосподарській виставці було представлено перший вітчизняний агрегат, який працює за технологією CULTAN, виготовлений приватним підприємством «Агрореммаш­-Плюс» із міста Кропивницький. Того ж року це підприємство налагодило серійне виробництво інжекторної сільськогосподарської техніки під торгівельною маркою MaxiMarin, яка за технічними показниками і ефективністю роботи не поступається закордонним аналогам. На сьогодні вона успішно працює вже не тільки на полях нашої держави, а й у країнах Європейського Союзу, зокрема, в Німеччині та Австрії (рис. 2).

У цих агрегатах замість штанг по поверхні ґрунту котяться прикріплені до міцної рами інжекторні колеса з голками ін’єкційної машини. Така сільськогосподарська машина має міцну, виготовлену із прямокутної профільної труби раму, на якій розташовані робочі органи (ін’єкційні колеса) та встановлено бак для рідких мінеральних добрив. Інжекторні колеса виготовляються з алюмінію та нержавіючої сталі й оснащуються 12-ма металевими спицями, що виконують вприскування у ґрунт розчинів КАС (рис. 3).

Колеса встановлені на підвісці й можуть відхилятися вгору та вбік за наявності на їхньому шляху хоча б найменших перешкод. Тому під час руху вони не травмують своїми робочими органами стебла рослин (рис. 4). Інжекторне колесо встановлюють на оптимальній відстані від рядка (рис. 5).

Внесення у ґрунт розчинів КАС здійснюється рівномірно на близькій відстані від кореневої системи рослин кукурудзи одночасно з лівої та правої сторін, що створює оптимальні умови для швидкого їх поглинання кореневою системою рослин кукурудзи (рис. 6).

Прикореневе інжекторне підживлення найбільш доцільно здійснювати в оптимальні фази розвитку рослин кукурудзи – 6–8 і 10–12 листків, коли вони потребують його найбільше (рис. 7).

Під час руху по полю 12 голок інжекторного колеса здійснюють імпульсне внесення в ґрунт розрахованої кількості розчину КАС на глибину 6–8 см з інтервалом між точками внесення 18,5 см (рис. 8).

Ін’єкція виконується ін’єкційними голками, виготовленими зі стійкої до корозії сталі з міцним кремніє­-вольфрамовим наконечником. З бокового отвору цих голок в ґрунт імпульсивно надходить рідке мінеральне добриво, яке забезпечує рослину поживними речовинами (рис. 9). За допомогою цих металевих голок розчин КАС імпульсно вприскується у ґрунт, ніби шприцом. Кожна голка, розташована на ін’єкційному колесі, працює за принципом форсунки: через вбудовані клапани в маточини робочого органу в ґрунт під тиском 3–6 бар надходить встановлена агрономом доза розчину КАС, яка може змінюватися залежно від розрахованої норми внесення цих добрив.

Читати по темі: Вплив післязбиральної обробки кукурудзи на якість насіння при тривалому зберіганні

Завдяки роботі цієї інжекторної машини відбувається рівномірне підживлення рослин розчинами КАС через кожних 13–18 см за відстані між рядами рослин кукурудзи від 25 см; цю відстань можна змінювати, оскільки колеса знімаються та переміщуються по штанзі.

Завдяки цьому внесенню розчини КАС розташовуються на близькій відстані від кореня рослин і містяться у вологому шарі ґрунту, що створює оптимальні умови для їх поглинання (рис. 9). Особливо важливим є проведення такого підживлення рослин кукурудзи в умовах посухи, коли традиційне прикореневе підживлення за допомогою культиватора-­підживлювача неефективне.

Під час роботи ін’єкційної машини форсунка агрегату ніколи не забивається частинками ґрунту, оскільки вона надійно захищена від засмічування відносно високим тиском в системі, який створюється компресором і може варіювати в межах від 1,5 до 6 бар. Тому ці інжекторні машини безперебійно працюють навіть на доволі важких за гранулометричним складом ґрунтах, зокрема, чорноземах звичайних, типових та ін.

Це дуже важливо для виробництва, оскільки оператори під час проведення прикореневого підживлення не відволікаються на прочищення забитих отворів, діаметр яких становить 2,0 мм (такий діаметр був встановлений шляхом тривалих експериментальних досліджень і виробничих випробувань).

У ґрунті після введення в нього через отвір інжекторної голки розчинів КАС формується осередок добрива з підвищеною концентрацією. Від нього в різні сторони відбувається дифузійне переміщення нітратних форм азоту, які поступово надходять до кореневих волосків рослин кукурудзи і поглинаються нею.

Зверху внесенні добрива надійно захищені 0–6 см шаром ґрунту, завдяки чому їх втрати від випаровування будуть мінімальними (рис. 10), а з часом осередки внесених добрив за рахунок дифузійних процесів з’єднуються між собою в суцільну лінію.

З утвореної таким чином суцільної лінії розчинів КАС корені рослин кукурудзи тривалий час поглинатимуть потрібні їм поживні речовини.

Внесені розчини КАС у ґрунті довго не висихають, оскільки їх з усіх боків оточують ґрунтові частинки, які гальмують процес випаровування. Завдяки цьому відбувається підвищення коефіцієнту використання азоту з цих добрив на 8–10%.

Норма внесення добрив контро­люється бортовим комп’ютером (рис. 11). В інжекторі регулювальний пристрій адаптує кількість внесеного добрива до різних робочих швидкостей. Комп’ютер пристрою контролює кількість внесених добрив і дає змогу регулювати норми внесення від 100 до 3000 л/га. Інжекторна машина за технологією CULTAN здатна працювати за проведення прикореневого підживлення рослин зі швидкістю руху трактора 8–10 км/год.

РІДКА ФОРМА ДОБРИВ – НАЙБІЛЬШ ДОСТУПНА ДЛЯ РОСЛИН

Рідка форма дає можливість агрономам швидко готувати бакові суміші з відсутніми в ґрунті в конкретну фазу розвитку рослин кукурудзи елементами мінерального живлення і оперативно задовольнити їхню потребу в таких елементах.

Зокрема, суттєво підвищується продуктивність агроценозів кукурудзи за внесення в ґрунт розчинів КАС, до складу яких заздалегідь були введені біологічно активні речовини. Серед них найбільш поширені гумати калію, що сприяють інтенсивному поділу клітин меристематичних тканин в зоні росту кореня, завдяки чому коренева система рослин кукурудзи проникає в глибокі шари та охоплює більший об’єм ґрунтового профілю.

Використання таких збагачених гуматами калію розчинів КАСів для прикореневого підживлення кукурудзи дає змогу підвищити коефіцієнт використання з них поживних речовин на 2% і створює сприятливі умови для проникнення кореневої системи рослин значно глибше та охопити більший об’єм ґрунту, ніж при використанні КАС без цих біологічно активних добавок. Це дуже важливо, особливо з огляду на часту посуху, яка в степовій зоні України спостерігається щороку в літній період. У такому випадку рідким азотним добривам, зокрема КАС, набагато простіше досягати кореневої системи рослин не тільки завдяки руху мікротріщинами, а й під впливом дифузійних процесів.

За такого способу внесення розчини КАС надходять до коренів рослин кукурудзи адресно, точково безпосередньо в ризосферну зону, створюючи в ній сприятливу концентрацію, і тому швидко поглинаються рослиною. Такий спосіб підживлення рослин кукурудзи порівняно із традиційним, який раніше виконувався культиваторами-підживлювачами КРН 4,2 або КРН 5,6, має цілу низку суттєвих переваг:

• азот із розчинів КАС не випаровується в атмосферу;
• добриво залишається у ґрунті, знижуються його непродуктивні втрати;
• добриво розкладається бактеріями не відразу, а поступово;
• рослини забезпечуються азотом пролонговано впродовж усього періоду вегетації;
• азот розташовується на близькій відстані від коренів рослин;
• добрива вносяться з високою рівномірністю без створення в ґрунтовому розчині надлишкових концентрацій;
• після внесення КАСів зовсім не потрібні час і волога на перетворення їх на доступну для рослин форму; коренева система відразу може поглинати з них амонійний і нітратний азот;
• внутрішньоґрунтове внесення добрив – найефективніший спосіб, завдяки якому майже виключаються непродуктивні втрати діючої речовини;
• коренева система розвивається не в поверхневих, а в нижніх шарах ґрунту;
• цей спосіб забезпечує високу рівномірність внесення добрив і доступність елементів живлення для рослин навіть в умовах пересихання верхнього шару ґрунту;
• це найкращий спосіб внесення добрив для технології No-­till за наявності на поверхні ґрунту мульчі з рослинних решток;
• він забезпечує покращення повітряного режиму важких глинистих ґрунтів за рахунок додаткової аерації та руйнування ґрунтової кірки;
• завдяки ньому відбувається зводиться до мінімуму завдання шкоди довкіллю;
• за рахунок нього відбувається створення мікротріщин в ґрунті, які проникають у ґрунт на глибину до 16 см;
• розчини КАСів завдяки такому внесенню легко досягають коренів, посилюючи ріст кореневої системи, що покращує засвоєння інших поживних речовин та мікроелементів і дає можливість рослині формувати міцніше й надійне стебло.

Інжекторне підживлення поєднує усі переваги локального способу внесення добрив з одночасною аерацією прикореневої зони, що вкрай важливо на важких глинистих ґрунтах. Оскільки добрива вносять локально на глибину 8 см, вони не посилюють ріст бур’янів, а поживні елементи при цьому меншою мірою фіксуються органічною речовиною ґрунту, що в остаточному підсумку забезпечує зростання коефіцієнта доступності азотних добрив до 75%.

За проведення прикореневого підживлення таким способом не відбувається вивертання глиб на поверхню ґрунту і тому практично зведено до мінімуму непродуктивні втрати вологи. У цьому випадку на поверхні ґрунту залишаються тільки невеликі отвори діаметром 15 мм та глибиною 60–80 мм, які рівномірно розташовані в два ряди в міжряддях кукурудзи (рис. 12) на оптимальній відстані від рослин (рис. 13). Вони покращують аерацію верхнього шару ґрунту і сприяють інтенсивному перебігу в ньому мікробіологічних процесів, що збільшує рівень мобілізації ґрунтових рухомих форм поживних речовин і, відповідно, їх доступність.

Для наочної демонстрації впливу прикореневого інжекторного підживлення рослин кукурудзи розчинами КАС на їх ріст та розвиток ми провели в 2023 році виробничий дослід у господарстві «Агро­-Овен» Новомосковського району Дніпропетровської області.

Для закладки цього досліду посередині штанги інжекторної машини GFI 3000 було відключено два інжекторні колеса, завдяки чому середній рядок рослин при її проходженні по полю в фазі розвитку 4–5 листків не підживлювався, а всі інші крайні рядки підживлювали розчином КАС в дозі N45. Проведенні прикореневі підживлення дали можливість отримати позитивні результати. Так, на рис. 15 і 16 чітко видно різницю в рості та розвитку рослин кукурудзи на середньому контрольному рядку (без проведення підживлень) і на  крайніх рядках з виконанням цього агрозаходу шляхом прикореневого підживленням рослин розчинами КАС. Ця різниця чітко простежувалася як у фазі 6–8 листків (рис. 14), так і в наступних фазах розвитку, зокрема в фазі 10–12 листків (рис. 15).

Використання прикореневих підживлень поряд із підвищенням врожайності зерна кукурудзи здійснювало позитивний вплив і на вміст в основній продукції сирого протеїну. В середньому приріст вмісту в зерні сирого протеїну в різні роки проведення досліджень варіював у межах 0,2–1,2%. Різниця у вмісті крохмалю, жиру та клітковини залежно від прикореневих підживлень виявилася несуттєвою, а вміст нітратів був у межах ГДК.

Загалом CULTAN є сучасною та інноваційною технологією, яка дає можливість підвищити результати економічної ефективності до 30% і зекономити близько 20% розчинів КАС. Завдяки цим високим економічним показникам кількість господарств, які успішно використовують її на своїх полях, щороку зростає.

ВИСНОВКИ

Прикореневе підживлення необхідно розглядати як додатковий агрозахід, що сприяє підвищенню врожайності зерна кукурудзи на 2,0–4,5 ц/га і поліпшує вміст у зерні сирого протеїну на 0,2–1,5%.

В умовах сьогодення найбільш перспективним способом проведення прикореневого підживлення є інжекторний, який дає можливість господарствам провести підвищення результатів економічної ефективності до 30% та зекономити близько 20% розчинів КАС.

С. М. Крамарьов, зав. кафедри агрохімії, д-р с.-г. наук, стар. наук. співр., професор, Л. П. Бандура, канд. с.-г. наук, доцент, А. В. Денисенко, Д. Ю. Бабіч, С. В. Фролов, аспіранти, С. Д. Хижняк, магістр, Дніпровський державний аграрно-економічний університет; О. С. Крамарьов, канд. екон. наук, стар. наук. співр., ДУ Інститут зернових культур НААН України

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2024