РОЗДІЛ 5. МАКРОЕЛЕМЕНТИ І МАКРОДОБРИВА

Ефективність азотних добрив істотно підвищується після вапнування кислих ґрунтів, що пояснюється ліпшим засвоєнням азоту, підвищенням іммобілізації азоту ґрунтом, поліпшенням фосфорного живлення рослин. У засушливих степових районах позитивна дія азотних добрив посилюється в разі зрошення, особливо за поєднання оптимальних норм азоту та режимів зрошення.

У зв'язку з тим, що різні сорти й гібриди сільськогосподарських культур мають неоднакові біологічні особливості розвитку і по-різному реагують на родючість ґрунту, попередники, гідротермічні умови, норми добрив, строки і способи їх застосування диференціюють залежно від запланованої врожайності на кожному полі. Чим вищий урожай заплановано і чим нижча родючість ґрунту, тим більше потрібно вносити азотних добрив. В умовах недостатнього зволоження їх норми мають бути менші, ніж за достатнього зволоження та в умовах зрошення. Для запобігання зниженню врожайності, погіршенню якості продукції та забрудненню навколишнього природного середовища сполуками азоту норми азотних добрив мають не перевищувати максимально допустимих величин.

Внесення підвищених норм азотних добрив, особливо на ранніх стадіях росту зернових культур, спричинює вилягання рослин, зниження врожаю і погіршення умов його збирання. За вилягання пшениці озимої у фазу цвітіння врожай зерна зазвичай знижується на 40 %, через 15 діб після цвітіння – на 30 і через 30 діб після цвітіння – майже на 20 %. За надмірного азотного живлення зернових культур у рослинах підвищується вміст азоту, амінокислот і різних цукрів, що призводить до ушкодження їх попелицями, борошнистою росою та іржею. Тому під час визначення норм азотних добрив для зернових потрібно ретельно враховувати ґрунтові й погодні умови, дію попередників та інших агротехнологічних чинників.

Упродовж вегетації сільськогосподарські культури мають різні періоди найінтенсивнішого використання азоту. Тому залежно від біологічних особливостей культур і сортів наближення строків застосування азотних добрив до періоду активного засвоєння азоту рослинами є одним із засобів підвищення ефективності добрив.

Цінність різних форм азотних добрив, внесених завчасно до початку використання азоту рослинами, однакова. Ефективність аміачних і нітратних добрив залежить від умов їх використання.

Особливу увагу приділяють добору форм мінеральних добрив в умовах зрошення, де доволі складно поєднувати оптимальні режими зрошення й удобрення.

Нітратні та аміачно-нітратні азотні добрива вносять у рядки під час сівби в дозі 7–10 кг азоту/га, а також для підживлення (за потреби). Підживлення проводять у період найбільшої потреби рослин в азоті. Азотні добрива можна також вносити восени під час зяблевого обробітку ґрунту (за винятком районів з достатнім зволоженням і штучним зрошенням). Азот амонійних добрив добре вбирається ґрунтом, але в разі завчасного внесення за оптимальних умов зволоження і температури ґрунту відбувається його нітрифікація. Нітратний азот, що при цьому утворюється, вимивається з орного шару ґрунту осінньо-зимовими опадами та зазнає денітрифікації. За поверхневого внесення амонійних добрив, зокрема на лужних ґрунтах, можливі втрати азоту внаслідок таких хімічних перетворень:

2NН4С1 + СаСO3 = СаС12 + (NН4)2СO3.

Карбонат амонію, що утворився, легко розкладається з виділенням аміаку: (NH4)2C03 → 2NH3↑ + Н2O + CO2.

Рідкі азотні добрива використовують для основного удобрення та для підживлення. Найліпше їх вносити у ґрунт наприкінці березня – на початку травня. Амоній при цьому майже без втрат нітрифікується до кінця червня. За ефективністю рідкі азотні добрива рівноцінні твердим, але мають деякі переваги: дають змогу майже повністю механізувати всі роботи з їх застосування; вносити разом з мікроелементами, пестицидами, інгібіторами, поєднувати внесення з іншими агротехнологічними заходами із дотримання встановлених правил техніки безпеки і гігієни праці. Щоб запобігати втратам газоподібного аміаку, рідкі аміачні добрива вносять на достатню глибину, а амонійні та амідні після поверхневого розбризкування негайно заробляють у ґрунт. Ефективним є також пізньоосіннє їх внесення, коли температура ґрунту знижується до 10–5 °С і процеси нітрифікації пригнічуються. Більша частина азоту взимку зберігається в ґрунті у формі амонію, що зводить до мінімуму його втрати.

Рідкі азотні добрива мають такі переваги перед твердими: висока продуктивність під час внесення; оптимальна точність розподілу по площі; точне дозування під час внесення малих доз добрив; швидке поглинання листками; комбінування з засобами захисту рослин, деяке поліпшення дії останніх; підвищення змочувальної здатності деяких препаратів; зменшення випаровування робочого розчину; поліпшення поглинання діючих речовин; економія робочого часу. Поряд з цим вони мають і деякі недоліки: можливість втрати аміаку; ушкодження опіками листків під час або після вологої погоди, коли тканина листків м'яка, під час сильної інсоляції, за розбавляння водою від 1 : 1 до 1 : 3; виші грошові витрати на зберігання; на ґрунтах з нейтральною і лужною реакцією необхідність негайного заробляння в ґрунт.

Ефективність азотних добрив можна також підвищити запровадженням локальних способів внесення, використанням інгібіторів нітрифікації і застосуванням азотних добрив тривалої дії. Локальне внесення рідких і амонійних форм добрив сприяє утворенню висококонцентрованих зон мінерального азоту в ґрунті внаслідок низької міграції амонійного азоту, що закріплюється в обмінному й необмінному станах. Висока концентрація азоту також пригнічує процес нітрифікації.

Ефективність азотних добрив обернено пропорційно залежить від запасів мінерального азоту в кореневмісному шарі ґрунту. Тому всі методи встановлення оптимальних норм азотних добрив, які нині застосовують, зводяться до обліку вмісту мінерального азоту в ґрунті перед сівбою або в ранні фази росту й розвитку рослин. Значно ускладнюють практичну діагностику дуже швидкі порівняно з іншими елементами мінерального живлення рослин зміни азотного режиму ґрунту в часі та просторі. Результати дослідів з ізотопами азоту та електроультрафільтрації довели, що азот мінеральних добрив значно швидше надходить у рослини порівняно з мінералізованим азотом ґрунту. Це пов'язано з тим, що навколо іонів NH4+ та NO3- накопичується оксид силіцію SiO2, який ускладнює й затримує надходження їх у рослини. Крім того, мінералізований азот може бути обтяжений комплексами, які утворюються під час взаємодії іонів NH4 та NO3- ґрунту з оксидами азоту.

Теоретичну норму азотних добрив розраховують так:

HN = (Кількість азоту на запланований врожай + Мінеральний азот Nмін у профілі ґрунту під час збирання врожаю) – (Nмін перед сівбою чи садінням + + Кількість Nмін, що утворюється у процесі мінералізації органічних речовин упродовж вегетаційного періоду).

За цим методом азот мінеральних сполук ґрунту визначають на глибині до 60–90 см. Його кількість (від 20 до 100 кг/га і більше) сильно змінюється залежно від умов (ґрунт, погода, сівозміна, удобрення, обробіток ґрунту і т. д.).

Вважають, що кількість мінерального азоту в профілі ґрунту 0–60 см після збирання врожаю залежно від культури не має перевищувати 30–50 кг/га.

Ефективність азотних добрив обумовлена прямою дією їх азоту як безпосереднього джерела азотного живлення. Це виявляється в ступені використання елемента, підвищенні врожаю й окупності ним витрат на добрива. Поряд з цим азотні добрива порушують збалансованість внутрішньоґрунтового циклу азоту, активізують мінералізаційні процеси, посилюють мобілізацію додаткової кількості азоту в засвоюваній рослинами формі. В результаті цього рослини додатково можуть використовувати мобілізований азот із ґрунтових запасів – "екстра"-азот. Цей ефект називають "затравним", або "первинним" (priming effekt), або додатковим ефектом взаємодії (added nitrogen interaction – ANI). Основною його причиною перш за все є процеси, які приводять до заміщення азоту ґрунту на азот добрив у процесах внутрішньоґрунтової трансформації. В результаті замість азоту мінералізованих сполук ґрунту іммобілізується, денітрифікується і засвоюється рослинами азот добрив, а деяка частина азоту ґрунту залишається незадіяною у вигляді "екстра"-азоту.

Кількість додатково використаного рослинами азоту ґрунту під впливом внесених азотних добрив назвали "екстра"-азотом. Існує багато пояснень його утворення, але найбільше визнання отримала концептуальна модель, згідно з якою поява "екстра"-азоту зумовлена підвищенням ступеня мінералізації органічних речовин ґрунту на фоні поліпшення азотного живлення. Проте існує й думка (И. Н. Шарков, 1987), що утворення "екстра"-азоту під впливом азотних добрив обумовлено не інтенсифікацією процесів мінералізації органічних речовин ґрунту, а іншими причинами: 1) підвищенням фізіологічної активності кореневої системи; 2) зменшенням іммобілізації ґрунтового азоту мікроорганізмами; 3) дією азотних добрив на ґрунт подібно хімічним агентам.

Цей процес відбувається з різною інтенсивністю залежно від типу ґрунту, форм гумусу (здатності до розкладання), погодних умов, доз азотних добрив, еродованос- ті ґрунту, застосування засобів хімізації тощо. Частка азоту, який додатково надходить у рослину з ґрунту під впливом азотних добрив, може сягати 20 % загального виносу.