Науковий реферат
на тему:
Агрохімія

ПЛАН
Агрохімія як наука. Значення i класифікація добрив.
Мінеральні добрива та їх використання в сільському господарстві.
Гній - основне органічне добриво.
Система застосування добрив у сівозміні

Агрохімія як наука. Значення і класифікація добрив
Агрохімія - це наука, що вивчає взаємозв'язки між рослиною, ґрунтом і добривами в процесі живлення сільськогосподарських культур.
Агрохімія досліджує вплив на рослину і ґрунт не тільки добрив, а й хімічних засобів захисту рослин - гербіцидів, фунгіцидів, пестицидів, біологічно активних речовин, а також засобів хімічної меліорації.
Об'єктами агрохімії є рослина, ґрунт та, в основному, добрива.
Д.М.Прянишников зазначав, що завданням агрохімії є вивчення кругообігу речовин у землеробстві і з'ясування способів впливу на процеси в ґрунті й рослині, що підвищують врожайність останніх.
Основоположниками наукової агрохімії є Жан Батіст Бусенго, який розпочав вивчення кругообігу речовин у сільськогосподарському виробництві та відкрив явище симбіотичної азотфіксації, та Юстус Лібіх - основоположник теорії мінерального живлення рослин, що в 1840 році видав книгу "Хімія в застосуванні до землеробства і фізіології", в якій виклав основні засади своєї теорії.
У цьому контексті слід відмітити М.Г.Павлова, який в 1825 році видав свою "Земледельческую химию". Д.І.Менделєєва, який розробив багато методів отримання мінеральних добрив та хімічного аналізу ґрунтів. У 1878 році вчений-ґрунтознавець П.А.Костичев організував першу агрохімічну лабораторію, де було проведено важливі дослідження з хімії та фізики ґрунтів.
Загальновідомо ж, що найбільший вклад у розвиток агрохімії привніс Д.М. Прянишников, який присвятив цій галузі понад 550 робіт, в яких розробив наукові основи живлення рослин. Він зазначив, що ні один інший прийом, такий як внесення добрив, не дозволяє так значно підвищити врожайність рослин на великих площах.
Агрохімія є науковою основою хімізації сільського господарства, без якої неможливе на сучасному етапі нарощування об'ємів виробництва та захисту рослин. Так, в Україні застосування агрохімічних засобів дає приріст урожаю до 50%.
Вагомий приріст урожаю досягається за умови застосування в землеробстві саме засобів хімізації. Це підтверджується їх загальносвітовим виробництвом. Так, на початку 70-х років мінеральних добрив вироблялось 45 млн. т в діючій речовині, у 1983 році - 114,1, а в 2000 році їх потреба становила біля 200 млн. т.
Нарощування темпів виробництва добрив спостерігалось і в Україні: в 60-70-х роках 1,7 млн. т в рік, на початку 80-х - 3,8, в кінці 80-х - вже 4,6 млн. т. Важке становище в економіці в останнім часом привело до значного зменшення виробництва мінеральних добрив, хоча потреба в них оцінюється у 8-9 млн. т в рік, або 270-330 кг/га NPK. Так, у 1991 році було внесено 2,3, а в 1992 році всього 1,9 млн. т діючої речовини мінеральних добрив.
Крім великої нестачі в мінеральних добривах, спостерігається і їх незбалансоване внесення. Так, ще у досить "благополучному" 1990 році в Україні було внесено NPK у такому співвідношенні - 1 : 0,55 : 0,67 і це тоді, коли 64% ріллі мають низьку і середню забезпеченість фосфором і калієм. Отже, в Україні на певний період слід віддати перевагу фосфорним і калійним добривам, а після досягнення середнього і підвищеного рівня перейти на підтримуюче удобрення. На найближчу перспективу для Полісся і Лісостепу слід вважати оптимальним співвідношення між NP і K, таке як 1:0,8:1, а для Степу - 1:0,7:0,3.
Аналіз фактичного внесення органічних добрив та розрахунки їх використання на перспективу вказують на необхідність нарощування їх застосування. Так, щорічне внесення органічних добрив в Україні у 1981-1985 рр становило 252 млн. т, 1989 р - 279 млн. т, з 1991 р намітився деякий спад, зумовлений економічними причинами.
Не дивлячись на значні об'єми внесення органічних добрив, їх кількість не може задовільнити хоча б підтримання вмісту гумусу в ґрунтах України на існуючому рівні. Наприклад, у Лісостепу для підтримання бездефіцитного балансу гумусу необхідно щорічно вносити на один гектар ріллі 11 т органічних добрив, а вноситься, зокрема на Тернопіллі у 1996 році, лише 6,8 т/га тощо.
На сучасному етапі агрохімія, яка є основою сучасної "хімічної системи землеробства", поза конкуренцією з боку "біологічного землеробства". Вміле застосування засобів хімізації дає приріст урожаю у два рази вищий і не нижчої якості, ніж за "біологічного" ведення господарства. Розрахунки фахівців Інституту землеробства УААН (Чабани, Київська обл.) показують, що за сучасних умов біологічна продукція України на світовому ринку неконкурентна, та і у Західній Європі біологічним землеробством займається лише 0,3-0,6% фермерів.
Добривами називають речовини, які вносять у ґрунт для поліпшення його властивостей і умов живлення рослин.
Добрива підвищують не тільки урожай, а і його якість, стійкість рослин проти хвороб, сприяють їх швидшому росту і розвитку, збільшують ефективність використання вологи тощо.
Важливою характеристикою добрив є вміст у них поживного елементу або діючої речовини, що виражається у відсотках до загальної маси добрива.
Добрива поділяють на різні групи, беручи до уваги: організаційно-господарські умови їх одержання і застосування, хімічний склад, конструкцію, характер дії на рослину і ґрунт, фізичний стан тощо.
За організаційно-господарськими умовами виготовлення і використання виділяють: а) місцеві добрива - виготовляють і використовують безпосередньо в господарстві (органічні добрива, вапно); б) промислові - виготовляються спеціально на промислових підприємствах або є відходами інших виробництв (мінеральні, бактеріальні добрива).
За хімічним складом добрива є органічні (гній, компости, торф, сеча та ін.), мінеральні (аміачна селітра, суперфосфат, калійна сіль і ін.), бактеріальні (нітрагін, азотобактерин, фосфоробактерин і ін.).
За конструкцією мінеральні добрива поділяють на прості, комплексні і мікродобрива.
Прості добрива - це добрива, які містять у своєму складі один поживний елемент (прості азотні, фосфорні, калійні добрива).
Комплексні - містять кілька елементів живлення в складових частинках: повні, або потрійної дії, - містять NPK; неповні, або подвійної дії, - містять два елементи, і частіше всього це N і P. Крім того, комплексні добрива поділяються на комплексні складні - поживні елементи входять до складу однієї хімічної сполуки (амофос, калійна селітра) та комплексні складнозмішані - добрива, які містять один або два основних елементи живлення, не в одній сполуці, але в одній гранулі (нітрофос, нітрофоска, нітроамофоска та ін.).
Мікродобрива - добрива, які містять мікроелементи і застосовуються у невеликих кількостях (борна кислота, бура, мідний і цинковий купороси тощо).
За характером дії добрива є прямої та опосередкованої дії.
Прямої дії - це добрива, з якими в ґрунт безпосередньо вносяться поживні елементи (мінеральні добрива).
Опосередкованої дії - збагачують ґрунт поживними елементами опосередковано, в тому числі через покращення його властивостей (органічні, бактеріальні добрива, вапно, гіпс).
Залежно відносної швидкості вбирання рослинами катіонів і аніонів та впливу на реакцію ґрунтового розчину виділяють: а) фізіологічно кислі добрива - це сполуки, під час розчинення яких із ґрунтового розчину швидше вбираються катіони, ніж аніони (аміачна селітра, аміачна вода, суперфосфат та ін.); б) лужні - аніони вбираються швидше від катіонів (натрієва і кальцієва селітри, фосфоритне борошно, томасшлак); в) нейтральні - добрива, катіони і аніони яких рослини поглинають з приблизно однаковою швидкістю (комплексні мінеральні добрива, сечовина, значна частина органічних).
За фізичним станом добрива є рідкі (аміачна вода, сеча, гноївка і ін.) та тверді (аміачна та інші види селітр, суперфосфат, хлористий калій, пташиний послід).
Мінеральні добрива та їх використання в сільському господарстві
У сучасному сільському господарстві з мінеральних добрив використовуються прості азотні, фосфорні і калійні добрива, а також комплексні та мікродобрива.
Азотні добрива. Значення цих добрив зумовлене тим, що азот входить до складу рослинних білків, амінокислот, нуклеїнових кислот та інших життєво важливих сполук.
Рослини засвоюють лише мінеральний азот у формі іонів амонію (NH4+) та нітрат-іонів (NO3-).
За нестачі азоту спостерігається гальмування росту рослин, послаблюється утворення бокових пагонів і коренів, спостерігається дрібнолистковість тощо. Основною зовнішньою ознакою дефіциту азоту є блідо-зелене забарвлення листків, поява некрозів, висихань і відмирань тканин.
Для оптимізації азотного живлення рослин у сільському господарстві широко використовуються азотні мінеральні добрива. Майже всі вони, за виключенням натрієвої і кальцієвої селітри, є фізіологічно кислими. Для нейтралізації їх кислотності встановлено норми вапна. Рідкі аміачні азотні добрива (аміачна вода, рідкий аміак) мають властивість втрачати аміак, тому їх необхідно зберігати в герметичних місткостях.
Залежно від форми сполуки азоту азотні добрива поділяються на нітратні, амонійні, аміачні, амонійно-нітратні та амідні.
У нітратних азотних добривах азот міститься у вигляді аніону азотної кислоти. До таких добрив відносяться натрієва і кальцієва селітри. До амонійних азотних добрив належать хлористий амоній, сульфат амонію, аміачна вода, безводний аміак, аміакати, які містять азот у формі катіону амонію і аміаку. Основним амонійно-нітратним азотним добривом є аміачна селітра, яка містить азот у формі іонів амонію та нітрат-іонів. Амідні добрива містять азот в амідо- та аміносполуках. До них відносяться сечовина та ціанамід кальцію.
Окрему групу азотних добрив складають карбідо-аміачні суміші (КАС) та вуглеамонійні солі (ВАС).
Найбільш поширеними азотними добривами в сучасному сільськогосподарському виробництві є аміачна вода, аміачна селітра та інші.
Аміачна вода (водний аміак - NH4OH) випускається двох сортів: 1-й сорт - вміст азоту 20,5%, 2-й - 18%. Це безколірна або жовтувата рідина з різким запахом аміаку. Азот знаходиться переважно у формі аміаку, а також у вигляді амонію. Зберігають і транспортують аміачну воду в закритих резервуарах для запобігання втрат аміаку.
Перевагою всіх рідких азотних добрив є те, що їх виробництво в 1,5-2 рази, а внесення - в 2-3 рази дешевше, ніж твердих.
Аміачна селітра (нітрат амонію, або азотнокислий амоній, - NH4NO3). Вміст діючої речовини 34%. Це біла кристалічна речовина, яка випускається, у зв'язку з високою гігроскопічністю і злежуваністю, переважно у гранульованому вигляді. За багаторазового внесення може підкислюватись ґрунт. Цінність аміачної селітри полягає в тому, що вона не має шкідливих для рослин і ґрунту баластних речовин і містить дві форми азоту - швидкодіючу - нітратну та менш рухому - амонійну. Використовують селітру практично на всіх типах ґрунтів під різні культури.
Особливостями використання азотних добрив є те, що аміачний азот вбирається ґрунтовим вбирним комплексом, і тому аміачні азотні добрива можна вносити під зяблеву оранку. Нітратні іони залишаються у вільному вигляді в ґрунтовому розчині і можуть вимиватись звідти, тому нітратні азотні добрива доцільніше вносити у підживлення, під час посіву чи у припосівний обробіток ґрунту.
Рідкі аміачні добрива необхідно вносити на глибину не менше 10-12 см, а на легких ґрунтах і на 14-18 см, щоб запобігти значним втратам аміаку від випаровування. Більшість твердих азотних добрив можна вносити поверхневим розкиданням.
Фосфор, як і азот, - важливий елемент живлення рослин, який засвоюється ними у формі фосфат-іонів (PO43-) та ортофосфату H2PO4-. Більша ж частина сполук фосфору знаходиться у важкорозчинній формі, що обмежує їх засвоєння рослинами.
Фосфор у рослинному організмі входить до складу білків, нуклеїнових кислот, фосфоліпідів, фосфорних ефірів цукрів, нуклеотидів (АТФ, НАДФ), вітамінів тощо. Зовнішніми ознаками нестачі фосфору є синювато-зелене з бронзовим відтінком забарвлення листків, які стають дрібними та вузькими, гальмується ріст та дозрівання урожаю.
Джерелом отримання фосфорних добрив є природні поклади фосфоритів і апатитів, а також багаті на фосфор відходи металургійної промисловості.
За ступенем розчинності фосфорні добрива поділяють на три групи: водорозчинні (суперфосфати); нерозчинні у воді і добре розчинні в слабких кислотах і лугах (фосфатшлак, знефторений фосфат, преципітат); нерозчинні у воді і важкорозчинні в слабких кислотах (фосфоритне та кісткове борошно).
Найбільш поширеними з цих добрив у сучасному сільському господарстві є простий суперфосфат, подвійний суперфосфат, фосфоритне борошно тощо.
Суперфосфат (Ca(H2PO4)2). Випускається промисловістю простий і подвійний суперфосфати. Простий суперфосфат містить 14-20% засвоюваного фосфору, а подвійний - 42-49%. Суперфосфати виготовляються переважно у гранульованому вигляді, вони не злежуються, зберігають добру сипучість.
Фосфоритне борошно (Ca3(PO4)2) - дрібнозернистий розмелений порошок фосфоритів темно-сірого кольору з вмістом фосфору від 19 до 30%. Фосфор знаходиться в нерозчинній у воді формі і тому малодоступний рослинам. Більшість рослин (зернові, льон, буряки, картопля) можуть використовувати ефективно фосфор із фосфоритного борошна лише на ґрунтах з досить високою кислотністю, під дією якої фосфат кальцію борошна перетворюється в доступну рослинам сполуку - CaHPO4. На кислих ґрунтах за ефективністю фосфоритне борошно не поступається суперфосфатам. Лише деякі рослини (люпин, гречка, гірчиця, частково горох, еспарцет) можуть засвоювати фосфор фосфоритного борошна за нейтральної реакції ґрунтового розчину.
Внесення фосфорних добрив у ґрунт пов'язане з їх розчинністю. Так, напіврозчинні і важкорозчинні добрива слід вносити під основний обробіток ґрунту, а фофоритне борошно - бажано ще і в ґрунти з кислою реакцією. Дія фосфоритного борошна триває 5-8 років і веде до деякого зниження кислотності ґрунту. Дуже ефективно використовувати фосфоритне борошно у вигляді компостів з торфом і гноєм. Розчинні суперфосфати проявляють найвищу ефективність за умови їх внесення у передпосівний обробіток, під час сівби у рядки та підживленні.
У рослинних тканинах міститься багато калію - 0,5-1,2% до сухої маси. Особливо його багато в молодих тканинах. Основними функціями іонів калію є стабілізація структури мітохондрій і хлоропластів, регулювання колоїдно-хімічних властивостей цитоплазми, активація багатьох ферментних систем, відіграє важливу роль у поглинанні і транспорті води тощо. Рослини засвоюють калій з ґрунту у формі іону К+.
За нестачі калію у рослин жовтіє листя, причому спочатку старе, пожовтіння розпочинається з країв, які згодом стають бурими, гальмується розтягнення і ріст клітин, знижується апікальне домінування тощо.
У сільськогосподарському виробництві використовуються сирі калійні добрива - сильвініт, каїніт та концентровані - хлористий калій, калійна сіль, сірчанокислий калій, калімагнезія та ін.
Сильвініт (KCl + NaCl), вміст діючої речовини 12-18%. Отримують подрібненням природного мінералу - сильвініту. Добриво добре розчинне у воді, малогігроскопічне. Використовується, переважно, як джерело для виготовлення інших концентрованих калійних добрив.
Хлористий калій (KCl). Містить від 54 до 62,5% калію. Випускається у вигляді дрібно подрібненого порошку білого або рожевого кольору, який під час зберігання сильно злежується, і тому часто застосовують його гранулювання.
Калійна сіль (KCl з домішкою NaCl). Отримують механічним змішуванням хлористого калію з сильвінітом або каїнітом. Найпоширенішою є калійна сіль з 40%-им вмістом калію. Це добриво за складом і властивостями займає проміжне положення між хлористим калієм і сильвінітом.
Калійні добрива, особливо ті, що містять хлор, вносять під час зяблевої оранки, або на легких ґрунтах у передпосівний обробіток. Також калійні добрива вносять у рядки за сівби та підживленні. Хлорвмісні калійні добрива не рекомендується вносити під хлор-нелюбиві культури, такі як картопля, конюшина, коноплі та інші.
Комплексні добрива містять два і більше основних елементів живлення рослин. У цих добривах менше баластних речовин, ніж у простих, сума діючих речовин дуже висока - від 30 до 70%. Елементи живлення знаходяться переважно у водорозчинній легкодоступній рослинам формі.
Промисловість випускає повні комплексні добрива (містять NPK) (нітрофоска, нітроамофоска), неповні (містять два поживних елементи - переважно NP (амофос, нітрофос, нітроамофос), а також рідкі комплексні добрива, які можуть бути як повними, так і неповними та пресовані - найчастіше фосфорно-калійні.
Залежно від способу отримання комплексні добрива бувають складними і складнозмішаними.
Складні добрива містять кілька поживних елементів у складі однієї хімічної сполуки: амофос (NH4H2PO4), діамофос (NH4)2HPO4, калійна селітра (KNO3) та інші.
До складнозмішаних, або комбінованих, добрив відносять комплексні добрива, які отримують в єдиному технологічному циклі і які містять два або три основних елементи живлення в одній гранулі: нітрофос, нітрофоска, нітроамофос, нітроамофоска, пресовані фосфорно-калійні добрива, рідкі комплексні добрива (РКД) та ін.
Часто на основі простих добрив виготовляють так звані змішані добрива, які являють собою суміші деяких простих добрив, що можна змішувати без шкоди для рослин і ефективності їх дії. Для виготовлення таких добрив розроблені схеми змішувань. Перевагою змішаних добрив над складними і складнозмішаними, які мають постійний склад, є те, що під час їх виготовлення можна змінювати, залежно від потреби, вміст того чи іншого елементу живлення.
Амофос (NH4H2PO4) - складне неповне комплексне добриво, яке містить 10-11% азоту і 47-48,5% фосфору, переважно у водорозчинній формі. Випускається у гранульованому вигляді. Завдяки присутності азоту, за ефективністю переважає суперфосфат.
Нітрофоска сульфатна Ca(H2PO4)2ЧH2O, CaHPO4Ч2H2O, NH4NO3, NH4Cl, KCl, KNO3, CaSO4Ч2H2O, NH4H2PO4. Містить по 12% N, P і K. Випускається в гранульованому вигляді і має добрі фізичні властивості для внесення.
У сучасному сільському господарстві намітилась тенденція використання комплексних добрив, які збагачуються мікроелементами.
Комплексні добрива доцільніше вносити під передпосівні роботи, під час посіву та у підживлення.
Гній - основне органічне добриво
Регулювання родючості ґрунту в інтенсивному землеробстві спрямоване на відновлення запасів органічної речовини в ґрунті, що досягається, насамперед, внесенням органічних добрив.
Органічні добрива - це різні за складом і властивостями речовини рослинного і тваринного походження, які вносять у ґрунт для підвищення його родючості.
Застосування органічних добрив поліпшує властивості ґрунту і має свої особливості:
1) внесення органічних добрив забезпечує рослини макро- і мікроелементами живлення;
2) ґрунт збагачується органічними речовинами, ферментами, вітамінами та іншими біологічно активними речовинами, які стимулюють розвиток рослин і ґрунтової мікрофлори;
3) з гноєм у ґрунт вносяться корисні мікроорганізми та активується діяльність нітрифікуючих та азотфіксуючих бактерій тощо;
4) органічні добрива істотно поліпшують властивості ґрунту - його структуру, фізичні властивості, водний та повітряний режим та ін., наприклад, внесення 6 т/га соломи в темно-каштановий ґрунт збільшує його водопроникність у перший рік 44,8%, другий - 34,6% і третій - 22,89%, а 60 т/га напівперепрілого гною - 29,6; 25,6 і 16,2%;
5) під час розкладання органічних речовин приґрунтовий шар повітря збагачується вуглекислим газом, що посилює ефективність фотосинтезу, так, після внесення 40-60 т/га гною виділення СО2 ґрунтом зростає на 30-50% і більше;
6) внесення органічних добрив не створює загрози перенасичення ґрунту поживними речовинами, що є небезпечним для рослин, так як "віддають" їх поступово, протягом досить тривалого часу;
7) більшість органічних добрив майже не змінює реакції ґрунтового розчину тощо.
Основну кількість органічних добрив в Україні становить гній. Використовують широко також гноївку, сечу, пташиний послід, торф, компости тощо. Також істотними джерелами органічної речовини можуть бути осади стічних вод, зелені сидеральні добрива, солома тощо.
Гній - це тверді та рідкі екскременти тварин.
Залежно від способу утримання тварин одержують підстилковий і безпідстилковий, або рідкий, гної.
Якість гною та інших органічних і мінеральних добрив оцінюється перш за все кількістю в них поживних речовин, особливо основних - азоту, фосфору і калію. Вміст NPK в гної залежить від умов зволоження і зберігання, кліматичної зони одержання тощо.
Так, у сільському господарстві України найпоширенішим є підстилковий гній великої рогатої худоби, якому належить 70% від всіх видів органічних добрив. Хімічний склад цього гною в Україні в середньому становить: води - 65%, золи - 15% та N - 0,50%, P - 0,25% і K 0,60% на сиру масу.
Для порівняння, рідкий гній великої рогатої худоби містить до 92% води, 0,17% сухої речовини та N - 0,20%; P - 0,15%; K - 0,17% до сирої маси.
Значною мірою склад підстилкового гною залежить від підстилки. Найкращий гній, зокрема багатий на азот, виготовляють під час використання в якості підстилки торфу, який краще від інших підстилок поглинає рідкі виділення тварин і аміачний азот.
Склад гною під час зберігання істотно змінюється: зменшується кількість органічної речовини внаслідок процесів мінералізації і одночасно проходить відносне збагачення вільними елементами живлення. Проте одночасно відбувається втрата аміачного азоту.
За ступенем розкладання гній поділяють на свіжий, напівперепрілий, перепрілий і перегній.
Розрізняють основні три типи зберігання гною: щільне або холодне, нещільне або гаряче та нещільно-щільне.
Найкраще зберігати гній щільним, або холодним, способом, який передбачає під час укладання його в гноєсховища й одночасне ущільнення. За такого зберігання з гною втрачається найменше речовин і в ньому найбільше залишається органічного компоненту та аміачного азоту. За холодного зберігання маса гною зменшується лише на 10-15% та за 3-4 місяці свіжий гній стає напівперепрілим (ще проглядається солома), а за 7-8 місяців - перепрілим.
Нещільне закладання гною в гноєсховище складає основу гарячого способу зберігання цього добрива. Таке зберігання внаслідок діяльності аеробних мікроорганізмів, які розкладають органічну речовину гною, він розігрівається до 50-60°С. Гарячий спосіб зберігання веде до великих втрат азоту та маси гною в цілому. За час розкладання до перегною залишається біля 25% від початкової маси гною. Нещільний спосіб зберігання використовують за необхідності швидкого отримання розкладеного гною - за 1,5-2 місяці гній стає напівперепрілим, - або для його швидкого біотермічного знезараження.
За ефективністю збереження речовин гною проміжне місце між двома описаними способами зберігання займає нещільно-щільне зберігання, хоча за швидкістю розкладання не поступається гарячому зберіганню. За цим методом гній спочатку закладають нещільно, і коли він розігріється, - ущільнюють. Отже, цей спосіб об'єднує в собі переваги холодного (незначні втрати речовин) та гарячого (швидке розкладання) способів зберігання гною.
Властивості гною залежать від виду тварини-продуцента. Так, особливо багатими на поживні речовини є гній коней та овець. Крім того, він характеризується невисокою вологістю і здатний швидко розкладатись мікроорганізмами, розігріваючись до 60-70°С. Це дає можливість використовувати його для обігріву парників. Такий гній часто називають гарячим.
Гній великої рогатої худоби, свиней тощо, який містить багато води, має нижчу аерацію і під час розкладання розігрівається значно повільніше і до невисокої температури, називають холодним.
У районах достатнього зволоження краще використовувати напівперепрілий гній, а в регіонах з дефіцитом вологи для весняного внесення - перепрілий. Вже в перший рік з такого гною рослини будуть використовувати поживні речовини. Достатньо ефективним є внесення в районах з достатньою кількістю опадів восени навіть свіжого гною, за умови низької кількості в ньому насіння бур'янів.
Приорювати гній необхідно відразу після розкидання. Щодобова затримка з приорюванням гною за ясної сонячної погоди веде до зниження його ефективності на 20-30%.
Система застосування добрив у сівозміні
Добрива є потужним засобом підвищення продуктивності сільськогосподарських рослин за умови їх правильного застосування в певній системі під окремі культури в рамках сівозміни.
Під системою удобрення в сівозмінах слід розуміти комплекс організаційно-господарських заходів раціонального використання мінеральних і органічних добрив, що спрямоване на піднесення родючості ґрунту, підвищення врожайності всіх культур сівозміни.
Система удобрення повинна вирішувати наступні завдання: а) збільшення кількості та якості урожаю сільськогосподарських культур; б) підвищення і поступове вирівнювання родючості ґрунту; в) інтенсифікація землеробства; г) ефективне використання добрив; д) охорона оточуючого середовища тощо.
Під час розробки системи удобрення в сівозміні враховують особливості живлення рослин, ґрунтово-кліматичні особливості, порядок чергування культур у сівозміні, вплив добрив на зимостійкість озимих, реакцію певних культур на окремі елементи добрив, дію добрив на ґрунт тощо.
Кожен вид культурної рослини і навіть її сорти мають свої особливості у живленні. Певні культури формуючи урожай виносять різну кількість і в різному співвідношенні елементів живлення. Наприклад, картопля засвоює з ґрунту під час формування урожаю бульб 300 ц/га та відповідною кількістю побічної продукції N158 P82 K258, цукрові буряки за урожайності коренеплодів 400 ц/га - N200 P60 K200, озима пшениця за зернової продуктивності 40 ц/га - N128 P44 K104, горох за 30 ц/га - N198 P45 K60 тощо. Причому картопля виносить з ґрунту більшу кількість калію, пшениця і цукрові буряки - калію і азоту, горох - азоту.
У період вегетації рослин є проміжки, протягом яких вони особливо потребують оптимальної кількості елементів живлення в цілому і навіть певних з них. Ці періоди називають критичними. Наприклад, ячмінь до фази колосіння вбирає до 95% необхідних елементів; пшениця поглинає найбільшу кількість фосфору протягом перших п'яти тижнів росту, а калію - з перших днів вегетації до цвітіння. Цукрові буряки основну кількість необхідних поживних речовин (60-65%) використовують тільки у другу половину вегетації (серпень - жовтень). Картопля під час цвітіння (червень) поглинає 60% необхідного калію. Отже, під зернові культури більшість добрив слід вносити до і під час сівби, а під цукрові буряки, картоплю та інші - у підживлення.
Під час внесення добрив необхідно враховувати реакцію рослин на наявність у них певних елементів. Наприклад, присутність хлору в деяких калійних добривах негативно впливає на якість та величину урожаю картоплі, конюшини і гречки.
Вносячи добрива під озимі і багаторічні рослини, треба враховувати їх вплив на зимостійкість. Так, надмірне внесення азотних добрив знижує зимостійкість, а калійні і фосфорні добрива підвищують її.
Добрива впливають не тільки на першу культуру (дія), а й на наступні (післядія), тому розробляючи системи удобрення треба брати до уваги і порядок чергування культур у сівозміні, під які вносяться добрива. Тому необхідно конкретизувати види і норми добрив, враховуючи особливості попередників та дані про внесення добрив у попередні роки. Наприклад, під культури, які вирощують у полях сівозміни після цукрових буряків, картоплі, соняшника треба вносити більше калійних добрив.
Ґрунтово-кліматичні передумови використання добрив передбачають врахування механічного складу ґрунту, його родючості та вмісту доступних елементів живлення, рівня водозабезпечення тощо. Так, на піщаних і супіщаних ґрунтах необхідно вносити азотні добрива в нормах, які перевищують винесення азоту рослинами, так як ці ґрунти збіднені на нього. У ґрунтах з низьким вмістом рухомого фосфору також слід вносити збільшену норму фосфорних добрив порівняно з його виносом, а за достатньої кількості рухомого фосфору - кількість, що забезпечувала б його часткове повернення. Таких же принципів необхідно дотримуватись і під час внесення калію.
На ґрунтах легкого механічного складу добрива вносять кілька раз, особливо велику роль має внесення у рядки. На чорноземних ґрунтах річну норму добрив можна вносити за один раз.
Ефективність і способи внесення добрив залежать від кількості опадів. Більш ефективні добрива за достатньої кількості опадів, тому за таких умов можуть бути і меншими дози їх внесення.
Від кліматичних і ґрунтових умов залежать строки і способи внесення добрив.
Розробляючи систему удобрення в сівозміні враховують також особливості взаємодії добрив з ґрунтом та реакцію ґрунтового розчину. Ефективність добрив різко підвищується, якщо в сівозміні проводять вапнування кислих або гіпсування засолених ґрунтів один раз чи двічі за ротацію сівозміни, а також здійснюють щорічну нейтралізацію хімічно чи фізично кислих добрив згідно з існуючими нормативами. Простим прикладом є необхідність чергування внесення добрив, які підкислюють ґрунт (більшість азотних мінеральних добрив, суперфосфат, торф і ін.), з добривами, які його підлуговують (фосфоритне борошно, фосфатшлак, кальцієва і натрієва селітри, попіл тощо). Набагато вища ефективність використання фосфоритного борошна на ґрунтах з кислою реакцією, так як воно краще розчиняється саме в кислому середовищі.
Дія удобрення в сівозміні пов'язана із обробітком ґрунту. Від способів обробітку ґрунту залежать види, строки і способи внесення добрив. Так, гній вносять під оранку, а мінеральні добрива - ще і під культивацію та під час сівби в рядки тощо.
Важливе значення в системі удобрення має співвідношення органічних і мінеральних добрив, і саме їх комбіноване використання, як правило, є набагато ефективнішим, ніж роздільне.
За строками розрізняють основні три види внесення добрив у ґрунт - основне, припосівне і підживлення.
Основне удобрення передбачає внесення добрив під основний обробіток ґрунту - оранку та у передпосівну культивацію. У такий спосіб, як правило, вносять всю заплановану кількість органічних добрив і не менше 1/2, а то і 2/3 та 3/4 мінеральних.
Час основного внесення добрив залежить від ґрунтово-кліматичних умов - переважно від механічного складу ґрунту і умов зволоження. Добрива вносять туковими сівалками або різними розкидачами і заробляють у ґрунт оранкою або культивацією. Основну кількість фосфорно-калійних добрив, а також азотні добрива - за умови важкого механічного складу ґрунту та обмеженій кількості опадів, вносять під зяблеву оранку. На легких ґрунтах за великої кількості опадів азотні добрива та частково калійні вносять весною під передпосівну культивацію.
Під весняну культивацію можна вносити також і рідкий гній.
Основне удобрення є головним джерелом живлення рослин, яке підвищує врожай не тільки першої культури, але і наступних.
У сівозмінах органічні добрива вносять у середньому один раз на 3-4 роки. У Лісостепу передбачають їх внесення під цукрові буряки, кукурудзу на зерно та силос, картоплю, під чорний або зайнятий пар.
У припосівний спосіб вносять 10-20% запланованої кількості добрив під культуру під час сівби за допомогою комбінованих зерно-тукових сівалок. Використовують мінеральні добрива, які заробляють у ґрунт разом з насінням (зернові культури), глибше на 2-3 см або збоку (цукрові буряки, кукурудза, картопля, соняшник). Для припосівного внесення частіше всього використовують гранульований суперфосфат, амофос або суміші інших мінеральних добрив. За такого внесення, яке ще називається локальним, необхідно в 3-4 рази менше добрив для досягнення значних прибавок урожаю (10-20 кг/га діючої речовини).
Підживлення - це додатковий спосіб внесення добрив, що дає змогу керувати ростом та розвитком рослин за рахунок їх забезпечення недостаючими в ґрунті елементами живлення. Частка добрив, які вносяться у підживлення, може становити 25-30% від загальної запланованої кількості. Підживлення рослин проводять твердими та рідкими добривами (селітри, суперфосфати, калійні солі в твердому та розчиненому стані, аміачна вода, розведена сеча, гноївка, настій пташиного посліду тощо), які вносять у ґрунт - кореневе підживлення, а також обприскують надземні частини рослин - позакореневе підживлення.
У підживлення добрива вносять поверхневим розкиданням (озимі, трави, льон) або в міжряддя просапних культур культиваторами-рослинопідживлювачами безпосередньо в ґрунт.
Особливо ефективне ранньовесняне підживлення озимих, підживлення просапних культур на легких ґрунтах, удобрення пасовищ.
Позакореневе підживлення озимої пшениці проводять, обприскуючи рослини перед колосінням і на початку молочної стиглості 20-30% розчином сечовини з розрахунку 30 кг азоту на 1 га.
Складаючи системи удобрення важливо дотримуватися оптимальних норм внесення добрив під культури, розрахунок яких ведуть двома способами: за виносом поживних елементів та на основі середніх норм, які рекомендуються для даної зони.
Перший спосіб розрахунку внесення норм добрив базується на виносі поживних речовин урожаєм основної та побічної продукції, який планується отримати на даному полі, з урахуванням коефіцієнта використання поживних речовин з добрив та ґрунту.
В основу розрахунку другим способом беруть середні норми добрив у діючій речовині, які рекомендуються для певної культури та зони на підставі даних польових досліджень науково-дослідних установ. Враховуючи дані про вміст рухомих форм поживних елементів у певному ґрунті, які є на картограмах у господарствах, розраховують коефіцієнти поправки до середніх норм удобрення, що рекомендуються.
Норму внесення мінерального добрива розраховують за формулою:
де:
Н - норма добрив, кг/га;
n - доза діючої речовини, що планується до внесення, кг/га;
d - вміст діючої речовини в добриві, %.
Азотні добрива вносять у дозах від 30 до 180 кг азоту на 1 га. Під зернові культури частіше вносять N30-90, під цукрові буряки, картоплю, овочеві культури - N60-120 кг/га.
Дози фосфорних добрив складають 45-90 кг кг P2O5 на 1 га, залежно від культури та наявності доступних форм фосфору в ґрунті.
Дози калійних добрив під зернові культури, льон, трави звичайно дорівнюють 45-60 кг/га, а під цукрові буряки, картоплю, кукурудзу, овочеві культури вони можуть зростати в 2-3 рази.
Кількість внесення гною під різні культури значно відрізняється: під кукурудзу 30-40, цукрові буряки та картоплю 50-60 т/га, зайнятий пар (вико-вівсяні суміші) 20 т/га.
Озима пшениця добре реагує на внесення добрив, дози яких залежать від особливостей сорту, попередників та ґрунтів.
Озима пшениця сильно реагує на азот, який у значній мірі визначає розвиток рослин, густоту стебел та інші ознаки продуктивності. Після малоцінних попередників і на недостатньо родючих ґрунтах дози внесення азоту знаходяться в межах 90-150 кг/га, причому N25-30 вноситься під оранку або передпосівну культивацію. Після парозаймаючих культур оптимальна кількість внесення азоту становить 60-90 кг діючої речовини на га, а на окультурених родючих ґрунтах дозу азоту доцільно зменшити до 30-45 кг/га. Велике значення надається підживленню озимої пшениці, яке проводять на хорошому агрофоні два рази, а на низькому - триразово. Перше підживлення виконують на тало-мерзлому ґрунті у фазу кущіння озимини, використовуючи 30% від повної норми азоту (N30-60), вдруге - у фазу виходу рослин у трубку - 50% (N60-90) і решту, 20%, - у третє підживлення у фазу початку колосіння. Останнє підживлення краще проводити позакореневим способом 20-30% розчином сечовини.
Фосфорно-калійні добрива під озиму пшеницю вносять до посіву під основний обробіток ґрунту. Фосфор і калій підвищують холодостійкість і стійкість рослин до грибкових захворювань, ведуть до зростання майбутнього урожаю тощо. За інтенсивною технологією доза внесення фосфорних добрив складає 60-90 кг діючої речовини на га, а калійних - 90-120.
Під озиме жито і озимий ячмінь добрива вносять у ті ж строки, що й під пшеницю. Після кращих попередників, на фоні основного удобрення (P30 K30), обмежуються одноразовим ранньовесняним внесенням (у фазі кущіння) - 30 кг/га діючої речовини азоту.
За розміщення озимини після кукурудзи на силос і інших гірших попередниках коефіцієнт перерахунку оптимальних доз азотних добрив дорівнює 1,0, а по багаторічних бобових травах, горосі, після ранньої картоплі та інших добре удобрених просапних культур - 0,6-0,8 від величини оптимальної дози.
Ярий ячмінь висівають другою культурою після внесення органічних добрив. Отже, безпосередньо під цю культуру вносять лише мінеральні добрива, ефективність використання яких - одна з найвищих серед сільськогосподарських культур. Доза внесення мінеральних добрив залежить від типу ґрунту. В середньому на чорноземних ґрунтах під посіви ячменю вносять N30-45, P40-60, K40-50 кг/га. На малородючих ґрунтах дозу NPK збільшують до 60-90 кг/га.
Основну кількість добрив, особливо фосфорних і калійних, вносять під зяблеву оранку, а також у передпосівну культивацію і під час сівби у рядки - P15-20. На опідзолених ґрунтах під час сівби в рядки дають N5 P10 K5. Добре реагує ячмінь і на підживлення сходів азотом.
Встановлено, що оптимальна доза азоту, який вноситься у підживлення, на хорошому агрофоні для ярого ячменю і вівса становить 30-45 кг/га. Після малоцінних попередників на ґрунтах з відносно низькою родючістю ярі удобрюють в межах 60-90 кг/га азоту при основному внесенні фосфорних та калійних добрив у таких же дозах. При цьому обов'язковим для ярих колосових повинно бути допосівне внесення азотних добрив, не менше 50% загальної дози разом з повною дозою фосфорних та калійних добрив. Решту азоту необхідно вносити на IV етапі органогенезу (фаза колосіння). Внесення азоту в два строки - необхідний захід на площах з підсівом багаторічних трав.
Найвищі урожаї зеленої маси та зерна кукурудзи отримують завдяки комбінованому удобренню органічними та мінеральними добривами. В Україні, як показують багаторічні дослідження Інституту землеробства УААН, під час вирощування кукурудзи на зерно середні дози внесення добрив складають 30-40 т/га органічних та N100-120 P60-90 K90-100 кг/га. Під кукурудзу на силос доцільніше давати 20 т/га органічних та N140 P90 K100 кг/га мінеральних.
Переважну кількість мінеральних та всі органічні добрива приорюють. Значну кількість мінеральних слід вносити під передпосівну культивацію - по 30-40 кг/га NPK. Під час сівби в рядки дають 25-30 кг/га суперфосфату.
Високоефективним є підживлення посівів кукурудзи. Залежно від стану посівів та передпосівного і основного удобрення ґрунту проводять дворазове підживлення культури по N20-30 P20-30 K15-20: перше - після проривання або боронування сходів, друге - перед викиданням рослинами волотей. Ефективне також одноразове підживлення кукурудзи у фазі 3-5 листків аміачною водою (1,5-2 ц/га) або рідким аміаком одночасно з розпушенням міжрядь.
Забезпечує добрий ефект внесення в посівах гречки невисоких норм азотних і фосфорних добрив (N10-15 P10-15) у вигляді нітрофосу, амофосу або аміачної селітри та суперфосфату.
Удобрення гороху посівного на родючих ґрунтах передбачає припосівне внесення NPK по 10-15 кг/га. На менш родючих ґрунтах вносять до 60 кг/га азоту, фосфору і калію в діючій речовині. Необхідно зауважити, що горох чутливий до наявності фосфору і добре його засвоює з фосфоритного борошна, яким часто замінюють суперфосфат.
Горох добре реагує на внесення молібденових та борних мікродобрив. Особливо ефективна передпосівна обробка насіння бактеріальними добривами, які містять симбіотичні бульбочкові бактерії. Для цього найчастіше використовують ризоторфін.
Цукрові буряки вимагають значної кількості поживних речовин. Особливо висока потреба спостерігається в другий період вегетації.
У районах достатнього зволоження середня кількість добрив під цукрові буряки складає 50-60 т/га органічних добрив, а також N120 P80 K120. У зонах з дефіцитом вологи вносять 25-30 т/га органічних добрив і N130 P120 K160.
Основну кількість мінеральних та органічні добрива планують до внесення під основний обробіток ґрунту. Мінеральні добрива вносять також під час передпосівної культивації, під час сівби в рядки та у підживлення.
Під час сівби в рядки вносять N8-10 і P15-20.
Підживлюють цукрові буряки перший раз після проривання рослин вносять N15-20 (аміачна селітра, аміачна вода або сечовина), P20-15 (суперфосфат), K15-20 (калійна сіль або хлористий калій). Друге підживлення проводять через десять днів після першого, вносячи P20-30 K20-30. Пізнє підживлення в липні або на початку серпня азотом знижує нагромадження цукру.
Найвищий урожай коренів і збір цукру, а також сама висока рентабельність застосування добрив бувають тоді, коли не менше 75-80% їх вноситься під основний обробіток, решта в рядки і не більше, як в одне (раннє) підживлення.
Картопля використовує поживні речовини протягом вегетації, однак максимальну кількість фосфору засвоює під час бутонізації і цвітіння, а азот і калій - у другій половині вегетації під час посиленого росту бульб і бадилля. Під картоплю застосовують мінеральні добрива, які не містять хлору. Найкраще вносити мінеральні добрива локально під час нарізання гребенів. Так як період максимального поглинання елементів живлення у картоплі припадає саме на другу половину вегетації, високоефективним є також і її підживлення, яке проводять при міжрядному обробітку ґрунту.
Основними добривами під картоплю є органічні, доза внесення яких становить 60 т/га. Для отримання високих урожаїв необхідно застосовувати мінеральні добрива, середня доза яких в Україні становить N100 P 65 K110.
Крім основного внесення органічних і більшої частини мінеральних добрив, необхідними компонентами системи удобрення картоплі є внесення їх в ямки або гребені під час садіння - 10-20 кг/га азотних і 10-20 кг/га фосфорних добрив у діючій речовині, а також підживлення по 20-30 кг/га NPK або 5-6 т/га гноївки.
На підзолистих ґрунтах необхідно вносити борні, а на торфових і заплавних - мідні мікродобрива.

Список рекомендованих джерел:
Агрохімія / І.М.Карасюк , О.М.Геркіял, Г.М.Господаренко та інші / За ред. І.М.Карасюка. - К.: Вища школа, 1995. - 471с.
Агрохімія: Лабораторний практикум / А.П.Лісовал, І.М.Давиденко, Б.М.Мойсеєнко. - К.: Вища школа, 1994. - 335с.
Андреев Ю.М. Овощеводство. - М.:ПрофОбрИздат, 2002. - 256с.
Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989. - 336с.
Бадина Г.В., Королев А.В., Королева Р.О. Основы агрономии. - Ленинград: Агропромиздат, 1988. - 448с.
Барабаш О.Ю. Овочівництво. - К.: Вища школа, 1994. - 374с.
Барабаш О.Ю., Семенчук П.С. Довідник овочівника. - Львів: Каменяр, 1985. - 218с.
Бейкер Х. Плодовые культуры: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. - 198с.
Білецький П.М. Овочівництво. - К.: Вища школа, 1970. - 420с.
Білецький П.М., Роман І.С. Овочівництво і плодівництво. - К.: Вища школа, 1978. - 448с.
Болотских А.С. Настольная книга овощевода. - Харьков: Фолио, 1998. - 487с.
Бугай С.М. Рослинництво. - К.: Вища школа, 1978. - 384с.
Васюта В.М., Рыбак Г.М., Клименкос.В. Справочник садовода. - К.: Наукова думка, 1990. - 352с.
Вирощування зернових культур у Лісостепу та Поліссі України / Зіневич Л.Л., Глуздєєв В.Г., Круть В.М. і ін. - К., 1993. - 49с.
Витязев В.Г., Макаров И.Б. Общее земледелие. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1991. - 287с.
Гапоненко Б.К., Гапоненко М.Б. Ваш сад. - К.: Урожай, 1994. - 400с.
Гладюк М.М. Основи агрохіміі. Хімія в сільському господарстві. - К., Ірпінь: Перун, 2003. - 288с.