«Быть или не быть» растениям с азотом, а нам – с урожаем

“Эффективность – это получение большего при минимальных вложениях”
Т.C. Мюррелл, Международный институт питания растений (IPNI), США

Украинская пословица: «Паны дерутся — у мужиков чубы трещат» в сегодняшних условиях приобретает особую актуальность. И чубы трещат, и голова пухнет. А еще бы не опухшая, ведь существует высокая вероятность того, что в этом году многим аграриям придется полностью менять технологии – переходить на «полуорганическое» земледелие.

Учитывая последние события на отечественном рынке минеральных удобрений, отказ от их использования будет базироваться как на дефиците, так и на цене. Все было бы ничего, если бы не те сорта (гибриды) с высоким генетическим потенциалом, для его раскрытия требуют полноценного питания. Поэтому вопрос, каким образом можно обеспечить бездефицитное минеральное питание в условиях дефицита ресурсов, приобрело особую актуальность, когда каждый внесенный килограмм удобрений должно быть экономически оправданным и давать максимальный прирост к урожаю. Его решение просто не возможно без разработки оптимальных моделей агротехнологий, которые непременно должны носить зональный характер, и реализация которых должна свести к минимуму непроизводственные потери биогенных элементов. И коэффициенты использования питательных веществ должны приблизиться к максимальным уровням.

Видимо, нет нужды акцентировать на том, что основным элементом, лимитирующим продуктивность растений является азот, а на закупку азотных удобрений хозяйства тратят от 60 до 95 процентов средств, предназначенных на приобретение агрохимикатов. При этом стоит отметить, что по обобщенным данным непроизводственные потери азота из почвы при его внесении с минеральными удобрениями, представляют в виде:

газообразных продуктов – 15-30%;
иммобилизации в органическое вещество почвы – 20-40%;
потери из-за вымывания нитратов – от 10 и более процентов.

Если раньше считали, что растения способны усваивать до 80% азота из минеральных удобрений, то более поздними исследованиями с помощью стабильного изотопа 15N доказано, что в полевых условиях общее усвоение растениями азота из вносимых минеральных удобрений не превышает 30-50%. Кроме того, этот метод позволил установить, что величина усвоения азота из удобрений меняется и определяется не только биологическими особенностями выращиваемых культур, но и сортовым (генетическим) контролем за поступлением, ассимиляцией и метаболизмом азота в растении. Так, например, современные сорта пшеницы для увеличения урожайности и формирование качества зерна, как при низких, так и высоких доз азота, в сравнении с «древними», гораздо эффективнее используют почвенный азот. Это обусловлено направлением современной селекции пшеницы на эффективное использование азота на ростовые процессы, что сопровождается ростом его содержания в зерне и изменением структуры растения на пользу зерновой продуктивности.

Факторы влияния на эффективность азотных удобрений

Существенное влияние на усвоение азота удобрений играют условия увлажнения, количество и виды пожнивных остатков предшественников. Бесспорным является тот факт, что в вопросе эффективности удобрений важное место занимает почва, в частности его тип. Ведь, минеральные соединения азота, как правило, в почве не накапливаются в больших количествах, потому что поглощаются растениями, используются микроорганизмами и частично трансформируются в органическую форму. В целом же содержание азота в почвах колеблется от 0,07% до 0,5%.

Почвенный азот находится в основном в недоступной для растений органической форме, а на долю минерального азота приходится только 1-2% его общего количества. Правда, в результате микробиологических процессов органические формы азота трансформируются и следует отметить, что внесение азотных удобрений усиливает минерализацию органического вещества почвы, а усвоение растениями азота при этом возрастает. Процессы минерализации и иммобилизации органического вещества в почве происходят постоянно, причем процесс минерализации органического вещества преобладает над иммобилизацией, поэтому в грунте постоянно присутствует определенный запас минерального азота. Так, в дерново-подзолистых почвах может образовываться до 30-35 кг/га минерального азота, в черноземах – до 50 кг/га. Поэтому основная задача агрономической службы-обеспечить максимальное его использование культурными растениями путем сбалансированного хода процессов минерализации и иммобилизации органического вещества почвы благодаря непосредственному включению свіжовнесеного азота удобрений в общий цикл превращений азота и поглощения растениями.

Для определения оптимальных доз азотных удобрений и корректировки сроков их внесения с учетом погодных условий, предшественника, плодородия почвы и планируемой урожайности сначала нужно выяснить количественное и качественное содержание минерального азота в почве. Поскольку при внесении удобрений происходит уменьшение соединений азота почвы, что легко гидролизуется, зато наблюдается увеличение фракций, что трудно гидролизуются или вообще не гидролизуются. То есть, часть азота из удобрений переходит в недоступную или труднодоступную для растений форму. Прежде всего это касается аммония, поскольку (в избытке) он беспроблемно может занимать нишу калия в первичных силикатных минералах и полевых шпатах или же «включаться» в кристаллическую решетку минералов, подобных вермикулита или іліту. Типичным примером фиксирования нитратных форм азота является его биологическое поглощение, но если процесс биологического поглощения микроорганизмами слишком выражен, то это обязательно негативно скажется на питании культурных растений. Однако, как показывает практика, наибольшие потери азота из почвы и удобрений происходят вследствие денитрификации, то есть в процессе восстановления нитратного азота до свободного молекулярного или же до газообразных окислительно-закиснет его форм. Биологическая денитрификация осуществляется группой денітрифікуючих бактерий и особенно интенсивно происходит в анаэробных условиях при щелочной реакции почвы при наличии богатого клетчаткой органического вещества – соломы. Однако наибольшие потери азота почвы и удобрений в газообразном его состоянии происходят в результате денитрификации, амоніфікації и нитрификации в форме молекулярного азота (N2), его оксидов (NO; N2O; NO2) и аммиака (NH3). Так, потери из внесенных азотных удобрений могут составлять до 20% из аммиачных удобрений и примерно 30% из нитратных форм, а на дерново-подзолистых почвах могут достигать и до 50%. Исследованиями доказано, что основная часть аммиачного азота теряется в первый месяц после его внесения. Далее, когда в процессе нитрификации большая часть азота переходит в нитратную форму, потери аммиака значительно снижаются. О дерново-подзолистых почв, то самые высокие потери аммиака зафиксировано в течение первых 10 суток после внесения азотных удобрений, через 2-3 недели выделения из почвы NН3 прекращается совсем. Количество испарения аммиака из почвы зависит от формы азотного удобрения. По величине потерь из почвы азота удобрений в виде NH3, азотные удобрения располагаются так: сульфат аммония (3-14% от внесенного количества), аммиачная селитра (1-14%), мочевина (2-20%), водный аммиак (45-53%).

Как показывает практика, агрономическая эффективность азотных удобрений и размеры потерь азота напрямую зависит от глубины их заделки в почву. Так, например, не зависимо от типа почвы зафиксированы максимальные потери азота при поверхностном внесении карбамида (мочевины) или его заделки на глубину 3-5 см, тогда как при глубине до 15 см потери азота практически исключаются. Аналогичная ситуация наблюдается и при внесении аммиачной селитры и сульфата аммония: выветривания аммиака из почвы в процессе их внесение на черноземе обычном с глубины 18-20 см практически сводилось к минимуму, чего нельзя сказать о поверхностной заделкой (боронование), где размер потерь доходил до 30%. Одним из факторов, что влияет на легкость и обеспечивает уменьшение газообразных потерь азота удобрений при более глубокой их заделки, снижение интенсивности микробиологических процессов, при этом газы, образующиеся в процессе амоніфікації, денитрификации и нитрификации, проходя через толстый слой почвы, более полно поглощаются почвенным коллоидным комплексом.

Далеко не последнее место на влияние размеров потерь и эффективности удобрений занимают влажность, рН и температура почвы. Обратим внимание на таблицу или диаграмму о влияние рН почвы на доступность макро - и микроэлементов для растений.

agrostory.com