بعض الطرق لتحسين كفاءة الأسمدة الهيومية

تتحدد كفاءة الأسمدة بمجموعة من العوامل، من بينها مكانة هامة لتطابق تكوين السماد مع الاحتياجات البيولوجية للمحاصيل وتوافر العناصر الغذائية للسماد نفسه.

لم تُدرس الأسمدة الهيومية بما فيه الكفاية من هذه الجوانب. لذلك، عند دراسة هذه المسألة، وضعنا الأهداف التالية:

1. إيجاد التركيبة المثلى للعناصر الغذائية باستخدام البطاطس كمثال.
2. تحديد مسارات التحويل وتوزيع العناصر الغذائية داخل السماد نفسه.

تم إجراء العمل من خلال إعداد تجارب مختبرية وخضرية وحقلية.

تم إعداد التجارب الخضرية في حاويات بسعة 10-11 كجم مع تكرار من 4 إلى 8 مرات، بشكل رئيسي مع البطاطس. أُجريت التجارب الحقلية في ظروف الري في حقل تجريبي في منطقة خيرسون، بشكل رئيسي مع نوع واحد من المحاصيل. تم تصميم التجارب بتكرار من 3 إلى 5 مرات. تراوحت مساحة القطع من 5 م² إلى 0.15 هكتار.

أُجريت التجارب في الحقل الضابط وفقًا للمنهجية المقبولة في شبكة اختبار الأصناف: تكرار رباعي، ومساحة القطع من 50 إلى 70 م².

تم تحديد محتوى العناصر الغذائية في الأسمدة المدروسة، وكذلك العناصر المعدنية في النباتات، في عينة متوسطة في تحليلين متوازيين. تم تحديد النيتروجين الأمونياكي بطريقة مامشينتسيف، والفوسفور في النباتات بطريقة دينيجيه، وفي الأسمدة بطريقة الموليبدينوم الوزنية، والبوتاسيوم بطريقة تانانايف. تم تحديد الأحماض الهيومية والفولفية لونيًا باستخدام مقياس الألوان الكهروضوئي FEK-2، وتم قياس الرقم الهيدروجيني لونيًا وبواسطة مقياس الجهد.

عند تصميم التجارب، انطلقنا من خصوصيات تغذية البطاطس ومبادئ عمل الأسمدة الهيومية.

البطاطس، كما هو معروف، تنتمي إلى المحاصيل ذات فترة التغذية الممتدة، أي أنها تستهلك العناصر المعدنية الرئيسية طوال فترة النمو. وبفضل ذلك، وكذلك قدرتها على تجميع كتلة عضوية كبيرة، فإن استهلاك البطاطس للعناصر المعدنية يتجاوز استهلاك المحاصيل الحقلية الأخرى. ونتيجة لذلك، تفرض نباتات البطاطس متطلبات عالية على ظروف خصوبة التربة.

في التجارب السابقة، تم الحصول على بيانات توفر فكرة عن القدرة الانتقائية للبطاطس على امتصاص العناصر الرئيسية للتغذية الجذرية مع نمو النبات. تشير هذه البيانات إلى أن الاستهلاك المطلق والنسبي الأقصى للنيتروجين والبوتاسيوم يحدث في سن أصغر للنبات، بينما يحدث امتصاص حمض الفوسفوريك بشكل متساوٍ إلى حد ما طوال فترة النمو.

خلص الباحثون في المختبر، عند دراسة تأثير نقص النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم خلال الـ 15 يومًا الأولى من بداية إنبات البطاطس، إلى أنها تفرض متطلبات غذائية عالية في هذه المرحلة الأولية. التغذية غير الكافية في هذا الوقت، وفقًا لبياناتهم، تعطل التمثيل الغذائي، وتثبط التطور اللاحق للنباتات، وتقلل بشكل كبير من الإنتاجية وجودتها. وهم يعتقدون أنه منذ بداية الإنبات، تحتاج البطاطس إلى جميع العناصر الثلاثة للتغذية المعدنية - النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم.

استنادًا إلى مبدأ العمل الفسيولوجي للأحماض الهيومية، التي، كما أظهرت أعمال ل. أ. خريستيفا، فعالة بشكل خاص في بداية تطور النباتات، واستنادًا إلى خصوصيات تغذية البطاطس، وضعنا لأنفسنا المهمة الأولى لتحديد تكوين السماد الهيومي للبطاطس المخصص للتطبيق قبل البذر.

نسبة النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم في الأسمدة الهيومية

تم تحضير الأسمدة الهيومية من الليونارديت وفقًا للمنهجية التي اقترحتها ل. أ. خريستيفا (1951).

اعتمادًا على التكوين ونسبة العناصر الغذائية التي أردنا تحقيقها في السماد الهيومي، اختلفت تسلسل معالجة الليونارديت بالكواشف الكيميائية. في بعض الحالات، تم ترطيب الليونارديت أولاً بماء الأمونيا، ثم تم تعديل تفاعل السماد إلى درجة حموضة 7.2 باستخدام السوبرفوسفات أو حمض الأورثوفوسفوريك. وهذا سمح بالحصول على سماد هيومي بكمية محددة من النيتروجين. في الحالات التي كان من الضروري الحصول على سماد بمحتوى معين من الفوسفور، تم معالجة الليونارديت أولاً بالأسمدة الفوسفورية، ثم تم تعديل التفاعل إلى القيمة المطلوبة باستخدام ماء الأمونيا. تمت إضافة الأسمدة البوتاسيومية بكميات تقارب نسبة العناصر في النبات. تم تعديل تفاعل الأسمدة الهيومية النيتروجينية-البوتاسيومية والفوسفورية-البوتاسيومية Adept Agro.Bio إلى درجة حموضة 7.2 باستخدام هيدروكسيد البوتاسيوم.

تم اختبار الأسمدة المحضرة بهذه الطريقة في تجارب خضرية وحقلية.

التجارب الخضرية لعام 2012

تم إعداد التجربة الخضرية الأولى في عام 2012 في زراعة التربة. تم الزرع في 29 أبريل، والحصاد في 2 يوليو. كانت هذه التجربة تهدف إلى تحقيق هدفين: مقارنة فعالية الأسمدة الهيومية ذات التركيبات المعدنية المختلفة وتحديد الحد الأعلى لتشبعها بالأسمدة المعدنية.

الجدول 1. فعالية الأسمدة الهيومية ذات التركيبات المعدنية المختلفة (تجربة خضرية، 2012)

التركيبة المعدنية للسماد الهيومي	محتوى المادة الفعالة (%, مستخلص 0.5 N H₂SO₄)	الإنتاجية لكل حاوية، غ	زيادة الإنتاجية
	N | P₂O₅ | K₂O
NP + هيومات البوتاسيوم	0.68 | 1.04 | —	—	—
NK	0.68 | — | 0.92	—	—
PK	— | 0.96 | 0.90	—	—
NPK + توتيم أغرو.بيو	0.74 | 1.10 | 0.90	—	—

الجدول 2. تأثير تشبع الأسمدة الهيومية بالأملاح المعدنية على إنتاجية البطاطس (تجربة خضرية، 2012)

نوع السماد	محتوى المادة الفعالة (%, مستخلص 0.5 N H₂SO₄)	الإنتاجية لكل حاوية، غ	زيادة الإنتاجية
	N | P₂O₅ | K₂O
هيومات البوتاسيوم	0.68 | 1.04 | —	—	—
توتيم أغرو.بيو 1	0.54 | 0.46 | 0.44	—	—
توتيم أغرو.بيو 2	0.74 | 1.10 | 0.90	—	—
توتيم أغرو.بيو 3	1.56 | 3.08 | 2.80	—	—
توتيم أغرو.بيو 4	2.48 | 4.40 | 4.10	—	—

في هذه التجربة، تم الحصول على الحد الأدنى لزيادة الإنتاجية في المتغير الذي تم فيه تطبيق الأسمدة الهيومية على شكل فوسفور-بوتاسيوم. يجدر بالذكر أن نفس النتيجة تم الحصول عليها في تجربة مع الذرة، التي تم زراعتها خلال الـ 15 يومًا الأولى على أشكال مختلفة من الأسمدة الهيومية، ثم تم موازنة جميع المتغيرات بالأملاح المعدنية إلى معيار خليط بريانيشنيكوف الكامل. بما أن بيانات كلا التجربتين تتفقان، يمكن استنتاج أن شكل الفوسفور-بوتاسيوم للسماد الهيومي ليس واعدًا. ونتيجة لذلك، قمنا فيما بعد بدراسة الأسمدة التي تحتوي على النيتروجين فقط.

يوضح الجدول 2 أن زيادة محتوى المكونات المعدنية في الأسمدة الهيومية حتى حد معين تؤثر بشكل إيجابي على جودتها، وبعده تقترب فعالية الهيومات من فعالية الأسمدة المعدنية. يتم تحديد هذا الحد التشبعي بمحتوى إجمالي من النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم بنسبة 11%.

أظهرت الملاحظات أنه في مثل هذه المستحضرات، تنخفض قابلية ذوبان الأحماض الهيومية بشكل حاد، وهي في الأساس تتوقف عن كونها أسمدة هيومية. يُفسر انخفاض القابلية للذوبان بتأثير التخثر لأيون الكالسيوم، الذي يتم إدخاله بكميات كبيرة مع السوبرفوسفات.

التجارب الحقلية لعام 2012

في تجربة حقلية أُجريت في ربيع عام 2012، تم تحديد أن الأشكال الواعدة للأسمدة الهيومية على التربة الكستنائية في ظروف الري يمكن أن تكون أشكال النيتروجين-الفوسفور وأشكال النيتروجين-الفوسفور-البوتاسيوم.

الجدول 3. إنتاجية البطاطس تبعًا لشكل الأسمدة الهيومية (تجربة حقلية، 2012)

تكوين الأسمدة الهيومية	متوسط الإنتاجية لكل قطعة، كجم	الإنتاجية، سنت/هكتار	زيادة الإنتاجية، سنت/هكتار
بدون سماد	7.5	188	—
NP + هيومات البوتاسيوم	8.7	217	29
NK	8.3	208	20
PK	8.2	206	18
NPK + توتيم أغرو.بيو	10.0	250	62

تمت مقارنة كلا شكلي الأسمدة الهيومية بالأسمدة المحلية والمعدنية.

الجدول 4. الفعالية المقارنة للأسمدة الهيومية (تجربة حقلية، 2012)

متغير التجربة	تم تطبيقه عند الزراعة في العش، غ	الإنتاجية، سنت/هكتار	زيادة الإنتاجية، سنت/هكتار	محتوى النشا، %	متوسط وزن الدرنة التجارية، غ
بدون سماد	—	153	—	—	14.3
NPK مادة فعالة (1:1:1)	3	180	27	17.6	14.5
السماد العضوي	300	208	55	35.9	14.6
ليونارديت	50	183	30	19.6	14.7
هيومات البوتاسيوم	50	200	47	30.7	14.9
توتيم أغرو.بيو	50	228	75	49.0	15.1

كما يظهر في الجدول، أثبت توتيم أغرو.بيو أنه أكثر فعالية من هيومات البوتاسيوم، والسماد العضوي، ومجموعة الأسمدة المعدنية. بالإضافة إلى ذلك، إلى جانب زيادة الإنتاجية، فإنه يساهم في زيادة محتوى النشا ووزن الدرنات التجارية.

التجارب لعامي 2013-2014

شجعتنا النتائج الواعدة للتجارب التي أجريناها على مواصلة البحث عن أفضل متغير للمستحضرات الهيومية لتطبيقها تحت البطاطس. ولهذا الغرض، في عامي 2013-2014، تم تصنيع أسمدة بنسب مختلفة من النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم، والتي تم اختبارها في تجارب حقلية وخضرية.

في عام 2013، تم تحضير عينات من الهيومات التي ظل فيها محتوى الفوسفور مستقرًا، بينما تم زيادة النيتروجين والبوتاسيوم بالتناوب. تم تطبيق الأسمدة الهيومية في التجربة الخضرية محليًا قبل الزراعة بمعدل 50 غ لكل حاوية. بعد أسبوعين من ظهور البراعم، تم موازنة جميع المتغيرات بالأملاح المعدنية إلى خليط بريانيشنيكوف الكامل.

الجدول 5. اعتماد إنتاجية البطاطس على نسبة العناصر الغذائية في هيومات البوتاسيوم ومستحضر توتيم أغرو.بيو (تجربة خضرية، 2013)

متغيرات التجربة	نسبة محتوى المادة الفعالة (مستخلص 0.5 N H₂SO₄)	نسبة N:P:K	الإنتاجية لكل حاوية، غ	الزيادة مقارنة بالضابط المعدني المقابل
	N | P₂O₅ | K₂O
هيومات البوتاسيوم	0.80 | 2.39 | —	1:3	—	—
توتيم أغرو.بيو 5	0.80 | 2.39 | 1.80	1:3:2	—	—
توتيم أغرو.بيو 6	1.25 | 2.39 | 1.80	1:2:1.5	—	—
توتيم أغرو.بيو 7	1.25 | 2.39 | 3.60	1:2:3	—	—
توتيم أغرو.بيو 8	1.45 | 3.45 | 5.34	1:2.5:3	—	—

الجدول 6. اعتماد إنتاجية البطاطس على نسبة العناصر الغذائية في هيومات البوتاسيوم ومستحضر توتيم أغرو.بيو (تجربة حقلية، 2013)

متغيرات التجربة	تم تطبيقه عند الزراعة في العش، مل	الإنتاجية، سنت/هكتار	زيادة الإنتاجية، سنت/هكتار
بدون سماد	—	68	—
السماد العضوي	500	77	19
هيومات البوتاسيوم	50	76	8
توتيم أغرو.بيو 5	50	84	16
توتيم أغرو.بيو 6	50	91	23
توتيم أغرو.بيو 7	50	94	26
توتيم أغرو.بيو 8	50	74	6

تظهر التجارب التي أجريت أن النسبة الأكثر ملاءمة للنيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم في السماد الهيومي للبطاطس هي 1:2:1.5-3. ومع ذلك، أعطى شكل السماد توتيم أغرو.بيو رقم 8، القريب من النسبة المثلى، أدنى إنتاجية مطلقة وأقل زيادة. يُفسر ذلك، كما في التجربة السابقة، بتشبعه الزائد بالأملاح المعدنية، التي تمثل في مجموعها أكثر من 10%.

تشير التجربة الخضرية أيضًا إلى أن الإضافة الميكانيكية للبوتاسيوم إلى هيومات البوتاسيوم للحصول على سماد كامل قد تؤدي حتى إلى نتيجة سلبية. وهكذا، لكي يكون توتيم أغرو.بيو أكثر فعالية من هيومات البوتاسيوم، كان علينا زيادة محتوى النيتروجين في نفس الوقت مع تطبيق ملح البوتاسيوم.

التجارب الحقلية لعام 2014

في عام 2014، تمت دراسة هذه المسألة على وجه التحديد. باستخدام المنهجية القياسية، تم تحضير أربعة أنواع من الهيومات، حيث، مع محتوى مستقر للفوسفور والبوتاسيوم، تم تغيير كمية النيتروجين. بالإضافة إلى ذلك، تم وضع هدف لتحضير سماد بنسبة أقل لتقليل استهلاك المواد الكيميائية في الإنتاج وخفض تكلفتها.

الجدول 7. إنتاجية البطاطس تبعًا لتغيير محتوى النيتروجين في السماد الهيومي (تجربة حقلية، 2014)

متغيرات التجربة	محتوى المادة الفعالة (%, مستخلص 0.5 N H₂SO₄)	نسبة N:P:K	الإنتاجية، سنت/هكتار	زيادة الإنتاجية
	N | P₂O₅ | K₂O
بدون سماد	— | — | —	—	—	—
هيومات البوتاسيوم	0.43 | 1.62 | —	1:4	—	—
توتيم أغرو.بيو 9	0.43 | 1.62 | 1.37	1:4:3	—	—
توتيم أغرو.بيو 10	0.65 | 1.62 | 1.37	1:2.5:2	—	—
توتيم أغرو.بيو 11	0.84 | 1.62 | 1.37	1:2:2.5	—	—
توتيم أغرو.بيو 12	0.97 | 1.62 | 1.37	1:1.5:1.4	—	—

تظهر بيانات هذه التجربة أن فعالية الهيومات تزداد إذا، إلى جانب إضافة البوتاسيوم، تم زيادة محتوى النيتروجين من خلال التطبيق الإضافي لماء الأمونيا. فيما يتعلق بتقليل المحتوى الإجمالي للعناصر الغذائية في الهيومات، تشير الزيادات المطلقة في الإنتاجية الأعلى قليلاً التي تم الحصول عليها هذا العام إلى أن تحضير الأسمدة الهيومية الأقل تركيزًا مقبول تمامًا.

بما أن الخيار الآخر - تقليل جرعة البوتاسيوم - ممكن تقنيًا، في عام 2014، تم اختبار عينات، حيث، مع محتوى مستقر للفوسفور والنيتروجين، تم تغيير كمية البوتاسيوم المتحرك.

الجدول 8. محتوى المادة الفعالة في الأسمدة الهيومية (%, مستخلص 0.5 N H₂SO₄)

المادة الفعالة	أسمدة للزراعة الربيعية	أسمدة للزراعة الصيفية
	هيومات البوتاسيوم	توتيم أغرو.بيو 13
N	0.47	0.52
P₂O₅	1.32	1.32
K₂O	—	1.46

أُجريت التجربة في منطقة تشيرنيهيف خلال الزراعة الربيعية والصيفية.

الجدول 9. إنتاجية البطاطس تبعًا لتغيير محتوى البوتاسيوم في السماد الهيومي (تجارب حقلية، 2014)

متغيرات التجربة	الزراعة الربيعية	الزراعة الصيفية
	الإنتاجية، سنت/هكتار | زيادة الإنتاجية، سنت/هكتار	الإنتاجية، سنت/هكتار | زيادة الإنتاجية، سنت/هكتار
بدون سماد	102 | —	— | —
P	108 | 6	— | —
NP	117 | 15	— | —
NPK	118 | 16	— | —
هيومات البوتاسيوم	122 | 20	— | —
توتيم أغرو.بيو 13	109 | 7	— | —
توتيم أغرو.بيو 14	111 | 9	— | —
توتيم أغرو.بيو 15	— | —	— | —
توتيم أغرو.بيو 16	— | —	— | —

ملاحظة: تم تطبيق الأسمدة الهيومية محليًا بطريقة العش، بينما تم حساب الأسمدة المعدنية بناءً على N20P20K20.

إن مقارنة نتائج كلا التجربتين تعطي أسبابًا للاعتقاد بأن تقليل جرعة البوتاسيوم دون تغيير محتوى النيتروجين يمكن أن ينتج أيضًا سمادًا هيوميًا كاملاً جيدًا. ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أن إضافة البوتاسيوم، سواء في تكوين الأسمدة المعدنية التي تُطبق قبل البذر أو في تكوين توتيم أغرو.بيو، تقلل من محتوى النشا في درنات البطاطس. ولا يُلاحظ ذلك إلا في خلفية النيتروجين المرتفعة.

الأسمدة الهيومية كمصدر للتغذية المعدنية ومحفزات النمو

بهدف دراسة طبيعة الفعالية العالية للأسمدة الهيومية، أجرينا تجارب خضرية تم فيها دراسة هذه الأسمدة كمصادر للتغذية المعدنية وكمحفزات للنمو. في الحالة الأخيرة، تمت مقارنتها مع مستحضرات أوكرانية مماثلة - مايند إكسترا وثيموهيدركينون.

الجدول 10. محتوى المادة الفعالة في الأسمدة الهيومية (%, مستخلص 0.5 N H₂SO₄)

المادة الفعالة	أمينو إنرجي	هيومات البوتاسيوم	توتيم
N	0.15	0.22	0.50
P₂O₅	—	0.20	1.10
K₂O	—	—	—
حمض هيومي (مستخلص 0.1 N KaOH، بارد)	6.7	5.2	4.6

الجدول 11. توتيم أغرو.بيو كمصدر للتغذية المعدنية للبطاطس (تجربة خضرية، 2014)

متغيرات التجربة	الوزن الجاف لأوراق النباتات عمرها أسبوعين من 4 حاويات	امتصاص العناصر المعدنية (مغ لكل حاوية)	الامتصاص (% مقارنة بالخليط الكامل)
		N | P₂O₅
خليط غذائي كامل	10.90	408 | 63	—
توتيم أغرو.بيو I	17.85	467 | 156	—
توتيم أغرو.بيو II	25.50	668 | 190	—
توتيم أغرو.بيو III	21.70	875 | 235	—
توتيم أغرو.بيو IV	23.62	817 | 221	—

ملاحظة: غياب بيانات K₂O في متغير توتيم أغرو.بيو I يرجع إلى غياب البوتاسيوم في تكوين السماد.

كما تُظهر التجارب التي أجريت، فإن الأسمدة الهيومية مصدر ممتاز للعناصر الغذائية وتتفوق على الأسمدة المعدنية. يُفسر انخفاض معين في الامتصاص لتوتيم أغرو.بيو IV على الأرجح بتشبعه العالي بالأملاح المعدنية وانخفاض حركية الأحماض الهيومية.

يجب ملاحظة أن حجم امتصاص النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم في مستحضر توتيم أغرو.بيو يتجاوز ذلك في هيومات البوتاسيوم، على الرغم من أن محتوى العناصر الغذائية كان مكافئًا (تم تطبيق هيومات البوتاسيوم على خلفية البوتاسيوم). وهذا يؤكد الفكرة القائلة بأنه يجب إدخال البوتاسيوم في تكوين السماد الهيومي للبطاطس.

الأسمدة الهيومية أمينو إنرجي، توتيم أغرو.بيو، وأديبت أغرو.بيو كمحفزات للنمو

الآن، دعونا نقدم بيانات التجارب التي تم فيها تطبيق مجموعة من المستحضرات الجاهزة للاستخدام كمحفزات للنمو. في هذه الحالات، تم اختبار الأسمدة الهيومية المعقدة - أمينو إنرجي، توتيم أغرو.بيو، وأديبت أغرو.بيو، إلى جانب ثيموهيدركينون. تم تطبيق الأسمدة بمعدل 0.15 مل من حمض هيومي قابل للذوبان لكل حاوية.

الجدول 12. فعالية الأسمدة الهيومية كمحفزات للنمو (تجربة خضرية، 2014)

متغيرات التجربة	الوزن الجاف لأوراق النباتات عمرها أسبوعين من 4 حاويات	نسبة المحتوى في الأوراق	امتصاص العناصر (مغ لكل حاوية)
		N | P₂O₅	N | P₂O₅
بدون سماد	4.17	4.20 | 0.76	— | —
خليط غذائي كامل (خلفية)	10.90	5.37 | 0.87	— | —
الخلفية + أمينو إنرجي	16.32	4.35 | 0.80	— | —
الخلفية + هيومات البوتاسيوم + NPK	22.05	5.73 | 0.92	— | —
الخلفية + توتيم أغرو.بيو + NPK	23.00	5.86 | 0.96	— | —
الخلفية + مايند إكسترا	17.65	5.14 | 0.80	— | —
الخلفية + ثيموهيدركينون	18.75	5.37 | 0.66	— | —
الخلفية + أديبت أغرو.بيو	24.80	4.84 | 0.87	— | —

ملاحظة: تم تطبيق أديبت أغرو.بيو في شكل سائل.

يظهر الجدول 12 أن الحمض الهيومي والفولفي يمارسان تأثيرًا محفزًا واضحًا على البطاطس، مما يؤدي إلى زيادة وزن الأوراق وامتصاص العناصر الغذائية. تستخدم هذه النباتات العناصر الغذائية من البيئة الخارجية بكفاءة أكبر بـ 2-3 مرات.

الاستنتاجات

تشير جميع البيانات المقدمة إلى أنه، من خلال تعديل تكوين الأسمدة الهيومية، يمكن تحقيق زيادة في كفاءتها. وهذا يوحي بأن الأسمدة المدروسة هي أسمدة ذات تأثير معقد، وتنظيم تكوينها وفقًا لاحتياجات النبات هو نهج واعد لزيادة فعاليتها.