Фертосфера – нова сфера?

Одним із головних завдань агрохімії сьогодні є вдосконалення технологій використання добрив, які дозволяли б досягнути двох головних цілей: зменшення негативного навантаження на довкілля та підвищення ефективності використання елементів добрив рослинами (чи у зворотному порядку – залежно від регламенту).

Задовольнити такі вимоги дозволяє, зокрема, локальне внесення добрив. Проте, локалізація і концентрування добрив у невеликому об’ємі ґрунту змінює як характеристики самого добрива, так і властивості ґрунту, що оточує смугу добрива. Це, зокрема, призвело до появи нового терміна: фертосфера (fertosphere) – зона ґрунту навколо смуги добрива на відстані до 2,5 см.

Локальними смугами частіше за все вносять фосфорні і азотні добрива. Адже, це дозволяє вносити значну частину (а іноді і усю норму) добрив під час посіву за один прохід.

Локальне внесення фосфорних добрив дозволяє зменшити взаємодію Р з ґрунтом і підвищити коефіцієнт його використання (який за розкидного внесення складає в середньому лише від 5 до 25%).

Проте, виробники намагаються локально внести все більші норми добрив. У свою чергу, більша концентрація добрив у смузі призводить до змін у взаємодії добрива з ґрунтом та можливості коренів рослин використовувати елементи живлення.

Наприклад, локальне внесення сечовини призводить до істотного локального підвищення рН грунту (>9,0), електропровідності ґрунту (ЕС 1,5-2,5 dS/m) і концентрації вільного аміаку (NH3, 10-30 мг/л) (Janke C., et al., 2020).

Для карбаміду було встановлено, що концентрація сечовини впливає на уреазну активність: збільшується у міру досягнення певного рівня концентрації, після чого знижується (Singh R., Nye P.H., 1984).

Величина і відстань цих змін залежить від типу ґрунту. Зона впливу добрив більша на ґрунтах легкого гранулометричного складу, за низької катіонообмінної здатності ґрунту, що пояснюється більшою інтенсивністю дифузії розчинів добрив від зони внесення. Для рухливих форм елементів, наприклад, для нітратів і сульфатів, великий вплив має характер і кількість опадів, наявність і тип зрошення.

Внесення високорозчинних фосфорних добрив концентрованими локальними смугами вперше були запропоновано як ефективна стратегія удобрення на дуже кислих ґрунтах з метою мінімізації взаємодії між ґрунтом і добривом. Пізніше така практика стала у нагоді для внесення добрив у грунтозаощаджувальних технологіях. Крім того, локальне внесення у посушливих регіонах дозволяє сподіватись на ґрунтову вологу нижніх шарів ґрунту. 

Рис. Фертосфера навколо стрічки фосфорного добрива. На доступність фосфору і поглинання його рослинами впливають як характеристики самого добрива, так і взаємодія із грунтом навколо стрічки добрива (Джерело: Dr Gregor Meyer, https://groundcover.grdc.com.au)

Meyer G., et al. (2020) вивчили зміни у вмісті доступного Р у фертосфері локально внесених монокальційфосфату (MCP – фосфорний компонент суперфосфату), моноамонійфосфату (МАР – фосфорний компонент амофосу) і диамонійфосфату (DAP – фосфорний компонент діамофосу) на семи різних типах ґрунту, внесені самостійно або у поєднані з калієм хлористим (МОР).

Вони встановили різницю у поведінці і ефективності різних джерел фосфору і спробували знайти цьому пояснення у зміні характеристик саме фертосфери. Зокрема:

рН фертосфери. Будь-який фактор, який змінює рН фертосфери, був важливим для визначення доступності Р в смузі добрива. В свою чергу, на рН фертосфери впливали властивості самого добрива, характеристики ґрунту, ґрунтові процеси.

Найвищу доступність Р має за рН фертосфери, близького до нейтрального. У карбонатних ґрунтах (рН фертосфери 7,5-8,9) доступність Р була низькою, переважно із-за взаємодії з Са.

Насичені розчини різних Р добрив, у свою чергу, також різнились: рН для МСР і МАР становив відповідно 1,5 і 3,5, для DAP – 7,5-8, що також впливало на поведінку фосфору в ґрунті.

Поряд з цим, внесення разом з фосфором азоту у вигляді амонію NH4+ також непрямим чином впливало на рН фертосфери після проходження нітрифікації. Так, у дослідження було доведено, що у фертосфері розчину DAP рівень нітрифікації був істотно вищим, ніж для МАР, що певною мірою нівелювало рН самого розчину DAP і вирівнювало рН ґрунтового розчину фертосфери обох добрив.

Автори роблять висновок, що серед цих факторів, найбільший вплив на рН фертосфери чинив все ж таки рН самого добрива. Цікаво, що вплив локальних добрив на рН фертосфери був відчутним навіть через 4 місяця.

Чому цей вплив добрива такий важливий саме за локального внесення? Відмінність від розкидного внесення полягає у тому, що насичений розчин добрива у фертосфері навколо окремої гранули, внесеної врозкид, сильно буферизується самим ґрунтом, впливаючи на реакцію Р з ґрунтом. Було встановлено, що рН навколо окремих гранул МСР і МАР через 1-2 місяці на кислих ґрунтах були близькі до рН товщі ґрунту, тоді як фертосфера локально внесеного добрива навіть через 4 місяці різнилась за рН.

Характеристики ґрунту. Окрім властивостей добрив, характеристики ґрунту також мають істотне значення у встановленні рН фертосфери: інтенсивність змін доступності Р для різних джерел фосфору нижча для важких ґрунтів (де зміни рН, що чинять добрива, істотно менші), ніж для легких ґрунтів.

Крім того, вміст глини у ґрунті сам по собі впливає на доступність Р незалежно від рН фертосфери. Було встановлено, що збільшення вмісту глини в ґрунті знижувало доступність Р, причиною чому може бути підвищена сорбція його на поверхні глинистих мінералів.

Meyer G., et al. (2020) визначили, що на карбонатних ґрунтах доступність Р була низькою як для розкидного, так і для локального внесення в результаті швидкого осадження фосфору у вигляді Са-Р мінералів.

Сумісне внесення з іншими добривами. Третім важливим фактором впливу на ефективність Р добрив є сумісне внесення з іншими елементами. Особливий інтерес становить внесення К добрив разом з локальним Р, що зменшує витрати на внесення і підвищує ріст коренів навколо внесеного К.

Meyer G., et al. (2020) встановили, що поєднане внесення фосфорних добрив з калієм знижувало доступність Р у деяких ґрунтах. Вони роблять висновок, що вплив К більш істотний на лужних ґрунтах, причиною чому може бути непрямий вплив К на осадження Р, спричинене заміщенням катіонів ГВК калієм.

Наприклад, Akinremi and Cho (1993) встановили, що доступність Р за сумісного локального внесення з К знижується в результаті заміщення Са у ГВК, що призводить до осадження Са-фосфатів. Важливо, що в ґрунтах з більш високим вмістом обмінного Са, сумісне внесення К має більш істотний вплив на доступність Р. У некарбонатних ґрунтах сумісне внесення К може прямим чином знижувати доступність Р в результаті осадження K-Al-P мінералів, таких як таранакіт, проте, такий вплив ймовірно не такий істотний, як вплив К на обмінні катіони.

Отже, на наш погляд, виділення фертосфери у окреме явище є логічним і важливим для розуміння поведінки добрив в ґрунті. Приведені вище дослідження не є вичерпними для прогнозу ефективності добрив у Вашому конкретному господарстві. Проте, саме усвідомлення змін у поведінці добрив за заміни суцільного способу внесення на локальний повинно дати основу для роздумів і аналізу отриманих результатів у полі.

Ірина Логінова

(С) НВК “Квадрат”

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *