Корекція кислотності ґрунтів: як зупинити втрати врожаю та збільшити прибутки

Під час аналізу цих даних особливо вражають масштаби проблеми кислотності ґрунтів у окремих регіонах. На рис. 1 представлена карта % зразків з кислою (різного ступеня) реакцією ґрунтового середовища. Наприклад, у Чернігівській області майже кожен 2-й зразок має рН нижче 6,2, в Житомирській — кожен 4-й із 10 відібраних. У південних і східних регіонах країни цей показник наближається до 0 або становить 1-6%, тобто з низькою кислотністю декілька зразків на кожні 100 проаналізованих.

Зважаючи на те, що до кислих ґрунтів належать сильнокислі (рН<5,3), кислі (рН 5,3-5,7) слабокислі (рН 5,8-6,2), наводимо статистичні дані щодо площ їх розподілу в областях зони Лісостепу і Полісся (рис. 2). Отже, найбільші площі з кислою реакцією ґрунтового розчину на Чернігівщині та Івано-Франківщині, але з різним співвідношенням: у Чернігівській області дуже кислі ґрунти становлять 5% площ від загальної обстеженої, в Івано-Франківській — 1%, натомість слабокислі — 28 і 34% відповідно. У Кіровоградській і Харківській областях площі слабокислих ґрунтів не перевищують 5 і 2%.

Як показник pH впливає на ефективність живлення і недоотримання врожаю

Доступність елементів живлення. Наведено дані американських науковців щодо впливу рН ґрунту на доступність для рослин елементів живлення (рис. 3). Так, оптимальна доступність більшості поживних речовин у нейтральних ґрунтах з рН від 6,5 до 7,5. Меншою мірою, ніж на всі інші, показник кислотності ґрунту впливає на такі елементи як азот, калій та сірка. Фосфор доступний в обмеженому діапазоні рН внаслідок утворення малорозчинних сполук: при взаємодії фосфат-іонів у лужному ґрунтовому середовищі з кальцієм та магнієм, а в кислому — залізом і алюмінієм. Мікроелементи доступні за більш низьких значень рН, за винятком молібдену.

Засвоєння рослинами елементів живлення з мінеральних добрив також залежить від рН ґрунту, на що слід зважати під час їх застосування. Вітчизняні матеріали досліджень (рис. 4) щодо ефективності мінеральних добрив за різної реакції ґрунтового розчину свідчать про те, що лише в діапазоні 6,5-7,0 коефіцієнт використання азоту, фосфору та калію наближений до 100%. Навіть незначна зміна рН як в один, так і в інший бік на 0,5 одиниць зменшує даний показник на 25% для калію та понад 30% для фосфору.

Втрати врожаю. Отже, рН ґрунту впливає як на доступність елементів живлення, ефективність застосування мінеральних добрив, так і на врожай культур. Міністерство сільського господарства США наводить дані щодо зниження врожаю сільськогосподарських культур за різного рівня рН ґрунту (рис. 5).

Диференційоване внесення вапнякових матеріалів

Однією з ключових світових практик точного землеробства для розв'язання проблеми строкатості кислих ґрунтів є сучасні технології точного відбору зразків ґрунту за сіткою та адаптивною сіткою для лабораторного аналізу. Використання цифрових технологій для візуалізації та картографування даних надає більш детальну картину рН ґрунту на всій площі поля.

Втрати врожаю. Нижче наводимо оцінку можливих втрат урожаю кукурудзи на одному з полів від рН ґрунту з використанням даних американських колег (рис. 6). Агрохімічне обстеження земель нашого клієнта з Житомирської області показало значну строкатість розподілу рН ґрунту як між масивами, полями, так і в межах полів. Імовірні втрати врожаю кукурудзи в межах поля можуть досягати 200 т, навіть за дуже низькими цінами на зерно поточного року вартість недоотриманого врожаю може становити $30 тис.

* Середньобагаторічний рівень врожайності за оптимального рН 6,0 т/га

**Вартість 1 т зерна кукурудзи — 149 USD. Курс НБУ на 01.02.2024 — 37,56 грн.

Очевидним у цьому прикладі є те, що застосування єдиної норми вапна на поле докорінно не змінить ситуацію на ділянках із сильнокислим рН, а й призведе до негативних явищ в нейтральних зонах. Лише перерозподіл кількості вапнякових матеріалів у межах поля, тобто його внесення за технологією змінних норм, дозволить ефективно реалізувати цей меліоративний захід.

Розрахунок потреби меліоранта. Підхід компанії AgriLab до встановлення норми вапнякових матеріалів базується на розрахунку потреби у CaCO3 для доведення рН до оптимального значення рН 6,5 p з урахуванням особливостей культур. Визначається потреба в кожній точці відбору за результатами аналізу рН ґрунту та рН буферного. Для побудови завдання на внесення змінних норм вапнякових матеріалів враховується розподіл рН ґрунту в межах поля.

Результат. Ділимось результатами застосування змінних норм внесення вапнякових матеріалів нашого клієнта. Були реалізовані для кожного поля розроблені компанією Agrilab завдання зі змінними нормами внесення вапнякових матеріалів. Для внесення використовувався розподільник, обладнаний системою точного землеробства для диференційованого внесення добрив і меліорантів. У якості меліоранта застосовували дефекат, загальна вартість заходу з вапнування ґрунтів (з доставкою дефекату) з розрахунку на 5 років склала на той час близько 2 USD/га на рік.

На знімку NDVI соняшнику 2018 р. і у перший рік після проведення вапнування на кукурудзі 2020 р. чітко ідентифікуються ділянки з низьким рівнем продуктивності, що відповідають зонам з сильнокислою реакцією ґрунту. Площі низькопродуктивних ділянок зменшуються в наступні два роки після меліорації ґрунтів.

Метеоумови в районі за квітень-вересень 2018-2022 рр. наведено в таблиці 1.

Таблиця 1. Сума активних температур і накопичувальні опади за період квітень-вересень (2018-2022 рр.)

Наочно результати проведеного вапнування демонструють отримані дані врожайностей, супутникового моніторингу та знімків з БПЛА, особливо зважаючи на метеоумови, які склались: більш сприятливі для культури у 2020 р. порівняно з 2022 р. На рис. 8 порівняння даних вирощування кукурудзи в 1-й і 3-й рік після проведення вапнування.

Технологія диференційованого внесення вапна дозволяє застосовувати більше вапна на ділянках з низьким рівнем рН та менше на тих, де це необхідно. Це обумовлює рівномірність рН на всьому полі й підвищення кількості та якості врожаю. 

Розрахунки економічної ефективності диференційованого внесення вапнякових матеріалів підтверджують конкурентоспроможність такої технології, що може свідчити про обґрунтованість та перспективність застосування її в агробізнесі. 

Ярослав Бойко, СЕО компанії AgriLab, офіційний представник Міжнародної організації з точного землеробства (ISPA) в Україні