Серед основних елементів живлення рослин (NPK) агрономи всіх країн найбільшу увагу приділяють фосфору. На відміну від багатьох інших елементів, внесений у ґрунт фосфор практично не пересувається від зони внесення. Його відмінною рисою є швидка і досить сильна фіксація ґрунтом, у результаті рослини можуть поглинути лише малу частку внесених добрив (у середньому 25–30 при внесенні суцільним методом і 40–50 при локальному внесенні).

В Україні проблема фосфору у землеробстві ускладнюється постійним недовнесенням фосфорних добрив, а також порушенням оптимального співвідношення між фосфором, азотом та калієм.

Значення фосфору для рослин важко переоцінити, оскільки він бере участь у ключових функціях рослинного організму. Насамперед, це енергетичний обмін: фосфор є складовою «енергетичної валюти» рослини – АТФ. Нормальна забезпеченість рослин фосфором необхідна формування насіння, стимулюючи прискорене дозрівання культур, зокрема зернових. На початкових етапах зростання рослини фосфор впливає розвиток кореневої системи, її опірність хворобам і шкідникам, і навіть несприятливим абіотичним умовам (наприклад, знижує ризик вимерзання озимих).

У рослині фосфор досить мобільний, при нестачі в ґрунті пересувається з більш старих у молоді органи рослини та в репродуктивні органи, внаслідок чого симптоми дефіциту виявляються на старому листі (у вигляді темно-зеленого з пурпуровим відтінком забарвлення).

ФОСФОР-ЕФЕКТИВНІСТЬ КУЛЬТУР

Не всі рослини однаково засвоюють фосфор із ґрунту та добрив. І це необхідно враховувати під час адміністрування фосфорних добрив. Фосфор-ефективні культури та сорти мають підвищену здатність до поглинання фосфору. Це пов'язано з низкою причин, таких як розмір і морфологія кореневої системи (розподіл коренів у ґрунтовій товщі); співвідношення між підземною та надземною частинами рослини; утворення мікоризи (крім сімейства Капустяні та деяких інших); зміни рН ризосфери (можуть досягати 2 одиниць, обумовлені балансом між поглинанням катіонів та аніонів, посиленим виділенням протонів у відповідь на дефіцит фосфору); збільшення фосфатазної активності ризосфери (гідроліз органічних фосфоровмісних сполук грунту); виділення корінням органічних кислот (утворюють аніони цитрати, малати, фумарати, оксалати та ін, що підвищують розчинність неорганічних сполук фосфору в ґрунті; особливо явно проявляється ця властивість у таких культур, як люпин, гречка та ріпак).

Фосфор-ефективність відрізняється як для різних культур, але й у різних сортів/гібридів однієї культури. Характеристика кореневої системи сорту відіграє у поглинанні фосфору з грунту. Наприклад, деякі сорти мають добре розвинену кореневу систему, яка досліджує великий обсяг ґрунту та «добирається» до більшої кількості фосфору. Інші сорти характеризуються більш агресивною реакцією кореневих виділень, що дозволяє їм мобілізувати ґрунтові запаси фосфору та ефективніше їх використовувати. Деякі сорти формують довші кореневі волоски, що дозволяє збільшити площу контакту кореня з ґрунтом.

Такі культури, як цибуля, томати та боби характеризуються низьким рівнем поглинання фосфору з ґрунту та низьким співвідношенням коренів та надземної маси. Вони можуть бути охарактеризовані як культури із низькою фосфор-ефективністю. У той же час ріпак і шпинат, наприклад, мають підвищену здатність поглинати фосфор із ґрунту, а жито та пшениця – високе співвідношення коренів до надземної маси, що переводить їх у розряд фосфор-ефективних культур.

У ґрунті фосфор найменш мобільний серед NPK, що часто виводить його в розряд лімітуючих факторів: дефіцит фосфору є другим після азоту за частотою народження. Понад 80% фосфору ґрунту безпосередньо недоступні для рослин. А його висока ретроградація (перетворення на малодоступні сполуки) є «каменем спотикання» успішної технології внесення фосфорних добрив.

СКІЛЬКИ І КОЛИ ВНОСИТИ?

З чого починається успішний менеджмент фосфору? Найперше питання, на яке шукає відповідь агроном: чи є потреба у внесенні фосфору, і якщо є, то скільки його вносити? Що ж до першої частини питання, теоретично потреба у внесенні фосфору існує завжди. По-перше, необхідно заповнити винесення елемента врожаєм; по-друге, як свідчать численні дослідження, навіть на добре забезпечених ґрунтах ряд культур, як правило, добре відгукується на внесення навіть невеликих норм фосфору при сівбі; по-третє, оптимізація живлення рослин має на увазі певне співвідношення між елементами у ґрунтовому розчині, яке змінюється при внесенні інших елементів.

Для встановлення норм фосфорних добрив існує низка методик розрахунку, результати яких часом дещо відрізняються. Це і метод рекомендованих норм, і розрахунок норм фосфорних добрив на насичення та/або підтримання оптимального вмісту рухомого фосфору у ґрунті, та нормативні методи розрахунку, та балансово-розрахункові методи. Вибираючи будь-який метод, слід не рідше ніж раз на 3-4 роки проводити аналіз ґрунту для контролю вмісту фосфору: зниження вмісту доступного фосфору в ґрунті свідчить про виснаження ґрунтових запасів, сильне збільшення може свідчити про зафосфачування ґрунту. Також ефективною виявляється рослинна діагностика, що допомагає зрозуміти, наскільки добре забезпечені рослини фосфором протягом періоду вегетації, а отже, наскільки правильно було розраховано норму внесення добрив.

При встановленні норм внесення фосфорних добрив обов'язково мають бути враховані такі фактори: біологічні особливості культури, глибина проникнення та характер розвитку її кореневої системи, рН ґрунту, вміст органічної речовини у ґрунті, структура ґрунту, попередник та ін.

Другим питанням, що йде за розрахунком норми фосфору, є розподіл її за термінами внесення. Факт низької рухливості фосфору у ґрунті має бути ключовим при менеджменті фосфорних добрив. Не існує одного універсального способу внесення добрив під усі культури. Рішення має прийматися, виходячи з характеристики культури та фосфорного статусу ґрунту.

При низькому вмісті фосфору в ґрунті найбільш раціональним буде поєднання рядкового внесення фосфору та внесення вразки до посіву. При середньому рівні вмісту доступного фосфору в грунті фосфорні добрива можуть бути внесені або врозкид перед посівом, або при сівбі в рядки (зниженою нормою). При високому вмісті фосфору у ґрунті відгук на фосфорні добрива низький, кращий варіант внесення – у рядки при сівбі. При дуже високому вмісті фосфору за традиційної системи землеробства немає необхідності у внесенні фосфору. При використанні мінімальних та нульових технологій рішення має прийматись у кожному конкретному випадку.

Особливо актуальним вибір термінів та способів внесення фосфорних добрив стає на ґрунтах, що характеризуються високою здатністю до зв'язування фосфору (насамперед, це кислі ґрунти, а також лужні, карбонатні). Для зменшення ретроградації фосфору у ґрунті рекомендується вносити водорозчинні фосфорні добрива у гранульованій формі (менша площа контакту з ґрунтом) локально ближче до періоду споживання рослиною (передпосівне та припосівне).

Стартер найбільш ефективний при посіві насіння в холодний, вологий ґрунт незалежно від рівня родючості ґрунту. У холодному та вологому грунті уповільнюється ріст та розвиток кореневої системи рослин. Поряд з цим за таких умов зменшується рухливість елементів живлення у ґрунті, уповільнюється мінералізація органічної речовини (як результат зниженої активності ґрунтової мікрофлори). Такі умови найчастіше складаються рано навесні чи пізно восени, хоча ґрунти, що обробляються за ресурсозберігаючими технологіями, також, як правило, холодніші та більш вологі в порівнянні з традиційними технологіями обробки через наявність на їх поверхні рослинних залишків. Таким чином, при використанні зазначених вище технологій внесення стартера набуває ще більшої важливості.

Фосфор є єдиним елементом NPK, який може бути внесений при посіві всією необхідною нормою. У цьому норма може бути знижена проти основним внесенням. Щоправда, тут треба розуміти, що «зміщення» на користь припосівного фосфору не завжди може виявитися успішним: для культур, що мають добре розвинену кореневу систему, яка пускається освоювати нижні горизонти грунту, внесений при посіві фосфор може виявитися вищим за зону основного розвитку коренів; до того ж за несприятливих погодних умов фосфор залишається у верхньому сухому шарі ґрунту, звідки рослини не можуть його ефективно поглинати. Останнє стосується насамперед традиційної системи обробітку ґрунту. За ресурсозберігаючих технологій ситуація може виглядати інакше.

Сьогодні в Україні припосівне внесення добрив часто стає єдиним джерелом фосфору у системі добрива багатьох культур. Цей захід часто виявляється досить ефективним, враховуючи високу ретроградуючу здатність наших ґрунтів до фосфору. Однак тривале внесення добрив у рядки в результаті призводить до виснаження ґрунту, зниження рівня його родючості. Навіть на високородючих ґрунтах не скасовується «закон Лібіха», або «закон повернення».

З точки зору збереження родючості ґрунту тривале рядкове внесення фосфору може призвести до зниження вмісту доступного фосфору. Цього ж можна очікувати і за тривалого внесення фосфору в низьких нормах. У такому разі рекомендується періодичне внесення підвищених норм фосфору вразки для збереження вмісту фосфору в грунті на середньому та підвищеному рівні.

Вибір на користь рядкового або суцільного внесення фосфору слід робити виходячи також і з характеристик культури, що вирощується. Пропашні культури, зокрема кукурудза, віддають перевагу умовам, коли фосфор рівномірно розподілений у всій зоні розвитку коренів. Найкращий ефект може бути досягнутий при поєднанні обох методів внесення фосфору.

Зернові злаки мають слабо розвинену кореневу систему, а отже, і можливість «дослідити ґрунт». До того ж, у них короткий вегетаційний період, який також припадає на холодну пору року. Тому розміщення фосфору для цих культур критичніше, ніж для просапних і багаторічних. Вони часто краще відгукуються на локальне внесення, особливо на ґрунтах з низьким вмістом фосфору та за умови його високої ретроградації. На забезпечених фосфором ґрунтах ефективність локального та рівномірного внесення добрив практично однакова.

Для сої перевага має передпосівне внесення фосфорних добрив вразки. Така відмінність від зернових пояснюється різницею у розвитку кореневої системи.

Люцерна та інші фуражні культури, як злакові, так і бобові трави, формують велику кількість дрібних коренів біля поверхні ґрунту, тому вони здатні ефективно поглинати фосфорні добрива, що вносяться щорічно вразки. Для них найкращою практикою буде передпосівне внесення фосфору та щорічне поверхневе внесення вразки.

Перспективним способом внесення фосфору є позакореневе підживлення. При цьому коефіцієнт використання фосфору із добрив значно зростає. Внесений на лист фосфор швидко залучається до метаболізму рослини.

Внесення фосфору на лист має низку обмежувальних факторів. По-перше, це розчинність самих добрив (донедавна більшість джерел фосфору мали невисоку розчинність у воді та велику кількість баластових домішок). По-друге, об'єм розчину, що потрапляє на рослинний покрив, і концентрація в ньому фосфору, яка може бути внесена без негативного впливу на лист (наприклад, сечовина може бути внесена на лист у значно більших концентраціях, ніж багато джерел фосфору, без шкоди рослині) . По-третє, на початку сезону, коли проблема фосфору стоїть особливо гостро, листя рослини ще має невелике проектне покриття, що робить позакореневе внесення малоефективним.

Помітної ефективності від позакореневого внесення фосфору можна досягти найчастіше в умовах дефіциту елемента у ґрунті, а також за несприятливих погодних умов, коли поглинання фосфору кореневою системою ускладнене (низька температура та низька вологість, погана освітленість).

У деяких випадках більшість потреб рослини у фосфорі може бути задоволена позакореневим внесенням. Проте за умов недостатньої забезпеченості грунтів доступним фосфором його листове внесення неспроможна забезпечити потреби культури.

НАЙКРАЩА ФОРМА ДЛЯ ВНЕСЕННЯ

Третє питання, яким стурбований кожний агроном: у якій формі вносити фосфор? І відповідь на це питання залежить від характеристик ґрунту, терміну внесення, погодно-кліматичних умов, культури, що вирощується і, не в останню чергу, від матеріальних та технічних можливостей аграрія.

Сьогодні вітчизняний ринок пропонує дві групи добрив, що містять фосфор: водорозчинні і кислоторозчинні. Водорозчинні, до яких відносяться суперфосфати, амофос, діамофос, нітроамофоски та інші комплексні добрива, швидко вивільняють фосфор у ґрунтовий розчин. Вони рекомендуються для внесення в усі терміни та на всіх типах ґрунтів, проте слід пам'ятати, що фосфор з цих добрив легко взаємодіє з компонентами ґрунтового розчину, що особливо актуально на ґрунтах із високою здатністю до зв'язування фосфатів.

Кислоторозчинні фосфорні добрива, наприклад, фосфоритне борошно, рекомендуються для внесення на кислих ґрунтах під основну обробку ґрунту, оскільки фосфор у них знаходиться в недоступному для рослин вигляді тризаміщених фосфатів і може бути поглинений тільки після їх взаємодії з кислим ґрунтовим розчином. Слід зазначити, що ця група добрив значно поступається за популярністю водорозчинним формам.

За формулою основні фосфорні добрива в даний час представлені у вигляді солей ортофосфорної та поліфосфорної кислоти. Фосфорні добрива на основі ортофосфорної кислоти – це тверді добрива, а поліфосфорної – рідкі. Більшість дослідів порівняно ефективності орто- та поліфосфатів свідчить, що, внесені в однаковій нормі, вони дають однакову збільшення врожайності культур.

Поглинання фосфору рослинами залежить від цього, як і препаративної формі (твердої чи рідкої) вноситься добриво. Поглинання елемента з рідкого та твердого фосфорного добрива залежить від таких факторів, як спосіб внесення, особливості культури та розвитку її кореневої системи, аналізу ґрунту, кліматичних умов. Кількість води, що є в рідкому добриві, незначна в порівнянні з грунтовою вологою. Рідка форма добрива дозволяє більш рівномірно розташувати фосфор у ґрунтовому шарі та швидко наситити ґрунтовий розчин доступними фосфатами.

СИНЕРГІЗМ З ІНШИМИ ЕЛЕМЕНТАМИ

Для підвищення ефективності фосфорних добрив необхідно враховувати синергетичні відносини з іншими елементами. Внесення азотних добрив посилює поглинання рослин фосфатів. При цьому потрібно пам'ятати, що фосфор сам по собі має низький сольовий індекс і може бути внесений разом з насінням, тоді як азот і калій, які вносять разом з фосфором, мають високий сольовий індекс і можуть викликати ураження молодих проростків. У такому разі рекомендується внесення за схемою 5×5 (коли добрива вносять на 5 см нижче та на 5 см у бік від насіння).

При припосівному внесенні найкращий ефект одержують від поєднання фосфору з амонійною формою азоту: амофосу (МАР), поліфосфату амонію (АРР). Поліфосфат амонію часто використовують при внесенні разом із насінням (pop-up). Також ефективними виявляються й інші ЖКП, при цьому до рідких добрив можуть бути додані при необхідності пестициди та мікроелементи (з умовою попереднього проведення тесту на сумісність).

ІННОВАЦІЇ У ВИГЛЯДІ МІКРОГРАНУВ

Для вирішення проблеми поганої розчинності твердих добрив при їх внесенні при сівбі багато компаній йдуть шляхом створення мікрогранул. Наприклад, це добрива, що присутні на українському ринку, Easy Start (німецької компанії Compo Expert), Physiostart (компанії Timac Agrо) та інші. Створення мікрогранул (розміром 0,5-1,5 мм) покращує розчинність добрива, його доступність для рослини у початковий період, забезпечує кращу рівномірність внесення. Більша кількість гранул на одиницю площі внесення сприяє кращому контакту коренів з елементами живлення. Як стверджують виробники мікрогранул, така формуляція добрив за рахунок підвищення коефіцієнта використання елементів живлення дозволяє знизити норми внесення, підвищуючи також економічну складову.

Для позакореневого внесення фосфору можуть бути використані монокалійфосфат, ЖКП і цілий ряд листових добрив, що містять фосфор. Що стосується останніх, то кількості фосфору, що міститься в них, при рекомендованій нормі внесення буде недостатньо для усунення дефіциту фосфору в грунті.

Також слід зазначити, що присутні на ринку листові добрива, що містять фосфор у вигляді не фосфату (РО43-), а фосфіт-іону (HPO32-), є не джерелом макроелемента, а стимулятором росту з протекторними властивостями проти різних захворювань.

Таким чином, успішний менеджмент фосфору повинен базуватися на розумінні процесів взаємодії фосфору з ґрунтом та вимог культури, що вирощується. Керуючись лише економічними можливостями закупівлі та внесення фосфорних добрив та розраховуючи на фосфор грунту, можна значно знизити ефективність інших добрив, що подаються, порушуючи оптимальне співвідношення між елементами.