В начале 70-х годов прошлого века фермеры на западе Канады столкнулись с проблемой возросших расходов на топливо и удобрения и вынуждены были пересмотреть немало методов обработки, внедренных тогда, когда их компоненты были дешевле, а цены на зерно — выше. Вынуждены больше тратить еще и потому, что высокие цены на удобрения не давали возможности выделять средства на другие сферы, поэтому сельхозпроизводители искали способы эффективного использования удобрений.
Д. Новицкий, специалист по работе
с безводным аммиаком в условиях
сельского хозяйства,
ООО «Супериор Фарм»
Отказ от разбросного внесения удобрений
Фермеры быстро признали, что разбросное применение удобрений — это неоптимальный способ их использования. Однако до поры до времени это был единственный метод применения их в больших объемах. Удобрение, внесенное сеялкой, очень эффективно как стартовое. Этот способ применяют также, если нужно внести незначительное его количество. До внедрения системы «ноу-тилл» фермеры осуждали использование большого количества удобрений во время высева. Особенно это касалось тех сельскохозяйственных производителей, которые начали увеличивать норму применения удобрений, и впоследствии фермеры, расширявшие свои площади, вынуждены были сеять культуры точно в срок с помощью агрегатов малой производительности. По мере развития систем посева, которые позволяли эффективно использовать большое количество удобрений, во многих случаях было возвращено тенденцию применения нужного количества удобрения во время весеннего посева.
Увеличение урожайности за счет ленточного внесения удобрений
К развитию методов «ноу-тилл» или прямого высева исследователям, которые занимаются изучением методов подкормки культур удобрениями, стало известно о потенциальных преимуществах подпочвенного ленточного внесения удобрений до посева. Это заметили в ходе проведенных опытов, когда сравнили эффективность внесенного в почву газообразного безводного аммиака и гранулированного нитрата аммония с применением вразброс. В данном опыте безводный аммиак превзошел по производительности действие разбросного гранулированного удобрения. Это навело на мысль о том, что безводный аммиак — лучшая форма азотного удобрения. В новых опытах заметили: если применять гранулированное азотное удобрение таким же способом, как и аммиак, то обе формы азотного удобрения имеют одинаковую эффективность. То есть именно способ внесения удобрений, а не тип используемого удобрения, является ключевым фактором в выявлении этих различий.
Оценка эффективности внесения удобрений ленточным способом
На базе поддержки фермеров прерий Западный кооператив удобрений Лтд (Western Co — operative Fertilizers Limited (WCFL или Westco))начал изучение действия удобрений при выращивании яровой пшеницы, ячменя и канолы как исследовательских культур. Исследователи были уверены, что фермеры на западе Канады могли достичь высших урожаев, если бы совершили ленточное внесение удобрений, а не разбросное. Но было одно серьезное ограничение для внедрения этой идеи в жизнь. Не было ни одного оборудования, доступного фермерам, с помощью которого можно было вносить удобрение так, как его вносили исследователи Westco. Впоследствии эту проблему решили благодаря развитию пневмооборудования, которое можно было использовать и для внесения удобрений.
Увеличение урожайности за счет ленточного внесения удобрений
По результатам исследований ученых Westco стало очевидным, что дополнительная урожайность зерновых, высеянных весной, благодаря ленточному, а не разбросному способу внесения удобрений составляла 2,0-3,4 ц / га пшеницы. Такие же преимущества имели ячмень весеннего посева и канола / рапса.
При одновременном применении азота и фосфата преимущество ленточного метода было очевидным: урожайность пшеницы достигала 3,4-6,7 ц / га. Урожайность контрольного участка, где не использовали удобрений, и участков, где применяли соединенное разбросное и ленточное внесение удобрений NP, составляла 32,6, 36,2 и 44 ц / га пшеницы, соответственно. В этом специфическом опыте преимущество ленточного внесения удобрений NP составила около 11,4 ц / га яровой пшеницы по сравнению с контролем.
Таким образом, потенциальные преимущества способа удобрения культур весеннего посева в западной части канадских прерий были слишком велики для того, чтобы остаться незамеченными. Как следствие, за прошедшие 20-25 лет от разбросного способа удобрения отказались.
Благодаря чему возрастает урожайность за счет ленточного внесения удобрений
В начале 80-х годов ХХ века ленточные способы внесения гранулированных удобрений до начала посевной кампании были новшеством. Причины лучшей результативности такого внесения удобрений не выяснено. Однако исследователи выделили факторы, которые могли бы способствовать такому эффективному результату: особенности укоренения культуры. Понимание особенностей укоренения культур может способствовать осознанию того, почему удобрение, вносимое ленточным способом на глубину 1-2 см ниже глубины высева, является эффективным. Корни растений опускается вниз для того, чтобы хорошо закрепиться в почве, а также в поисках питательных веществ и запасов влаги. Поэтому легко понять, почему яровые злаковые культуры, посеянные на глубину 2-3 см, лучше приспособлены для быстрого получения питательных веществ, помещаемых под точкой высева семян, чем веществ, содержащихся в поверхностном слое почвы. Способ укоренения имеет большее значение, особенно это касается культур со стержневым корнем, таких как канола или лен, для получения питательных веществ после ленточного или разбросного внесения удобрений.
Лучшая позиционная доступность: удобрение, вносимое ленточным способом на определенную глубину в один-два раза ниже глубины высева, корни культуры «перехватит» быстрее, потому что оно расположено вблизи воды, которая хранится дольше, чем в поверхностном слое почвы.
Климатическое взаимодействие: можно наблюдать две различные климатические ситуации, негативно влияющие на размещение удобрений, которые разбрасывают. На базе многочисленных опытов осеннего посева мы пришли к такому выводу, что разбросное и внесенное однородно в почву удобрение давало малый эффект, если поверхность почвы оставалась сухой в течение первых двух-трех недель после появления всходов культуры. Проблема заключается в том, что удобрение «лежит на мели», на поверхности сухой почвы над глубиной укоренения культуры. Корни не прорастает в почву, следовательно, не может получить питательных веществ на ранней стадии роста. Для того чтобы иметь желаемый результат, нужно, чтобы корни культуры «нашли» удобрение в течение двух-трех недель после появления ростков.
Вероятно, что в условиях, когда поверхность почвы сухая, ленточное внесение удобрения во влажную почву будет значительно эффективнее. Кроме того мы наблюдали, что в годы оптимальных условий влажности во время посевной, когда выпадают своевременные осадки в течение нескольких недель после появления всходов культуры, они укореняются мелко — там, где сконцентрированы питательные вещества после внесения удобрений ленточным способом. Если после влажных условий наступит засушливый период, эти культуры, не имея глубоко укоренившейся развитой корневой системы, не смогут использовать подпочвенную влагу во время периода водного стресса. В этих климатических условиях мы заметили, что корни культур, для которых удобрение внесли ленточным способом, проникали глубоко в почву и имели сильно развитые корневые системы. Таким образом, они могли выдержать засуху в конце сезона выращивания почти без потерь.
Концентрация питательных веществ: некоторые люди считают, что идеальные условия для роста культур состоит в том, чтобы корневая система культуры находилась в почве, очень насыщенном питательными веществами. Значимость этого условия для культуры можно возразить, потому что этого можно достичь и разбросным внесением большого количества удобрений. Для многих почв прерий это условие будет необязательным и, к тому же, процедура эта дорогая. На менее плодородных почвах разбрасывания и однородное внесения удобрения в почву в большом количестве приводит к тому, что растение не может «найти» удобрения, в отличие от того, когда удобрение вносят ленточным способом в концентрированном виде ниже глубины высева. Корни растений не имеют «встроенной радарной системы», что способствует выслеживанию единичной гранулы удобрения, они врастают в концентрацию удобрения случайно. С этой точки зрения, сочетание относительно мобильных частей азота и неподвижных частиц фосфата для внесения их ленточным способом значительно увеличивает способность культуры к всасыванию относительно немобильного фосфата. Ленточное внесение одного лишь фосфата нужно осуществить на расстоянии 2-3 см от посевного ряда, для того чтобы получить высокую урожайность. Корни культуры получают свободный доступ к удобрению, если его внесли локально в концентрированном виде, а не тогда, когда огромное количество гранул удобрения рассыпали поверхностью поля.
Разрастание корней: исследования показывают, что для всей корневой системы необязательно иметь доступ к удобрению. Полевые и лабораторные наблюдения показали, что только часть корневой системы культуры «находит» концентрированное удобрение, вносимое ленточным способом, она начинает разрастаться там, где есть концентрация удобрений. Так культура может поглотить большой процент удобрения, чем тогда, когда удобрение разбросано поверхностью почвы.
Минимизация контакта почвы с фосфатом: со временем различные химические компоненты действуют таким образом, чтобы сделать фосфатное удобрение менее доступным. Если вносить концентрированное удобрение ленточным способом, то увеличивается способность культур усваивать фосфат в локализованных участках системы. А при использовании разбросного способа фосфатное удобрение останется лежать на большой территории и будет недоступно для культур. Жидкий фосфат, который наносят на поверхность почвы однородно, теоретически считается наименее эффективным методом использования удобрений.
Сокращенная нитрификация: высокая концентрация азотного удобрения представляет собой относительно токсичную среду для почвенных микроорганизмов. Итак, поскольку деятельность этих организмов (хотя бы в начале) сокращена до периферии пространства, где были внесены удобрения ленточным способом, преобразование аммония в нитратной форме замедлено. Желательно поддерживать азот в форме аммония, чтобы сократить потери за зиму внесенного осенью азотного удобрения в плохо дренированную почву, и увеличить поглощение фосфата из пространства, где содержится азотное и фосфатное удобрение, вносимое ленточным способом.
Измененная растворимость фосфата: есть исследовательские данные о том, что поддержание высоких концентраций ионов аммония в удобрении, внесенном ленточным способом, может потенциально иметь преимущества в формировании полезных продуктов реакций, которые происходят между грунтом и фосфатом (они в большей степени растворяются, поэтому и доступны для растений). Но химический состав фосфата в высококонцентрированных удобрениях, внесенных ленточным способом, не был точно изучен, поэтому есть оговорка о том, что в определенных условиях наличие аммонийного азота на самом деле может ускорить образование менее растворимых фосфатов. Таким образом, продукты взаимодействия фосфата становятся доступными растениям.
Влияние аммония: установлено, что растения способны эффективно восстановить фосфат при наличии аммонийного азота. Наблюдали также и то, что высококонцентрированные удобрения, внесенные ленточным способом, способствуют поддержанию азота в форме аммония. Именно поэтому всегда рекомендуют при помощи ленточного способа фосфат вносить вместе с азотом, желательно — в большой степени, в аммонийной форме.
Улучшенное поглощение питательных веществ: растения поглощают питательные вещества через корни с помощью диффузии и перемещения потока частиц с течением воды. Итак, можно утверждать, что концентрированное удобрение, вносимое ленточным способом во влажную почву, скорее поступает в растения.
Лучший показатель рН: в случае ленточного способа внесения надо, чтобы уровень рН был немного ниже нормы, тогда растения смогут легко поглощать удобрения. Для многих почв прерий показатель почвы рН слишком повышен во время роста культур и всасывания ими питательных веществ.
Спокойствие семян сорняков: полевые исследования показывают, что разбросной способ внесения азотного удобрения вызывает прорастания семян сорняков (особенно овсюга и гвоздичных растений), имеющихся в слое, насыщенном питательными веществами. Тогда как внесение удобрений ленточным способом на соответствующую глубину, наоборот, способствует значительному ограничению прорастания сорняков.
Ширина междурядий во время ленточного внесения удобрений
Стартовое удобрение
На сегодня, если фермер вносит ленточным способом фосфат с азотом, мы рекомендуем внести небольшое количество стартового удобрения (то есть 15 кг 11-51-0 на га) в посевной строку. Дальнейшее изучение может определить условия, в которых не понадобится стартовое удобрение. Исследования в штатах Монтана и Канзас показали, что в некоторых районах внесения азота и фосфата как предпосевного подпочвенного внесения ленточным способом может оказать большее воздействие, чем внесение фосфата в посевной строку и азота — ленточным способом под семена.
Преимущества ленточного внесения удобрений
Одна из настоящих преимуществ применения удобрений ленточным способом заключается в том, что такое внесение можно проводить вместе с проведением первой обработки поля. Сочетание этих полевых операций позволяет сэкономить средства. Был значительно усовершенствован дизайн оборудования для внесения ленточным способом сухих взвешенных и жидких удобрений. Фермеры теперь имеют альтернативы этому оборудованию.
Если удобрения подорожают или будут в дефиците, фермеры смогут перейти с разбросного их применения на ленточное и сократить количество удобрения на 15-20% без уменьшения урожайности.
Удобрения ленточным способом — достаточно простой метод, но, без сомнения, во многих ситуациях — это лучшая альтернатива, чем разбросное внесения удобрений. Можно назвать множество факторов, которые подтверждают, что внесение удобрений в почву ленточным способом в предпосевной период способствует большему росту урожайности, чем применение вразброс. Факторы многочисленны, и чаще всего их невозможно отделить друг от друга. Но удивляет: почему мы не разработали техники для внесения удобрения таким способом в засушливых условиях фермерского хозяйства в более ранний период?
Этот вопрос, несомненно, вызывает повышенный интерес у аграриев, ведь безводный аммиак сегодня – это эффективное и дешевое азотное удобрение. Кроме того, внесен в почву аммиак производит обеззараживающее действие. Для нас это было особенно интересно, потому что в Украине есть прекрасные возможности для широкого использования этого вида удобрений.
Основные преимущества применения безводного аммиака
Применение безводного аммиака на 47% удешевляет стоимость работ по сравнению с твердыми азотными удобрениями.
Использование безводного аммиака способствует снижению расхода ГСМ и затрат труда.
Безводный аммиак применяют в качестве основного (предпосевного) удобрения под все культуры и вносят не только под предпосевную культивацию, но и осенью — под зяблевую вспашку. Его можно применять для подпитки и пропашных культур.
После внесения и заделки безводного аммиака ион аммония связывается с почвенной влагой, а потому быстро поглощается и слабо перемещается в почвенном горизонте.
Внесение безводного аммиака характеризуется равномерным распределением его в слое почвы, а также большей доступностью активного вещества растениям.
Под влиянием безводного аммиака в почве возрастает количество подвижных форм фосфора, калия и микроэлементов, при этом улучшается режим растительного питания.
Специфическое ленточное внесение безводного аммиака усложняет рост и развитие сорняков в посевах культурных растений и параллельно решает проблему борьбы с вредителями.
Технология применения безводного аммиака способствует повышению урожайности и качества зерна.
На сегодня только 12% отечественного безводного аммиака составляют часть удобрений, которые используют украинские сельхозпроизводители. Безводный аммиак — это эффективное высококонцентрированное азотное удобрение (82,2% азота), которое вносят на заданную глубину непосредственно в зону, доступную для растения. Оно способствует превращению частей фосфора и калия, которые находятся в недоступной форме в почве, на доступную для растения форму, улучшает процесс разложения растительных остатков. При обработке почвы безводным аммиаком уничтожаются грунтовые вредители, грызуны и минимизируется развитие грибковых заболеваний.
Жидкий (безводный) аммиак – это бесцветный газ, который конденсируется при температуре -33,5 ° С и замерзает при температуре -77,7 ° С. Наиболее концентрированное (82,3% азота) и дешевое азотное удобрение. Его хорошо используют для растений, а по эффективности оно не уступает твердым удобрениям. Многочисленные полевые опыты показали, что внесение безводного аммиака, аммиачной воды и аммиачной селитры в умеренных дозах (N60-N90) обеспечивает примерно одинаковую прибавку к урожаю: на 1 кг удобрения — 11 кг зерна и 60 кг свеклы. При одинаковом воздействии на урожай экономическая эффективность безводного аммиака превышает другие формы азотных удобрений.
Применение жидкого аммиака имеет немало других преимуществ: позволяет полностью механизировать все процессы, связанные с транспортировкой, внесением удобрений в почву и заделкой, обеспечивает равномерное распределение азота. В отличие от нитратных форм азотных удобрений, аммиак прочно закрепляется почвой, его постепенно используют растения, даже в период избыточного увлажнения. Поэтому на суглинках безводный аммиак можно вносить осенью под урожаи следующего года. Благодаря этому немало работ напряженного весеннего периода можно осуществить осенью, а еще — эффективно использовать емкости для хранения аммиака. Аммиачные удобрения под новый урожай следует вносить тогда, когда среднесуточная температура не превышает 10°С и процессы нитрификации замедлены. В случае внесения аммиака в теплый период ранней осенью возможно интенсивное образование нитратов и вымывание их осадками.
Во время внесения жидкого аммиака нужно внимательно следить за тем, чтобы не было потерь азота. Летучесть азота из жидкого аммиака невозможны, если его заворачивать на глубину 12-16 см на суглинистых и 16-20 см — на супесчаных почвах. В качестве основного удобрения жидкий аммиак вносят под все культуры и на всех почвах, где требуются азотные удобрения. Его можно применять также в качестве подкормки во время междурядной обработки пропашных культур. Жидкий аммиак обладает высокой упругостью паров, поэтому для его применения требуется специальное оборудование.
Сейчас передовые производители сельхозпродукции широко используют ленточную технологию внесения удобрений. Применение этой технологии гарантирует значительно более высокие урожаи, чем при традиционных разбрасываниях, на 60-65% уменьшает расходы на внесение удобрений.
Канадские фермеры пришли к выводу, что затраты на применение 1 кг азота в виде жидкого аммиака на 57% ниже, чем использование карбамида и аммиачной селитры.
Безводный аммиак NH3 — эффективное, высококонцентрированное азотное удобрение, содержащее 82,2% азота.
В условиях орошаемого земледелия жидкий аммиак устойчив против вымывания осенне-зимне-весенними осадками и поливными водами.
Статья взята из журнала «Предложение»