Европейский рынок предлагает как традиционные азотные удобрения, так и стабилизированные (с ингибиторами). Разные ингибиторы работают по‑разному. На что следует обращать внимание, определяясь с выбором?
Минеральное питание растений
Действующие вещества, добавляемые для стабилизации азотных удобрений (ингибиторы), вступают в различные биохимические реакции (рисунок). Но в какой именно момент включается тот или иной механизм действия?
Ингибиторы нитрификации
Поступивший в почву азот в аммонийной форме преобразуется почвенными микроорганизамами сначала в нитриты, а затем в нитраты. Этот процесс называют нитрификацией. Он протекает от 10 до 14 дней в зависимости от типа почвы и температуры окружающей среды в вегетационный период. Используя стабилизаторы, можно замедлить процессы нитрификации в почве. Именно поэтому их называют ингибиторами нитрификации.
С добавлением ингибитора нитрификации к аммиачным удобрениям или удобрениям, содержащим мочевину, фаза аммонийного азота в почве удлиняется. Активность бактерий Nitrosomonas затормаживается, и этого «нитрификационного торможения» хватает примерно на 4…8 недель в зависимости от типа почвы и ее температуры. С повышением температуры почвы длительность процесса сокращается.
Благодаря замедлению образования нитрата из аммония удобрений, растения получают необходимое обеспечение азотом в соответствии с потребностями, потому как и рост растения зависит от температуры. Одновременно растение настраивается на частично аммонийное питание.
Риск накопления нитратов в почве снижается, а также предотвращается эмиссия летучих азотистых соединений, например закиси азота (веселящего газа). Стабилизированные ингибиторами нитрификации удобрения позволяют вносить более высокие дозы азота без риска перехода его излишков в нитраты. В отличие от традиционной стратегии внесения азотных удобрений становится возможным объединять отдельные дозы удобрений, предназначенных для внесения в различные временные периоды, что позволяет уменьшить количество проходов по полю и время работы.
Предлагаемые рынком стабилизированные удобрения различаются по типу используемого удобрения и применяемого ингибитора нитрификации. Помимо минеральных удобрений в их твердом и жидком виде обработке ингибиторами нитрификации могут быть подвержены и органические, такие как навозная жижа и биошлам от биогазовых установок. Для этого наряду с уже с известными препаратами Entec Fl и Piadin могут быть использованы и новые: Vizura и N-Lock (для ФРГ).
Ингибиторы уреазы
Ко второй группе стабилизированных удобрений относится мочевина с добавлением ингибиторов уреазы (UI). Ингибиторы уреазы тормозят процесс гидролиза амида (мочевины) до аммонийного азота. Этот процесс предшествует реакции нитрификации.
Преобразование мочевины зависит от температурного режима и происходит при содействии находящегося в почве энзима уреазы. При температуре почвы +10ºС этот процесс длится до двух дней. Реакция гидролиза приводит к значительному возрастанию рН в зоне вокруг гранул мочевины, что может вызвать потери газообразного аммиака. Как много азота будет потеряно, зависит от условий внесения, типа почвы и уровня рН почвы. Усиленная потеря газообразного аммиака происходит, прежде всего, в условиях засушливой ветреной погоды с интенсивным солнечным излучением.
Ингибитор уреазы блокирует активность энзима, в результате чего время превращения мочевины в аммоний увеличивается примерно на десять дней в зависимости от температуры почвы.
Законодательство ужесточается
Новый регламент и национальные нормативы по использованию удобрений (в ФРГ) влекут за собой ужесточение мер. Пакет документов от 1 октября 2015 года предписывает на незасеянных полях обязательную заделку удобрений на основе мочевины, а также органических удобрений, содержащих свыше 2 % сухого вещества. На заделку удобрений отводится не более четырех часов после внесения. С 1 января 2018 года на это будет отводиться не более часа. Исключения могут составить удобрения на основе мочевины с ингибитором уреазы, компост, а также твердый навоз от копытных и жвачных животных.
Удобрения на основе мочевины с ингибитором уреазы имеют потенциал снижения потерь аммиака и повышения эффективности использования азота растениями. Они позволяют добиться более высокой урожайности, особенно на легких почвах с высоким уровнем рН, где опасность потери азота наивысшая.
Кроме того, сравнение использования традиционных удобрений на основе мочевины и удобрений с ингибиторами уреазы в опытах в Германии и Австрии показало более высокое содержание белка в зерне озимой пшеницы во втором случае при одинаковой урожайности. Преимущество использования удобрений с ингибитором уреазы состоит в отсутствии предписания по их обязательной заделке в почву.
Удобрения на основе мочевины с ингибитором уреазы никак не влияют на процесс нитрификации. Таким образом, в объединении разовых доз удобрений смысла нет, как нет и экономии на уменьшении рабочих проходов по полю. Работа с такими удобрениями ничем не отличается от работы с традиционными удобрениями на основе мочевины.
На этапе становления
Эффективность применяемых удобрений – актуальный вопрос для агропромышленного комплекса страны. В настоящее время до 80 % внесенного азота может теряться, что в денежном эквиваленте составляет около 30 млрд руб. В то же время нерациональное использование азотных удобрений наносит серьезный вред окружающей среде: от загрязнения поверхностных и грунтовых вод до образования парникового газа – закиси азота. Именно поэтому разработка действенных способов снижения потерь и повышения эффективности азотных удобрений – актуальная задача для аграрного сектора во всем мире. Одним из наиболее современных решений является применение ингибиторов.
Если в Европе рынок ингибиторов, призванных при внесении с удобрениями стабилизировать азот в почве, довольно развит, то в России он все еще находится на начальном этапе формирования. Конечно, сегодня в продуктовом портфеле многих отечественных производителей можно обнаружить азотные удобрения, обозначенные как стабилизированные. Однако это не те удобрения, о которых идет речь в статье немецкого коллеги. Зачастую это все та же аммиачная селитра с добавлением, к примеру, фосфора или известково-аммиачная селитра.
Не будем считать, что вопросами использования ингибиторов удобрений никогда не занимались в нашей стране. Вплоть до девяностых годов советские ученые вели разработки веществ и технологий, которые позволили бы замедлить высвобождение азота из удобрений и сократить тем самым его потери. Ингибиторы в те годы представляли собой вещества, вносимые поверхностно непосредственно после внесения самого удобрения. Такой подход оказался не самым лучшим, поскольку увеличивал количество рабочих проходов по полю и не гарантировал успеха: для запуска реакции ингибитора с удобрениями требовались благоприятные по температуре и влажности почвенные условия. Наверное, это и стало причиной того, что ингибирование не получило широкого распространения в нашей стране.
К тому же всем нам известна культура работы с удобрениями в отечественных хозяйствах. Определенная небрежность в обращении с ними, сложившаяся еще в эпоху СССР и проявляющаяся в нарушении сроков использования и норм внесения, сохраняется и по сей день. О причинении вреда природе мало кто задумывался всерьез. Об экологии в нашей стране на законодательном уровне начали заботиться только в последнее десятилетие. Вопросы использования минеральных и органических удобрений, а также восстановления почвенного плодородия без причинения вреда окружающей среде только теперь стали обсуждаться на самом высоком государственном уровне.
К сожалению, в защите окружающей среды, как и в целом по общему уровню развития сельского хозяйства, мы все еще очень сильно отстаем от Европы. В странах ЕС строго регламентированы сроки и дозы внесения удобрений, прописаны способы внесения для каждого отдельного их вида в целях минимизации выброса парниковых газов и соединений, разрушающих озоновый слой. Ежегодно вступают в силу новые правила и предписания. Сегодня требуется, например, внесение азотных удобрений на основе мочевины с обязательной их заделкой в почву в течение часа. Снижение экологической нагрузки на окружающую среду – одна из причин развития в Европе рынка удобрений с ингибиторами.
Вторая причина, наверное основная для аграриев, – повышение эффективности производства. Для ингибированных азотных удобрений законодательно допускаются большие дозы расхода действующего вещества, что напрямую отражается на урожайности культур и содержании в них белка. Накопленные опытные данные подтверждают экономическую целесообразность использования ингибиторов.
Это относится и к данным из российских хозяйств. Так, к примеру, ООО «Новгородская Агрохимическая компания «Агро» (Новгородская обл.) в 2015 году провело серию опытов по испытанию карбамида с ингибитором уреазы на посадках продовольственного картофеля. Хотя полученная урожайность незначительно отличалась от урожайности картофеля, возделываемого с использованием мочевины без ингибитора, эффект от применения стабилизированного удобрения проявился в выходе товарной фракции: в общем объеме ее доля составила 83 %, тогда как при использовании обычной мочевины – 65 %. Это позволило хозяйству получить дополнительную прибыль в размере 91 тыс. руб / га.
Являясь представителями ООО «ЕвроХим», не можем не сказать, что наша компания уже несколько лет предлагает на европейском рынке ингибитор уреазы UTEC, а также ингибитор нитрификации ENTEC. Эти препараты уже прошли регистрацию в России (весной 2016 года), и мы в настоящий момент находимся на этапе ввода в эксплуатацию цеха по обработке гранул удобрений ингибитором уреазы UTEC. Производство будет находиться в Южном федеральном округе. Ориентировочная дата запуска – март 2017 года. Специальная установка позволит нам наносить активные вещества на гранулы. С момента запуска производства можно будет официально заявить о появлении рынка стабилизированных удобрений в нашей стране.
С ингибитором нитрификации ENTEC все немного сложнее, пока что мы еще находимся в поиске наилучшего решения для его применения в обработке гранулированных удобрений. Думаем, что положительные результаты не заставят себя долго ждать.
Интересно, что есть возможность использовать данный ингибитор с жидким навозом. В ЕС для органики препарат зарегистрирован как ENTEC FL. Основное его действующее вещество – DMPP (3,4‑диметил-пиразол-фосфат). Оно замедляет процесс нитрификации: содержащийся в навозной жиже азот медленнее переходит из аммонийной формы в нитратную, в результате процесс пролонгируется на срок до десяти недель. В то же время потери азота в виде закиси при применении ENTEC FL сокращаются вдвое, что уменьшает загрязнение атмосферы.
Материал: Антон Андреев, Мария Визирская, Ксения Косырева, Отдел развития агрохимического сервиса компании «ЕвроХим» для НСХ