Инновационные продукты для стабилизации азотных удобрений выводят эффективность подкормок сельхозкультур на новый уровень

«По оценкам различных научных и исследовательских центров, примерно из 100 млрд руб., которые ежегодно тратятся в России на минудобрения, около 30 млрд уходят впустую, — говорят специалисты по развитию агрохимического сервиса компании АО «МХК «ЕвроХим». — Причем это не просто потеря денег — это еще и большая экологическая проблема».

Деньги на ветер

Проблема непродуктивных потерь азота из удобрений существует во всем мире. Как отмечает главный научный сотрудник ВНИИ агрохимии имени Д.Н. Прянишникова, доктор биологических наук, профессор Наталия Аканова, растения усваивают азот в полевых условиях примерно на 40%, в отдельных случаях — на 50—70%. Около 20—30% внесенных азотных удобрений иммобилизуется в почве. Определенная доля азота включается в состав гумусовых веществ, устойчивых к гидролизу.

Потери азота за счет улетучивания различных газообразных соединений составляют в среднем 15—25% от внесенного, продолжает г-жа Аканова. Газообразные потери происходят как вследствие биологической денитрификации, т.е. восстановления нитратов до молекулярного азота, так и в результате химических реакций. Эти процессы находятся в тесной связи с почвенными условиями, ее кислотностью, влажностью, температурой, степенью аэрации и скоростью потребления азота растениями и микроорганизмами. Имеются данные, что из-за денитрификации суточные потери азота достигают 0,5 мг/кг почвы.

Потери от вымывания также зависят от свойств почвы, климата, водного режима, формы и дозы удобрения, вида культуры и т.д. Например, в Европе 2/3 потерь азота приходится на зимний период и 1/3 — на летний. В России в Нечерноземной зоне за сезон в среднем вымывается 10—15 кг/га нитратного азота, на супесчаных почвах — 20—25 кг/га, на суглинистых — до 10 кг/га, уточняет  г-жа Аканова, добавляя, что потери азота из почвы оказывают негативное воздействие на биосферу — почву, грунтовые воды, атмосферу и растения, а через них — на животных и человека.

По данным немецкого консультанта по применению средств химизации, доктора биологических наук Нильса Бергера, потери азота из внесенных удобрений только из-за вымывания нитратов могут достигать 60%. От 20 до 60% в зависимости от почвенных условий и климата улетучивается в виде аммиака, 2—4% в форме N2O, 20—40% в виде NO. Последние два газа наиболее опасны: закись азота — это парниковый газ, который влияет на глобальное потепление, а оксид азота разрушает озоновый слой.

Решение для России

По словам г-жи Акановой, в настоящее время в России проводится большая работа по совершенствованию технологии применения минудобрений, повышению качества работ, снижению непроизводительных потерь азота. Среди перспективных решений она выделяет новые формы удобрений с ингибиторами ENTEC® и UTEC®.

ENTEC® — это инновационный продукт для стабилизации азотных удобрений, который снижает интенсивность процесса нитрификации аммиака с образованием нитрата в почве. UTEC® — аналогичный продукт, блокирующий почвенный энзим уреазу и предотвращающий улетучивание аммиака в ходе гидролиза мочевины. Оба ингибитора сокращают потери внесенного азота, увеличивая эффективность использования удобрений. В итоге средства, вложенные в минеральное питание растений, полностью используются на формирование урожая.

Продукты ENTEC® и UTEC® сейчас находятся на стадии регистрации в РФ. Ожидается, что уже осенью 2016 г. удобрения с ними выйдут на российский рынок и станут доступны сельхозпроизводителям. На фоне роста стоимости минудобрений их применение несет огромные возможности для российских аграриев.

Первые испытания

Как показали первые в РФ полевые опыты по исследованию эффективности нитроаммофоски с ENTEC®, введение в удобрение ингибитора нитрификации значительно увеличивает отдачу от внесения, что можно приравнять к дополнительному применению азотных туков. Благодаря равномерному высвобождению азота и его постепенному использованию исключается избыточное поступление этого элемента в растения в период вегетации, повышается степень его усвоения и происходит формирование высокого урожая хорошего качества, перечисляет г-жа Аканова. Удобрение с ингибитором в зависимости от метода внесения подавляет процесс нитрификации от 20 до 65 дней, позволяя увеличить период усвоения аммиачного азота на 1,5—2 месяца и в 2—3 раза снизить потери азота в газообразной форме, а также из-за вымывания нитратов водой.

 

Изменение урожайности культур при применении удобрений с ENTEC®

По данным опытов на картофеле, удобрение N:P:K=14:14:23 ENTEC®, например, способствовало получению прибавки урожая до 21,3% с максимальным выходом товарной фракции клубней (>50 мм в диаметре), сообщила г-жа Аканова. Высокоэффективным оказалось применение новых форм удобрений на сахарной свекле, рисе, ячмене и озимой пшенице.

Ингибитор нитрификации

ENTEC® содержит действующее вещество ДМПФ — 3,4 диметилпиразол фосфат. Это — ингибитор нитрификации, который наноситься на поверхность гранул аммиачных удобрений для защиты аммиака от преобразования в нитрат.

Действие ингибитора заключается в блокировании энзима почвенных бактерий Nitrosomonas — монооксигеназы аммония. При блокировке этого энзима ингибируется первый этап процесса нитрификации — окисление аммонийного азота до нитритного азота. Негативного воздействия на жизнедеятельность бактерий Nitrosomonas при этом не происходит. В итоге аммиак из удобрения сохраняется в почве длительное время, препятствуя образованию нитратного азота.

Преимущества защиты

Замедление нитрификации дает ряд преимуществ, способствующих повышению эффективности удобрений.

Во-первых, сокращаются потери от вымывания нитратов, которые особенно велики при выпадении большого количества осадков в период вегетации. В результате вымывания загрязнятся водоемы, и причиняется вред здоровью человека.

Во-вторых, снижаются выбросы и потери азота в виде парникового газа N2O или разрушающего озон газа NO. Как показывают испытания по всему миру, использование ингибиторов нитрификации сокращает выбросы N2O, который в 298 раз сильнее влияет на глобальное потепление атмосферы, чем CO2. Внедрение технологии ENTEC® позволяет сделать применение удобрений экологически безопасным с точки зрения влияния на глобальные климатические изменения.

И, в-третьих, аммонийная подкормка культур оказывает положительное физиологическое действие на рост урожая.

Физиология питания

Как известно, растения поглощают и усваивают азот из удобрений в двух формах: аммонийной и нитратной. Хорошо подвижная в почве нитратная форма усваивается легче — она перемещается с транспирационным током воды из почвы в растение. Поглощение аммонийного азота происходит лишь в непосредственной близости к корню. И при поглощении одной единицы аммонийного азота корень выделяет в почвенный раствор один протон (H+), чтобы предотвратить закисление цитоплазмы клетки.

Использование ингибиторов нитрификации заставляет культуры поглощать аммонийный азот, после того, как нитраты будут исчерпаны в почве. Аммонийный азот положительно влияет на биосинтез белка, поскольку аммоний — это один из основных компонентов аминокислот и белков. При поглощении только нитратного азота культуре приходится тратить около 20 моль АТФ (единиц биологической энергии) на один моль нитратного азота, чтобы в процессе биосинтеза в клетке он превратился сначала в аммонийный азот и только после этого — в аминокислоты. При поглощении аммонийного азота требуемое для биосинтеза количество энергии снижается до 5 моль АТФ. Эта разница позволяет культуре давать более высокий урожай и повышать его качество.

Кроме того, благодаря выделению протонов в ризосферу при поглощении аммония повышается доступность для растений некоторых питательных веществ, таких как фосфор и микроэлементы.

 

Радость агронома

 

В конечном итоге применение аммиачных удобрений с ингибитором нитрификации способствует повышению объема товарного урожая, улучшению его качественных характеристик, таких как размер и вес плодов, а также увеличению устойчивости к заболеваниям.

Действие ингибитора нитрификации ENTEC®  может длиться до 12 недель после внесения удобрения в зависимости от почвенных и климатических условий. Аммонийная форма азота сохраняется в прикорневой зоне длительное время, постоянно питая культуру по мере роста ее потребности в азоте в период вегетации.

Для агрария это означает снижение затрат на применение удобрений, сокращение норм внесения и уход от многократных обработок. Как показывает практика, количество применений удобрения может сократиться до одного раза. В итоге использование удобрений с ингибитором облегчает труд агронома и высвобождает дополнительное время.

 

Ингибитор уреазы

 

В основе ингибитора уреазы UTEC® активный ингредиент НБТФТ (н-бутил)тиофосфорный триамид. Он наносится на поверхность гранул мочевины.

Механизм действия ингибитора уреазы прост: после внесения удобрения в почву НБТФТ защищает мочевину от атак уреазы во время гидролиза карбамида. Этот эффект длится до 15 дней, сокращая улетучивание аммиака, происходящее вследствие разложения мочевины.

 

Потери аммиака из обычного карбамида и с добавлением UTEC®

Снижение потерь азота в виде аммиака благодаря использованию ингибиторов уреазы может достигать 60% по сравнению с потерями из обычной мочевины. Эффективность ингибиторов уреазы зависит от факторов окружающей среды: pH почвы выше 7 увеличивает общую эмиссию NH3, а высокая температура ускоряет процесс гидролиза.

Гибкость технологий

Применение мочевины, обработанной ингибитором, обеспечивает больше гибкости аграрию с точки зрения времени внесения удобрения. Предотвращение потерь азота в виде аммиака одинаково эффективно как в сухой период, так и во время кратковременных дождей. Благодаря действию ингибитора агроном имеет запас времени от внесения до усвоения азота растением. Если же впоследствии проходит дождь (14 мм и более), удобрение адекватно смывается в почву и действует в качестве подкормки культуры. Таким образом, условия питания растений не ухудшаются даже в стрессовых погодных условиях, а вложения в подкормки полностью окупаются адекватными прибавками урожая.

Мочевину, обработанную ингибиторами уреазы, можно вносить на поверхность почвы без необходимости заделки. Риск потери азота из-за улетучивания при этом даже меньше, чем в случае заделки. При использовании обычной мочевины снизить потери аммиака настолько же эффективно можно только при условии заделки удобрения на глубину более 8 см.

 

Как показывает практика, эффективность применения карбамида с UTEC® повышается до 20%. Для агронома это означает снижение норм внесения с сохранением урожайности или повышение урожайности в среднем на 4—6% при тех же нормах внесения удобрений.

Выгоды фермеров

«Внесите ENTEC® и посмотрите, как он работает». Такой совет дает агроном-консультант компании Landmark Wandin (Австралия) Сигерд Говард всем аграриям, которые ищут новые способы повышения эффективности производства.

Партнеры г-на Говарда довольны. Применяя азотные удобрения с ингибитором нитрификации, они добиваются стабильного роста урожаев, длительного действия азотных подкормок и увеличения интервалов между ними.

Производителям овощей ингибиторы помогают получать более однородную по форме и размерам продукцию, которая дружно созревает и отвечает высоким стандартам качества. Вложив всего несколько дополнительных центов на килограмм удобрения, овощеводы Австралии зарабатывают значительную прибыль за счет оптимизации сроков сбора урожая и удовлетворения требований взыскательных потребителей.

«Мы регулярно получаем положительные отзывы от фермеров, — не скрывает г-н Говард. — Они сообщают об улучшении здоровья растений, повышении энергии роста, равномерном созревании урожая и облегчении работы в поле. С ENTEC® они экономят время, топливо и затраты на амортизацию оборудования, повышая эффективность и рентабельность производства».

Опыт Европы

В Европе стабилизированные азотные удобрения применяются уже более 15 лет. Только в Испании, Италии, Франции, Греции и Германии их вносят около 400 тыс. т в год. Наибольшие объемы приходятся на подкормки зерновых и овощных культур, а также обработки древесных растений перед цветением.

Европейские фермеры ценят удобрения с ингибиторами за то, что они улучшают урожаи и их качество, повышают эффективность использования азота, и уменьшают затраты труда за счет снижения количества обработок. Кроме того, росту применения стабилизированных удобрений в Европе способствует законодательство некоторых стран, ограничивающее концентрацию нитратов в грунтовой воде. Например, в Германии, Испании и Португалии допускается не более 50 мг/л, а в Швейцарии — 25 мг/л ионов NO3.

ENTEC® помогает фермерам в этих странах выполнять требования законодательства. Он сохраняет аммонийную форму азота в почве в течение многих недель после применения удобрений, препятствуя их преобразованию в нитраты, которые подвергаются вымыванию.

Диана Насонова