На початку 1970-х років фермери на заході Канади стикнулися із проблемою зростання витрат на паливо і добрива й були змушені переглянути чимало методів обробітку ґрунту, які були впроваджені в той час, коли їхні компоненти були ще не такими дорогими, а ціни на зерно – вищими. Стикнувшись з тим фактом, що величезні витрати на добрива не давали можливості виділяти кошти на інші сфери, сільгоспвиробники почали шукати способи ефективнішого використання добрив.
ВІДМОВА ВІД РОЗКИДНОГО ВНЕСЕННЯ ДОБРИВ
Фермери швидко зрозуміли, що розкидне внесення не є оптимальним методом використання добрив. Однак на той час це була єдина можливість застосування великого обсягу добрив.
Добриво, внесене сівалкою, дуже ефективне як стартове. Цей спосіб також виправданий, якщо необхідно внести небагато добрив. До впровадження системи No-till фермери не схвалювали використання великої кількості добрив під час сівби. Але з розвитком систем висіву, які давали змогу вносити більш ефективно велику кількість добрив, у багатьох випадках тенденція до застосування необхідних обсягів удобрення повернулася.
ЗБІЛЬШЕННЯ ВРОЖАЙНОСТІ ПРИ СТРІЧКОВОМУ ВНЕСЕННІ ДОБРИВ
Ще до розвитку методів No-till або прямого висіву дослідники, які займалися вивченням методів підживлення культур добривами, з’ясували потенційні переваги ґрунтового стрічкового внесення добрив до посівної операції. Це помітили під час дослідів, коли порівняли ефективність внесеного в ґрунт газоподібного безводного аміаку та гранульованого нітрату амонію врозкид. У цьому досліді безводний аміак перевершив за продуктивністю дію розкидного гранульованого добрива. Це наштовхнуло на думку, що безводний аміак є кращою формою азотного добрива.
У наступних дослідах науковці помітили, що при застосуванні гранульованого азотного добрива у такий же самий спосіб, як і аміаку, обидві форми азотного добрива виявляються однаково ефективними. Іншими словами, саме спосіб внесення добрива, а не його тип є ключовим чинником у виявленні цих відмінностей.
ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ВНЕСЕННЯ ДОБРИВ СТРІЧКОВИМ СПОСОБОМ
За підтримки канадських фермерів Західний кооператив добрив (Western Cooperative Fertilizers Limited (WCFL, або Westco)) організував вивчення дії добрив при вирощуванні ярої пшениці, ячменю та каноли.
Дослідники були впевнені, що фермери на заході Канади могли досягти більшої врожайності завдяки стрічковому внесенню добрив замість його розкидання. Однак одне серйозне обмеження перешкоджало впровадженню цієї технології в життя. На той час не існувало доступного для фермерів обладнання, яке дало б їм можливість використовувати добриво так, як його вносили дослідники Westco. Та завдяки розвитку технологій невдовзі цю проблему вирішили: на допомогу аграріям прийшло пневмообладнання, яке можна було використовувати і для внесення добрив.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ СТРІЧКОВОГО ВНЕСЕННЯ ДОБРИВ
Результати досліджень учених Westco засвідчили, що додаткова врожайність зернових завдяки стрічковому, а не розкидному способу внесення добрив становить 3–5 бушелів/акр, або 0,20–0,34 т/га пшениці. Таких переваг було досягнуто під час вирощування ячменю весняного посіву та каноли/ріпаку.
У разі спільного застосування азоту та фосфату перевага стрічкового методу становила 5–10 додаткових бушелів, або 0,34–0.67 т/га пшениці.
Отже, потенційні переваги від способу удобрення культур весняного висіву в західній частині канадських прерій були надто суттєвими, щоб залишитися непоміченими. Як результат, за минулі 20–25 років відбувся перехід від використання розкидного добрива до стрічкового.
ПРИЧИНИ ПІДВИЩЕННЯ ВРОЖАЙНОСТІ ПРИ СТРІЧКОВОМУ ВНЕСЕННІ ДОБРИВ
На початку 1980-х років стрічкові методи внесення гранульованих добрив до посівних операцій були новацією. Причини кращої результативності стрічкового внесення добрив не було з’ясовано. Проте дослідники виділили низку чинників, які могли б посприяти такому ефективному результату:
- Особливості вкорінення культури. Розуміння особливостей укорінення культур може сприяти усвідомленню того, чому добриво, поміщене стрічковим способом на глибину 1–2 см нижче за глибину висіву, є ефективним. Коріння рослин опускається вниз для того, щоб добре закріпитися у ґрунті, а також у пошуках поживних речовин і запасів вологи. Тому легко зрозуміти, чому ярі злакові культури, посіяні на глибині 2–3 см, краще пристосовані для швидшого отримання поживних речовин, які розташовані під точкою висіву насіння, ніж речовин, що містяться у поверхневому шарі ґрунту.
Спосіб укорінення матиме більше значення, особливо у таких культур зі стрижневим коренем, як ріпак або льон, при отриманні поживних речовин після стрічкового або розкидного внесення добрив.
- Краща позиційна доступність. Добриво, поміщене стрічковим шляхом на глибину, в 1,5–2,0 разу більшу за глибину посіву, швидше перехоплюється корінням культури, оскільки воно розташоване поблизу вологи, яка зберігається довше, ніж у поверхневому шарі ґрунту.
- Кліматична взаємодія. Можна спостерігати дві різні кліматичні ситуації, які негативно впливають на розміщення розкидних добрив. На основі численних дослідів з вивчення осіннього висіву ми дійшли висновку про те, що розкидне та внесене однорідно в ґрунт добриво давало незначний ефект, якщо поверхня ґрунту залишалася сухою впродовж перших 2–3 тижнів після появи культури.
Проблема полягає в тому, що добриво «опиняється на мілині» на поверхні сухого ґрунту над місцем вкорінення культури. Коріння не проростає у сухий ґрунт і, таким чином, не може отримати переваги від наявності цих поживних речовин на ранній стадії росту.
Щоб дати бажаний результат, коріння культури має знайти добриво впродовж 2–3 тижнів після появи паростків. Очевидно, що в умовах, коли поверхня ґрунту суха, стрічкове застосування добрива у вологому ґрунті буде більш ефективним.о-друге, ми спостерігали, що у роки оптимальних умов вологості під час висіву та випадіння своєчасних опадів через кілька тижнів після появи культури останні укорінюються мілко, там, де сконцентровані поживні речовини після внесення добрив розкидним способом. Якщо за нормальними умовами вологості настане посушливий період, ці культури, не маючи глибокоукоріненої розвиненої кореневої системи, не зможуть використовувати підґрунтову вологу під час періоду водного стресу.
У цих кліматичних умовах ми помітили, що коріння культур, для яких добриво внесли стрічковим шляхом, проникало глибоко у ґрунт. Рослини мали сильно розвинені кореневі системи, відтак могли пережити посуху наприкінці сезону вирощування майже без втрат.
- Концентрація поживних речовин. Деякі аграрії вважають, що умови для росту культур будуть ідеальними тоді, коли коренева система культури знаходитиметься у ґрунті, сильно насиченому поживними речовинами. Щодо значимості цієї умови для культури можна посперечатися, адже це досягається шляхом розкидного внесення великої кількості добрив.
Для багатьох ґрунтів прерій дотримання цієї умови не обов’язкове, до того ж, процедура дорога. На ґрунтах меншого рівня родючості розкидання та однорідне внесення добрива в ґрунт у великому обсязі призводять до того, що рослина не може знайти добрива, чого не трапляється, коли добрива поміщають стрічковим способом у концентрованому вигляді нижче глибини висіву.
Читати по темі: Ефективність різних добрив та особливості їх застосування
Коріння рослин не містить «вбудованої радарної системи», що сприяє вистежуванню одиночної гранули добрива, воно, швидше, вростає у концентрацію добрива випадково. З цієї точки зору об’єднання відносно мобільних частинок азоту та нерухомих частинок фосфату для внесення їх стрічковим способом значно збільшує здатність культури до всмоктування відносно немобільного фосфату.
Щоб отримати високу врожайність, стрічкове внесення одного лише фосфату потрібно здійснити на відстані 2–3 см від посівного ряду. Коріння культури отримує більш вільний допуск до добрива, якщо воно розташоване локально у концентрованому вигляді, ніж тоді, коли величезна кількість гранул добрива розсипана на поверхні поля.
- Розростання коріння. Дослідження показують, що всій кореневій системі не обов’язково мати доступ до добрива. Польові й лабораторні спостереження продемонстрували, що як тільки частина кореневої системи культури зустрічає концентроване добриво, внесене стрічковим способом, коренева система починає розростатися в тому місці, де є концентрація добрив. Тим самим культура може поглинути великий відсоток добрива, внесеного стрічковим шляхом, порівняно з розсіяним по всій поверхні ґрунту добривом.
- Мінімізація контакту ґрунту з фосфатом. З часом різні хімічні компоненти починають діяти таким чином, щоб зробити фосфатне добриво менш доступним. Внаслідок розміщення концентрованого добрива стрічковим шляхом збільшується здатність культур до засвоєння фосфату в локалізованих ділянках системи. І навпаки, при використанні розкидного способу фосфатне добриво міститься на великій території й відтак недоступне для культур.
- Скорочена нітрифікація. Висока концентрація азотного добрива становить собою відносно токсичне середовище для ґрунтових мікроорганізмів. Отже, оскільки діяльність цих організмів хоча б спочатку обмежена до периферії простору, де було внесено добриво стрічковим способом, перетворення амонію на нітратну форму уповільнене. Азот бажано підтримувати у формі амонію, щоб скоротити втрати за зиму внесеного восени азотного добрива в погано дренований ґрунт і збільшити поглинання фосфату з простору, де міститься азотне та фосфатне добриво, внесене стрічковим способом.
- Вплив амонію. Встановлено, що рослини здатні відновлювати фосфат більш ефективно за наявності амонійного азоту. Також помічено, що висококонцентровані добрива, внесені стрічковим шляхом, сприяють підтримці азоту в формі амонію. Тому завжди рекомендують застосовувати стрічковим шляхом не один лише фосфат, а поєднувати його з азотом, бажано в амонійній формі.
- Поліпшене поглинання поживних речовин. Рослини поглинають поживні речовини через коріння за допомогою дифузії та переміщення потоку частинок з водою. На підставі цього ми можемо стверджувати, що концентроване добриво, внесене стрічковим способом у вологий ґрунт, швидше надходить у рослини.
- Найкращий показник pH. При внесенні добрива стрічковим способом необхідно, щоб рівень pH був трохи нижчим від норми – тоді рослинам буде легко його ввібрати.
- Спокій насіння бур’янів. Польові дослідження переконливо показують, що застосування розкидного азотного добрива сприяє проростанню насіння бур’янів, присутніх у шарі, насиченому поживними речовинами. Внесення добрив стрічковим шляхом на глибині може спричинити значне скорочення проростання бур’янів.
РОЗМІР МІЖРЯДЬ ПРИ СТРІЧКОВОМУ ВНЕСЕННІ ДОБРИВ
Існує безліч питань, що стосуються деталей стрічкового внесення. Однак, ґрунтуючись на даних досліджень, ми вважаємо, що передпосівне внесення із шириною міжрядь 30 см під розташуванням насіння буде найбільш оптимальним.
При осінньому стрічковому внесенні добрив доцільніше дотримуватися відстані 30 см, а не 20 см, тому що при більшій відстані в кожній стрічці міститься на 50% більше добрива. Вищі концентрації поживних речовин у стрічці сприяють підтримці поживних речовин у формі, в якій вони зберігаються впродовж більш тривалого періоду.
СТАРТОВЕ ДОБРИВО
На сьогодні, якщо фермер вносить фосфат з азотом стрічковим способом, ми рекомендуємо також розмістити невелику кількість стартового добрива (15 кг 11–51–0 на га) в посівний ряд. Подальше вивчення може визначити умови, у яких не потрібне стартове добриво. Дослідження в штатах Монтана і Канзас показали, що в деяких районах внесення азоту і фосфату як передпосівне ґрунтове внесення стрічковим способом може бути більш ефективним, ніж внесення фосфату в посівний ряд і поміщення азоту стрічковим способом під насіння.
ПЕРЕВАГИ СТРІЧКОВОГО ВНЕСЕННЯ ДОБРИВ
Одна з суттєвих переваг внесення добрив стрічковим способом полягає в тому, що цей підхід можна поєднати з первинною обробкою поля. При об’єднанні операцій на полі вдається досягти економії коштів.
Останнім часом було значно вдосконалено обладнання для внесення стрічковим способом як сухих, так і рідких добрив. Сучасні фермери мають достатньо альтернативних варіантів.
У періоди зростання цін на добрива або їх дефіциту фермери можуть перейти з розкидного застосування добрив на стрічкове і домогтися скорочення кількості добрива на 15–20% без впливу на врожайність.
Внесення добрив стрічковим способом – досить простий метод, але, поза сумнівом, у багатьох ситуаціях це краща альтернатива, ніж розкидне внесення. Можна назвати велику кількість чинників, які пояснюють, чому внесення добрив у ґрунт стрічковим способом в передпосівний період зумовлює більшу врожайність, ніж розкидне застосування. Але найдивовижніше – це те, чому ми не розробили техніку для внесення добрив у такий спосіб раніше.
Джон Т. Харап’як, cільськогосподарська і екологічна консультативна служба, Калгарі, Канада
Опубліковано в журналі “Агроном”, 2023
