Применение высокоэффективных удобрений на посевах зерновых культур: обзор современных данных

Зерновые культуры занимают ведущее место в структуре мирового растениеводства, обеспечивая продовольственную и кормовую безопасность В Российской Федерации площади под зерновыми превышают 45 млн га, и задача увеличения валовых сборов при одновременном повышении качества зерна является приоритетной. Однако интенсивная эксплуатация пашни привела к снижению естественного плодородия почв: дегумификации подкислению, нарушению баланса элементов минерального питания. В этих условиях эффективность традиционных минеральных удобрений (аммиачная селитра, суперфосфат, хлористый калий) ограничена из-за низкого коэффициента использования питательных веществ (КИПУ), быстрой вымываемости азота, а также необходимости многократных подкормок, что увеличивает себестоимость и антропогенную нагрузку.

За последние два десятилетия агрохимическая наука и промышленность предложили альтернативу — высокоэффективные удобрения (ВЭУ) различных типов: с контролируемым (пролонгированным) высвобождением в хелатной форме, жидкие комплексные, а также удобрения с биостимулирующими добавками. Данный обзор ставит целью обобщить и критически проанализировать результаты научных исследований последних 5–7 лет по применению ВЭУ на посевах озимой пшеницы и ярового ячменя — основных зерновых культур умеренного пояса.

Под термином «высокоэффективные удобрения» в современной литературе понимают агрохимикаты, обладающие одним или несколькими из следующих свойств: замедленное или контролируемое высвобождение элементов питания; наличие микроэлементов в легкоусвояемой (хелатной или комплексонатной) форме; синергетическое сочетание макро- и микроэлементов; наличие стимулирующих рост компонентов (гуминовые кислоты, аминокислоты, микробные метаболиты).

По способу действия выделяют три основные группы:

Удобрения с контролируемым высвобождением (CRF — Controlled Release Fertilizers). Это гранулированные формы NPK, покрытые полимерными, серными или полимер-серными оболочками. Скорость выхода питательных веществ регулируется толщиной оболочки, температурой и влажностью почвы. Классические примеры: Osmocote, Basacote, а также российские аналоги «ЭкоНика-ПРО», «Борофоска-пролонг».

Хелатные микроудобрения и жидкие комплексные удобрения (ЖКУ) для листовых подкормок. Содержат микроэлементы (Fe, Zn, Mn, Cu, B, Mo) в хелатной форме — устойчивых комплексах с этилендиаминтетрауксусной

(EDTA), диэтилентриаминпентауксусной (DTPA) или гидроксиэтилидендифосфоновой (HEDP) кислотами. Примеры: «Акварин» «Реаком», «Ультрамаг», «Брексил».

Биоорганические и биостимулирующие удобрения. Содержат гуминовые и фульвокислоты, экстракты водорослей, микробные консорциумы (Azotobacter, Bacillus, Pseudomonas). Они не столько поставляют элементы питания, сколько повышают доступность почвенных ресурсов и стимулируют рост корневой системы.

Многочисленные полевые опыты, проведенные в различных почвенноклиматических зонах (Нечерноземье, ЦЧР, Поволжье, Северный Казахстан), показывают, что применение ВЭУ обеспечивает прибавку урожайности зерновых на уровне 15–35% относительно фона без удобрений и на 18–27% по сравнению с традиционными схемами (эквивалентными по дозе NPK). При этом максимальный эффект достигается при комплексном использовании пролонгированных основного внесения и листовых хелатных подкормок. Например, по данным исследований Воронежского ГАУ (2020– 2022 гг.), однократное внесение гранулированного удобрения с полимерной оболочкой (NPK 16:9:11 + MgO) в дозе 250 кг/га увеличивало урожайность озимой пшеницы с 3,7 т/га (контроль) до 5,9 т/га, что сопоставимо с эффектом от традиционной системы «аммиачная селитра + нитроаммофоска». Однако трудозатраты снижались в 1,5 раза из-за отсутствия весенних подкормок.

Особенно заметно преимущество CRF проявляется на легких почвах с высокой промывной способностью (песчаные, супесчаные, карбонатные черноземы). В условиях избыточного увлажнения или орошения традиционные нитратные формы вымываются за пределы корнеобитаемого слоя уже через 2–3 недели, тогда как пролонгированные удобрения обеспечивают азотное питание в течение 60–90 дней. Так, в опытах Саратовского аграрного университета на светло-каштановых почвах при орошении яровой пшеницы применение CRF увеличило КИПУ азота с 42% до 68%, а урожайность — на 2,1 т/га (26%) по сравнению с аммиачной селитрой.

Что касается хелатных микроудобрений, их роль часто недооценивается в системах основного внесения. Однако именно микроэлементы (цинк марганец, бор) часто лимитируют реализацию потенциала сорта. По обобщенным данным 35 полевых экспериментов (мета-анализ опубликованный в журнале «Agronomy», 2023), некорневая обработка озимой пшеницы Zn-хелатом в фазу кущения повышает урожайность в среднем на 8– 12%, причем прибавка тем выше, чем ниже исходное содержание подвижного цинка в почве (<0,5 мг/кг). Более того, цинк влияет на устойчивость к корневым гнилям и засухе.

Для современного зернового рынка важна не только масса зерна, но и его технологические свойства: содержание белка, клейковины, стекловидность число падения. Высокоэффективные удобрения, особенно содержащие серу и микроэлементы, способствуют синтезу полноценных белков.

Переход на высокоэффективные удобрения требует более высоких первоначальных инвестиций: полимерно-оболочные гранулы стоят на 30– 60% дороже простых минеральных туков, а хелатные препараты — в 2–3 раза дороже сульфатов. Однако конечные экономические показатели часто оказываются лучше за счет следующих факторов:

• •    Снижение числа технологических операций (однократное вместо 2–4 подкормок) экономит топливо, амортизацию и оплату труда.

• •    Повышение урожая и класса зерна дает надбавку к цене реализации. По данным Минсельхоза РФ (2024), зерно пшеницы 3 класса стоит на 25–30% дороже 4 класса, а 2 класса — на 50–60% дороже 4.

• •    Улучшение КИПУ позволяет снижать общую дозу NPK на 20–30% без потери продуктивности.

• •    Ряд экономических моделей (Липецкая область, 2022) показывают, что чистая прибыль с гектара при использовании комбинированной системы

(CRF + 2 хелатные подкормки) выше на 12–18 тыс. руб./га, а рентабельность достигает 70–85%, тогда как на традиционной системе — 40–50%. Окупаемость каждого дополнительно вложенного рубля в ВЭУ составляет 1,8–2,5 руб.

• •    Экологические выгоды не менее значимы. Вымывание нитратов из CRF в грунтовые воды снижается на 40–60% по данным лизометрических опытов [Smith et al., 2024]. Помимо этого, уменьшается эмиссия закиси азота (N₂O), парниковый эффект которой в 298 раз выше CO₂. В полевых исследованиях в Ростовской области (2023) замена аммиачной селитры на полимерно-оболочное удобрение снизила поток N₂O с 0,8 до 0,3 кг N-N₂O/га за сезон.

Таким образом, применение удобрений с контролируемым высвобождением на посевах озимой пшеницы и ярового ячменя повышает коэффициент использования азота на 20–30 процентных пунктов урожайность — на 15–25% по сравнению с эквивалентными дозами простых удобрений, а качество зерна (содержание клейковины и белка) — на 1,5–2,5 абсолютных процента. Хелатные формы микроэлементов (Zn, Mn, B, Cu) в листовых подкормках эффективнее неорганических солей в 2–5 раз (по прибавке урожая и качеству). Их применение особенно оправдано на почвах с низким содержанием подвижных микроэлементов и при интенсивных технологиях.