РОЗДІЛ 5. МАКРОЕЛЕМЕНТИ І МАКРОДОБРИВА

Перші наукові дослідження цієї проблеми провів А. Є. Зайкевич (1888). Він довів переваги рядкового внесення суперфосфату під буряк цукровий порівняно з розкидним, які пов'язані з теоретичними положеннями, наведеними нижче. Висока чутливість до нестачі фосфору насамперед виявляється на ювенільних стадіях розвитку рослин і надалі значно впливає на формування врожаю. На етапі проростання насіння до появи та до початку діяльності асиміляційного апарату в проростках переважають процеси розщеплення запасних органічних речовин. У цей період також закладається коренева система. Тому чим повніше будуть використані пластичні речовини насіння на проростання, тим інтенсивніше росте і розвивається рослина. В агрохімії важливим є також питання поглинання фосфатів добрив ґрунтом і міцності їх зв'язування, від якого залежить доступність фосфору для рослин. За локального застосування добрив фосфор із ґрунтом взаємодіє лише на периферії стрічки внесених добрив, тому рослини краще його засвоюють.

На початку розвитку рослини створюють резерв фосфору, який потім перерозподіляється між органами залежно від потреби їх у цьому елементі живлення для синтезу органічних речовин. Так, у фізіологічних дослідженнях з ячменем навіть повне вилучення фосфору зі складу поживного розчину після п'ятитижневого періоду росту не впливало на врожай і якість зерна (Петербурзький О. В., 1989).

На початку росту рослини живляться фосфором переважно за рахунок поживних речовин насіння. Коренева система молодих рослин слабко засвоює важкорозчинні сполуки фосфору з ґрунту, тому на початку вегетації потрібно мати резерв добре розчинних сполук цього елемента. Якщо врахувати масу орного шару ґрунту (3 тис. τ/ra) і прийняти його вологість за 25 % (хоча ці запаси і не всі доступні для рослин), то за концентрації 0,05 мг P2O5/л ґрунтового розчину загальна його кількість становитиме лише 0,4 кг/га. У статистичних умовах міграція іонів Н2РО4- майже відсутня. За даними Б. С. Носка (2004), переміщення фосфору від гранули добрива становить не більш як 1 см. Тому за низької розчинності добрив і значних відстанях між їх гранулами в ґрунті виникає ймовірність позиційної недоступності засвоєння фосфору рослинами, оскільки цей процес відбувається лише внаслідок дифузії у невеликій зоні навколо кореня. Збільшення розміру гранул і вмісту фосфору в добриві може також негативно впливати на його ефективність. За локального внесення добрив зменшується площа їх контакту з ґрунтом, що ускладнює перехід фосфору у важкодоступний стан і сприяє його повнішому засвоєнню рослинами.

Отже, поняття доступності фосфору добрив на початку вегетації рослин потрібно більше розглядати в просторовому, а не в хімічному аспекті. Це свідчить про те, що доступність фосфору для рослин переважно залежить від їх індивідуальних особливостей, типу та інтенсивності утворення кореневої системи, що є спадковими ознаками. Потреба внесення фосфорних добрив у рядки значно зростає в разі збільшення товщини шару удобрюваного ґрунту. Горох і кукурудза після внесення під них суперфосфату гранульованого в рекомендованих нормах рядкового удобрення фосфором не потребують, тоді як у пшениці озимої та ячменю ярого ця потреба зростає зі збільшенням глибини обробітку ґрунту в разі внесення невисоких норм фосфорних добрив. Особливу увагу цьому агрозаходу треба приділяти під час вирощування буряку цукрового. Навіть після внесення під нього 4 ц/га суперфосфату гранульованого в шар ґрунту 0–10 см виникає потреба в рядковому внесенні фосфору, а під оранку на глибину 30 см недостатнім є внесення навіть 13 ц/га суперфосфату гранульованого.

Внесення 1 ц/га суперфосфату гранульованого в рядки забезпечує підвищення врожайності зернових на 5–6 ц/га, тоді як за розкидного – на 1–2 ц/га (А. М. Артюшин, Л. М. Державін, 1984).

В умовах нестійкого і недостатнього зволоження ефективність добрив значно залежить від глибини загортання їх у вологий ґрунт. Фосфор із добрив найліпше засвоюється тоді, коли вони зароблені в шар ґрунту 10–20 см. У зв'язку з малою рухливістю фосфатів у ґрунті перенесення частини фосфору з основного удобрення для підживлення або заміна ним основного удобрення недоцільна навіть тоді, коли використовують його легкодоступні форми. Так, після внесення суперфосфату на глибину 0–8 і 16-24 см фосфору з верхнього шару ґрунту в початкові фази росту рослин засвоювалося в 10 разів більше, ніж із нижнього; наприкінці вегетації спостерігалися переваги глибокого внесення добрив. В умовах зрошення і достатнього зволоження значних відмін у використанні фосфору із суперфосфату за глибокого і мілкого внесення не виявлено (О. В. Сдобникова, 1985). Отже, рядкове удобрення використовують для поліпшення умов живлення рослин фосфором на початку вегетації, а основне – для забезпечення їх цим елементом упродовж усього вегетаційного періоду.

Ступінь розчинності фосфорних добрив не завжди збігається з їх удобрювальною цінністю.

Напіврозчинні та нерозчинні фосфорні добрива використовують насамперед під такі культури, як люпин, гречка, жито, горох, гірчиця, що засвоюють фосфор краще, ніж інші культури. Ефективність фосфорних добрив підвищується за внесення їх на фоні гною та інших органічних добрив. При цьому залізо й алюміній зв'язуються органічними речовинами, що зменшує осадження нерозчинних фосфатів і підвищує їх розчинність.

Ефективність фосфорних добрив пов'язана також з реакцією ґрунтового розчину. На дерново-підзолистих ґрунтах позитивна дія фосфорних добрив, внесених під пшеницю озиму, посилюється зі зменшенням кислотності ґрунту до pH 5,6, а на більш лужних ґрунтах вона ослаблюється. Тому вапнування кислих ґрунтів є одним із заходів підвищення ефективності фосфорних добрив. На слабкокислих і лужних ґрунтах ефективність малорозчинних фосфорних добрив порівняно із суперфосфатом знижується. Тому фосфорні добрива насамперед потрібно вносити на кислих ґрунтах, щоб використати кислотність ґрунтового середовища для підвищення їх розчинності. Суперфосфати на кислих ґрунтах доцільно вносити локально до сівби або під час сівби сільськогосподарських культур, оскільки вони швидко переходять у важкорозчинні форми. Рядкове удобрення забезпечує розміщення добрив біля насіння рослин і скорочує тривалість їх взаємодії з ґрунтом до періоду активного засвоєння. Позитивний вплив локалізації добрив пояснюють зниженням фіксації фосфору внаслідок взаємодії добрива з меншим об'ємом ґрунту, створення поблизу коренів рослин зон із підвищеним вмістом рухомих фосфатів. У дослідженнях з 32Р встановлено (Б. С. Носко, 1987), що за рівномірного перемішування фосфорних добрив з ґрунтом близько половини фосфору поглинається впродовж перших 2 год, а решта – впродовж кількох діб. Отже, рослини використовують фосфор уже зі сполук, що утворюються в результаті взаємодії фосфорних добрив з ґрунтом та притаманних такому типу ґрунтів. Тільки цим можна пояснити однакову ефективність суперфосфату, внесеного за рік до сівби й перед сівбою сільськогосподарських культур. На швидкість поглинання фосфору ґрунтом можна впливати двома способами: насиченням ґрунтових колоїдів фосфатами та локалізацією фосфорних добрив. За розкидного внесення фосфорних добрив для повного насичення ґрунтових колоїдів потрібні дуже високі норми фосфорних добрив. За локального внесення фосфати поглинаються тільки по периферії стрічки добрив, усередині ж осередку вони залишаються в легкодоступній для рослин формі. Це сприяє ліпшому забезпеченню рослин фосфором упродовж вегетації, причому зростають і врожай, і коефіцієнт використання фосфору добрив. Локальне внесення фосфорних добрив під зернові, картоплю та інші культури на 20–25 % підвищує їх ефективність. На ґрунтах, достатньо забезпечених рухомими формами фосфору, а також при вирощуванні культур, які інтенсивно його засвоюють (люпин, горох, гречка та ін.), різна розчинність форм мінеральних добрив не має великого значення. Проте на ґрунтах слабкокислих або близьких до нейтральних, із низьким вмістом рухомих фосфатів, зокрема при вирощуванні культур, які потребують багато фосфору на початку росту, перевагу потрібно віддавати легкорозчинним формам фосфорних добрив.

Для зменшення взаємодії фосфорних добрив з ґрунтом і подовження періоду активного засвоєння рослинами їх обробляють спеціальними полімерами. Полімер утворює навколо фосфат-іонів негативно заряджену оболонку, яка захищає від утворення важкорозчинних сполук з іонами інших речовин у ґрунті. Полімер контактує з позитивно зарядженими іонами ґрунту, внаслідок чого фосфор залишається вільним і може засвоюватися рослинами впродовж вегетаційного періоду.

Для ліквідації дефіциту фосфору в землеробстві слід більше застосовувати фосфоритне борошно. На значних площах ґрунтів фосфоритне борошно може бути доволі ефективним, що підтверджено численними дослідами наукових установ і виробничою практикою. Його також застосовують для фосфоритування ґрунтів (до 300 кг Р2O5/га) під найчутливіші до добрив культури (плодові, ягідні, підпокривні багаторічні трави, буряк цукровий, картоплю та ін.). Наступні культури використовують його післядію, що дає змогу швидше створювати оптимальний рівень забезпеченості ґрунтів фосфором. Фосфоритування має деякі організаційно-господарські переваги порівняно зі щорічним внесенням фосфорних добрив. Забезпечення рослин фосфором унаслідок фосфоритування за ефективністю рівноцінне з іншими прийомами внесення фосфорних добрив.

Підживлення фосфорними добривами, що містять водорозчинні сполуки фосфору, за міжрядного обробітку просапних культур дає позитивний результат лише тоді, коли з певних причин вони були в недостатній кількості внесені в основне удобрення. Перенесення частини фосфору в підживлення недоцільне.

Позакореневі підживлення фосфорними добривами економічно невиправдані, оскільки доводиться застосовувати низькоконцентровані розчини, щоб не спекти

листки, і їх майже не використовують у виробничих умовах, за винятком сумісного внесення з іншими агрохімікатами і пестицидами.

Нині фіксується значний дефіцит фосфору в землеробстві України, тому внесення основних норм фосфорних добрив потрібно сконцентрувати на орних ґрунтах з недостатнім вмістом рухомих сполук фосфору (менш як 100 мг/кг ґрунту). На ґрунтах із підвищеним вмістом рухомих фосфатів (100-150 мг/кг) потрібно передбачати рядкове внесення фосфорних добрив під найцінніші культури – пшеницю озиму, кукурудзу, зернобобові, ріпак, буряк цукровий, льон. На ґрунтах із високим їх вмістом (150 мг/кг і більше) фосфорні добрива тимчасово (впродовж кількох років) можна не застосовувати. Такий підхід дає змогу отримати найвищу окупність цих дорогих туків у господарстві.

Засвоєння фосфору рослинами, ефективність добрив і залишкових фосфатів у ґрунті збільшується за достатнього забезпечення рослин іншими елементами живлення, зокрема мікроелементами. У свою чергу, за оптимального вмісту фосфору в ґрунті підвищується ефективність інших видів добрив.

5.3. Калій і калійні добрива

5.3.1. Значення калію для рослин

Необхідність калію у живленні рослин уперше передбачив Η. Т. Соссюр у 1840 р. на основі аналізу їх золи, в якій цей елемент постійно виявлявся. Згодом Ю. Лібіх дійшов висновку про необхідність застосування калійних добрив. Перші експериментальні дані про абсолютну необхідність калію для рослин отримав Сальм-Горстмар у 1846 р.

Калію в рослинах зазвичай накопичується більше, ніж азоту і фосфору. У рослинах він знаходиться в іонній формі, тому не входить до складу органічних сполук клітин. Він переважно зосереджений у цитоплазмі та вакуолях. Калій вимивається з рослин дощами, особливо зі старих листків. Молоді органи рослин містять його значно більше, ніж старі. В процесі росту й розвитку рослин він переміщується зі старих органів і тканин у молоді органи, що ростуть, де він використовується повторно. Тому у вегетативних органах вміст калію завжди більший, ніж у насінні, бульбах і коренеплодах, за винятком зернобобових культур. Так, у листках картоплі, соняшнику та буряку цукрового міститься 4–6 % калію, в соломі зернових – 1–1,5, в капусті – до 0,5 % в перерахунку на суху речовину, тоді як у насіннєві зернових його близько 0,5 %, у коренеплодах – 0,3-0,6 %.