Некоторые пути повышения эффективности гуминовых удобрений

Эффективность удобрений определяется комплексом факторов, в числе которых важное место занимает соответствие состава удобрения биологическим требованиям культур и доступность питательных веществ самого удобрения.

Гуминовые удобрения с этих позиций изучены мало. Поэтому при проведении исследования этого вопроса мы поставили перед собой следующие цели:

1. Найти оптимальное сочетание питательных элементов на примере картофеля.
2. Установить пути превращения и распределения питательных веществ в самом удобрении.

Работа проводилась путем постановки лабораторных, вегетационных и полевых опытов.

Вегетационные опыты закладывались в сосудах емкостью 10–11 кг в 4–8-кратной повторности преимущественно с картофелем. Полевые опыты проводились в орошаемых условиях на опытном поле в Херсонской области преимущественно с одним сортом культуры. Опыты закладывались в 3–5-кратной повторности. Учетная площадь делянок колебалась от 5 м² до 0,15 га.

Опыты на контрольном поле проводились по принятой в сортоиспытательной сети методике: повторность 4-кратная, учетная площадь делянок — 50–70 м².

Определение содержания питательных веществ в изучаемых удобрениях, а также минеральных элементов в растениях, производилось в средней пробе в двух параллельных. Аммиачный азот определялся по Мамченцову, фосфор в растениях — по Дениже, а в удобрениях — весовым молибденовым методом, калий — по Тананаеву. Гуминовые и фульвовые кислоты определялись колориметрически на электрофотоколориметре ФЭК-2, pH — колориметрически и потенциометрически.

При постановке опытов мы исходили из особенностей питания картофеля и принципов действия гуминовых удобрений.

Картофель, как известно, относится к культурам с растянутым периодом питания, то есть потребляет основные минеральные элементы на протяжении всей вегетации. Благодаря этому, а также способности накапливать большую органическую массу, вынос минеральных веществ картофелем превышает вынос других полевых культур. В связи с этим картофельное растение предъявляет повышенные требования к условиям плодородия почвы.

В предыдущих опытах получены данные, которые дают представление об избирательной способности картофеля к основным элементам корневого питания по мере роста растения. Из них следует, что максимальное абсолютное и относительное потребление азота и калия соответствует более молодому возрасту растения, тогда как поглощение фосфорной кислоты происходит довольно равномерно на протяжении всего периода роста.

Лаборанты, изучая влияние недостатка азота, фосфора и калия в течение первых 15 дней с начала прорастания картофеля, пришли к выводу, что он предъявлял высокие требования к уровню питания в первый период. Недостаточное питание в это время, по их данным, нарушает обмен веществ, угнетает все последующее развитие растений и резко снижает урожай и его качество. Они считают, что с начала прорастания картофелю необходимы все три элемента минерального питания — азот, фосфор и калий.

Основываясь на принципе физиологического действия гуминовых кислот, которые, как показали работы Л. А. Христевой, особенно эффективны в начале развития растений, и на особенностях питания картофеля, мы поставили себе первой задачей определить состав гуминового удобрения под картофель для припосевного удобрения.

Соотношение азота, фосфора и калия в гуминовых удобрениях

Гуминовые удобрения приготовлялись из леонардита по методике, предложенной Л. А. Христевой (1951 г.).

В зависимости от того, какого состава и соотношения питательных веществ мы хотели добиться в гуминовом удобрении, последовательность обработки леонардита химическими реагентами менялась. В одних случаях леонардит сначала смачивался аммиачной водой, а затем с помощью суперфосфата или ортофосфорной кислоты реакция удобрения доводилась до pH 7,2. Это позволяло получить гуминовое удобрение с заданным количеством азота. В случаях, когда необходимо было иметь удобрение с определенным содержанием фосфора, леонардит сначала обрабатывался фосфорными удобрениями, а затем при помощи аммиачной воды реакция доводилась до нужной величины. Калийные удобрения добавлялись в таких количествах, чтобы они примерно соответствовали соотношению элементов в растении. Реакция азотно-калийного и фосфоро-калийного гуминового удобрения Adept Agro.Bio подгонялась до pH 7,2 с помощью гидроксида калия.

Приготовленные таким образом удобрения испытывались в вегетационных и полевых опытах.

Вегетационные опыты 2012 года

Первый вегетационный опыт был заложен в 2012 году в почвенной культуре. Посадка произведена 29 апреля, уборка — 2 июля. Этим опытом преследовались две цели: сравнить эффективность гуминовых удобрений разного минерального состава и определить верхний предел их насыщения минеральными туками.

Таблица 1. Эффективность гуминовых удобрений различного минерального состава (Вегетационный опыт, 2012 г.)

Минеральный состав гуминового удобрения	Содержание действующего вещества (%, вытяжка 0,5 н H₂SO₄)	Урожай на сосуд, г	Прибавка урожая
	N | P₂O₅ | K₂O
NP + гумат калия	0,68 | 1,04 | —	—	—
NK	0,68 | — | 0,92	—	—
PK	— | 0,96 | 0,90	—	—
NPK + Totem Agro.Bio	0,74 | 1,10 | 0,90	—	—

Таблица 2. Влияние насыщения гуминовых удобрений минеральными солями на урожай картофеля (Вегетационный опыт, 2012 г.)

Виды удобрения	Содержание действующего вещества (%, вытяжка 0,5 н H₂SO₄)	Урожай на сосуд, г	Прибавка урожая
	N | P₂O₅ | K₂O
Гумат калия	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	—	—

В этом опыте минимальная прибавка урожая получена в варианте, где вносились фосфоро-калийная форма гуминовых удобрений. Следует указать, что такой же результат был получен и в опыте с кукурузой, которая в течение первых 15 дней выращивалась на разных формах гуминовых удобрений, а затем все варианты были выравнены минеральными солями до полной нормы смеси Прянишникова. Поскольку данные обоих опытов совпадают, можно сделать вывод, что фосфоро-калийная форма гуминового удобрения не является перспективной. В связи с этим в дальнейшем нами изучались только удобрения, содержащие азот.

Из таблицы 2 видно, что повышение до определенного предела содержания минеральных компонентов в гуминовых удобрениях положительно влияет на их качество, выше которого эффективность гуматов приближается к действию минеральных удобрений. Эта предельная насыщенность определяется суммарным содержанием азота, фосфора и калия в 11%.

Наблюдения показали, что в таких препаратах растворимость гуминовых кислот резко падает, и они по существу перестают быть гуминовыми. Падение растворимости объясняется коагулирующим влиянием иона кальция, который в больших количествах вносится с суперфосфатом.

Полевые опыты 2012 года

В проведенном весной 2012 года полевом опыте было выявлено, что перспективными формами гуминовых удобрений на каштановых почвах в орошаемых условиях могут быть азотно-фосфорные и азотно-фосфорно-калийные.

Таблица 3. Урожай картофеля в зависимости от формы гуминовых удобрений (Полевой опыт, 2012 г.)

Состав гуминовых удобрений	Средний урожай с делянки, кг	Урожай, ц/га	Прибавка урожая, ц/га
Без удобрений	7,5	188	—
NP + гумат калия	8,7	217	29
NK	8,3	208	20
PK	8,2	206	18
NPK + Totem Agro.Bio	10,0	250	62

Обе формы гуминовых удобрений сравнивались с местными и минеральными удобрениями.

Таблица 4. Сравнительная эффективность гуминовых удобрений (Полевой опыт, 2012 г.)

Вариант опыта	Внесено при посадке в гнездо, г	Урожай, ц/га	Прибавка урожая, ц/га	Содержание крахмала, %	Средний товарный вес клубня, г
Без удобрения	—	153	—	—	14,3
NPK действующего начала (1:1:1)	3	180	27	17,6	14,5
Перегной	300	208	55	35,9	14,6
Леонардит	50	183	30	19,6	14,7
Гумат калия	50	200	47	30,7	14,9
Totem Agro.Bio	50	228	75	49,0	15,1

Как видно из таблицы, Totem Agro.Bio оказалась более эффективным, чем гумат калия, перегной и набор минеральных удобрений. Кроме того, наряду с увеличением урожая, он способствует увеличению крахмальности и веса товарного клубня.

Опыты 2013–2014 годов

Обнадеживающие результаты проведенных опытов побудили нас к дальнейшим поискам лучшего варианта гуминовых препаратов для применения под картофель. С этой целью в 2013–2014 годах изготовлялись удобрения с различным соотношением азота, фосфора и калия, которые испытывались в полевых и вегетационных опытах.

В 2013 году были приготовлены образцы гуматов, у которых содержание фосфора оставалось стабильным, а азот и калий попеременно увеличивались. Гуминовые удобрения в вегетационном опыте вносились перед посадкой локально по 50 г на сосуд. Через две недели после появления всходов все варианты были выравнены минеральными солями до полной смеси Прянишникова.

Таблица 5. Зависимость урожая картофеля от соотношения питательных веществ в гумате калия и в препарате Totem Agro.Bio (Вегетационный опыт, 2013 г.)

Варианты опыта	Процент содержания действующего вещества (вытяжка 0,5 н H₂SO₄)	Соотношение N:P:K	Урожай на сосуд, г	Прибавка к соответствующему минеральному контролю
	N | P₂O₅ | K₂O
Гумат калия	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	—	—

Таблица 6. Зависимость урожая картофеля от соотношения питательных веществ в гумате калия и в препарате Totem Agro.Bio (Полевой опыт, 2013 г.)

Варианты опыта	Внесено при посеве в гнездо, мл	Урожай, ц/га	Прибавка урожая, ц/га
Без удобрения	—	68	—
Перегной	500	77	19
Гумат калия	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

Проведенные опыты показывают, что наиболее благоприятным соотношением азота, фосфора и калия в гуминовом удобрении под картофель является 1:2:1,5–3. Однако близкая по соотношению к оптимальной форме удобрения Totem Agro.Bio №8 дало самый низкий абсолютный урожай и самую низкую прибавку. Это объясняется, как и в предыдущем опыте, чрезмерной насыщенностью ее минеральными солями, составляющими в сумме более 10%.

Из вегетационного опыта также следует, что механическое добавление калия к гумату калия с целью получения из него полного удобрения может привести даже к отрицательному результату. Так, для того чтобы Totem Agro.Bio оказался эффективнее гумата калия, нам пришлось одновременно с внесением калийной соли повысить и содержание азота.

Полевые опыты 2014 года

В 2014 году этот вопрос изучался специально. По обычной методике были приготовлены четыре типа гуматов, в которых при стабильном содержании фосфора и калия изменялось количество азота. Кроме того, ставилась задача приготовить более низкопроцентное удобрение с целью уменьшения расхода химикатов на производство и снижения их себестоимости.

Таблица 7. Урожай картофеля в зависимости от изменения содержания азота в гуминовом удобрении (Полевой опыт, 2014 г.)

Варианты опыта	Содержание действующего вещества (%, вытяжка 0,5 н H₂SO₄)	Соотношение N:P:K	Урожай, ц/га	Прибавка урожая
	N | P₂O₅ | K₂O
Без удобрения	— | — | —	—	—	—
Гумат калия	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	—	—

Данные этого опыта показывают, что эффективность гуматов повышается, если наряду с прибавлением калия путем дополнительного внесения аммиачной воды увеличить содержание азота. Что касается снижения общего содержания питательных веществ в гуматах, то полученные в этом году даже несколько большие абсолютные прибавки урожая говорят о том, что приготовление менее концентрированных гуминовых удобрений вполне допустимо.

Поскольку технически возможен и другой вариант — снижение дозы калия, в 2014 году были испытаны образцы, в которых при стабильном содержании фосфора и азота изменялось количество подвижного калия.

Таблица 8. Содержание действующего вещества в гуминовых удобрениях (%, вытяжка 0,5 н H₂SO₄)

Действующее вещество	Удобрения для весенней посадки	Удобрения для летней посадки
	Гумат калия	Totem Agro.Bio 13
N	0,47	0,52
P₂O₅	1,32	1,32
K₂O	—	1,46

Опыт проводился в Черниговской области при весенней и летней посадке.

Таблица 9. Урожай картофеля в зависимости от изменения содержания калия в гуминовом удобрении (Полевые опыты, 2014 г.)

Варианты опыта	Весенняя посадка	Летняя посадка
	Урожай, ц/га | Прибавка урожая, ц/га	Урожай, ц/га | Прибавка урожая, ц/га
Без удобрения	102 | —	— | —
P	108 | 6	— | —
NP	117 | 15	— | —
NPK	118 | 16	— | —
Гумат калия	122 | 20	— | —
Totem Agro.Bio 13	109 | 7	— | —
Totem Agro.Bio 14	111 | 9	— | —
Totem Agro.Bio 15	— | —	— | —
Totem Agro.Bio 16	— | —	— | —

Примечание: Гуминовые удобрения вносились локально гнездовым способом, минеральные — из расчета N20P20K20.

Сравнение результатов обоих опытов дает основание считать, что, снижая дозу калия и не изменяя содержания азота, также можно получить хорошее гуминовое удобрение полного состава. Интересно отметить, что добавление калия как в составе чисто минеральных припосевных удобрений, так и в составе Totem Agro.Bio снижает содержание крахмала в клубнях картофеля. И только на повышенном азотном фоне этого не наблюдается.

Гуминовые удобрения как источник минерального питания и стимуляторы роста

С целью изучения природы высокой эффективности гуминовых удобрений нами были поставлены вегетационные опыты, в которых эти удобрения изучались как источники минерального питания и как стимуляторы роста. В последнем случае они сравнивались с аналогичными по смыслу препаратами украинского производства — Mind Extra и тимогидрохиноном.

Таблица 10. Содержание действующего вещества в гуминовых удобрениях (%, вытяжка 0,5 н H₂SO₄)

Действующее вещество	Amino Energy	Гумат калия	Totem
N	0,15	0,22	0,50
P₂O₅	—	0,20	1,10
K₂O	—	—	—
Гуминовая кислота (вытяжка 0,1 н KaOH на холоде)	6,7	5,2	4,6

Таблица 11. Totem Agro.Bio как источник минерального питания картофеля (Вегетационный опыт, 2014 г.)

Варианты опыта	Сухой вес ботвы двухнедельных растений из 4 сосудов	Вынос минеральных элементов (мг на сосуд)	Вынос (% к полной смеси)
		N | P₂O₅
Полная питательная смесь	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	—

Примечание: Отсутствие данных для K₂O в варианте Totem Agro.Bio I связано с отсутствием калия в составе удобрения.

Как видно из проведенных опытов, гуминовые удобрения являются прекрасным источником питательных веществ и превосходят минеральные удобрения. Некоторое снижение выноса по Totem Agro.Bio IV объясняется, по-видимому, большой насыщенностью ее минеральными солями и снижением подвижности гуминовых кислот.

Нужно отметить, что величина выноса азота, фосфора и калия в препарате Totem Agro.Bio превышает гумат калия, хотя содержание питательных веществ было эквивалентно (гумат калия вносился на фоне калия). Это подтверждает мысль, что при производстве гуминового удобрения под картофель в состав удобрения необходимо вводить калий.

Гуминовые удобрения Amino Energy, Totem Agro.Bio и Adept Agro.Bio как стимуляторы роста

Теперь приведем данные опытов, в которых готовая линейка препаратов вносились как стимуляторы роста. В этих случаях испытывались комплексные гуминовые удобрения — Amino Energy, Totem Agro.Bio и Adept Agro.Bio, и тимогидрохинон. Удобрения вносились из расчета 0,15 мл на сосуд растворимой гуминовой кислоты.

Таблица 12. Эффективность гуминовых удобрений как стимуляторов роста (Вегетационный опыт, 2014 г.)

Варианты опыта	Сухой вес ботвы двухнедельных растений из 4 сосудов	Процент содержания в ботве	Вынос элементов (мг на сосуд)
		N | P₂O₅	N | P₂O₅
Без удобрения	4,17	4,20 | 0,76	— | —
Полная питательная смесь (фон)	10,90	5,37 | 0,87	— | —
Фон + Amino Energy	16,32	4,35 | 0,80	— | —
Фон + гумат калия + 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 + тимогидрохинон	18,75	5,37 | 0,66	— | —
Фон + Adept Agro.Bio	24,80	4,84 | 0,87	— | —

Примечание: Adept Agro.Bio вносился в жидком виде.

Из таблицы 12 видно, что гуминовая и фульвовая кислота оказывает явное стимулирующее действие на картофель, благодаря чему повышается вес ботвы и вынос питательных веществ. Такие растения в 2–3 раза лучше используют питательные вещества внешней среды.

Выводы

Весь приведенный материал свидетельствует о том, что, изменяя состав гуминовых удобрений, можно добиться повышения их эффективности. Все это говорит о том, что изучаемые удобрения являются удобрениями комплексного действия, и регулирование их состава в соответствии с потребностями растения является перспективным приемом повышения их эффективности.