Як підвищити азот у ґрунті

Азот є одним із головних біофільних елементів. У ґрунті іммобілізовано азоту в гумусі та біомасі мікроорганізмів у тричі більше аніж у рослинах та тваринах разом узятих. При цьому у ґрунтах залучених до сільськогосподарського виробництва азот буває у першому мінімумі з точки зору живлення рослин, так як його основна частина – це складні органічні сполуки, які є недоступними для рослин. Через це виникає необхідність внесення азотних добрив, коефіцієнт використання яких не перевищує 50 %, що у свою чергу викликає зниження ефективності застосування добрив та забруднення довкілля. Проблема азоту є комплексною та передбачає вирішення наступних задач: зниження енергозатрат на виробництво добрив; розробка збалансованих систем рослинництва для отримання високих урожаїв та збереження і підвищення родючості ґрунтів; створення способів контролю та управляння азотфіксацією, нітрифікацією тощо.

Кругообіг азоту у природі складається з кількох основних ланок, у яких головними агентами є мікроорганізми. У цьому циклі азот бере участь у газоподібному стані, у вигляді мінеральних та органічних сполук. Фіксуючи азот мікроорганізми відновлюють його до аміаку з наступним залученням до складу амінокислот. Розклад органічних азотовмісних сполук призводить до вивільнення азоту у формі аміаку (процес амоніфікації), який потім окислюється послідовно до нітритів та нітратів (процес нітрифікації). Окислений азот може знову відновлюватися до N₂ у процесі денітрифікації. Мінеральні форми азоту засвоюються рослинами та мікроорганізмами, що призводить до тимчасового закріплення азоту у органічних речовинах, його іммобілізації мікробіомасою.

Процес нітрифікації проходить за участі 2 груп мікроорганізмів, кожна з яких проводить один з двох етапів окислення азоту: спочатку утворюють нітрити, а потім – нітрати. Першу групу бактерій представляють роди Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus, Nitrosovibrio, другу групу – Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus. Оптимальними умовами для розвитку цих бактерій є температура 25-30 °С, рН 7,5-8,0 та наявність кисню.

За сучасними уявленнями, процес окислення аміаку та нітритів локалізований у цитоплазматичній мембрані. Окислення аміаку до нітрату відбувається поступово з втратою електронів – спочатку утворюється гідроксиламін, який потім окисляється до нітриту. Проміжною речовиною може бути нітроксил.

Другий етап нітрифікації відбувається з втратою двох електронів; донором кисню при окисленні нітритів до нітратів є вода. Електрони, які вивільняються в обох фазах нітрифікації, потрапляють в дихальний ланцюг на цитохроми.

У кислих ґрунтах автотрофна нітрифікація не відбувається, цей процес змінюється окисленням аміаку або інших відновлених азотовмісних речовин до нітритів і нітратів гетеротрофними мікроорганізмами – грибами і бактеріями. Це явище називають гетеротрофною нітрифікацією, так як утворення нітратів супроводжується паралельним окисленням органічних речовин. Широко розповсюджені у ґрунтах бактерії родів Arthrobacter, Pseudomonas та інші окисляють гідроксамати та оксими, гідроксиламін яких зв’язаний з органічними молекулами.

У природних умовах гетеротрофна нітрифікація відбувається повсюдно, де аміак утворюється в умовах великої кількості органічних речовин, наприклад у компості, гної, евтрофних водоймах. За масштабами гетеротрофна нітрифікація переважає автотрофну. Величину гетеротрофної нітрифікації встановлюють, додаючи у ґрунт інгібітори нітрифікації, які пригнічують тільки автотрофну нітрифікацію. Таким чином стає можливим визначення величини гетеротрофної нітрифікації, основним агентом якої є гриби.

Після того, як Д.М. Прянішніков довів, що рослини також використовують сполуки амонію, відбулась переоцінка значення нітратів для живлення рослин. Раніше нітрати вважали найкращою формою азотних добрив. Однак в процесі інтенсифікації землеробства внаслідок внесення великої кількості азотних добрив було доведено, що рослини використовують не більше 30-50 % нітратного азоту, а інша частина закріплюється у складі органічної і мінеральної речовини ґрунту, іммобілізується у клітинах мікроорганізмів, відновлюється до закису азоту та молекулярного азоту, вимивається у ґрунтові води. Кількість нітратного азоту, який потрапляє до гідросфери, налічує мільйони тон за рік, тому існує необхідність пригнічення процесу нітрифікації. Існує велика кількість препаратів інгібіторів нітрифікації, що пригнічують першу фазу автотрофної нітрифікації, але не впливають на хід гетеротрофної нітрифікації.

Органічна речовина ґрунту служить головним природним резервом, який забезпечує рослини азотом. У результаті життєдіяльності мікроорганізмів, які використовують органічну речовину ґрунту як джерело енергії, відбувається амоніфікація азотовмісних органічних сполук. Значна частина вивільненого амонію у процесі амоніфікації піддається подальшій нітрифікації, тому визначення мінеральних форм азоту у ґрунті встановлює його вміст тільки для періоду, максимально наближеного до строків відбору проб, але не дає уявлення про забезпечення рослин ґрунтовим азотом впродовж вегетаційного періоду.

Для визначення здатності органічних сполук азоту переходити у більш рухомі форми, у основному в мінеральні сполуки, пропонується ряд хімічних та біохімічних методів аналізу ґрунтів. З них пріоритетними є визначення нітрифікаційної здатності ґрунту, а також кислотний і лужний гідроліз органічних форм азоту в поєднанні з мінеральними сполуками, які знаходяться у ґрунті. Всі вони потребують створення спеціальних умов, а також участі спеціалістів. Інформація, отримана після проведення такого аналізу, дасть змогу оцінити рівень родючості ґрунту з точки зору наявності корисної мікрофлори у ґрунті та підібрати оптимальні методи покращення ґрунту.

Управління азотом — фундамент ефективного живлення рослин

Іще декілька десятків років тому збільшення норм мінеральних добрив було майже єдиним заходом для підвищення врожайності сільськогосподарських культур. Сьогодні ж на перший план виходить ефективність споживання макро- та мікроелементів, збереження й накопичення їх запасів у ґрунті. Американська компанія IVA ROVE Inc. розробляє інноваційні продукти, спрямовані саме на ці завдання.

Серед основних елементів живлення найбільше з добривами вноситься саме азоту. Це і не дивно, адже азот є частиною кожної живої клітини. Водночас, за результатами досліджень, рослини можуть за певний період використати лише 50% внесеного з добривами азоту, навіть за умови надвисоких норм. Решта ж втрачається внаслідок процесів нітрифікації, результатом якого є промивання елементу в товщу ґрунту, та денітрифікації – утворення парникових газів.

Це явище породжує багато проблем — від екологічних (ґрунтові води забруднюються азотом, який вимивається з кореневмісного шару; мільйони тонн нітратного азоту щорік потрапляє у водні ресурси тощо) до економічних (постійне зростання вартості добрив, зокрема азотних).

Тож питання управління доступністю внесеного у ґрунт азоту дуже актуальне, адже стосується собівартості виробництва, якості вирощеної продукції та збереження навколишнього середовища.

Як же підвищити рівень засвоєння цього поживного елементу рослинами? Способи є різні, й один з найбільш сучасних та інноваційних — стабілізація N у ґрунті. Продукти, що вирішують це завдання є одним з основних напрямів роботи відомої американської компанії IVA ROVE Inc.

«Головною перевагою компанії є власний унікальний леонардит, який і є основою для рідких, сухих та водорозчинних добрив. Якість кожного продукту залежить в першу чергу від матеріалу, з якого він виготовляється. Саме тому леонардит із Нью-Мексико користується чималою популярністю в світі. Його поклади є найстарішими на землі і містять найбільшу кількість гумінових сполук – 99%. Крім того, цей леонардит утворювався у прісній воді, що пояснює високий вміст гумінових сполук та відсутність натрію в його складі», — зауважує Олексій Хворостяний, Представник IVA ROVE Inc. в Україні.

І додає, що мінерал із Нью-Мексико не містить солей чи важких металів. Натомість іншим світовим покладам властиві солі, які можуть чинити токсичний вплив на ріст сільськогосподарських культур.

Також Олексій зазначає, що препарати, виготовлені на основі торфу, теж відрізняються за ефективністю, оскільки торф’яні матеріали значно молодші й мають нижчу концентрацію гумінових кислот — 10-15%.

Тут також слід зауважити, що деякі українські аграрії неоднозначно ставляться до продуктів зі вмістом гумінових кислот. Бо недобросовісні виробники та непрофесійні рекомендації знищують віру вітчизняного фермера в ці продукти, хоч у світі їх використовують дедалі інтенсивніше. До того ж препарати на основі гумінових та фульвокислот зазвичай сприймаються лише як стимулятори росту чи антистресанти. Проте, науковці компанії IVA ROVE Inc. виокремили й дослідили здатність цих продуктів впливати на управління азотом у ґрунті, що вирішує глобальні проблеми агровиробництва.

Серед продуктів, які пропонує компанія IVA ROVE Inc. на вітчизняному ринку, є Ultra Boost for NH3 . Він відіграє роль допоміжного засобу для управління азотом і застосовується лише з безводним аміаком (NH 3 ).

«Ultra Boost for NH3 є джерелом живлення для мікроорганізмів, які використовують N ґрунту та добрив для життєдіяльності й побудови свого «тіла». В результаті співвідношення С:N врівноважується, стає оптимальним для процесу мінералізації рослинних решток та сприяє живленню сільськогосподарських культур. Відомо, що звичайні стабілізатори азоту на основі, наприклад, ксилолу, пригнічують мікрофлору ґрунту для відтермінування процесу нітрифікації. Тоді як формула Ultra Boost for NH3 дає змогу азоту поглинатися колоїдами ґрунту у верхньому кореневмісному шарі (20-25 см). Отже, одночасно з мінералізацією органічної речовини в ґрунті відбувається закріплення сполук азоту знову в органічну форму. Але при цьому N не «губиться», а лише тимчасово переходить в недоступні рослинам форми», — пояснює Сергій Ковальчук, комерційний директор IVA ROVE Inc. в Україні.

Тримай руку на пульсі важливих агрономічних новин та подій

За словами експерта, кальцій (Са 2+ ), що міститься в продукті, несе подвійний позитивний заряд і витісняє один позитивний заряд водню (H + ), коли NH 3 вноситься в ґрунт. Ca, який не використовується рослиною, при цьому просто залишається у профілі ґрунту.

Особливості препарату Ultra Boost for NH3:

• Застосовується з безводним аміаком (NH 3 )
• НЕ сумісний з будь-якими добривами, що містять фосфати або калій
• НЕ можна використовувати з будь-яким гліфосатом або 2,4-д аміном чи ефіром
• Знижує втрати N
• Забезпечує доступність N на основних етапах росту культур
• Не здійснює шкідливий вплив на біологію ґрунту
• Відсутні різкі запахи
• Стійкий проти корозії
• Застосовується через Систему прямої інжекції RAVEN Sidekick Pro
• Легко вводиться у заправну цистерну NH3
• Не містить мікробів або бактерій

«Як сам продукт, так і технологія його внесення є унікальними в Україні, проте вже багато інноваційних господарств та провідних агрохолдингів випробовують і впроваджують Ultra Boost for NH3 у виробництво», — каже пан Сергій.

Наприклад, у компанії «Білагро» (Полтавська обл.) продукти IVA ROVE застосовують уже протягом декількох років. почали з експериментів, а в останні сезони ними охоплені всі площі посівів підприємства (а це понад 10 тис. га).

Препарат Ultra Boost for NH3 в цьому сезоні використали вперше і поки що на випробувальних ділянках. І хоч щодо остаточного результату говорити ще рано, але, за словами директора з виробництва Володимира Семуки, вже зараз за станом рослин видно позитивний вплив продукту порівняно з контрольними посівами.

До слова, процес внесення продукту не лягає додатковим тягарем на аграріїв, адже застосовується він за допомогою Системи прямої інжекції Sidekick Pro, в яку інвестує компанія IVA ROVE Inc.

«Це обладнання, що приєднується до панелі інструментів ємкості з NH3 для застосування рідких продуктів до безводного аміаку. Пряма інжекція — це точне вприскування потрібного дозування в несучу лінію перед штангою обприскувача», — пояснює Cергій Ковальчук.

Іще одним стабілізатором азоту на основі гумінових, фульвових та ульмінових кислот, екстрагованих з якісного леонардиту, є Ultra Boost for vegetation . Його особливість полягає у можливості використання з КАС .

«Це універсальне, високотехнологічне добриво можна вносити в усі пори року і тому воно має переваги перед іншими азотними добривами. Через відсутність у складі КАС вільного аміаку, він не випаровується в атмосферу під час внесення, однак наявність амонійної форми робить необхідним мінімальне загортання в умовах підвищених температур і відсутності опадів після внесення. Ultra Boost for vegetation, в свою чергу, також є рідким препаратом, що дає змогу ефективно змішувати його з КАС і вносити у будь-які фази росту та розвитку рослин, наприклад підживлюючи кукурудзу по вегетації (з міжрядним внесенням культиваторами, системами Y-DROP тощо)», — каже Олексій Хворостяний.

За його словами, таким чином можна зберегти дію азоту до 90-100 днів, що забезпечить рослину доступними його формами протягом найважливіших фаз росту та розвитку. Органічні речовини, що містяться в продукті, покліпшують здатність ґрунту утримувати вологу, затримують водорозчинні неорганічні добрива в кореневмісному шарі ґрунту, сповільнюють процеси вилуговування, підвищуючи родючість бідних ґрунтів та посилюючи споживання рослинами поживних елементів.

• Ефективний стабілізатор азоту
• Використовується з КАС
• Поліпшує здатність ґрунту затримувати вологу
• Збільшує вміст органічної речовини в кореневмісному шарі ґрунту
• Сприяє мінералізації рослинних решток
• Збільшує рівень цукрів за шкалою Брікса, що підвищує імунітет рослин щодо шкідників та хвороб
• Сумісний з розчинами препаратів з будь-яким рН
• Не втрачає ефективності при застосуванні з гербіцидами

Саме Ultra Boost for vegetation був першим препаратом від компанії IVA ROVE, який почали застосовувати у «Білагро». Результат відчули зразу.

«Зі стабілізаторам азоту отримали значно кращу врожайність. Наприклад, по кукурудзі в середньому 1 т/га прибавки. На соняшнику 0,3-0,4 т/га. Спочатку побачили такий результат на дослідах, а потім і в промислових посівах», — каже Володимир Семука.

За його словами, незважаючи на те, що такі продукти — це начебто додаткові витрати, але вони повністю себе окуповують. З одного боку, завдяки прибавкам по врожайності, а з другого — завдяки заощадженню на добривах. Адже впровадивши у технології вирощування культур стабілізатори азоту, в «Білагро» водночас зменшили норми внесення добрив на 20-30%, а це вагомий фактор економії.

Підписуйтесь нa YouTube-кaнaл СуперAгроном

Як бачимо, маючи доступ до передових технологій світу, вітчизняний агровиробник вже сьогодні може значно підвищити ефективність використання матеріальних та природних ресурсів.

Думка редакції SuperAgronom.com може не збігатися з точкою зору автора. Редакція не несе відповідальності за достовірність і тлумачення наведеної інформації і виконує роль виключно носія.