Азотні добрива: «рідкі» замість «сухих»?

Ефективне використання мінеральних добрив має теоретичну базу – принцип «4R». Це чотири «правила правильного вибору»: вибор певного виду добрива, його норми, часу та способу внесення. «4R» – це не окремі, самостійні правила. Це комплекс взаємно пов’язаних причин та наслідків. Кожна зміна у одному з «кутів» цього «чотирикутника» вимагає обов’язкової корекції трьох інших. Вибір – це можливості та обмеження. Тому вибір способу внесення виключає використання деяких добрив. А вибір добрива обмежує час та ймовірні способи його внесення.

Наприклад, сечовина є «універсальним» добривом, яке (у сухому вигляді та у розчину) вноситься у ґрунт, на ґрунт, під коріння та на листя. Гранульований сульфат амонію без проблем використовують для підживлення озимини взимку (у лютому) або навесні. Його також можна вносити під основний та передпосівний обробіток ґрунту. А кристалічний сульфат амонію, наприклад, має значно менше варіантів застосування.

Для того, щоб розробити оптимальну технологію застосування азотних добрив для конкретних умов, необхідно визначити, яка саме «R» з «4R» є базовою. Саме вона буде фундаментом для інших трьох «R».

У кожної с/г культури є потреба у мінеральному живленні, яку необхідно задовольнити своєчасно та у повному обсязі. Тому агрономічні вимоги займають почесне місце при визначенні пріоритетів. Передусім, це розрахунок норми внесення у кг д.р./га. Від норми д.р. можна переходити до двох «R»: виду добрива та його норми у фізичній вазі.

Економічні чинники важливі, бо рослинництво – це бізнес. Тобто процес, у якому гроші «народжують» гроші. Визначення вартості кілограму діючої речовини у певних видах добрив та калькуляція витрат на внесення допомагають знайти найбільш привабливий (тобто найдешевший) варіант.

Проте, слід враховувати не лише ціну, але і якість добрив. А також ділову репутацію постачальників, як вони дотримуються термінів доставки товару. При внесенні добрив фраза «час – це гроші» має практичне значення. Інколи своєчасне внесення відносно дорогого добрива має вищу рентабельність, ніж внесення значно дешевшого, але з запізненням.

Придбати та привезти добрива – це лише частина справи. Необхідно їх зберегти та внести. Тому забезпеченість технікою для внесення добрив та ємностями (складами) для їх зберігання впливає на вибір добрива не менш, аніж іх ціна. Наприклад, навіщо купляти велику партію КАСу, якщо для нього немає спеціальних емностей?

Саме тому навіть сусіди-фермери мають різні пріоритети. Дехто буде орієнтуватися на наявність розкидачів мінеральних добрив та складу, а дехто – на наявність ємностей для зберігання КАСу та обприскувачів. А той щасливець, у кого є розкидачі, обприскувачі, склади та бочки, буде враховувати інші фактори. Наприклад, ціни на окремі види добрив або «вікна» у графіку польових робіт.

Якщо тверезо розглянути обмеження та переваги окремих видів добрив, можна помітити цікаву особливість. Рідкі азотні добрива забезпечують максимальну «ступінь свободи» при внесенні. Тобто дозволяють застосовувати їх у різні строки у різній спосіб.

Рідкі добрива можна вносити під основний та передпосівний обробіток ґрунту. Застосовувати під час посіву як стартове добриво та після появи сходів – як підживлення (прикореневе та позакореневе). Вносити разом з ґрунтовими гербіцидами та гербіцидами суцільної дії. Додавати як сурфактант (з нормою витрати 3-5 л/га) до деяких пестицидів. Тому при визначенні одного з чотирьох «R» – виду азотного добрива, перевагу доцільно віддати рідким.

Потенційна «мультиваріантність» застосування рідких добрив дозволяє оперативно коригувати плани іх внесення. Тобто, якщо внаслідок якогось «форс-мажору» не було можливості (або доцільності) вносити рідке добриво до сівби, його можна внести дещо пізніше. Наприклад, після посіву, до появи сходів. Або взагалі по вегетуючій культурі.

Це важливо, тому що час внесення залежить не тільки від нашого бажання та технічних можливостей. Остаточне слово за погодою. Якщо під час запланованого внесення добрив пройшов добрячий дощ, роботу доводиться «становити на паузу». Тобто чекати, поки ґрунт не підсохне.

А якщо сухо? Якщо сухо, то гранульовані добрива не «працюють».

ГРАНУЛИ «ВІДПОЧИВАЮТЬ», КРАПЛІ ПРАЦЮЮТЬ

Те, що волога є лімітуючим фактором на Півдні України, вчені повторюють постійно. Проте, дефіцит вологи – не тільки причина «спраги» рослин. Це також причина мінерального «голодування».

Рослини засвоюють мінеральні солі у вигляді розчину. Саме тому при дефіциті вологи у кореневмісному шарі, «спрага» посилюється мінеральним «голодом». Наявних запасів води не вистачає, щоб розчинити гранули. А «сухим пайком» з мінеральних солей рослин не нагодуєш. Для того, щоб зіпсувати рослинам процес живлення, іноді вистачає 1-2 посушливих тижнів. Це критично, якщо добрива вносили не у ґрунт, а на ґрунт, тобто на його поверхню.

Якщо гранули добрив знаходяться у вологому кореневмісному шарі ґрунту, пересихання поверхні ґрунту практично не впливає на їх ефективність. Наприклад, якщо гранули внесли сівалкою під час сівби.

Проте, якщо мінеральне добриво внесли розкидачем, тонкий шар сухого ґрунту є бар’єром між «їжею» та її «споживачами». Він перешкоджає розчиненню гранул та міграції розчину солей до коріння.

Розкидані по поверхні ґрунту гранули «чекають» опадів. При цьому з них випаровується аміачний та амідний азот. Гранули аміачної селітри і сульфату амонію «худнуть» на 5-8% за тиждень, карбамід може втратити до 30% азоту.

Це неприємно та витратно. Але зовсім погано, коли така ситуація склалася на протязі однієї з так званих «критичних» фаз зростання культури. Тобто тоді, коли рослина формує певні елементи врожаю. Якщо умови для росту та розвитку несприятливі, культура не бажає «інвестувати у майбутнє», тому обмежує потенційно можливий врожай. При цьому гранули добрива, які містять необхідний рослинам азот, знаходяться на полі. Але їх відокремлює від волого шару ґрунту декілька сантиметрів сухої землі.

Це нагадує страждання персонажа грецьких міфів Тантала. За деякі вчинки, які розлютили богів Олимпу, вони забезпечили йому насичене негативними емоціями існування у потойбічному світі. Його прирекли вічно страждати від спраги і голоду. Для того, щоб підсилити ефект «виховної роботи», напої та їжа знаходилися поруч з Танталом. Але були, як то кажуть, «поза межою досяжності».

Рослини, які страждають від дефіциту азоту на підживленому гранульованим добривом полі, мають суттєву перевагу – їх страждання не тривають вічно. Вони або загинуть, або піде дощ. Проте, такі випробування не йдуть на користь врожаю.

Вода проникає у гранулу добрива через капіляри або у вигляді водяної пари. Навколо гранули формується концентрований розчин солей. Виникає осмотичний градієнт між концентрованим розчином добрива і ґрунтовою вологою. Вода з ґрунту рухається, розчиняє гранули і розбавляє концентрацію. Пляма розчину розтікається, при цьому напрямок його руху збігається з зоною максимального зволоження. Якщо ґрунт нижче гранули, волога, розчинені солі мігрують саме туди. Поступово зона розподілу солей з гранули зростає, а концентрація розчину зменшується.

Якщо вологість ґрунту невисока, процес розчинення триває буквально місяці. При поверхневому внесенні добрив рослини отримують менше поживних речовин, ніж було внесено. І значно менше за необхідну кількість.

Якщо гранули знаходяться у вологому шарі ґрунту у «зоні досяжності» кореневої системи, добриво працює набагато ефективніше. Але для цього гранули необхідно розмістити на глибині посіву, а бажано – нижче. Тобто закласти їх на глибину 8-18 см. Технічно це зробити можна. Існують сівалки, здатні вносити добрива нижче насіння. Та ґрунтообробні знаряддя, за допомогою яких можна створити «стрічку» добрива на глибині 15-20 см.

Але такі методи локального внесення добрив у ґрунт мають серйозні недоліки.

По-перше, у безпосередній близькості від насіння можна розмістити відносно невелику норму гранульованого азотного добрива. Спроба внести «все і відразу» може «засушити» сходи: гранули активно «тягнуть» на себе воду. Крім того, амонійні та амідні добрива можуть «обпекти» коріння аміаком, який утворюється при розкладанні цих форм азоту.

По-друге, таким способом доцільно вносити «не тільки лише усі» види гранульованих азотних добрив. На піщаних і супіщаних ґрунтах нітратний азот може «втекти» разом з вологою опадів за межі досяжності кореневої системи. А надмірна норма карбаміду, внесена поруч з насінням у важкий глинистий ґрунт, може «спалити» паростки аміачними випарами.

І по-третє. Внесення високих норм гранульованих добрив при посіві зменшує продуктивність агрегату і збільшує ризик «затягнути» посівну. А запізнення з посівом – це самий надійний засіб втратити добрячу частку від потенційно можливого врожаю.

Внесення азотних добрив у «рідкій» формі дозволяє виключити тривалий процес розчинення гранул ґрунтовою вологою. При внесенні на поверхню ґрунту вони негайно починають рух до коріння. Навіть невеликий дощик або рясна роса є відмінними «кур’єрами по доставці» розчину азотних добрив у кореневмісний шар ґрунту.

ШВИДКА ДІЯ, ОПІКИ ЛИСТЯ ТА КОРОЗІЯ МЕТАЛУ

Перевага «краплі» над «гранулою» помітна при проведенні прикореневого підживлення КАСом у порівнянні з внесенням селітри або карбаміду розкидачем. Дія КАСу відбувається ще тоді, коли гранули «сухих» азотних добрив навіть ще не розчинилися повністю. При застосуванні рідких добрив скорочується період від внесення добрива до початку поглинання рослинами поживних речовин. Та зменшуються втрати. Внесення рідких азотних добрив при посіві істотно зменшує ймовірність «опіку» проростків і молодих рослин.

При внесенні ґрунтових гербіцидів у суміші з азотними добривами (КАСом, селітрою, сульфатом амонію) азот діє як «провокатор». Він стимулює дружне проростання насіння бур’янів. Наприклад, насіння марі білої (Chenopodium album), яке швидко «прокидається» у присутності нітратів. Проростання бур’янів у шарі ґрунту зі «свіжим» гербіцидним екраном збільшує ефективність ґрунтового гербіциду.

До речі, такий «тандем» підвищує ефективність внесення добрива. Загиблі бур’яни не споживають азоту. Як повторював старий пірат зі специфічним життєвим досвідом, «мертві не кусаються». Тому культурні рослини отримують тимчасову монополію на споживання азоту. При сприятливих погодних умовах вони використовують цей привілей дуже ефективно.

Ще одна істотна перевага рідких азотних добрив (деяких видів) – можливість проведення позакореневих підживлень.

Такий спосіб доставки азотного живлення рослинам під час їх активного зростання перевищує за ефективностю прикореневе підживлення. Наприклад, при внесенні однакової кількості карбаміду у водному розчині по листу та у гранулах на поверхню ґрунту, рослини отримують азоту в 3-4 рази більше саме при позакореневому підживленні. Але рідкі азотні добрива мають деяки «проблемні» властивості.

Плями на листі та «підгоріли» кінчики листків – найбільш поширені симптоми «передозування» азоту при проведенні позакореневого підживлення.

Причина виникнення плям – занадто висока концентрація розчину добрива. Особливо сильно обпікає листя розчин аміачної селітри або сульфату амонію: перевищення концентрації 3% по препарату викликає опіки навіть на листі злаків.

Якщо для прикореневого підживлення використовують КАС, його вносять великими важкими краплями, які не затримуються на рослинах. Але якщо його застостовують для позакореневого підживлення, розчин має вигляд дрібних крапель: вони добре утримуються на листках. Концентрація КАСу в такому розчині не повинна перевищувати 5%, інакше будуть опіки.

Карбамід теж може «підпалити» листя, якщо концентрація робочого розчину перевищує 10% на злакових і 5% на широколистих культурах.

Опіки можуть проявитися при внесенні менш концентрованих розчинів, якщо обробіток проводять у спекотну посушливу погоду. А також у тих випадках, коли в робочий розчин додають прилипачі, гербіциди (2,4 Д ефір, наприклад) та деякі фунгіциди (д.р. пропіконазол, спіроксамін).

Тому не варто намагатися замінити декілька внесень пестицидів та добрив одним. «Коктейлі» з 7-8 компонентів іноді мають непередбачувані наслідки. А також не варто намагатися «запхати» у рослини через поверхню листя більше азоту, ніж вони можуть засвоїти.

«Підгорання» кінчиків листя відбувається через порушення відтоку та засвоєння амонійного або амідного азоту. При «передозуванні» карбаміду він концентрується у молодих тканинах листа. Вони не витримують такого несподіваного «багатства» та гинуть. Листя відновлюється, але його регенерація потребує часу та ресурсів рослини.

Не завжди причина таких пошкоджень – «передозування». Існують деякі чинники, які не завжди можна визначити та дуже важко подолати. Наприклад, стрес від морозу, посухи, дії гербіцидів може знизити рівень метаболізму у рослині. А це призводить до небезпечної «затримки» сполук азоту у листі. Крім того, дефіцит нікелю у ґрунті негативно впливає на активність уреази в рослинах. Тобто на їх здатність швидко розкладати сечовину на «запчастини». Це теж може бути причиною опіків кінчиків листя.

Рідкі азотні добрива можуть завдати шкоди не тільки рослинам. Вони реагують з кольоровими і чорними металами, викликають їх корозію.

Розчини, що містять нітрат амонію і/або сульфат амонію, руйнують мідь, латунь, бронзу, цинкове покриття і вуглецеву сталь. Рідкі добрива, які містять ці форми азоту, рекомендується зберігати і транспортувати у поліетиленових ємностях. Устаткування, яке безпосередньо контактує з розчином азотних добрив, повинно бути виготовлено з полімерів, кераміки або нержавіючої сталі.

Якщо ігнорувати агресивні хімічні властивості водних розчинів сульфату амонію або аміачної селітри, можна «вбити» дороге устаткування.Наприклад, сучасний обприскувач. У розчин КАС деякі фірми-виробники вводять інгібітор корозії. Але це роблять не усі, тому краще заздалегідь вважати КАС небезпечним для обладнання, яке виготовлене з кольорових металів та сталі.

Карбамід у «рідкому» вигляді є відносно неагресивною речовиною. Його можна зберігати у сталевих ємностях, використовувати для перекачування насоси, зроблені з вуглецевої сталі. Але після закінчення робіт ємності й устаткування необхідно ретельно промити, інакше на металі з’явиться іржа.

При внесенні рідких азотних добрив за допомогою обприскувача (листове або прикореневе підживлення), доцільно використовувати розпилювальні форсунки (ковпачки) з кераміки або пластмаси. Металеві деталі обприскувача, які безпосередньо контактують з розчином, рекомендують захищати. Наприклад, наносити на їх поверхню спеціальне антикорозійне покриття, оліфу або в’язке рослинне масло.

АМІАКАТИ, КАС ТА СЕЧОВИНА

З другої половини минулого століття перспективним напрямком розробки рідких азотних добрив вважали аміакати. Це добрива, які отримували змішуванням 10-15% розчину аміачної води (водного розчину аміаку) з гарячим розчином аміачної селітри у чистому вигляді або у суміші з кальцієвою селітрою. Для цього використовували спеціальні установки з відцентровим насосом.

У підсумку отримували жовту рідину, яка містила від 30 до 50% азоту. Її зберігали та транспортували у спеціальних, герметично замкнутих цистернах, розрахованих на невеликий тиск. Це був зручний для транспортування і використання вид добрив, бо аміакати мають високу питому вагу і високу концентрацію азоту. У деяких країнах рідкі добрива такого типу продовжують виробляти у промислових обсягах.

Аміакати бувають різні. Вони відрізняються за концентрацією загального азоту та за співвідношенням його форм (вільного аміаку, зв’язаного аміаку, амідного та нітратного азоту). Відмінності у хімічному складі впливають на фізичні властивості – температура кристалізації деяких аміакатів починається при +14°С, а деякі зберігають рідкий стан при -15°С.

Всі аміакати викликають корозію міді та її сплавів, а аміакати з аміачною селітрою окислюють навіть чорні метали. Тому для їх транспортування та зберігання використовують ємності з полімерних матеріалів, з нержавіючої сталі або звичайні сталеві цистерни із захисним антикорозійним покриттям спеціальними лаками (епоксидними смолами).

Найпоширенішим рідким азотним добривом є КАС – суміш водних розчинів сечовини та аміачної селітри. У заводських умовах КАС готується з напівпродуктів, тобто сплавів цих добрив зі вмістом азоту 28-32%. Виробництво КАС у порівнянні з твердими азотними добривами набагато простіше і економічніше: відсутні випаровування розчину, грануляція та інші технологічні операції. Тому витрати на виробництво одиниці азоту значно скорочуються.

У КАС іноді додають трохи сульфату амонію або тіосульфату амонію для коригування живлення рослин сіркою. При цьому збільшується ефективність використання азотних добрив: сірка підсилює засвоєння рослинами мінеральних сполук азоту.

Для транспортування КАСу використовують звичайні залізничні та автомобільні цистерни з вуглецевої сталі. Для зменшення корозії в КАС додають інгібітор корозії.

Для його внесення використовують різні механізми. Наприклад, агрегати для внесення аміачної води. А також обприскувачі і сучасні аплікатори для внесення рідких мінеральних добрив у ґрунт.

Останнім часом в YouTube з’явилися численні відеоролики про те, як приготувати КАС самостійно. Але чи є у цьому сенс?

При використанні гранульованих добрив для приготування КАСу, вартість готового «домашнього» продукту повинна бути вище заводської. Адже у вартість гранульованих добрив включені витрати на випаровування розчину, грануляцію, зміцнення гранул, фасування і т.д. Тобто те, що не роблять на заводі, де виготовлять КАС – там змішують два рідких напівфабрикати. КАС необхідно «варити», температура розчину повинна бути 70-80°С. Це додаткові витрати на підігрів води. Їх можна зменшити, якщо готувати КАС влітку, у спеку. А взимку або рано навесні витрати на нагрів води є неминучими.

На КАС доцільно переробляти «скам’янілу» селітру та карбамід, які втратили сипучість. А також добриво, яке неможливо якісно внести сівалкою або розкидачем. Наприклад, селітру з занадто крихкими гранулами, або неоднорідними гранулами різного розміру.

Ще одна «поважна» причина зайнятися самостійним виготовленням КАСу – відсутність у критичний момент «заводського» рідкого добрива.Тобто внесення КАСу є у планах, а фактично добрива ще немає. Або вже немає.

Ймовірним є варіант, коли добриво, яке планували вносити по мерзлоталому ґрунту, залишилося лежати на складі. Через неможливість зайти у поле, внаслідок технічної несправності засобів внесення або з іншої причини. Вносити на суху поверхню ґрунту КАС ефективніше, ніж гранули, тому у виробництві КАСу може бути сенс.

Переробити гранули на рідке добриво доцільно і в тому випадку, коли господарство розширило парк обприскувачів. В цьому випадку точне внесення «саморобного» КАСу може виявитися вигідним у порівнянні з нерівномірним внесенням гранул розкидачами.

Крім «саморобного» КАСу існують інші варіанти рідких азотних добрив, які можна самостійно виготовити з гранул. У Канаді, наприклад, у фермерів набув популярності розчин карбаміду (18% азоту по масі). Його вносять при посіві за допомогою переобладнаних сівалок. При нормі близько 40 кг д.р. азоту/га внесений таким способом карбамід не має негативного впливу на схожість зернових чи бобових культур.

Як варіант, в умовах господарства можна приготувати карбасульфат (Urea ammonium sulphate), якщо змішати розчини сульфату амонію та карбаміду. Але ця суміш має корозійні властивості. Тому ємності для її зберігання та техніка для внесення повинні бути стійкими до корозії. Можна також виготовити КАС + S, додавши у заводський або «домашній» КАС до 10% кристалічного сульфату амонію.

НЕ РОЗСИПАТИ – НАЛИВАТИ!

Рослини можуть отримувати азотне живлення з різних джерел, і поглинати азот у різних формах. Для них немає принципової різниці між амідним азотом з «сухої» сечовини та амідною формою азоту з КАСу. Але, як то кажуть, «є нюанс».

По-перше, рідкі азотні добрива діють швидше, ніж сухі гранульовані. Звичайно, є винятки: при випаданні рясних опадів, наприклад. Якщо безпосередньо після внесення гранул пройшов дощ, солі азоту виявляться в зоні досяжності кореневої системи приблизно в той же час, що і солі «рідкого» добрива. Але, у переважній більшості випадків, вологи у верхньому шарі ґрунту досить тільки для дуже повільного розчинення гранул та дуже повільної міграції розчину добрива до коріння.

По-друге, розчин, на відміну від гранул, є однорідним за складом. Крім того, точність нанесення і рівномірність розподілу розчину вище, ніж відповідні показники при внесенні гранул. Внесення рідких добрив відповідає концепції «точного землеробства» більшою мірою, ніж сухих гранульованих.

По-третє, рідкі добрива не створюють небезпечної надмірноі локальної концентрації солей. Розчинене добриво рівномірно поглинається та «розпливається» у ґрунті. На відміну від гранул, які можуть пошкодити молоді рослини, буквально «засушивши» їх. Цю особливість рідких добрив використовують: стартове добриво вносять у рідкому вигляді.

По-четверте, деякі рідкі добрива можна використовувати декількома різними способами у різний час. Наприклад, рідкий карбамід вносять під основний обробіток ґрунту та під культивацію. Його також вносять при посіві і після сівби, для прикореневого і позакореневого підживлення рослин.

«Універсальне» добриво дозволяє коригувати плани з мінімальними збитками та додатковими витратами. З гранульованими добривами подібний фокус не виходить: при запізненні з внесенням залишається сподіватися тільки на щасливий випадок. Наприклад, на рясний дощ опісля розкидання гранул на поверхню сухого ґрунту.

Звичайно, для зберігання і внесення рідких добрив необхідно мати обладнання. Придбати сучасний аплікатор для «ін’єкцій» рідкого азотного добрива у ґрунт або переобладнати сівалку для внесення рідких стартових добрив може дозволити собі не кожен фермер. Але обприскувач є у кожного! Та ємності для підвозу води (або готового робочого розчину) – теж.

Якщо у господарстві є обприскувач, рідкі азотні добрива можна вносити протягом сезону. Якщо згадати про принцип «4R» (вид, норма, місце, час внесення добрива), використання рідких азотних добрив забезпечує можливості, яких немає при використанні гранульованих добрив. Та дозволяє замінити одним «інструментом» – обприскувачем – чимало знарядь на кшталт розкидувачів добрив, «вбитих» дискових сівалок для підживлення за методом Бузницького та іншого мотлоху.

Таблиця 1. Характеристика найбільш поширених рідких азотних добрив (за даними дослідників з Австралії)

---