Наукові основи застосування добрив у сучасних агротехнологіях

Ґрунти України за вмістом рухомих поживних речовин належать до середньозабезпечених. Одержати високі врожаї за рахунок їх природної родючості майже неможливо. Для ведення продуктивного землеробства з одночасним віднов­ленням родючості ґрунтів альтернативи мінеральним добри­вам немає. Мінеральні добрива с одним з найефективніших ресурсних засобів підчищення продуктивності землеробства. За даними ФАО, Західна Європа і США третину врожаю одержують за рахунок мінеральних добрив. Рівень їх засто­сування у світі постійно зростає. Загальний обсяг виробни­цтва і застосування мінеральних добрив буде зростати, пере­дусім за рахунок слаборозвинутих країн світу. У країнах з розвинутою ринковою економікою обсяг використання міне­ральних добрив стабілізувався або дещо зменшився. Це зу­мовлено високим рівнем виробництва сільськогосподарської продукції, зменшенням ресурсних витрат, високим вмістом рухомих поживних речовин у ґрунті (фосфору й калію - 200 - 300 мг/кг ґрунту), особливо у країнах Північної й Північ-но-Західної Європи, де з 50-х років мінеральні добрива що­річно вносять понад 100 кг/га д.р. Проте рівень застосування добрив у розвинутих країнах світу залишається високим. У Нідерландах, Єгипті і Великобританії дози азоту коливають­ся у межах 200 - 500 кг/га, у Японії, Франції, Данії і КНР -понад 100 кг/га. Дози фосфору й калію нижчі, проте залиша­ються на високому рівні. При цьому врожайність зернових досягає 50 - 60, озимої пшениці - 60-80 ц/га. Рівень внесен­ня мінеральних добрив у США зростав протягом ЗО років, по­тім стабілізувався, а з 1981 р. почав зменшуватися, перед­усім за рахунок скорочення посівних площ. А в умовах інтен­сивного землеробства, де запроваджено високопродуктивні сівозміни, добрива під зернові культури вносять у високих дозах: під пшеницю - 171, під кукурудзу на зерно - 318 кг/га

д.р. NРК.

В Україні рівень хімізації землеробства почав інтенсивно зростати"з другої половини 60-х років. У середньому на 1 га посівної площі у 1966-1970 рр. вносили 46 кг, у 1971-1975 рр. - 84, у 1976-1980 рр. - 111, у 1981-1985 рр. - 125, у 1986 -1990 рр. - 148 кг д. р. мінеральних добрив. Дози їх зростали під озиму пшеницю (від 49 до 177 кг/га д.р. NРК), кукурудзу на зерно (від 44 до 207), картоплю (від 119 до 244), овочеві (від 78 до 208), кукурудзу на силос і зелений корм (від 28 до 142 кг/га NРК). Урожайність зернових у середньо­му за 1986 - 1990 рр. порівняно з урожайністю 1966-1970 рр. зросла на 9,3 ц/га, озимої пшениці - на 12,8, кар­топлі - на 22, кукурудзи на силос і зелений корм - на 94 ц/га. За рахунок мінеральних добрив у середньому за 1986-1990 рр. одержано 7 млн. т зерна, 9,5 млн. т коренеплодів цукрових буряків, 18,7 млн. т зеленої маси кукурудзи.

Збільшення внесення мінеральних добрив на фоні загаль­ного підвищення культури землеробства позитивно позначи­лося не тільки на врожайності сільськогосподарських куль­тур, а й на відновленні родючості ґрунтів. Баланс по азоту у землеробстві склався ще у першій половині 80-х років і підтримувався до 1990 р. Слабо позитивний баланс по фосфору був ще раніше - у першій половині 70-х років і поступово зростав до 1990 р. Баланс калію у землеробстві завжди від'ємний, хоча на період 1986-1990 рр. зменшився у 2 рази.

Починаючи з 1991 р., обсяги застосування мінеральних добрив поступово зменшуються. Рівень внесення азоту на 1 га посівної площі знизився з 59 до 15, фосфору - з 38 до 4, калію - з 34 до 2 кг/га. Урожайність сільськогосподарських культур формувалася в основному за рахунок поживних ре­човин ґрунту і залишкових добрив. Навіть у сприятливий за погодними умовами 1993 р. урожайність основних сільсько­господарських культур (за винятком зернових колосових) була нижчою, ніж середня врожайність за 1986-1990 рр. Особливо низьковрожайним виявився 1996 р. Зниження вро­жайності зумовлено погіршенням ґрунтового режиму жив­лення рослин та дуже низьким обсягом застосування орга­нічних і мінеральних добрив.

Щорічно з урожаєм, залежно від його величини, виносить­ся з ґрунту 100 - 200 кг/га поживних речовин. Якщо їх не повернути, ґрунт збіднюється на найбільш доступні для рос­лин елементи живлення, що знижує врожайність сільсько­господарських культур. Особливо істотно знижується вро­жайність в екстремальні (посушливі) роки.

Для відшкодування виносу при низькій урожайності (21 ц/га зернових одиниць - середня врожайність основних сільськогосподарських культур) потрібно 3,1 млн. т пожив­них речовин для посівної площі 25 млн. га. Щоб одержати урожайність 30 ц/га зернових одиниць, потрібно внести в ґрунт 4,4, а 40 ц/га зернових одиниць - 5,9 млн. т поживних речовин на згаданій площі. Відшкодувати винос поживних речовин з ґрунту можна за рахунок органічних добрив, міс­цевих сировинних ресурсів та біологізації землеробства. Вра­ховуючи те, що ці джерела не набули широкого розвитку, то основна частина поживних речовин для відшкодування ви­носу залишається за мінеральними добривами. На сучасному етапі застосування їх має бути високоекономічним і відпові­дати таким основним вимогам (за М. В. Лісовим):

1. Відшкодування виносу азоту повинне бути у межах 90
- 100%. Надмірне нагромадження азоту в ґрунті зумовлює
непродуктивні його втрати в атмосферу і ґрунтові води, а та­
кож небезпечне забруднення нітратами довкілля та сільсько­
господарської продукції. Відшкодування виносу фосфору
має становити 100% . Враховуючи те, що ґрунти України пе­
реважно середньозабезпечені рухомим фосфором, а це стри­
мує одержання високих і сталих врожаїв, особливо у посуш­
ливі роки, краще мати позитивний баланс фосфору. Це забез­
печить нагромадження його у ґрунті і тим самим підвищить
продуктивність і стійкість землеробства. Встановлено, що
внесення 70 кг/га Р2О5 з добривами понад винос забезпечує
підвищення вмісту рухомого фосфору на 10 мг/кг ґрунту. Ка­
лію у ґрунті більше, ніж азоту й фосфору, особливо у степовій
зоні. На чорноземах звичайних, південних та темно-капіта­
нових ґрунтах запаси валового калію значні. Відомо, що фор­
ми калію у ґрунті динамічні і обмінний калій постійно по­
повнюється за рахунок важкодоступних форм, у результаті
чого рослини добре забезпечені доступним калієм. Винос ка­
лію на цих ґрунтах можна не компенсувати у найближчі ро­
ки і тим самим забезпечити ресурсозбереження та зменшен­
ня економічних витрат на застосування добрив. На чорнозе­
мах звичайних північного Степу та типових Лісостепу від­
шкодування виносу калію можна допустити на 50, а на опід-
золених ґрунтах - на 70-80%. На дерново-підзолистих і ін­
ших ґрунтах Полісся відшкодування виносу повинне стано­
вити 100% . Отже, по кожному елементу живлення потрібно
враховувати специфічні підходи до кругообігу їх в агроцено­
зі з урахуванням типів ґрунтів та їх забезпеченості поживни­
ми речовинами.

2. Другою вимогою до застосування мінеральних добрив
на сучасному етапі є оптимізація доз з обов'язковим еконо­
мічним ефектом. Висока ціна на придбання мінеральних доб­
рив та значні витрати на їх застосування потребують нових методичних підходів до оптимізації доз з метою економії ре­сурсів і одержання високої прибутковості. Науковими дос­лідженнями встановлено, що кожна наступна одиниця зрос­таючих доз добрив забезпечує менший приріст урожаю, ніж попередня. Ця закономірність має назву закону убуваючої прибутковості. Тому важливо встановити економічну рів­новагу, після якої подальше зростання доз добрив буде збит­ковим. Рівновага настає, коли витрати коштів на одиницю добрива відповідають надходженню коштів від врожаю, одержаного за рахунок цієї самої одиниці. Економічну рівно­вагу визначають за допомогою регресійних рівнянь і графіків (рис. 6). Економічну рівновагу знаходимо на перетині прямої 4 витрат коштів на добрива і ламаної лінії 3 надходжень кош­тів за рахунок приросту врожаю. Через точку перетину про­ходить вертикальна пряма 5, що визначає максимальну дозу добрива і приріст урожаю від цієї дози. Економічна рівнова­га кожної одиниці добрива оцінюється в міру зростання дози і визначається точка, за якою збільшення дози буде еконо­мічно збитковим. Розрахунки за результатами польових дос­лідів з добривами агрохімічної служби і географічної мережі дали змогу визначити допустимі в економічному відношенні дози добрив. Прирости врожаю розраховували від кожної наступної одиниці (ЗО кг/га д.р.). Максимально можливі до­зи азоту під озиму пшеницю становили: на дерново-підзолис­тих ґрунтах - 71 кг/га, на темно-сірих опідзолених - 56, на чорноземах (типових, звичайних, південних) - 41-47 кг/га. Дози фосфорних і калійних добрив коливаються за окремими типами ґрунтів у межах 30-50 Р2О5 і 32-57 кг/га К₂О.

3. Черговою умовою ефективного застосування мінераль­них добрив є використання сучасних способів їх внесення. Традиційно близько 70% добрив від загального обсягу вноси­ли по поверхні ґрунту з наступною оранкою чи культива­цією, що було енерго- і ресурсовитратним. Найдоцільніше вносити їх одночасно з проведенням будь-якого агротехніч­ного заходу. При цьому зменшуються дози добрив і підвищу­ється їхня окупність. Найефективніше вносити мінеральні добрива локально під культивацію перед сівбою, а також у рядки при сівбі і в підживлення. Внесення 10-15 кг/га Р2О5 при сівбі озимої пшениці забезпечує приріст урожаю 1,0-1,5 ц/га, а окупність 1 кг Р2О5 становить 10-15 кг зерна. Ряд­кове внесення фосфору при сівбі високоефективне під усі зер­нові культури. Підживлення озимої пшениці рано навесні азотом у дозі 20 кг/га забезпечує приріст урожаю 2-3 ц/га, а окупність 1 кг азоту становить 10-15 кг зерна. Під кукуру­дзу на зерно ефективним є підживлення нітроамофоскою

(1 ц/га фізичної маси) за умови достатнього зволоження ґрунту. Приріст урожаю становить 4,9 ц/га, а окупність 1 кг поживних речовин - 9,7 кг зерна.

Для одержання 40 млн. т зерна потрібно внести під зерно­ві культури 2,2 млн. т діючої речовини мінеральних добрив, у тому числі: азотних - 805, фосфорних - 773, калійних -622 тис. т. Важливо навесні довнести добрива у вигляді під­живлення, під ранньовесняну культивацію та в рядки під час сівби. Найефективніше підживити озимі культури рано на­весні у дозах 30-40 кг/га азоту. Під зернові культури доціль­но вносити під допосівну культивацію нітроамофоску (1-1,5 ц/га фізичної маси), або азотні та калійні добрива у дозах 30 - 40 кг/га кожного елемента живлення. Із азотних добрив краще застосовувати аміачну селітру, сечовину, аміачну во­ду, а з калійних - калімагнезію та калійно-магнієвий кон­центрат. При сівбі зернових обов'язковим є внесення фос­форних добрив у дозі 10-15 кг/га Р₂О₅. Із фосфорних добрив потрібно застосовувати суперфосфат простий гранульований, суперфосфат амонізований та амофос. Якщо добрива під ку­курудзу на зерно не внесли з осені і не буде можливості внес­ти під допосівну культивацію, то посіви потрібно підживити у фазу 3-5 листків під час міжрядного обробітку ґрунту ніт­роамофоскою чи нітрофосом у дозі 1,5-2 ц/га фізичної маси.

За даними масових польових дослідів, встановлено, що найефективніше вносити добрива малими дозами на великих посівних площах, ніж у високих - на обмежених (табл. 15).

Якщо обсяг внесення азоту не змінюється, а зменшується тільки посівна площа, то валовий збір зерна буде поступово зменшуватися (табл. 16).

Враховуючи потребу застосування мінеральних добрив для одержання запланованого валового збору зерна, потрібно відпрацювати на державному рівні механізм розрахунку за добрива, який давав би змогу сільськогосподарським підпри­ємствам закупляти їх в оптимальних обсягах і застосовувати в науково обґрунтованих дозах.

Таблиця 15