Фертигация как перспективное направление в удобрении культур

Термин «фертигация» (англ. Fertigation) происходит от объединения двух слов: удобрения (англ. Fertilization) и орошения (англ. Irrigation). Фактически это означает внесение в почву или субстрат (если это закрытый грунт) растворимых в воде минеральных удобрений с поливной водой.

Фертигация успешно применяется на более чем 75% орошаемых земель Израиля, что позволяет этой стране на небольшом количестве площадей и при засушливом климате получать высокие урожаи овощной продукции. В целом на 16% орошаемых земель в мире применяются технологии капельного и спринклерного орошения, которые полностью подходят для внедрения фертигации.

Следует отметить, что переход к капельному орошению является не только требованием времени, но открывает новые возможности для аграриев. Так, фертигация, как более эффективный способ капельного орошения, позволяет варьировать дозы и соотношения элементов питания в различные фазы роста и развития растений, обеспечивает постоянную поставку питательных веществ в низких дозах, которые корневая система способна поглощать почти полностью.

ПРЕИМУЩЕСТВА И ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Следовательно, фертигация (или внесение удобрений с поливной водой ) имеет следующие преимущества:

• элементы питания и вода подаются близко к корневой зоне, что обеспечивает лучшую адсорбцию их культурами;
• урожайность культур может повышаться на 25–50% благодаря сбалансированной подаче элементов питания и эффективному водоснабжению;
• эффективность использования удобрений при фертигации составляет 80-90%, что обеспечивает экономию как минимум 25% теряемых при других способах внесения элементов питания;
• наряду с экономией удобрений и водных ресурсов снижаются затраты времени, рабочей силы и энергии для производства одинакового количества продукции по сравнению с традиционным способом внесения удобрений;
• снижение эрозии почвы – ветровой и водной;
• снижение засоренности и соответственно меньшие затраты на гербициды;
• однородное распределение питательных веществ;
• избегание уплотнения почвы и, как следствие, лучшее развитие корневой системы;
• применение удобрения в любую погоду, сезон и время.

Фертигация как более эффективный способ капельного орошения позволяет варьировать дозы и соотношение элементов питания в различные фазы роста и развития растений.

Кроме явно выраженной выгоды от внедрения фертигации, не следует забывать и о некоторых ее недостатках и особенностях. К ним относятся:

• ограниченный ассортимент удобрений, обычно имеющих более высокую цену, чем традиционные;
• потребность в постоянном контроле качества удобрений на предмет коррозионного воздействия на оросительную систему, наличия в них примесей, способствующих образованию осадка;
• дополнительные затраты на оборудование для смешивания удобрений;
• потребность в кадрах высшей квалификации, способных определить потребности сельскохозяйственных культур в элементах питания и их соотношении на каждом этапе органогенеза;
• необходимость проведения предварительного обследования почвы для достижения максимального эффекта, а это дополнительные затраты средств.

Чтобы фертигация культур была максимально эффективной, нельзя начинать ее внедрение без тщательной подготовки. Сначала нужно:

1) сделать анализ почвы, включающий:

• содержание подвижных и обменных форм макро (N, P, K, Ca, S) и микроэлементов (отдельное внимание следует обратить на те, которые важны для запланированных культур);
• механический состав грунта (песок, супесий, суглинок и т.п.).

Мировая практика показывает, что на песчаных почвах лучше применять только фертигацию, а вот на средне, легко и трудносуглинистых при недостаточной обеспеченности растений доступными элементами питания можно совмещать основное внесение с последующей фертигацией, и при высоком или среднем обеспечении применять только фертигацию;

2) проверить, соответствует ли система капельного орошения следующим требованиям:

• давление впрыскиваемого раствора должно быть выше внутреннего давления в герметичных системах;
• наличие фильтров, предупреждающих укупорку капельниц твердыми частицами из удобрений;
• клапан предупреждения обратного потока;

3) проверить качество воды, используемой для орошения;

4) проверить растворимость удобрений в планируемых орошаемых (природных) водах, поскольку наличие в них повышенного количества различных катионов и анионов может приводить к образованию нежелательных соединений, особенно осадков.

5) учесть уровень кислотности удобрений, которые планируются к внесению с целью достижения самой низкой коррозионности поливных вод, что позволит пролонгировать работу оборудования для фертигации;

6) разработать четкую схему внесения удобрений, которая должна учитывать климат, показатели плодородия и физикохимические свойства почв, предшественника, особенности культуры водопотребления и обеспечения питательными элементами в различные фазы роста и развития;

7) проанализировать доступность выбранных удобрений в определенном регионе и просчитать план замещения их аналогами на случай невозможности приобрести в нужные сроки.

ОСНОВЫ УСПЕШНОЙ ФЕРТИГАЦИИ

В результате многолетнего опыта исследований и усовершенствования системы фертигации в Израиле признанный ученый Kafkafi  выделил 4 важнейших фактора, правильное учет которых приводит к наивысшей эффективности: 1) тип растения и этапы его роста и развития; 2) грунтовые условия; 3) качество воды; 4) доступный ассортимент удобрений и их стоимость.

Если типы растений, выращиваемых при фертигации, диктуют рентабельность, географические и логистические возможности, а почвенные условия и качество природных вод – это сугубо индивидуальные факторы для каждого региона, то вопросы ассортимента удобрений и особенностей их применения касаются каждого агрария, который планирует внедрять фертигацию.

Что касается цены на удобрения для фертигации, то следует лишь отметить, что она достаточно высока в случае специализированных форм. Традиционные удобрения и химические реактивы будут иметь такую ​​же стоимость, как при традиционном удобрении, но нормы их применения снизятся. В целом следует считать экономический эффект от фертигации как таковой, а не оценивать стоимость отдельных ее компонентов без привязки к рентабельности.

При выборе удобрений для фертигации следует учитывать следующие аспекты: 1) растворимость; 2) содержание (%) элементов питания; 3) возможность смешивания в бакосмеси; 4) кислотность почвы и т.п.

Растворимость удобрений может варьировать по типам удобрений  и отличаться почти в 15–16 раз. Как правило, лучшие удобрения – растворяющиеся полностью или имеющие наивысшую способность к растворению. Показатель растворимости зависит и от температуры поливной воды. Например, в случае нитрата калия при повышении температуры с 10 до 40°С растворимость возрастает более чем вдвое. Поскольку оптимальные 20°С для приготовления рабочего раствора можно обеспечить не всегда, следует учитывать снижение растворимости для холодной (10°С) и повышение – для теплой воды (40°С).

Содержание элементов питания в удобрении является следующим аспектом, который следует учитывать. Поскольку на рынке представлены не только простые, но и комплексные удобрения, преимущественно выгодные для использования, следует продумать, каким именно простым удобрением можно будет регулировать соотношение N:P:K.

При комбинации нескольких удобрений в контейнерах для смешивания важно учитывать их совместимость. Общее правило смешения базируется на использовании 2-х цистерн: в одной не должно быть удобрений, содержащих кальций, а в другой – фосфатов и сульфатов. Важность соблюдения и проверки совместимости разных удобрений очевидна. Кальций формирует нерастворимые соли с фосфатами и сульфатами, что кроме снижения эффективности удобрения может также вывести из строя всю систему фертигации путем закупорки капельниц. Поэтому очень важно проверить совместимость удобрений и реактивов и дополнительно провести контрольный тест, поскольку не все изготовители добросовестно указывают наличие примесей, влияющих на качество поливных растворов.

Как известно, удобрения могут быть не только источниками элементов питания, но и химическими соединениями, приводящими к засолению почв, повышению их кислотности или щелочности. Негативных последствий можно избежать благодаря правильному подбору удобрений. Так, в засушливых регионах не следует использовать хлористый калий, поскольку существует реальная угроза образования зон скопления солей, которые будут постепенно становиться причинами снижения эффективности фертигации.

Что касается учета реакции среды почвы, то на щелочных почвах следует отдать предпочтение аммонийным формам азота и фосфорной кислоте, на кислых же почвах уместны все остальные виды. Среди микроэлементов больше внимания следует обратить на соединения железа, а точнее, на хелатообразующие агенты этих соединений. Правильный подбор будет залогом успешной фертигации.

Следует также отметить, что качество поглощения фосфора при фертигации будет выше, если его подавать постоянно через систему. Так, по исследованиям ученых, урожайность томатов была выше лишь за счет применения постоянного полива по сравнению с периодическим при абсолютной аналогичности других параметров.

ПЕРСПЕКТИВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ

Таким образом, учитывая глобальные изменения климата и потребности перехода на энергоэффективные практики выращивания сельскохозяйственных культур, фертигация является очень перспективным направлением в отечественном агросекторе.

Она имеет ряд экономических и экологических преимуществ по сравнению с другими способами удобрения. Более того, ассортимент удобрений для фертигации достаточно разнообразен как по ценовой политике, так и по составу. Однако следует всегда помнить о необходимости тщательной подготовки к внедрению фертигации и сопровождению этого процесса высококвалифицированными кадрами.

Качественный подбор вида удобрений с учетом всех аспектов может не только повысить продуктивность и качество сельскохозяйственных культур, но и предотвратить выход из строя системы капельного орошения и засолки или подкисления почв.