Розділ «5.3. Застосування добрив»

На відміну від природних біогеоценозів з відносно замкнутим циклом біогенних елементів в агроценозах відбувається розрив цього циклу унаслідок відчуження поживних речовин з урожаєм, втрат внаслідок стікання, ерозії, дефляції, інфільтрації.

Порушення балансу поживних речовин в землеробстві призводить не тільки до зменшення виробництва продукції і погіршення її якості, а й до зниження стійкості агроландшафтів. Тому повернення дефіциту біогенних елементів використанням органічних і мінеральних добрив повинно розглядатися як біологічно обумовлене завдання. Предметом регулювання біологічного кругообігу стає не лише окремий агроценоз, а агроландшафт загалом.

Існують суттєві відміни в режимі біогенних елементів і ефективності добрив на різних елементах рельєфу, особливо на схилах різної форми, крутизни, довжини, експозиції. Ґрунти на південних схилах порівняно з північними характеризуються, як правило, більшою еродованістю, меншим гумусним горизонтом, інтенсивнішими процесами мінералізації органічної речовини і азоту. На холодних схилах північної експозиції простежується зниження рН і підвищення гідролітичної кислотності в порівняно з південними. Реакція рослин на удобрення, як правило, вища на північних схилах у зв'язку з більш високим їх вологозабезпеченням. Технологія вирощування сільськогосподарських культур на еродованих ґрунтах повинна передбачати ретельне загортання добрив, обґрунтованість норм і зменшення стікання. Підвищення врожайності рослин на цих ґрунтах сприяє підвищенню їх стійкості до ерозії внаслідок кращого розвитку рослин, їх кореневих систем і більшої кількості рослинних залишків.

Загалом в складних ерозійних умовах необхідна гнучка система добрив, що враховує різноманітність рельєфу і його морфологічних характеристик, ступінь змитості ґрунту, стікання з тим, щоб не допустити змиву поживних речовин понад екологічно допустимі норми.

Поряд з ландшафтним підходом до розподілу і використання добрив необхідно враховувати системний ефект їх взаємодії з ланками землеробства — обробітком ґрунту, строками сівби, нормами висіву насіння та ін. Азотні добрива виступають значною мірою як переконлива умова мінімізації обробітку ґрунту, використання рослинних решток як мульчі, зменшення площі чистого пару в сівозмінах, поглиблення спеціалізації. Без застосування фосфорних добрив стрімко знижується ефективність чистого пару, зростають втрати мінерального азоту з ґрунту унаслідок неповного його використання рослинами за дефіциту фосфору.

Застосуванням добрив можна регулювати ріст і розвиток рослин на різних етапах органогенезу, прискорювати або уповільнювати дозрівання, пов'язуючи при цьому з строками сівби і формуванням площі живлення рослин різними способами сівби та нормами висіву насіння.

Рядкове стартове удобрення пришвидшує ріст основної стеблової кореневої системи зернових злаків, що нерідко стає вирішальним фактором у формуванні врожаю.

Застосування добрив уможливлює запобігти або пом'якшити вплив різних стресів, підвищуючи пристосованість рослин до несприятливих умов, їх посухостійкість, морозостійкість та ін.

Добрива впливають на стійкість рослин до хвороб. Зокрема, фосфорні добрива, сприяючи посиленому розвитку кореневої системи, підвищують протистояння рослин розвиткові патогенів. Калійні добрива, сприяючи потовщенню клітинних стінок, підвищують міцність механічних тканин, істотно стримуючи розвиток грибних хвороб. Практичне значення тут має азотне живлення рослин, стимулюючи виникнення хвороб. Збалансоване удобрення в інтенсивних технологіях вирощування зернових культур послаблює патогенний процес, але часто доводиться вдаватись до фунгіцидних обробітків, особливо в випадку низької стійкості сорту до хвороб за високого рівня азотного живлення. Голодування рослин за нестачі того чи іншого елемента живлення часто супроводжується розвитком хвороб.

Стратегія формування систем удобрення культур в сівозміні змінюється залежно від рівня забезпечення агрохімічними ресурсами. Стійкість її полягає в тому, що на першому етапі хімізації вирішується завдання регулювання живлення рослин у компенсуючому режимі в ланках, де воно найменше збалансоване: оптимізація фосфорного живлення зернових, розміщених по пару, азотного — на фонах безполицевого і мінімального обробітку, особливо при залишенні на полях решток соломи; весняні підживлення озимих культур і багаторічних трав, стартове рядкове удобрення і т. ін. Досягнення рівня забезпечення ріллі мінеральними добривами повинно реалізуватися в інтенсивних технологіях вирощування сільськогосподарських культур в розрахунку на запланований урожай. При визначенні максимальної норми добрив, якщо в ній виникає необхідність, доцільно орієнтуватися на максимальний прибуток з урахуванням екологічних обмежень, а не на максимальний приріст врожаю.

Порушення цих умов в період освоєння інтенсивних технологій вирощування сільськогосподарських культур, їх відірваність від адаптивних систем землеробства і недостатня укомплектованість виконання призвели не тільки до зниження віддачі від вкладених ресурсів, а й до забруднення середовища пестицидами. Особливе значення має допустимий рівень навантаження добрив на агроценози в різних умовах агроландшафтів і, зокрема, щодо виробництва овочевих культур.

Важливою економічною і екологічною проблемою є нерівномірність внесення органічних і мінеральних добрив. При цьому розвивається неоднорідний хлібостій, нерівномірність дозрівання, знижується якість продукції, посилюється вимивання поживних речовин. Втрати унаслідок вимивання зростають зі збільшенням норм добрив. Оцінка витрати азоту унаслідок газоподібних його сполук — у межах 10-30% від внесеного.

Для запобігання втрат азоту в навколишнє середовище необхідно оптимізувати норми азотних добрив під кожну культуру сівозміни, вносити їх в необхідні строки, рівномірно розподіляти і загортати в ґрунт та правильно підбирати форми добрив.

Сучасна традиційна агроекосистема не тільки непродуктивно використовує мінеральне живлення, а й активно забруднює інші природні системи — води поверхневого і ґрунтового стікання, суміжні ландшафти, повітря з усіма можливими звідси наслідками.

Підвищене використання елементів живлення з органічних решток пов'язане з тим, що в ґрунтовій зоні, де розміщені рослинні рештки або органічні добрива, виявлена у декілька разів більша концентрація активної кореневої системи рослин. Причина високої концентрації пов'язана з тим, що в зонах з органічними рештками рослина знаходить повне мінеральне живлення, збалансоване щодо макро- і мікроелементів. У цих зонах більш сприятливі для кореневої системи фізичні властивості, а також більш висока мікробіологічна активність.

За умов локалізації кореневих систем помітно знижується в (4-5 разів) надходження в рослини токсикантів із забруднених ґрунтів.

Встановлене значення органічних решток в мінеральному живленні рослин дає підстави до перегляду традиційної системи добрив. Так, в умовах дерново-підзолистих ґрунтів у сівозміні з багаторічними травами за дефіциту добрив їх вносять переважно під просапні і зернові культури. Проте встановлено, що навіть невелике кількісне переміщення добрив під багаторічні трави дає високий ефект. Трави можуть помітно реагувати на мінеральні добрива, при цьому зростає не тільки урожай сіна, а й надходження в ґрунт післяжнивних-кореневих решток. Внаслідок цього культура, що розміщується по пласту багаторічних трав, як правило, озима пшениця, а також і наступна (цукрові буряки, картопля, льон та інші) дають більш високий урожай порівняно з традиційною системою.

Більше надходження в ґрунт залишків багаторічних трав підвищує біологічну активність ґрунту, його санітарно-захисні функції, збільшує розміри біогеохімічного кругообігу, позитивно впливає на гумусний режим ґрунту. Такий підхід має особливо важливе значення на ґрунтах легкого гранулометричного складу. Крім багаторічних трав, особливо в сучасних умовах економіки, таким носієм поживних речовин є проміжні культури.

Суттєвий недолік багатьох мінеральних добрив, особливо азотних, — їх фізіологічна кислотність, а також наявність вільної кислоти внаслідок недосконалої технології виробництва. Інтенсивне використання таких добрив призводить до помітного підкислення ґрунтів і відповідно погіршення їх властивостей. При цьому підвищується рухомість радіонуклідів і важких металів.