ЕКСПЕРТНА ДОПОВІДЬ
Максимізація ефективності точного внесення добрив під час сівби
Зміст
3 4 5 6 7 8
Вступ Точне внесення добрив поліпшує ефективність Як забезпечується доступність поживних речовин для рослин Оцінка ризиків Передовий досвід Висновки
«Потреби сільськогосподарської культури – це поживні речовини, необхідні й достатні для досягнення культурою виробничих цілей щодо урожайності та якості …»
Підготовка посівного ложа, сприятливого для проростання і росту молодих рослин, є першочерговим завданням вирощування сільськогосподарських культур і визначає властивості врожаю. Часом брак поживних речовин можна спостерігати під час появи сходів; він призводить до уповільнення росту і погіршення потужності рослин. Різні іони у ґрунті мають різний ступінь рухливості; вони не є однаково доступними для рослин, що розвиваються. Близько 1850 року був сформульовано Закон Лібіха, або Закон мінімуму. За цим законом, урожайність обмежується поживною речовиною, якої бракує найбільше.
Наскільки точне внесення добрив у міжряддя відповідає екологічним вимогам, поліпшуючи схожість? Якими є ризики токсичності, пов’язані з цим методом вирощування сільськогосподарських культур? Чи можна наші прийоми і методи точного внесення добрив зробити ефективнішими щодо викликів і переваг?
Co
CI
Zn
O
S
P
Ca
N
Mg
Закон Лібіха, або Закон мінімуму
Ця експертна доповідь має на меті заохочення професіоналів сільськогосподарської галузі шляхом консультування й інформування та сприяння поширенню оптимального застосування операцій внесення добрив у ґрунт.
1
Mo
H2O
Cu
Si
У Франції 44 % м’якої пшениці і 51 % ріпаку висівається без попередньої оранки1. Ці зміни у вирощуванні сільгоспкультур, які є результатом впровадження раціонального сільського господарства, змінюють мінералізацію складових ґрунту та їх розташування. За мінімальних методів обробітку, наприклад, при прямому висіві, органічна речовина осідає у верхніх шарах (10–15 см), а кількість органічних речовин на більшій глибині може зменшуватися (порівняно з оранкою).
Fe
(COMIFER, 2005)
k
ЕКСПЕРТНА ДОПОВІДЬ – МАКСИМІЗАЦІЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ТОЧНОГО ВНЕСЕННЯ ДОБРИВ ПІД ЧАС СІВБИ
Вступ
За результатами дослідження, проведеного 2011 року Міністерством сільського господарства Франції
3
Точне внесення поліпшує ефективність Руйнування ґрунтів, підвищення цін на добрива, мінливість цін на зерно і значні кліматичні зміни справляють вплив на вегетативний розвиток сільськогосподарських культур і зумовлюють втрати екологічно значущих елементів. Пов’язані з екологією законодавчі вимоги спонукають аграріїв до максимізації ефективності внесення добрив. Точне внесення передбачає розташування добрива безпосередньо при коренях молодих рослин. Необхідно відзначити, що загальні результати внесення залежать від складу добрива, типу посіву, властивостей ґрунту, вологості та застосовуваного устаткування. Ефект проявляється у:
Вибираючи тип і дозування поживних речовин, потрібно враховувати:
исокій початковій енергії росту рослин та в рівномірності сходів;
идові потреби рослин і щільність кореневої в системи, які визначають здатність рослин до споживання поживних рослин в конкретних умовах;
с короченні періоду вразливості до шкідників та підвищенні опірності до патогенів;
оступність поживних речовин у ґрунті (аналіз д ґрунту);
ищою резистентністю до бур’янів. У перших 30 В сантиметрах ґрунту міститься від 2500 до 5000 насінин бур’янів на квадратний метр!
б’єм та специфіку пожнивних решток о попередньої культури.
Елементи, що рухаються завдяки ДИФУЗІЇ
Елементи, що рухаються завдяки КОНВЕКЦІЇ
Рух на короткі відстані (мм)
Рух на більші відстані (см)
Фосфор (P) Калій (K) Магній (Mg) Calcium (Ca) Кальцій (Na)
Нітрати (NO3-) Сульфати (SO42-)
залежно від концентрації
Інші розчинні іони (нітрати, хлориди, сульфати)
Рух мікроелементів у ґрунті GEMAS
в результаті випаровування
Про вимоги екологічного законодавства… Нині органи влади у різних країнах встановлюють вимоги щодо норм максимального допустимого внесення проблемних речовин. У Франції декрет від 31/10/2013 щодо національної програми застосування нітратів дозволяє внесення мінеральних добрив у ґрунт восени. Відповідні міністерства по суті вважають мінімальним ризик стоку нітратів при такому застосуванні добрив. Точне внесення добрив у міжряддя істотно знижує небезпеку стоку, вилуговування (близькість до коренів) і випаровування. Точне внесення зменшує необхідні обсяги, оскільки добриво розташовується саме там, де це необхідно рослині. Зобов’язання щодо скорочення забруднення різними країнами передбачаються в європейських нормах NEC (National Emission Ceilings) на 2020 і 2030 роки.
4
ЕКСПЕРТНА ДОПОВІДЬ – МАКСИМІЗАЦІЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ТОЧНОГО ВНЕСЕННЯ ДОБРИВ ПІД ЧАС СІВБИ
Як забезпечується доступність для рослин поживних речовин добрив «Структурні елементи ґрунту створюються обробітком ґрунту, кліматичними чинниками, коренями та живими організмами. Порожнини у цій структурі визначають пористість ґрунту» (UNIFA)
За прямого висіву мінералізація спостерігається у пізніший період, наприкінці зими, в порівнянні з оранкою або застосуванням методів мінімального обробітку. Після кількох років прямого висіву концентрація P і K збільшується у кількох поверхневих сантиметрах ґрунту. У перші роки перехідного періоду можуть відзначатися суттєві дефіцити речовин. Для зникнення цих дефіцитів потрібно від 6 до 10 років. Протягом цього часу рекомендується внесення N і S.
Внаслідок наявності у ґрунті решток стебел і коренів рослин після збирання врожаю біохімічний цикл зазнає змін. Обробіток ґрунту, зосереджений на верхніх шарах, поліпшує доступ кисню, що веде до мінералізації. Перетворення органічної речовини зумовлює утворення мінеральних солей, а добрива стають розчинними та доступними для рослин1. Один відсоток органічної речовини становить близько 2800 кг азоту, що сполучаються з вуглецем2: доказ того, що азот зберігається в органічній речовині. Інтенсивність мінералізації залежить від глибини і частоти обробітку ґрунту. Саме розташування органічної речовини у ґрунті зі зміною методів вирощування сільськогосподарських культур змінюється найбільше.
Внаслідок застосування прямого висіву ґрунт повільніше прогрівається і мінералізується, часто набуваючи високих рівнів поверхневої кислотності. Щоб компенсувати дефіцит поживних речовин і дисбаланс, ґрунт потрібно удобрювати. Точне внесення добрив може стати найкращим рішенням для забезпечення мінералізації ґрунту.
Азот N2 і N2O
Фіксація
Денітрифікація
Нітрифікація
Аміак NH3 i NH4
Нітрит NO2 і нітрат NO3
Біоасиміляція Органічний азот R-NH2
Мінералізація
Іммобілізація Мулисто-гумусові комплекси
1 2
Іммобілізація Фосилізація (вугілля тощо)
Мінерали (нітрати Na або K)
Визначення UNIFA. 1 % органічної речовини у ґрунті відповідає 40 т/га органічної речовини на 4000 т/га орних земель, а 70 кг N міститься в 1 т органічної речовини. 2800 кг N відповідають 1 % органічної речовини.
5
Оцінювання ризиків
«Поточні випробування підтверджують, що токсичні явища головним чином обмежуються сечовиною при застосуванні у великих дозах». (ARVALIS1)
Як пояснюються можливі негативні ефекти від точного внесення добрив під час сівби? міачна токсичність (аміак або сечовина) А виникає при надмірному поглинанні азоту тканинами коренів. Токсичність збільшується у ґрунтах з низькою катіонно-обмінною здатністю, оскільки іони амонію не прикріплюються до мулисто-гумусового комплексу, що зумовлює їх вищу доступність для коренів. Низькі температури та надлишок води також виступають чинниками, які посилюють зазначене явище, уповільнюючи метаболізм аміаку. Вміст солей у добриві визначає здатність добрива змінювати іонний баланс ґрунту. Коли добриво має високий показник вмісту солей (як-от аміачна селітра), велика кількість води переноситься з коренів у ґрунт для відновлення балансу – явище осмосу. Таке перенесення води може призводити до некрозу коренів або повного засихання рослини. Ефект токсичності проявляється у період від появи сходів до фази 3-го листка, значно ослаблюючи схожість. Цей дисбаланс ефективно компенсується на інших фазах циклу розвитку рослини (кущіння, колосіння, наливання зерна). Точне прикореневе внесення добрив під лінією рядками є важливим для максимального зниження токсичності. Ідеальне рішення полягає в тому, щоб використовувати рецептури добрив, які не є надто розчинними і не порушують проростання, оскільки розвиток коренів у ґрунті відбувається за рахунок позитивного геотропізму. Ще один метод обмеження ризику токсичності полягає у поєднанні добрива зі щаднішими і менш агресивними органічними продуктами, які дозволяють розташовувати розчин добрива безпосередньо по лінії висіву без ризику.
1
I ntérêts et limites de la localisation des engrais azotés et phosphatés au semis des céréales à paille. BRUN D., COHAN J-P. Arvalis (Boigneville, La Chapelle Saint-Sauveur)
6
ЕКСПЕРТНА ДОПОВІДЬ – МАКСИМІЗАЦІЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ТОЧНОГО ВНЕСЕННЯ ДОБРИВ ПІД ЧАС СІВБИ
Передовий досвід
Які елементи давати рослинам?
Зростання урожайності доведено
Азот, який у великих обсягах споживається рослинами та водночас відзначається високим ступенем вилуговування, є незамінним елементом для точного внесення під час сівби при застосуванні таких методів, як раціональне землеробство. Азот необхідний для комбінованої оптимізації; він відіграє центральну роль у конкуренції культур з бур’янами. Кожен конкретний випадок має свої особливості: наприклад, у вапнистому ґрунті з повільним прогріванням може бути доцільним прикореневе внесення фосфору. В інших ґрунтах спрощення обробітку зазвичай веде до накопичення фосфору у поверхневих шарах через 6–10 років.
Практичні випробування доводять статистично значуще підвищення урожайності. У роботі Karamanos and al. 2003 року досліджувалася реакція озимої пшениці на точне внесення під час сівби елементів P і N на півдні провінції Альберта (Канада) протягом трьох років. Результати показують, що врожай безпосередньо корелює з концентрацією азоту у верхніх 60 см ґрунту. Змін у вмісті білка в зерні не відзначалося. Застосування фосфатних добрив вело до такого самого приросту урожайності, що і застосування азотних добрив. У роботі Terres Inovia також досліджувалися наслідки точного внесення P і N на ріпаку протягом трьох років. Отримані результати свідчать про вищу енергію росту на початку і більшу динамічність осіннього росту, що вело до зростання опірності до шкідників. Результати досліджень групи NouriciAgrosol (France Aube) на ярому ячмені засвідчили приріст +8 ц/га на площах із застосуванням точного внесення добрива, що дорівнює приросту на 20 % порівняно зі внесенням тих самих елементів після сівби та в середині стадії кущіння.
Які культури виграють від точного внесення добрив під час сівби? Різні культури мають різні вимоги. У разі сівби після зернових на початковому етапі вищий ризик дефіциту поживних речовин. Те саме характерне для випадку, коли у серед культур-попередників не було достатньої кількості бобових для підвищення родючості ґрунту. Точне внесення добрив під час сівби часто може принести реальну користь при сівбі ярих і озимих культур, а також бобових. Незважаючи на те, що вони є симбіотичними азотофіксуючими рослинами на пізніх стадіях росту, вони потребують поживних речовинах на ранніх стадіях і можуть потерпати від браку елементів на стадії сходів та зазнавати труднощів зі встановленням симбіозу з бульбовими бактеріями. Точне внесення добрив під час сівби також може мати стратегічне значення для вирощування покривних культур. Покривні культури висіваються після культур, які витратили поживні речовини ґрунту і рештки яких ще не розклалися на поверхні, тому такі умови є несприятливими! Утримання нітратів вже не є єдиною метою, тому точне внесення добрив на етапі висівання підтримує їхній розвиток і функціональні характеристики та сприяє їх реінтеграції у загальну біохімічну систему у якості залишків: тож ідеться про інвестиції на середньо- і довгостроковий термін!
1
«Точне внесення добрив під час сівби стає розумним методом захисту рослин, особливо на етапі сходів, та відіграє провідну роль у боротьбі з бур’янами» (THOMAS F.1)
THOMAS F., Techniques Culturales Simplifiées (Simplified Cultivation Techniques).
7
Висновки
Поширене в таких країнах, як Канада, США і країни Скандинавії, точне внесення добрив у міжряддя під час сівби довело свою цінність. Цей метод забезпечує численні переваги для сільськогосподарської екосистеми: заощадження робочого часу, захист довкілля, агрономічні переваги, управління часом і роботою, а також скорочення витрат (добрива та засоби захисту рослин). З появою індивідуалізованих комбінацій добрив цей метод, поза сумнівом, набуватиме дедалі більшого поширення. Саме поєднання різних прийомів і методів здатне забезпечувати стійкі результати з точки зору живлення сільськ огосподарських к у л ьт у р мінеральними елементами. Конкретні методи вирощування культур необхідно розглядати з обов’язковим урахуванням властивостей ґрунту. Для забезпечення оптимальних результатів точне внесення добрив у міжряддя під час сівби має супроводжуватися індивідуальними агротехнічними заходами: збільшенням кількості культур у сівозміні; з а с т о с у в а н н я спеціалізованих високопродуктивних покривних культур; з астосування методів підвищення біоактивності ґрунту. Сьогодні за допомогою деяких сівалок можливо виконувати цей вид внесення добрив лише за один прохід – забезпечується точність та універсальність, необхідні для різних операцій, наприклад одночасного висівання різних культур чи сортів. Точне внесення добрив під час сівби забезпечує рослину найкращими умовами для росту. Ми знаємо, що компоненти урожайності (кількість сходів або зернин на рослину) визначаються на найбільш ранніх етапах виробничого циклу. Програмування майбутнього розвитку рослини передбачає аналіз початкових властивостей ґрунту, а точне внесення добрива при сівбі відіграє важливу роль у забезпеченні високої урожайності!
8
Bibliography
RUN Damien, COHAN Jean-Pierre. Intérêts et limites de B la localisation des engrais azotés et phosphatés au semis des céréales à paille [PDF]. ARVALIS, 2012, [consulté le 29/12/2017]. Disponible sur : http://www.comifer.asso.fr/images/ pdf/11emes_rencontres/Interventions/Session%202/6%20 -%20Damien%20BRUN/Article%20Damien%20BRUN2.pdf ERRUTI Nicolas, CHAMPOLIVIER Luc, LECOMTE Vincent. C Colza : fertilisation localisée au semis P & NP [PDF]. Terres Inovia, 2015, [consulté le 16/01/2018]. Disponible sur : http:// www.terresinovia.fr/fileadmin/cetiom/regions/Sud/PDF/2015/ RTR_2015/PPT_SUD-EST/2_CO_Fertilisation_NP_localisee_ RTR_2015_VLE_9dec.pdf RANCOIS Hervé, LE GALL Christophe et al.. Fertilisation F en phosphore des céréales [En ligne]. Chambre d’Agriculture Pays de la Loire, 2015, [consulté le 17/01/2018]. Disponible sur : http://www.innovaction-agriculture.fr/fileadmin/user_upload/ National/FAL_commun/publications/Pays_de_la_Loire/ Brochure_Ferti_Phosphore_BAT.pdf ILLIARD C., REEDYK S.. La Planification de la gestion des H éléments nutritifs. Gouvernement du Canada, 2015, [consulté le 05/01/2018]. Disponible sur : http://www.agr.gc.ca/fra/ science-et-innovation/pratiques-agricoles/sol-et-terre/elementsnutritifs-du-sol/la-planification-de-la-gestion-des-elementsnutritifs/?id=1187355760327 I NRA Portail Actus. In INRA. INRA [en ligne]. INRA, [consulté le 29/01/2018]. Disponible sur : http://www.inra.fr/
ARAMANOS R. E., et al. Response of winter wheat to nitrogen K and phosphate fertilizer placement and time of application [PDF]. Can. J. Plant Sci. 83: 483-488, 2003, [consulté le 16/01/2018]. Disponible sur : www.nrcresearchpress.com ABA Badjiddaga. Les éléments minéraux du sol. In Memoire M Online [en ligne]. Memoire Online, 2000-2015 [consulté le 05/01/2018]. Disponible sur : https://www.memoireonline. com/12/08/1680/m_Identification-des-elements-nutritfsmajeurs-limitants-et-des-strategies-appropriees-de-fertilisatio6. html arlons fertilisation. In UNIFA. UNIFA [en ligne]. UNIFA, P [consulté le 28/12/2017]. Disponible sur : http://fertilisationedu.fr/ HOMAS Frédéric. Localisation de la fertilisation maintenant T une évidence. In Techniques culturales simplifiées. N°61 janvier/ février 2011. Dossier ressources p20-27. NIFA. Localisation d’engrais en ligne. FERTI-pratiques n°30 U [PDF]. UNIFA, Novembre 2013, [consulté le 28/12/2017]. Disponible sur : http://www.unifa.fr/qui-sommes-nous/qui-estlunifa/39-mediatheque/ferti-pratiques.html NIFA. Lois Générales de la Fertilisation [PDF]. UNIFA, U [consulté le 16 janvier 2018]. Disponible sur : http://www.unifa. fr/fichiers/actu/chap03.pdf
Цю експертну доповідь надано: KUHN S.A. 4 Impasse des Fabriques - BP 50060 - F-67706 Saverne CEDEX - FRANCE Les informations transmises dans ce document sont données à titre général et n’ont aucun caractère contractuel. Nos machines sont conformes aux prescriptions en vigueur dans les pays de livraison. Dans nos prospectus, et pour une meilleure illustration des détails, certains dispositifs de protection peuvent ne pas être en position opérationnelle. Durant l’utilisation des machines, ceux-ci doivent impérativement être en place conformément aux prescriptions des notices d’instructions et de montage. Il faut respecter le poids total autorisé en charge du tracteur, sa capacité de levage et la charge maximale autorisée par essieu et sur les pneumatiques. La charge sur l’essieu avant du tracteur doit toujours être conforme aux prescriptions du pays de livraison (en Europe, au minimum de 20 % de la masse à vide du tracteur). Nous nous réservons le droit de modifier sans préavis nos machines, leurs équipements et leurs accessoires. Les machines, équipements et accessoires décrits dans ce document peuvent être couverts par au moins un brevet et/ou un modèle déposé(s). Les marques qui y sont citées, peuvent être protégées dans un ou plusieurs pays. Par respect pour l’environnement, ce document est imprimé sur du papier sans chlore / Printed in France - 920583 UA - 05.18 - Copyright 2018 KUHN