Деякі шляхи підвищення ефективності гумінових добрив

Ефективність добрив визначається комплексом факторів, серед яких важливе місце займає відповідність складу добрива біологічним потребам культур та доступність поживних речовин самого добрива.

Гумінові добрива з цих позицій досліджені недостатньо. Тому під час дослідження цього питання ми поставили перед собою такі цілі:

1. Знайти оптимальне поєднання поживних елементів на прикладі картоплі.
2. Встановити шляхи перетворення та розподілу поживних речовин у самому добриві.

Робота проводилася шляхом постановки лабораторних, вегетаційних і польових дослідів.

Вегетаційні досліди закладалися в посудинах місткістю 10–11 кг із 4–8-кратною повторністю, переважно з картоплею. Польові досліди проводилися в зрошуваних умовах на дослідному полі в Херсонській області переважно з одним сортом культури. Досліди закладалися в 3–5-кратній повторності. Облікова площа ділянок коливалася від 5 м² до 0,15 га.

Досліди на контрольному полі проводилися за прийнятою в сортовипробувальній мережі методикою: повторність 4-кратна, облікова площа ділянок — 50–70 м².

Визначення вмісту поживних речовин у досліджуваних добривах, а також мінеральних елементів у рослинах, проводилося в середній пробі в двох паралельних аналізах. Аміачний азот визначався за Мамченцовим, фосфор у рослинах — за Деніжем, а в добривах — ваговим молібденовим методом, калій — за Тананаєвим. Гумінові та фульвові кислоти визначалися колориметрично на електрофотоколориметрі ФЕК-2, pH — колориметрично та потенціометрично.

Під час постановки дослідів ми виходили з особливостей живлення картоплі та принципів дії гумінових добрив.

Картопля, як відомо, належить до культур із розтягнутим періодом живлення, тобто споживає основні мінеральні елементи протягом усієї вегетації. Завдяки цьому, а також здатності накопичувати велику органічну масу, винос мінеральних речовин картоплею перевищує винос інших польових культур. У зв’язку з цим картопляна рослина висуває підвищені вимоги до умов родючості ґрунту.

У попередніх дослідах отримано дані, які дають уявлення про вибіркову здатність картоплі до основних елементів кореневого живлення в міру росту рослини. З них випливає, що максимальне абсолютне та відносне споживання азоту і калію відповідає молодшому віку рослини, тоді як поглинання фосфорної кислоти відбувається досить рівномірно протягом усього періоду росту.

Лаборанти, вивчаючи вплив нестачі азоту, фосфору та калію протягом перших 15 днів із початку проростання картоплі, дійшли висновку, що вона висуває високі вимоги до рівня живлення в цей перший період. Недостатнє живлення в цей час, за їхніми даними, порушує обмін речовин, пригнічує весь подальший розвиток рослин і різко знижує врожай та його якість. Вони вважають, що з початку проростання картоплі необхідні всі три елементи мінерального живлення — азот, фосфор і калій.

Базуючись на принципі фізіологічної дії гумінових кислот, які, як показали роботи Л. А. Христевої, особливо ефективні на початку розвитку рослин, і на особливостях живлення картоплі, ми поставили собі першим завданням визначити склад гумінового добрива під картоплю для припосівного внесення.

Співвідношення азоту, фосфору та калію в гумінових добривах

Гумінові добрива готувалися з леонардиту за методикою, запропонованою Л. А. Христевою (1951 р.).

Залежно від того, якого складу та співвідношення поживних речовин ми хотіли досягти в гуміновому добриві, послідовність обробки леонардиту хімічними реагентами змінювалася. В одних випадках леонардит спочатку змочувався аміачною водою, а потім за допомогою суперфосфату або ортофосфорної кислоти реакція добрива доводилася до pH 7,2. Це дозволяло отримати гумінове добриво із заданою кількістю азоту. У випадках, коли необхідно було мати добриво з певним вмістом фосфору, леонардит спочатку оброблявся фосфорними добривами, а потім за допомогою аміачної води реакція доводилася до потрібної величини. Калійні добрива додавалися в таких кількостях, щоб вони приблизно відповідали співвідношенню елементів у рослині. Реакція азотно-калійного та фосфоро-калійного гумінового добрива Adept Agro.Bio підганялася до pH 7,2 за допомогою гідроксиду калію.

Приготовлені таким чином добрива випробовувалися у вегетаційних і польових дослідах.

Вегетаційні досліди 2012 року

Перший вегетаційний дослід був закладений у 2012 році в ґрунтовій культурі. Посадка проведена 29 квітня, збирання — 2 липня. Цим дослідом переслідувалися дві мети: порівняти ефективність гумінових добрив різного мінерального складу та визначити верхню межу їх насичення мінеральними туками.

Таблиця 1. Ефективність гумінових добрив різного мінерального складу (Вегетаційний дослід, 2012 р.)

Мінеральний склад гумінового добрива	Вміст діючої речовини (%, витяжка 0,5 н H₂SO₄)	Урожай на посудину, г	Прибавка врожаю
	N | P₂O₅ | K₂O
NP + гумат калію	0,68 | 1,04 | —	—	—
NK	0,68 | — | 0,92	—	—
PK	— | 0,96 | 0,90	—	—
NPK + Totem Agro.Bio	0,74 | 1,10 | 0,90	—	—

Таблиця 2. Вплив насичення гумінових добрив мінеральними солями на врожай картоплі (Вегетаційний дослід, 2012 р.)

Види добрива	Вміст діючої речовини (%, витяжка 0,5 н H₂SO₄)	Урожай на посудину, г	Прибавка врожаю
	N | P₂O₅ | K₂O
Гумат калію	0,68 | 1,04 | —	—	—
Totem Agro.Bio 1	0,54 | 0,46 | 0,44	—	—
Totem Agro.Bio 2	0,74 | 1,10 | 0,90	—	—
Totem Agro.Bio 3	1,56 | 3,08 | 2,80	—	—
Totem Agro.Bio 4	2,48 | 4,40 | 4,10	—	—

У цьому досліді мінімальна прибавка врожаю отримана у варіанті, де вносилися фосфоро-калійна форма гумінових добрив. Слід зазначити, що такий же результат був отриманий і в досліді з кукурудзою, яка протягом перших 15 днів вирощувалася на різних формах гумінових добрив, а потім усі варіанти були вирівняні мінеральними солями до повної норми суміші Прянишникова. Оскільки дані обох дослідів збігаються, можна зробити висновок, що фосфоро-калійна форма гумінового добрива не є перспективною. У зв’язку з цим надалі нами вивчалися тільки добрива, що містять азот.

З таблиці 2 видно, що підвищення до певної межі вмісту мінеральних компонентів у гумінових добривах позитивно впливає на їх якість, вище якої ефективність гumatів наближається до дії мінеральних добрив. Ця гранична насиченість визначається сумарним вмістом азоту, фосфору та калію в 11%.

Спостереження показали, що в таких препаратах розчинність гумінових кислот різко падає, і вони по суті перестають бути гуміновими. Падіння розчинності пояснюється коагулюючим впливом іона кальцію, який у великих кількостях вноситься з суперфосфатом.

Польові досліди 2012 року

У проведеному навесні 2012 року польовому досліді було виявлено, що перспективними формами гумінових добрив на каштанових ґрунтах у зрошуваних умовах можуть бути азотно-фосфорні та азотно-фосфорно-калійні.

Таблиця 3. Урожай картоплі залежно від форми гумінових добрив (Польовий дослід, 2012 р.)

Склад гумінових добрив	Середній урожай з ділянки, кг	Урожай, ц/га	Прибавка врожаю, ц/га
Без добрив	7,5	188	—
NP + гумат калію	8,7	217	29
NK	8,3	208	20
PK	8,2	206	18
NPK + Totem Agro.Bio	10,0	250	62

Обидві форми гумінових добрив порівнювалися з місцевими та мінеральними добривами.

Таблиця 4. Порівняльна ефективність гумінових добрив (Польовий дослід, 2012 р.)

Варіант досліду	Внесено при посадці в гніздо, г	Урожай, ц/га	Прибавка врожаю, ц/га	Вміст крохмалю, %	Середня товарна вага бульби, г
Без добрива	—	153	—	—	14,3
NPK діючої речовини (1:1:1)	3	180	27	17,6	14,5
Перегній	300	208	55	35,9	14,6
Леонардит	50	183	30	19,6	14,7
Гумат калію	50	200	47	30,7	14,9
Totem Agro.Bio	50	228	75	49,0	15,1

Як видно з таблиці, Totem Agro.Bio виявилося ефективнішим за гумат калію, перегній і набір мінеральних добрив. Крім того, поряд із збільшенням урожаю, воно сприяє збільшенню крохмалистості та ваги товарної бульби.

Досліди 2013–2014 років

Обнадійливі результати проведених дослідів спонукали нас до подальших пошуків кращого варіанту гумінових препаратів для застосування під картоплю. З цією метою в 2013–2014 роках виготовлялися добрива з різним співвідношенням азоту, фосфору та калію, які випробовувалися в польових і вегетаційних дослідах.

У 2013 році були приготовлені зразки гumatів, у яких вміст фосфору залишався стабільним, а азот і калій почергово збільшувалися. Гумінові добрива у вегетаційному досліді вносилися перед посадкою локально по 50 г на посудину. Через два тижні після появи сходів усі варіанти були вирівняні мінеральними солями до повної суміші Прянишникова.

Таблиця 5. Залежність урожаю картоплі від співвідношення поживних речовин у гуматі калію та в препараті Totem Agro.Bio (Вегетаційний дослід, 2013 р.)

Варіанти досліду	Відсоток вмісту діючої речовини (витяжка 0,5 н H₂SO₄)	Співвідношення N:P:K	Урожай на посудину, г	Прибавка до відповідного мінерального контролю
	N | P₂O₅ | K₂O
Гумат калію	0,80 | 2,39 | —	1:3	—	—
Totem Agro.Bio 5	0,80 | 2,39 | 1,80	1:3:2	—	—
Totem Agro.Bio 6	1,25 | 2,39 | 1,80	1:2:1,5	—	—
Totem Agro.Bio 7	1,25 | 2,39 | 3,60	1:2:3	—	—
Totem Agro.Bio 8	1,45 | 3,45 | 5,34	1:2,5:3	—	—

Таблиця 6. Залежність урожаю картоплі від співвідношення поживних речовин у гуматі калію та в препараті Totem Agro.Bio (Польовий дослід, 2013 р.)

Варіанти досліду	Внесено при посіві в гніздо, мл	Урожай, ц/га	Прибавка врожаю, ц/га
Без добрива	—	68	—
Перегній	500	77	19
Гумат калію	50	76	8
Totem Agro.Bio 5	50	84	16
Totem Agro.Bio 6	50	91	23
Totem Agro.Bio 7	50	94	26
Totem Agro.Bio 8	50	74	6

Проведені досліди показують, що найсприятливішим співвідношенням азоту, фосфору та калію в гуміновому добриві під картоплю є 1:2:1,5–3. Однак близька за співвідношенням до оптимальної форма добрива Totem Agro.Bio №8 дала найнижчий абсолютний урожай і найнижчу прибавку. Це пояснюється, як і в попередньому досліді, надмірною насиченістю її мінеральними солями, що становлять у сумі понад 10%.

З вегетаційного досліду також випливає, що механічне додавання калію до гумату калію з метою отримання з нього повного добрива може призвести навіть до негативного результату. Так, для того щоб Totem Agro.Bio виявився ефективнішим за гумат калію, нам довелося одночасно з внесенням калійної солі підвищити і вміст азоту.

Польові досліди 2014 року

У 2014 році це питання вивчалося спеціально. За звичайною методикою були приготовлені чотири типи гumatів, у яких при стабільному вмісті фосфору та калію змінювалася кількість азоту. Крім того, ставилося завдання приготувати більш низьковідсоткове добриво з метою зменшення витрат хімікатів на виробництво та зниження їх собівартості.

Таблиця 7. Урожай картоплі залежно від зміни вмісту азоту в гуміновому добриві (Польовий дослід, 2014 р.)

Варіанти досліду	Вміст діючої речовини (%, витяжка 0,5 н H₂SO₄)	Співвідношення N:P:K	Урожай, ц/га	Прибавка врожаю
	N | P₂O₅ | K₂O
Без добрива	— | — | —	—	—	—
Гумат калію	0,43 | 1,62 | —	1:4	—	—
Totem Agro.Bio 9	0,43 | 1,62 | 1,37	1:4:3	—	—
Totem Agro.Bio 10	0,65 | 1,62 | 1,37	1:2,5:2	—	—
Totem Agro.Bio 11	0,84 | 1,62 | 1,37	1:2:2,5	—	—
Totem Agro.Bio 12	0,97 | 1,62 | 1,37	1:1,5:1,4	—	—

Дані цього досліду показують, що ефективність гumatів підвищується, якщо поряд із додаванням калію шляхом додаткового внесення аміачної води збільшити вміст азоту. Що стосується зниження загального вмісту поживних речовин у гumatах, то отримані цього року навіть дещо більші абсолютні прибавки врожаю свідчать про те, що приготування менш концентрованих гумінових добрив цілком припустиме.

Оскільки технічно можливий і інший варіант — зниження дози калію, у 2014 році були випробувані зразки, у яких при стабільному вмісті фосфору та азоту змінювалася кількість рухомого калію.

Таблиця 8. Вміст діючої речовини в гумінових добривах (%, витяжка 0,5 н H₂SO₄)

Діюча речовина	Добрива для весняної посадки	Добрива для літньої посадки
	Гумат калію	Totem Agro.Bio 13
N	0,47	0,52
P₂O₅	1,32	1,32
K₂O	—	1,46

Дослід проводився в Чернігівській області при весняній і літній посадці.

Таблиця 9. Урожай картоплі залежно від зміни вмісту калію в гуміновому добриві (Польові досліди, 2014 р.)

Варіанти досліду	Весняна посадка	Літня посадка
	Урожай, ц/га | Прибавка врожаю, ц/га	Урожай, ц/га | Прибавка врожаю, ц/га
Без добрива	102 | —	— | —
P	108 | 6	— | —
NP	117 | 15	— | —
NPK	118 | 16	— | —
Гумат калію	122 | 20	— | —
Totem Agro.Bio 13	109 | 7	— | —
Totem Agro.Bio 14	111 | 9	— | —
Totem Agro.Bio 15	— | —	— | —
Totem Agro.Bio 16	— | —	— | —

Примітка: Гумінові добрива вносилися локально гніздовим способом, мінеральні — з розрахунку N20P20K20.

Порівняння результатів обох дослідів дає підстави вважати, що, знижуючи дозу калію і не змінюючи вмісту азоту, також можна отримати добре гумінове добриво повного складу. Цікаво відзначити, що додавання калію як у складі чисто мінеральних припосівних добрив, так і в складі Totem Agro.Bio знижує вміст крохмалю в бульбах картоплі. І тільки на підвищеному азотному фоні цього не спостерігається.

Гумінові добрива як джерело мінерального живлення та стимулятори росту

З метою вивчення природи високої ефективності гумінових добрив нами були поставлені вегетаційні досліди, у яких ці добрива вивчалися як джерела мінерального живлення та як стимулятори росту. В останньому випадку вони порівнювалися з аналогічними за змістом препаратами українського виробництва — Mind Extra і тимогідрохіноном.

Таблиця 10. Вміст діючої речовини в гумінових добривах (%, витяжка 0,5 н H₂SO₄)

Діюча речовина	Amino Energy	Гумат калію	Totem
N	0,15	0,22	0,50
P₂O₅	—	0,20	1,10
K₂O	—	—	—
Гумінова кислота (витяжка 0,1 н KaOH на холоді)	6,7	5,2	4,6

Таблиця 11. Totem Agro.Bio як джерело мінерального живлення картоплі (Вегетаційний дослід, 2014 р.)

Варіанти досліду	Суха вага бадилля двотижневих рослин із 4 посудин	Винос мінеральних елементів (мг на посудину)	Винос (% до повної суміші)
		N | P₂O₅
Повна поживна суміш	10,90	408 | 63	—
Totem Agro.Bio I	17,85	467 | 156	—
Totem Agro.Bio II	25,50	668 | 190	—
Totem Agro.Bio III	21,70	875 | 235	—
Totem Agro.Bio IV	23,62	817 | 221	—

Примітка: Відсутність даних для K₂O у варіанті Totem Agro.Bio I пов’язана з відсутністю калію в складі добрива.

Як видно з проведених дослідів, гумінові добрива є прекрасним джерелом поживних речовин і перевершують мінеральні добрива. Деяке зниження виносу по Totem Agro.Bio IV пояснюється, ймовірно, великою насиченістю її мінеральними солями та зниженням рухливості гумінових кислот.

Слід зазначити, що величина виносу азоту, фосфору та калію в препараті Totem Agro.Bio перевищує гумат калію, хоча вміст поживних речовин був еквівалентним (гумат калію вносився на фоні калію). Це підтверджує думку, що при виробництві гумінового добрива під картоплю в склад добрива необхідно вводити калій.

Гумінові добрива Amino Energy, Totem Agro.Bio та Adept Agro.Bio як стимулятори росту

Тепер наведемо дані дослідів, у яких готова лінійка препаратів вносилася як стимулятори росту. У цих випадках випробовувалися комплексні гумінові добрива — Amino Energy, Totem Agro.Bio та Adept Agro.Bio, і тимогідрохінон. Добрива вносилися з розрахунку 0,15 мл на посудину розчинної гумінової кислоти.

Таблиця 12. Ефективність гумінових добрив як стимуляторів росту (Вегетаційний дослід, 2014 р.)

Варіанти досліду	Суха вага бадилля двотижневих рослин із 4 посудин	Відсоток вмісту в бадиллі	Винос елементів (мг на посудину)
		N | P₂O₅	N | P₂O₅
Без добрива	4,17	4,20 | 0,76	— | —
Повна поживна суміш (фон)	10,90	5,37 | 0,87	— | —
Фон + Amino Energy	16,32	4,35 | 0,80	— | —
Фон + гумат калію + NPK	22,05	5,73 | 0,92	— | —
Фон + Totem Agro.Bio + NPK	23,00	5,86 | 0,96	— | —
Фон + Mind Extra	17,65	5,14 | 0,80	— | —
Фон + тимогідрохінон	18,75	5,37 | 0,66	— | —
Фон + Adept Agro.Bio	24,80	4,84 | 0,87	— | —

Примітка: Adept Agro.Bio вносився в рідкому вигляді.

З таблиці 12 видно, що гумінова та фульвова кислота чинить явну стимулюючу дію на картоплю, завдяки чому підвищується вага бадилля та винос поживних речовин. Такі рослини в 2–3 рази краще використовують поживні речовини зовнішнього середовища.

Висновки

Увесь наведений матеріал свідчить про те, що, змінюючи склад гумінових добрив, можна досягти підвищення їх ефективності. Усе це говорить про те, що досліджувані добрива є добривами комплексної дії, і регулювання їх складу відповідно до потреб рослини є перспективним прийомом підвищення їх ефективності.