Експеримент із диференційованого внесення добрив
Усі свої програми ми розробляємо разом із фермерами, під час розробки керуємося результатами польових дослідів. На полях України ми тестували різні методи внесення азоту. Фахівець із точного землеробства OneSoil Всеволод Генін розповідає, як ми це робили і яких висновків дійшли.
У веб-застосунку OneSoil є інструмент, у якому можна розрахувати азотні добрива для диференційованого внесення. Користувачі часто запитують, чому ми самі не призначаємо норми азоту. Ми цього не робимо, бо азот – мобільний елемент ґрунту. Щоб правильно визначити норми, фермер повинен самостійно проаналізувати поле. А щоб допомогти зробити це грамотно, ми проводимо польові експерименти і ділимося результатами.
Ми проводили кілька експериментів з диференційованого внесення азотного підживлення. На наш заклик відгукнувся Іван Гуменюк, керівник відділу інновацій господарства у центральній частині України. Завдяки підтримці й ентузіазму Івана нам вдалося організувати і провести хороший з погляду науки експеримент на двох полях озимої пшениці. Його результати виявились несподіваними для нас самих.
Тепер давайте по порядку: поговоримо про методики внесення азоту, розповімо про перебіг експерименту та принципи аналізу даних, розглянемо результати на першому і другому полі й головне – вирішимо, який же із методів внесення азоту найефективніший.
ТРИ МЕТОДИКИ ВНЕСЕННЯ АЗОТУ
Багато азоту в зону низької вегетації. В цьому випадку ми виходимо з того, що саме брак азоту лімітує розвиток рослин і, отже, вегетацію. Зі збільшенням норми азоту можна збільшити вегетаційний індекс NDVI та врожайність.
Cхема розподілу норм азотних добрив:
- у зону низької вегетації – велика доза,
- у зону середньої вегетації – середня доза,
- у зону високої вегетації – мала доза.
Багато азоту в зону високої вегетації. Наступний метод передбачає, що коли в зону високої вегетації внести високу норму добрив, то врожай стане ще більшим. А якщо в зону низької вегетації внести високу норму добрив – нічого не станеться, врожайність не підвищиться.
Тому схема така:
- у зону низької вегетації – мала доза,
- в зону середньої вегетації – середня доза,
- у зону високої вегетації – велика доза.
Багато азоту в зону середньої вегетації. Відповідно до цього методу, у зонах з високим вегетаційним індексом NDVI підвищення норми внесення азоту може призвести до вилягання культури. Передбачається, що у зонах із низьким вегетаційним індексом не азот лімітує урожай, а інші чинники. А ось у зоні середньої вегетації збільшення доз азотних добрив може призвести до значного підвищення врожайності.
Тому схема така:
- у зону низької вегетації – мала доза,
- у зону середньої вегетації – велика доза,
- у зону високої вегетації – мала доза.
ЯК ПРОХОДИВ ЕКСПЕРИМЕНТ І ЯК МИ АНАЛІЗУВАЛИ ДАНІ
Ми тестували два поля на Кіровоградщині. Ґрунти – чорноземи, культура – озима пшениця. Рельєф неоднорідний: скрізь є значний перепад висот, що створює різницю в урожайності.
На полі 1 ми диференціювали тільки перше азотне підживлення, на полі 2 – перше і друге підживлення. Вносили добрива 22 лютого (всі подробиці щодо операцій – у техкарті). Для цього використовували КАС 23, тому надалі будемо оперувати літрами. Поля збрали 10 липня комбайном із бортовим комп’ютером для моніторингу врожайності.
Читати по темі: Причини виникнення дефіциту азоту на різних типах ґрунтів України
Дані про врожайність із комбайна часто містять різного роду шуми та неточності, що з’являються під час технологічних операцій. Щоб вони не впливали на результати експерименту, ми виділяли на полях однорідні області, які захоплювали 2–4 проходи комбайна, і рахували середні значення за ними. У таких областях було по 8–16 зон (повторностей) із однаковими нормами – ці дані ми також враховували в аналізі.
ПОЛЕ 1
Площа поля – 60 гектарів, перепад висот – від 133 до 152 метрів. Ми розділили поле на три рівні за площею зони: з високою, середньою та низькою вегетацією. Зони ми виділяли за вегетаційним індексом на дату внесення азотних добрив.
Потім для тестування методів диференційованого внесення азотних добрив ми розділили поле на 5 частин. Вийшло дві контрольні зони і по одній для кожного із трьох методів внесення азоту. Дві верхні частини поля було обрано як контрольні, оскільки вони однорідні за вегетацією. Решту зон ми виділяли так, щоб до кожної з них потрапили ділянки високої, середньої та низької вегетації.
РЕЗУЛЬТАТИ ДЛЯ ПОЛЯ 1
Контрольна зона. Контрольна ділянка поля з нормою внесення 70 літрів має нижчі значення індексу NDVI, ніж контрольна ділянка з нормою 250 літрів.
Аналіз урожайності показав, що у зоні з нормою внесення 250 літрів середній урожай становив 82 ц/га, а в зоні з нормою 70 літрів – 77 ц/га. Внесення додаткових 180 літрів азотних добрив забезпечило прибавку 5 ц/га до врожайності. Тобто за однакових стартових умов приріст врожайності становив від 2 до 15 ц/га, при цьому на ділянках з найвищою вегетацією збільшення до врожайності максимальне.
Зона низької вегетації. На цю зону припадало три норми внесення азотних добрив: 96, 132 і 270 л/га. Зона була на схилі, і ми вважаємо, що саме рельєф тут лімітував розвиток рослин. Вегетаційний індекс NDVI не зріс зі збільшенням норми внесення азоту, про це свідчать і показники врожайності:
- у зоні з нормою внесення 270 л/га – 78,1 ц/га,
- у зоні з нормою внесення 132 л/га – 76,6 ц/га,
- у зоні з нормою внесення 96 л/га – 78,2 ц/га.
Отже, зі збільшенням норм добрив урожайність не підвищилась. Це говорить про те, що вегетацію в зоні з низьким індексом лімітує не вміст азоту в ґрунті, а інші чинники. Які саме – можна встановити лише за детального морфометричного та агрохімічного аналізу поля.
Зона середньої вегетації. На зони середньої вегетації припадало дві норми внесення азоту: 168 та 240 л/га. У зоні з нормою внесення 168 літрів урожайність становила 77,8 ц/га. У зоні з нормою внесення 240 літрів – 79,4 ц/га.
Аналіз окремих виділених зон поля (повторностей) показав, що врожай дещо збільшується – на 1–1,8 ц/га при збільшенні норми добрив. Тобто спостерігається стійка тенденція до збільшення врожайності.
Зона високої вегетації. На зони високої вегетації припадали три норми внесення азотних добрив: 110, 132 і 270 л/га.
У зоні з нормою внесення 110 л/га врожайність становила 84,5 ц/га.
У зоні з нормою внесення 132 л/га – 83,9 ц/га.
У зоні з нормою внесення 270 л/га – 87,8 ц/га.
Аналіз окремих виділених зон поля (повторностей) показав, що до тенденції зміни врожайності при переході від норми азоту 110 л/га до 132 л/га немає. У цьому зі збільшенням норми до 270 л/га врожайність зросла. В цьому випадку приріст врожайності спостерігається при аналізі як усієї зони, так і окремих її областей (повторностей) і знаходиться в діапазоні від 2 до 7 ц/га.
Як бачимо, найефективнішим методом внесення азоту виявився другий, коли в зону із високою вегетацією ми вносимо найвищу норму азоту. У зоні з низькою вегетацією врожайність лімітують чинники, пов’язані з рельєфом: розподіл вологи, гранулометричний склад ґрунту, вміст гумусу. Тому збільшення дози азотних добрив не спричинило належного ефекту. А в зоні середньої вегетації приріст урожайності був зовсім невеликим, тому раціональність збільшення дози добрив у цьому випадку сумнівна.
ПОЛЕ 2
Поле 2 розташоване на відстані 4 кілометри від поля 1. Ґрунт і рельєф схожі, площа – 87 га, перепад висот від 120 до 151 метрів. Перше азотне підживлення було проведено ранньою весною, друге – на фенологічній стадії 31 BBCH.
Як і в попередньому експерименті, поле було поділено на п’ять зон: дві контрольні зони та три зони однакової площі для тестування методів внесення азоту.
Перед другим азотним підживленням кожну із трьох експериментальних зон ми розділили на дві частини. В одну із цих частин ми вносили 110 л/га азотних добрив, а в іншу – 190 л/га. Мета – порівняти, як зміна норми добрив впливає зони з однаковими вихідними показниками. Таким чином, ми тестували лише зони високої та низької вегетації. Нам не вдалося виділити зону середньої вегетації через велику мінливість показників NDVI на деяких ділянках.
РЕЗУЛЬТАТИ НА ПОЛІ 2
Контрольна зона. На цьому полі контрольна зона була однорідною: в її межах знаходилися ділянки високої, середньої та низької вегетації. Норми внесення азоту при першому підживленні – 300 та 60 л/га. Для ділянок низької та середньої вегетації ми не зафіксували зростання врожайності зі збільшенням доз під час першого підживлення. На ділянках високої вегетації врожайність збільшилась на 3,1 ц/га.
Для другого азотного підживлення ми розділили нашу контрольну зону на дві ділянки з нормами внесення 0 і 150 л/га. На ділянках низької вегетації приросту врожайності не було. На ділянках середньої вегетації приріст становив 1–3 ц/га, високої вегетації – 3–6 ц/га.
Аналіз окремих виділених зон поля (повторностей) показав схожий результат: для більшості зон середньої та низької вегетації збільшення норми добрив не спричинило збільшення врожайності. У зонах із високим вегетаційним індексом при додатковому внесенні 240 літрів азоту приріст урожайності становив 1,5–6 ц/га.
Зони низької вегетації. Ми вносили 3 норми: 120, 165 і 300 л/га в перше азотне підживлення, 110 і 190 л/га – в друге азотне підживлення.
За цими даними, суттєвого приросту врожаю зі збільшенням норм добрив не сталося. Як і для поля 1, лімітуючим чинником ми вважаємо рельєф – зона низької вегетації розташована на схилі.
Зона середньої вегетації. Тут ми варіювали три норми: 120, 165 і 300 л/га. Під час другого азотного підживлення дозу добрив для ділянок середньої вегетації ми не диференціювали, оскільки не бачили в цьому сенсу.
Видно, що зі збільшенням норми внесення до 300 літрів урожайність зростає на 3 ц/га.
Аналіз окремих виділених зон поля (повторностей) також показав чітку тенденцію до зростання врожайності зі збільшенням норми внесення азоту – для деяких ділянок до 5 ц/га.
Зона високої вегетації. Переходимо до найцікавішого. У цих зонах урожайність зростала зі збільшенням норми азотних добрив. Результати у таблиці.
Аналіз окремих виділених зон поля (повторностей) показав, що на деяких ділянках зі збільшенням норм врожайність суттєво зросла – максимум на 8 ц/га.
Дякую всім, хто дочитав до цього моменту! Було непросто, ми знаємо. Переходимо до головного – висновків.
ЩО ПОКАЗАВ ЕКСПЕРИМЕНТ?
- Зони поля з низьким вегетаційним індексом NDVI не відгукнулися на підвищення норми азотних добрив ні в перше, ні в друге підживлення.
- Зони поля із середнім вегетаційним індексом NDVI реагують на підвищення норм азотних добрив, але не суттєво.
- Зони поля з високим вегетаційним індексом NDVI суттєво відгукуються на підвищення норми внесення добрив. Але варто пам’ятати, що з використанням високих доз азоту на таких ділянках потрібно використовувати регулятори росту.
Отже, найефективнішим методом диференційованого внесення азотних добрив виявився другий із описаних нами методів (багато азоту в зону високої вегетації). Однак треба розуміти, що результат цього експерименту застосовується тільки для чорноземних ґрунтів середньої смуги. На інших ґрунтах, з іншим рельєфом та в інших кліматичних зонах результат експерименту міг би виявитися іншим.
ІВАН ГУМЕНЮК
«Ми давно хотіли спробувати в нашому господарстві вносити добрива диференційованим методом, але все ніяк не могли зважитися. Результати експерименту знаходяться в межах помилки вимірювання, нам потрібно досягти повторюваності та більш вираженої залежності між зміною норм і врожайністю. Ми обов’язково будемо використовувати результати експерименту в нашій подальшій роботі».
Я сподіваюся, що експерименти з диференційованого внесення азоту продовжаться у всьому світі, й років через п’ять ми дійдемо консенсусу. А поки що рекомендуємо, перш ніж вносити азот диференційовано, проаналізувати своє поле і самостійно визначити лімітуючі чинники.
Опубліковано в журналі “Агроном”, 2024
