Агрохімічний аналіз ґрунту — інструмент для правильного розрахунку норм та форм добрив

Безумовно, для правильного розрахунку норм та 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 за відчуттями. Водночас не знаємо, як вони впливають на рослину та ґрунтовий розчин. Пропоную дещо розібратися із удобренням с/г культур та провести розрахунок норм добрив на заплановану врожайність згідно розробленого мною методу розрахунку.

Перш за все, необхідно зробити повне агрохімічне обстеження кожного поля в господарстві з подальшим розшифруванням отриманих даних та створенням технологічної карти під заплановану культуру та врожай.

Перш ніж розповідати про послідовність проведення агрохімічного обстеження, хочу провести невеличке введення в курс агрохімії та системи удобрення рослин, щоб можна було уявити всю суть питання 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, її поглинальної здатності у відношенні до поживних речовин.

Із зовнішніх умов велике значення мають склад та 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%. За концентрації вище 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 мати в своєму складі 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. В якості прикладу можна вказати на антагонізм між катіонами кальцію (Са⁺) та водню (Н⁺). Так, якщо в живильному розчині надлишок катіону водню (у кислих ґрунтах), то наявність у розчині катіону кальцію буде заважати надходженню катіону водню у рослину. Це саме стосується й катіонів алюмінію (Al), марганцю (Mn) та амонію(NH₄). Антагонізм спостерігається і між іншими катіонами, наприклад, між кальцієм та магнієм, кальцієм та калієм та ін., та між аніонами, наприклад, між нітратним аніоном (NO^3-) й аніоном хлору (Cl^-), при цьому надлишкове внесення хлору (при удобренні хлористим калієм) буде заважати надходженню нітратного аніону (NO₃ ^-). В цьому випадку необхідно або збільшити дозу нітратного добрива, або зменшити дозу хлористого калію, або вносити хлористий калій з осені, щоб надлишок хлору вимився з 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. В той же час 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.

Потрібно відмітити, що при потраплянні в рослину катіонів середовище підкислюється, тому для добрив з даним типом діючої речовини буде найбільш оптимальним нейтральне або слаболужне середовище. При потраплянні аніонів проходить деяке 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 приймати до уваги вплив цих добрив на зміну реакції середовища та їх фізіологічну реакцію.

Варто відмітити, що поглинання рослиною поживних речовин із добрива проходить не в однакових пропорціях, а залежить від того, якого конкретного іону, катіону чи аніону більше необхідно рослині, відповідно до її потреб. Якщо рослина засвоює з добрива більше катіонів, то добриво буде фізіологічно кислим; якщо рослина буде споживати в більшій кількості аніони, то добриво буде фізіологічно лужним. Розглянемо декілька прикладів з конкретними добривами:

• Сульфат амонію ((NH₄ ⁺)₂SO₄ ^-) — фізіологічно кисле добриво. Рослина потребує в більшій кількості азот, ніж сірку, тому вона буде поглинати катіон NH₄ ⁺ в більшій кількості, ніж аніон SO₄^-. Катіон амонію поглинається в обмін на катіон водню (Н⁺) рослини, котрий буде накопичуватись в навколишньому середовищі, утворюючи із аніоном SO₄ ^-, який залишається в ґрунтовому розчині, так як 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) — так 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 зробити агрохімічне обстеження ґрунтового покриву, перш ніж використовувати добриво.

Тепер перейдемо до методики агрохімічного обстеження.

Мною була розроблена методика, перевірена часом та результатами. Ця методика є найшвидшою та знижує фінансові витрати на агрохімічне обстеження. Цю методику можна назвати універсальною, тому що вона підходить для всіх типів господарств. Я не стверджую, що вона може замінити всі існуючі методики, проте є найбільш простою, зручною у користуванні та дає певні орієнтири по нормам внесення добрив.

Суть її полягає в наступному:

Підготовка до відбору проб ґрунту

• Відбір проб проводять не менше 1 разу 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 декількох шарів методом конверта з таким розрахунком, щоб кожна проба являла собою частину ґрунту, типовою для горизонтів даного 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 2 кг.

Аналіз ґрунту

• Проводиться в 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 хочу показати, як проводити розрахунок використання добрив на запланований врожай кукурудзи на зерно (10 т/га)

Отже, ми отримали наступні 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 дуже просто переводимо ці дані в більш звичну для всіх форму:

Встановлено, що в орному шарі (0-30 см) знаходиться біля 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/кг) =  22,8 кг/га доступного мінерального азоту.

Фосфор. В цьому випадку справа дещо складніше. Все залежить від того, якого типу ґрунт. На різних ґрунтах може бути різний коефіцієнт використання доступного елементу кукурудзою (інформацію можна отримати з агрохімічних підручників та інтернету).

•  В нашому господарстві тип ґрунту — чорнозем типовий легкоглинистий добре гумусоакумулятивний (детальніше про типи ґрунту можна дізнатися з інтернету з карт ґрунтового покриву України). Коефіцієнт використання = 10%, або 0,1.
  • Доступний P₂O₅ = (87,22 мг/кг*0,1) * 1 000 000 / 1 000 000 = 26 кг/га.

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

• Доступний K₂O = (60,25 мг/кг * 0,25) * 3 000 000 / 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

• Н д.р. — норма добрив, кг/га діючої речовини;
• винесення поживних речовин 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.);
• кількість доступного елементу в ґрунті, кг/га
• 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.

Що стосується рівня рН ґрунтового розчину, в даному випадку ситуація нормальна, тобто ми можемо використовувати майже всі типи добрив. Однак, необхідно пам’ятати, що в складних комплексних добривах фосфор та калій будуть доступні для рослин тільки через 6 місяців, тому їх бажано вносити тільки з осені.

Отже, лише комплексний підхід до вирощування сільськогосподарських культур дасть можливість не лише отримати заплановану урожайність, але й знизити ризики. Проте у будь якому випадку потрібно враховувати закон мінімуму Лібіха (обмеженого фактора).

Матеріал підготував: 

Олександр Добренький, агроном-консультант «КВС-УКРАЇНА» в Харківській області