Рідкі фосфорні добрива: знайти відмінності

716
Рідкі фосфорні добрива: знайти відмінності

Інтерес до рідких форм добрив веде початок ще з античних часів: уже тоді фермери Греції, Китаю та інших країн транспортували рідкі органічні відходи на поля. Комерційний інтерес до виробництва рідких добрив сформувався на початку XX ст., коли їх стали застосовувати у гідропоніці та фертигації. Із середини сторіччя поширення набуло пряме внесення рідких добрив у ґрунт. Проте брак ефективних технологічних рішень для внесення обмежував їх широке використання.

Вже у середині ХХ ст. стало зрозуміло, що потенціал рідких фосфоровмісних добрив у рослинництві величезний. Розробки технологій виробництва, зберігання та внесення цих добрив стимулювали стрімкий розвиток їх використання.

У відповідь на зростання попиту на ринку з’явилась ціла низка добрив, які різнились за складом і способом виробництва, але об’єднувались під назвою «рідкі фосфоровмісні добрива».

Присутність твердих і рідких добрив на ринку свідчить про його зрілість. За таких умов споживач має можливість використовувати переваги кожного із джерел, адаптуючи його під свої потреби залежно від цінової політики та мети використання. На сьогодні лідером з використання рідких добрив у світі є США, де на їх частку припадає понад 30% внесеного фосфору.

В Україні впродовж останніх п’яти років спостерігається поступове зростання інтересу аграріїв до рідких фосфоровмісних добрив, які сьогодні вже міцно увійшли у технологію вирощування культур як агрохолдингами, так і середніми та малими фермерськими господарствами, що прагнули впровадження ефективних технологічних рішень щодо живлення рослин.

Стрімке зростання ринку рідких фосфоровмісних добрив в Україні ми розглядаємо як позитивний чинник, що свідчить про усвідомлення українськими аграріями переваг рідкої форми добрив. Потенціал цього ринку в Україні дуже великий, адже, за нашими орієнтовними підрахунками, на сьогодні виробництво й імпорт рідких фосфоровмісних добрив покриває не більше ніж 5–10% потенційної потреби.

Останнім часом в Україні почали працювати нові підприємства з випуску рідких фосфоровмісних добрив, включаючи так звані самоварні виробництва на місцях.

Рідкі фосфорні добрива можуть бути отримані різними способами і з різних сировинних компонентів; технологія їх виробництва може суттєво відрізнятися. Кінцевий продукт може мати подібність за певними ознаками (залежно від вмісту фосфору), проте за багатьма іншими характеристиками (форма поживних елементів, ступінь їх засвоєння, сольовий індекс, температура кристалізації, наявність шкідливих домішок, використання активних функціональних добавок, ад’ювантів та біостимуляторів) це будуть зовсім різні продукти. Щоб отримати максимальний агрономічний ефект, слід розуміти переваги та обмеження кожного із запропонованих продуктів. Однак через відсутність на вітчизняному ринку впродовж тривалого часу рідких комплексних добрив наразі розуміння цього виду добрив не зовсім відповідає світовим тенденціям.

ТЕРМІНОЛОГІЯ

Поняття «рідке добриво» само по собі суттєво не змінилось. Згідно з ГОСТ 20432-83, «рідке мінеральне добриво – мінеральне добриво у вигляді розчину або суспензії поживних елементів у відповідному розчиннику». Визначення, яке використовує IFA, а також приведене у ISO 8157:2015: «Рідке добриво – рідкі продукти у вигляді суспензії чи розчину, що містять один або більше елементів живлення».

Згідно з Регламентом ЄС 2019/1009, «рідка форма добрива означає суспензію або розчин, де суспензія є двофазною дисперсною системою, у якій тверді часточки утримуються у завислому стані в рідкій фазі, а розчин – рідина, вільна від твердих частинок, або гель, включаючи пасти».

Таким чином, Європейський парламент дещо розширив це визначення поряд із розширенням самого поняття «добриво»: удобрювальний продукт (fertilizing product) – це речовина, суміш, мікроорганізми або будь-який інший матеріал, внесений або призначений для внесення на рослини (чи у їх ризосферу) або на гриби (чи їх мікосферу), або призначений для формування ризо­сфери чи мікосфери (самостійно чи в суміші з іншими матеріалами) з метою забезпечення рослин і грибів поживними елементами або підвищення ефективності їх живлення.

Відповідно, у наведеній в Регламенті ЄС 2019/1009 класифікації рідкі добрива виділяють у межах вищих класифікаційних груп: рідкі органічні добрива, рідкі органо-мінеральні добрива, рідкі неорганічні добрива макроелементів (прості та складні; також можуть містити певні мікроелементи).

По суті, рідким добривом може називатись будь-яке добриво у рідкому стані. Саме тому на ринку України термін «рідке добриво» («рідке комплексне добриво», «рідке мінеральне добриво» тощо) набув дещо іншого значення, ніж за радянських часів. Через невизначеність поняття продукти з абсолютно різним призначенням і складом називають «РКД».

Зокрема, добрива, призначені для позакореневого внесення, навіть у рідкому стані, об’єднують терміном «листкове добриво» і зазвичай до РКД не відносять. Тому в цій статті ми розглядаємо тільки рідкі фосфоровмісні добрива, спеціалізовані для внесення у ґрунт, хоча за певних умов можливе їх використання також в інший спосіб. Однак і серед рідких фосфорних добрив для ґрунтового застосування присутнє досить значне розмаїття типів добрив, що різняться як за хімічним складом, так і за методом та технологією внесення, а отже, й за ефективністю.

РІЗНОМАНІТНІСТЬ МАРОК

За радянських часів асортимент рідких комплексних добрив зводився майже повністю до поліфосфатів амонію (зокрема, 10-34-0), виробництво яких було налагоджено у трьох локаціях в Україні.

Після майже 20-річної відсутності популярності рідких фосфоро­вмісних добрив вони знову почали набувати поширення після 2010 року. Поштовхом до нового етапу розвитку ринку РКД в Україні став імпорт добрива марки 11-37-0 виробництва російської компанії «ФосАгро», а згодом – перше вітчизняне виробництво фосфоровмісних рідких стартових добрив нового покоління Квантум ДІАФАН компанії НВК «Квадрат». Ці добрива були спеціально розроблені для внесення шляхом нової для України технології pop-up (in-furrow), яку почали використовувати передові агрокомпанії, що прагнули нових технологічних рішень для підвищення ефективності виробництва.

У відповідь на зростання попиту на РКД в Україні почали з’являтись нові виробничі потужності, особливо після введення обмежень на імпорт 11-37-0 із РФ. Крім того, поширення набули так звані самоварні виробництва на місцях; на них складно досягти високого рівня технології виробництва, і такі продукти призначені для використання у стандартних технологіях застосування, невибагливих до якості препаратів. За офіційними даними, у 2018 р. рівень споживання рідких фосфоровмісних добрив становив приблизно 35–40 тис. тонн.

Сьогодні на ринку представлено багато різних марок рідких комплексних добрив. Деякі нові виробники часто копіюють марки лише за зовнішніми ознаками, не заглиблюючись у наукові та агрономічні аспекти, закладені при розробці провідних марок, які вже набули популярності серед українських аграріїв. Таким чином, відбувається підлаштування під попит і тендерні замовлення.

Такий підхід неминуче призводить до пошуку шляхів зниження собівартості без врахування вимог до технології як виробництва, так і застосування. Це викликає занепокоєння, оскільки використання добрив, що не відповідають вимогам сучасних технологій (наприклад, pop-up), може спричиняти навіть опіки та пригнічення росту кореневої системи рослин. Крім того, використання неякісних добрив створює ризик дискредитації самої технології.

СТРОК І СПОСІБ ВНЕСЕННЯ

Обсяг споживання РКД в Україні наприкінці 1980-х років сягав 300 тис. т, проте через брак техніки для локального внесення переважним способом внесення був рівномірний розподіл по поверхні ґрунту до посіву з подальшим загортанням. При цьому норми внесення були на рівні гранульованих добрив, а наявність державного регулювання утримувала економічну складову таких норм на високому рівні. На основі базової марки РКД 10-34-0 пропонувалось приготування на місцях комплексних добрив (переважно суспензій), склад яких відповідав умовам конкретного господарства.

Нині, знову з’явившись на ринку України, рідкі комплексні добрива потрапили у інші технологічні й економічні умови: кардинально змінилась як кількість внесення NPK на гектар (згідно з даними Держстату України, зі 141 кг/га у 1990 до 58 кг/га у 2010), так і співвідношення між N, P2O5 і К2О (із близько 1:0,7:0,7 у 1990 р. до 1:0,2:0,2 у 2010).

Отже, аграрії найперше приділяли увагу азотному живленню, вносячи фосфор і калій за залишковим принципом. В підсумку внесення фосфору стало головним чином припосівним.

Більше того, компанія НВК «Квадрат» ввела в обіг новий для України термін «поп-ап» добриво (pop-up fertilizer), маючи на увазі спеціалізовані добрива для ультралокального внесення у безпосередньому контакті або у безпосередній близькості від насіння. Самі добрива також були розроблені саме для внесення у насіннєве ложе. До таких добрив висуваються особливі вимоги щодо якості сировини та складу, що вирізняють їх з-поміж інших рідких фосфоровмісних добрив.

Закономірно, що для розвитку технології in-furrow (англ. «інфуроу» – внесення у посівну борозну на насіння або у безпосередній близькості до нього) необхідне було спеціалізоване обладнання. Ринок оперативно відреагував на попит появою як вітчизняних, так і зарубіжних пропозицій. Сьогодні кілька компаній пропонують переобладнання сівалок спеціалізованими системами для внесення рідких добрив у борозну під час сівби. Зокрема, це системи американської компанії AgXcel з різним рівнем автоматизації та контролю виливу.

Отже, внесення рідких фосфоро­вмісних добрив під час сівби стає все більш прийнятною і поширеною практикою поряд із загальним зростанням норм внесення мінеральних добрив і фосфору. Так, у 2018 році, згідно з даними Держстату України, внесено вже 112 кг/га міндобрив (відповідно 79, 16 і 17 кг/га N, Р2О5 і К2О).

Така ситуація, як вже було сказано вище, стимулювала ринок рідких фосфоровмісних добрив, внаслідок чого з’явились нові потужні виробництва. На жаль, на цьому етапі маркетологи часто почали вдаватись до свого «звичного трюку» маніпулювання ціною діючої речовини.

Складність питання полягає в тому, що, коли йдеться про листові та тверді фосфоровмісні добрива, більшість аграріїв уже розуміє, що чинниками, які впливають на кінцевий результат, є не тільки вміст, а й форма фосфору та інших елементів, фізичні властивості, розчинність, хелатування, наявність ад’ювантів і функціональних добавок – чинників, що прямо впливають на умови ефективного використання й ціноутворення. Але в українських аграріїв наразі ще немає чіткого розуміння особливостей рідких фосфорних добрив. Водночас саме у цій сфері наразі простежується зростання зацікавленості серед науковців і практиків, які прагнуть до вдосконалення рідких фосфоровмісних добрив,  надання їм нових властивостей, що здатні максимізувати коефіцієнт використання елементів живлення, зокрема фосфору. Аналіз сучасної наукової літератури яскраво свідчить про актуальність цього питання.

У цьому плані ми хочемо ще раз зауважити, що стартове внесення невеликих норм фосфору під час посіву може бути єдиним строком внесення Р лише на ґрунтах із підвищеним і високим вмістом фосфору в ґрунті. Це дає змогу забезпечити потужний старт і нівелювати так звану фосфорну яму, особливо для просапних культур в умовах раннього посіву та холодного ґрунту. Але гарний старт є лише фундаментом для отримання гарного урожаю, й наступні періоди розвитку рослин також вкрай важливі: численні стресові чинники можуть вплинути на них впродовж періоду вегетації.

Стартове внесення невеликих норм фосфору під час посіву може бути єдиним строком внесення Р лише на ґрунтах з підвищеним і високим вмістом фосфору в ґрунті
Стартове внесення невеликих норм фосфору під час посіву може бути єдиним строком внесення Р лише на ґрунтах з підвищеним і високим вмістом фосфору в ґрунті

Оскільки фосфор потрібний рослині впродовж усього періоду вегетації, дробове внесення забезпечує підвищену ефективність не лише для азоту, а й для фосфору. Тим більше, беручи до уваги той факт, що фосфор підлягає фіксації у більшості ґрунтів України.

Отже, фосфор, внесений під час посіву в насіннєве ложе (pop-up), має передавати естафету фосфору, розміщеному на певній відстані від насіння (технологія внесення 5 на 5), і надалі – фосфору, внесеному рівномірно чи локально до сівби, та його ґрунтовим запасам.

ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА І СИРОВИНА

Технологія виробництва та якість використаної сировини визначають кінцеві характеристики продуктів навіть однакових марок. У загальному розумінні навіть суперфосфат, розчинений у воді, можна вважати рідким фосфоровмісним добривом. До речі, ще у 1840-х роках на європейському ринку пропонували суспензію суперфосфату, яку надалі розводили до 14% розчину і використовували у рідкому вигляді.

До рідких фосфоровмісних добрив для внесення під час сівби за класичною схемою «5 на 5», а також для допосівного внесення і кореневого підживлення висуваються не надто високі вимоги щодо якості. Відповідно, сировина і технологія їх виробництва дають змогу суттєво знизити ціну. Класичним представником добрив цього класу є добрива на основі поліфосфатів марок 11-37 та 10-34, а також ортофосфатні добрива на основі неочищеної фосфорної кислоти і продуктів її переробки.

Ці добрива, на наш погляд, є альтернативою традиційним гранульованим добривам. До них не висувається вимога високої чистоти сировини і низького сольового індексу, нижча ціна дає можливість помітно підвищити норми внесення, а рідка форма має істотні переваги порівняно із твердими фосфоро­вмісними добривами, особливо за недостатньої вологості ґрунту.

Найвищі вимоги висуваються до «поп-ап» добрив (pop-up), оскільки їх вносять у безпосередньому контакті з насінням. Рідкі «поп-ап» добрива (рідкі стартові добрива) є спеціалізованими продуктами, що характеризуються високою чистотою, низьким сольовим індексом і відсутністю або мінімальним вмістом токсичних домішок (а тому є максимально безпечними для насіння і проростків), містять елементи живлення у повністю водорозчинній доступній для рослин формі. Вони розроблені спеціально для внесення під час сівби у посівну борозну.

У англомовних джерелах для таких добрив є особлива назва – low salt liquid fertilizers (рідкі добрива з низьким сольовим індексом). Отже, «поп-ап» добрива мають відповідати певним вимогам щодо вибору сировини та технології їх виробництва, що визначає й ціну на них. Крім того, розвиток цього напряму швидко призвів до появи нового покоління зазначеного класу добрив.

НОВЕ ПОКОЛІННЯ РІДКИХ СТАРТОВИХ ДОБРИВ

На сьогодні уявлення про стартове живлення культур суттєво змінилось: воно передбачає не лише забезпечення рослин необхідними на початку росту елементами живлення, а й створення сприятливих умов для проходження процесів у ризосфері. Такий підхід отримав назву «ризосферний менеджмент».

Питанню ризосферного менеджменту сьогодні присвячені численні публікації, зміст яких зводиться до того, що для досягнення високої ефективності добрив необхідно збільшити поглинання елементів живлення і знизити їх втрати шляхом удобрення коренів, а не ґрунту.

Більше того, як було зазначено вище, і саме поняття «добриво» зазнало істотного розширення: фокус зміщується з рослини на ризосферу як основну «арену» взаємодії коренів із ґрунтом, звідки безпосередньо відбувається поглинання елементів живлення, а також проходять усі симбіотичні й антагоністичні взаємодії з іншими «жителями» ризосфери.

Концепція ризосферного менеджменту може бути проілюстрована діаграмою (рис.).

Концепція ризосферного менеджментуНа ілюстрації (А) зображено стару модель інтенсивного землеробства, яка передбачає, що високий рівень внесених добрив забезпечить високу врожайність (High inputs – High outputs). Ілюстрація (Б) зображує сучасну модель сталого землеробства з високою врожайністю та високою ефективністю завдяки правильному управлінню зоною кореня (удобрення коренів для досягнення максимальної ефективності системи корінь – ризосфера). Товщина стрілок вказує на відносний розмір впливів/процесів.

Традиційно концентрацію елементів живлення у ґрунтовому розчині збільшували надмірним внесенням добрив, базуючись на твердженні, що високі норми внесення означають отримання високого врожаю. Однак при цьому аграрії нехтували здатністю коренів мобілізувати елементи живлення із ґрунтового пулу шляхом збільшення ексудації органічних кислот і ензимів у ризосферу (Zhang et al.; Shen et al.).

Надмірне внесення добрив призводить до того, що відклик на них знижується, часто навіть до нуля. Останні дослідження показали, що врожайність культур може бути підтримано або навіть підвищено за умови, що норми внесення добрив зменшуються. Це досягається шляхом менеджменту надходження елементів живлення у зону кореня в оптимальній кількості (Ju et al.; Zhang et al.) та стимулюванням ризосферних процесів, що сприяють підвищенню ефективності внесених добрив і мобілізації ґрунтових пулів елементів.

Особливу увагу слід звернути саме на фосфорне живлення, оскільки фосфор є маломобільним елементом і його засвоєння відбувається на відстані кількох міліметрів від кореня – тобто саме в ризосфері. Поглинання фосфору рослинами залежить від градієнта його концентрації в ґрунті біля коренів та швидкості дифузії. За таких умов коренево-ґрунтові взаємодії у ризосфері помітно впливають на доступність фосфору для рослин.

З наукової точки зору (теоретично), фосфорні добрива слід вносити в ризосферу, а не у весь профіль ґрунту, але технічно цього важко досягти. Проте для саме стартового живлення це цілком можливо, і точне управління кореневими/ризосферними процесами та взаємодіями може зіграти важливу роль у розробці ефективних рішень для сталого використання фосфору.

Нова концепція менеджменту ризосфери базується на знаннях про взаємодію рослин і ґрунту й означає внесення відносно невеликих кількостей стартових добрив для управління ростом і архітектурою коренів, а також ризосферними процесами.

Підтвердженням широкого усвідомлення актуальності ідеї ризосферного менеджменту є останні тенденції у розвитку стартового живлення серед світових лідерів галузі. Прикладами можуть стати технології, розроблені провідними виробниками Північної Америки – регіону-лідера із впровадження рідких стартових добрив.

Головним у таких технологіях є те, що центр уваги зміщується від прагнення забезпечити рослину елементами живлення лише за рахунок надходження з добривами до бажання керувати процесами у ґрунті у такий спосіб, щоб елементи живлення як з добрив, так і з ґрунту набували найвищої ефективності.

Компанія НВК «Квадрат» також не залишила питання ризосферного менеджменту поза увагою, розробивши нову для українського ринку технологію ACTion (Active Carbon Technology) – технологію інтенсифікації ризосферних процесів. Для реалізації цієї технології під час виробництва рідких стартових добрив використовується унікальна композиція природних рослинних метаболітів та біологічно активних речовини, які спричиняють прямий стимулюючий ефект на рослину шляхом активації росту кореневої системи та ґрунтової мікрофлори, а також підвищення мобілізації елементів живлення з ґрунту і їх доступності завдяки змінам хімічних і біологічних процесів у ризосфері.

Таким чином, технології ультралокального стартового живлення не стоять на місці, що, в свою чергу, сприяє виділенню стартових «поп-ап» добрив у зовсім окрему групу.

На наш погляд, розвиток ринку рідких фосфоро­вмісних добрив в Україні повністю відповідає сучасним світовим тенденціям у системі живлення рослин. Наявність різних виробників і великий набір марок дає змогу зробити вибір, щоб якнайкраще задовольнити вимоги конкретного господарства у конкретних ґрунтово-кліматичних умовах.

Проте потрібно чітко усвідомлювати, що не весь рідкий фосфор однаковий. Класифікувати рідкі фосфоровмісні добрива можна за різними критеріями.

Ми пропонуємо орієнтовну класифікацію рідких фосфоровмісних добрив, яка дасть можливість порівнювати різні продукти і знаходити для них найкраще місце у технології вирощування культур (табл.).

Орієнтовна класифікація рідких фосфоровмісних добривРезюмуючи усе викладене вище, хочеться зазначити, що потенціал ринку рідких фосфоровмісних добрив в Україні досить великий. Проте сам ринок іще дуже молодий і тому не здатний самостійно відрегулювати власну структуру та знайти нішу для кожного продукту.

Бажання продати свій продукт без урахування його особливостей і умов найбільш раціонального використання, а керуючись лише попитом і ціною, може призвести до дискредитації рідких фосфоровмісних добрив як таких.

Інакше кажучи, «турбота» про фермера чи господарство має полягати не в тому, щоб запропонувати йому найдешевший продукт без уваги до якості, а в тому, щоб навчити його використовувати цей продукт із найбільшою агрономічною та економічною віддачею; показати переваги і обмеження власного продукту; допомогти аграрію знайти для кожного продукту те місце у системі застосування добрив, на якому саме цей продукт зможе максимально розкрити свій потенціал і принести максимальний прибуток сільгоспвиробникові.

Ірина Логінова, канд. с.-г. наук, консультант із живлення рослин; Сергій Полянчиков, директор з розвитку, НВК «Квадрат»

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2020

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