РОЗДІЛ 1. ПРЕДМЕТ, МЕТОДИ, ЗАВДАННЯ ТА ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ АГРОХІМІЇ

Лабораторні методи досліджень передбачають використання хімічних, фізико- хімічних, фізичних і мікробіологічних методів аналізу рослин, ґрунту і добрив (фотометрія, хроматографія, спектроскопія, рентгенофлуоресцентний, мас- спектроскопія та ін.). Для точніших досліджень використовують метод стабільних і радіоактивних ізотопів. Крім того, розроблено високопродуктивні поточні лінії для одночасного визначення кількох показників, широко застосовують портативні агрохімічні прилади.

До фізіолого-агрохімічних методів досліджень належать:

вегетаційні (проводять у спеціальних посудинах, які розміщують у вегетаційних будиночках);

лізиметричні (застосовують посудини місткістю 1–2 м3) – для дослідження міграції і трансформування елементів живлення в ґрунті, проведення балансових експериментів;

дослідження у фітотронах, в яких контролюють усі агрохімічні показники.

Слід зазначити, що лізиметричний метод досліджень має низку недоліків: різні конструкції лізиметрів і методики досліджень; невідповідність ґрунтовим умовам низхідних і висхідних потоків вологи, так як розірваний капілярний місток; у ґрунт лізиметра надходить на ЗО % вологи більше, ніж у польових умовах. У зв'язку з цим лізиметричний метод придатний лише для вивчення складу просоченої вологи, але втрачає реальне значення в разі перерахунку цих величин на одиницю площі.

У третю групу об'єднані польові досліди:

дрібноділянкові досліди – створюють для перевірки ґрунтів із високою родючістю, вивчення нових форм і видів добрив тощо;

короткотермінові досліди – мають практичний характер; у зв'язку з різними погодними умовами їх повторюють упродовж 3–4 років; іноді досліди за однаковою схемою закладають у різних ґрунтово-кліматичних умовах (географічна мережа дослідів) для вивчення форм, строків і способів внесення добрив;

тривалі стаціонарні досліди – дають цінну інформацію про різні системи удобрення, рівні насиченості ґрунту добривами, форми добрив, а також відповіді на питання моніторингу родючості ґрунту; деякі з вітчизняних дослідів мають унікальний за тривалістю (понад 100 років) і змістом характер, більшість з них входить в європейську систему дослідів EUROSOMNET;

виробничі досліди – проводять на великих площах у господарствах з метою підготовки практичних рекомендацій.

Для оцінювання достовірності лабораторних і біологічних досліджень застосовують економічні, енергетичні та математичні методи.

На сучасному етапі у тісному зв'язку з іншими науками агрохімія вирішує такі основні завдання; 1) удосконалення шляхів керування умовами живлення рослин, обміну речовин у процесі вегетації, встановлення закономірностей формування врожаю та його якості, розроблення шляхів і способів впливу на ці процеси; 2) вивчення властивостей ґрунтів і розроблення шляхів відтворення їх родючості; 3) колообіг і баланс елементів живлення, трансформації їх сполук у системі ґрунт – рослина – вода – атмосфера; 4) розроблення вимог щодо асортименту, якості та кількості добрив; 3) удосконалення технологій застосування добрив;

6) розроблення нових методів досліджень; 7) встановлення економічних та енергетичних показників ефективності застосування добрив; 8) контроль за екологічною ситуацією; 9) удосконалення систем агрохімічного обслуговування сільськогосподарського виробництва; 10) підготовка сільськогосподарських кадрів.

1.2. Історія розвитку агрохімії

Агрохімія та інші науки сформувались, щоб дати відповіді на запитання, які виникають у процесі практичної діяльності людини. З давніх-давен людство займалось сільським господарством. Ще в 483–445 pp. до н. е. грецький історик Геродот писав, що скіфи, які жили в Степу сучасної України, не тільки вирощували багато пшениці, а й продавали її грецьким колоніям. У II і І ст. до н. е. велику роль у розвитку наукового хліборобства відіграли праці відомих римських мислителів Катона, Варрона, Вергілія, Колумелли. Так, Катон у порадах з рільництва зазначав, що добрий догляд за полем – це добре орати і добре угноювати.

Колумелла виступав проти поглядів, що збіднений ґрунт не може відновити втрачену родючість без відпочинку. Розумна людина може зробити це за рахунок внесення гною. Крім гною він пропонував застосовувати курячий послід, зелені добрива, а також землювання.

Ще за часів античної Греції було відомо, що для життя рослин потрібні вода, ґрунт і повітря. У хліборобстві Римської імперії застосовували гній, зелені добрива, вапно, гіпс, попіл, хоча значення їх не знали. Чому гній сприяє підвищенню врожаю? Одним із перших це спробував пояснити французький художник і природознавець Бернар Паліссі (близько 1510–1589). У 1563 р. він писав, що "сіль є основою життя і росту всіх посівів". Гній, вважав він, містить солі, які утворюються під час розкладання сіна і соломи. При внесенні його в ґрунт повертається те, що було взято раніше. Рослини після згоряння перетворюються на солону золу, або луг. У ґрунт необхідно вносити золу, відходи, екскременти. Лише через 300 років точними дослідами було встановлено причини збіднення ґрунту і доведено потребу повернення в ґрунт зольних речовин у вигляді добрив. Дещо пізніше голландський природознавець Ван Гельмонт (1579–1644) на основі експериментальних досліджень дійшов висновку про водне живлення рослин. І хоч його теорію вчені не сприймали, вона все ж таки дала поштовх для подальшого розвитку наукових основ агрохімії.

Згодом німецький хімік Йоган Рудольф Глаубер (1604–1668) висунув гіпотезу, що основним чинником дії гною є селітра, яку вже давно отримували із гною для виготовлення пороху. Проте дію селітри було пояснено лише після відкриття азоту, тобто через 100 років. На жаль, погляди Паліссі і Глаубера свого часу належно не оцінили.

На Заході тривалий час панувала помилкова "гумусова теорія" живлення рослин, висунута в 1761 р. шведським ученим Юханом Готтшалком Валлеріусом і широко розрекламована німецьким ученим-агрономом Альбертом Даніелем Теєром (1752–1828). Згідно з нею, гумус є єдиним джерелом елементів живлення для рослин, а мінеральні речовини лише сприяють його перетворенню на засвоювані форми. Дещо пізніше вона була спростована, але стала поштовхом для подальших досліджень і узагальнень у цьому питанні.