Розрахунок норми добрив за аналізом ґрунту: формула і навчальний приклад
Один зі способів попередньо оцінити норму добрив за агрохімічним аналізом ґрунту — балансовий розрахунок: від виносу елемента запланованим урожаєм віднімають частину, яку рослини візьмуть із ґрунту (і з органіки, якщо її вносили), а різницю ділять на коефіцієнт використання елемента з мінерального добрива. Для розрахунку потрібні: реалістична планова врожайність, протокол аналізу з вмістом рухомих сполук у мг/кг і зазначеним методом, щільність і глибина орного шару, історія внесення добрив на полі, нормативний винос на тонну врожаю та два набори коефіцієнтів — з ґрунту і з добрив, узяті з однієї методики. Нижче — формула, пояснення до протоколу лабораторії, правила відбору зразків і навчальний приклад для кукурудзи на зерно.
Формула балансового розрахунку та що в неї входить
ДУ «Інститут охорони ґрунтів України» публікує формули і довідкові таблиці свого калькулятора добрив. Балансово-розрахунковий метод там записано так: Н = (100 × Уп × В − П × Кг − Гн × Нв × β) / У. Розшифрування з одиницями:
- Н — потрібна кількість елемента з мінеральними добривами, кг/га діючої речовини;
- Уп — планова врожайність, ц/га; В — винос елемента на 1 ц урожаю, кг/ц;
- П — запас рухомого елемента в ґрунті, кг/га; Кг — коефіцієнт його використання з ґрунту, %;
- Гн — норма органічних добрив, т/га; Нв — вміст елемента в 1 т органіки, кг/т; β — коефіцієнт використання елемента з органіки в перший рік, %;
- У — коефіцієнт використання елемента з мінеральних добрив, %.
Оскільки всі коефіцієнти подано у відсотках, формулу зручно читати в частках. Тоді культура візьме з ґрунту П × Кг / 100 кг/га, з органіки — Гн × Нв × β / 100 кг/га, а Н = (винос − з ґрунту − з органіки) × 100 / У. Запас у ґрунті розраховують за формулою П = a × d × h × 10, де a — вміст елемента в мг/кг, d — щільність орного шару в г/см³, h — його глибина в метрах. Методичні поради кафедри агрохімії і ґрунтознавства Уманського НУС (2019) спрощують цей крок до множення вмісту в мг/кг на 3,0, що відповідає щільності 1,2 г/см³ за шару 0,25 м. Якщо фактична щільність вашого ґрунту відома, краще підставляти її: за щільності 1,2 г/см³ відхилення на 0,1 г/см³ змінює розрахований запас приблизно на 8 %.
У повній формі балансового методу Інститут охорони ґрунтів додає члени для післядії — органічних і мінеральних добрив, внесених під попередника. Порахувати їх можна, лише коли відомі дози цих внесень. Як саме враховувати післядію і як не перетнути її з тим, що вже показав аналіз ґрунту, визначає обрана методика: аналіз вимірює лише частину залишку внесених елементів, а органічні добрива продовжують мінералізуватися й після відбору проби. Просто відкидати післядію не варто — це може завищити розраховану потребу в добривах.
Винос елементів урожаєм: звідки брати цифри
Винос на одиницю продукції — нормативна величина, і в різних джерелах вона помітно відрізняється. Річ у тім, що це не константа культури: методичка УНУС прямо називає чинники — ґрунтово-кліматичні умови, сорти, технологію вирощування і систему удобрення. Для кукурудзи на зерно маємо такі нормативи:
| Джерело | N | P₂O₅ | K₂O |
|---|---|---|---|
| Методичні поради УНУС, табл. 1, кг на 1 т зерна з відповідною кількістю побічної продукції | 30 | 10 | 30 |
| Інститут охорони ґрунтів, табл. 2.2, кукурудза на зерно (богара), кг/ц | 2,41 | 0,86 | 2,24 |
| Те саме, зрошення, кг/ц | 2,30 | 0,95 | 2,17 |
У перерахунку на тонну дані Інституту охорони ґрунтів для богари становлять 24,1 кг N, 8,6 кг P₂O₅ і 22,4 кг K₂O — тобто на 5,9 кг N і 7,6 кг K₂O менше, ніж у методичці УНУС. На сторінці Інституту не зазначено, чи враховано побічну продукцію, тож напряму ці рядки не порівнюють. Окремо пам’ятайте різницю між виносом рослиною разом із побічною продукцією та відчуженням елементів з поля: якщо стебла лишаються на полі, частина елементів повертається в ґрунт. Для розрахунку беруть винос, коефіцієнти й порядок дій з однієї методики.
Як читати протокол агрохімічного аналізу
Біля кожного показника в протоколі має бути зазначено метод і стандарт. Це не формальність: дослідження фосфору в ґрунтах різних типів (Таврійський науковий вісник, 2025) показало, що пряме порівняння результатів, отриманих за різними методиками, неможливе. Тому таблиці коефіцієнтів і градацій можна застосовувати лише до цифр, отриманих методом, для якого ці таблиці складено.
Чириков, Мачигін, Кірсанов: що означає метод у протоколі
Серед стандартизованих в Україні методів визначення рухомих сполук фосфору і калію — модифікований метод Чирикова (ДСТУ 4115-2002, витяжка 0,5 М CH₃COOH), модифікований метод Мачигіна (ДСТУ 4114-2002, витяжка (NH₄)₂CO₃) і метод Кірсанова в модифікації ННЦ ІГА (ДСТУ 4405:2005, витяжка 0,2 н HCl). За даними статті ННЦ «Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського» у «Віснику аграрної науки» (2022), для степової зони історично рекомендували метод Мачигіна, для Лісостепу — Чирикова, і саме ці два методи лишилися базовими для майже всіх агрохімічних досліджень у країні. Метод Кірсанова застосовують на кислих ґрунтах.
Остаточно метод обирають за сферою застосування відповідного ДСТУ, з урахуванням реакції ґрунту та наявності карбонатів, — це завдання лабораторії. Для прикладу: в згаданому дослідженні 2025 року автори аналізували всі зразки за Чириковим, а для порівняння дублювали аналіз Кірсановим за pHсол < 5,5 і Мачигіним за pHсол > 5,5. Це схема конкретного дослідження, а не загальне правило. Головний висновок авторів для практики: якщо метод не відповідає реакції ґрунту, виникають похибки, які потім уже не виправити в розрахунках.
Градації забезпеченості
У методичці УНУС наведено класифікацію Черкаського центру «Облдержродючість». Стовпець азоту стосується лужногідролізованого азоту за Корнфілдом, стовпці P₂O₅ і K₂O — методу Чирикова (окремої градації «дуже висока» для азоту за Корнфілдом таблиця не наводить):
| Забезпеченість | N за Корнфілдом, мг/кг | P₂O₅ за Чириковим, мг/кг | K₂O за Чириковим, мг/кг |
|---|---|---|---|
| Дуже низька | менше 41 | до 20 | до 20 |
| Низька | 41–80 | 21–50 | 21–40 |
| Середня | 81–120 | 51–100 | 41–80 |
| Підвищена | 121–180 | 101–150 | 81–120 |
| Висока | понад 180 | 151–200 | 121–180 |
| Дуже висока | — | понад 200 | понад 180 |
Для результатів за Мачигіним чи Кірсановим потрібні свої градації. Частина лабораторій працює за міжнародними методами, і тут є дві пастки. За Mehlich 3 результат подають у перерахунку на елемент (P, K), а не на оксид (P₂O₅, K₂O), як у ДСТУ. А рівняння перерахунку Чирикова і Мачигіна в Mehlich 3 та Olsen, виведені ННЦ ІГА, автори радять застосовувати лише для якісної оцінки забезпеченості, тож підставляти мг/кг за Mehlich 3 у таблиці, складені під національні методи, некоректно.
Як і коли відбирати зразки ґрунту
Виходьте в поле лише на перевірені безпечні ділянки: на потенційно заміновані території для відбору проб самостійно не заходять.
Правила відбору визначає ДСТУ 4287:2004 «Якість ґрунту. Відбирання проб», розроблений ННЦ «Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського». Головні вимоги для агрохімічного обстеження орних земель:
- глибина відбору — орний шар 0–25 см;
- стандарт задає максимальну площу, яку може характеризувати одна точка відбору, залежно від категорії складності ґрунтового покриву та рівня удобрення: від 40 га для однорідних степових і лісостепових ґрунтів до 5 га (а за внесення понад 60 кг д.р./га кожного виду добрив — 3 га) для найстрокатіших; це верхня межа, а не рекомендований крок сітки;
- проби відбирають протягом вегетаційного періоду, але якщо вносили понад 60 кг д.р./га мінеральних добрив кожного виду або понад 20 т/га органіки — не раніше ніж через два місяці після внесення;
- не ближче ніж 50 м від доріг, лісосмуг, складів і куп добрив та не на ділянках з різко відмінним станом рослин;
- точку відбору прив’язують до географічних координат, а повторні відбори роблять в один і той самий строк.
Стандарт описує гніздову пробу — 20 точкових проб, відібраних поблизу точки прив’язки. Навчальні матеріали з агрохімічного обстеження описують іншу схему: об’єднану пробу з 20–30 точкових, відібраних уздовж маршруту по всій елементарній ділянці, масою 300–400 г. Це різні способи, тому схему варто погодити з лабораторією заздалегідь. Якщо потрібен мінеральний азот, глибину, строк відбору, зберігання і доставку проб визначає інструкція лабораторії: схема 0–25 см складена для агрохімічного обстеження. Державне агрохімічне обстеження, за даними Інституту охорони ґрунтів, проводять один раз на п’ять років, і на його основі видають агрохімічний паспорт поля. Для щорічного планування удобрення цих даних може бути замало.
Навчальний приклад для кукурудзи на зерно
Це навчальний розрахунок, а не рекомендація до внесення: цифри аналізу умовні, а всі нормативи взято з однієї методички УНУС — винос з таблиці 1, коефіцієнти використання з ґрунту для чорноземів і сірих лісових ґрунтів з таблиці 6, коефіцієнти використання з мінеральних добрив з таблиці 7, запас — множенням вмісту на 3,0. Таблиця 6 не вказує, для якого методу визначення вмісту елементів наведено коефіцієнти, тому приклад показує лише арифметику методу. Чи застосовні ці коефіцієнти до протоколу вашої лабораторії, треба перевірити за методикою, яку вона використовує.
Азот у прикладі не рахуємо. Лужногідролізований азот за Корнфілдом не є запасом, який культура безпосередньо використає за сезон, а методичка не пов’язує коефіцієнти таблиці 6 з конкретним методом визначення азоту. Довідково: у таблиці максимальних доз Інституту охорони ґрунтів для кукурудзи на зерно наведено 150 кг/га д.р. для Полісся і Лісостепу та 120–140 кг/га для Степу.
Умови: Лісостеп, чорнозем типовий, планова врожайність 8 т/га, гній не вносили, під попередник добрив не вносили. Аналіз (умовно): P₂O₅ — 130 мг/кг, K₂O — 140 мг/кг. Коефіцієнти з мінеральних добрив таблиця 7 дає для зернових (P₂O₅ 18–20 %, K₂O 40–60 %) і просапних (18–22 % і 40–55 %); у прикладі взято значення, що входять в обидва діапазони, — 20 і 50 %.
| Показник | P₂O₅ | K₂O |
|---|---|---|
| Винос урожаєм 8 т/га, кг/га | 80 | 240 |
| Запас у шарі 0–25 см, кг/га | 390 | 420 |
| Коефіцієнт використання з ґрунту, % | 8 | 19 |
| Візьме з ґрунту, кг/га | 31,2 | 79,8 |
| Нестача, кг/га | 48,8 | 160,2 |
| Коефіцієнт використання з добрив, % | 20 | 50 |
| Розрахункова потреба, кг д.р./га | 244 | 320 |
Для фосфору: 8 × 10 = 80 кг виносу; 390 × 0,08 = 31,2 кг культура візьме з ґрунту; нестача 48,8 кг, поділена на 0,20, дає 244 кг/га діючої речовини. Велике число — прямий наслідок низького коефіцієнта використання фосфору з добрив у перший рік (18–22 % за методичкою). Якщо розрахунок дає нуль або від’ємне значення, нестачі за цією методикою немає. Якщо вміст у ґрунті понад 150 мг/кг, таблиця 6 коефіцієнта не дає, і цю методику для такого поля не застосовують.
Перерахунок у фізичну масу добрива
Діючу речовину переводять у фізичну масу так: кількість діючої речовини × 100 / вміст її в добриві, %. За довідником Інституту охорони ґрунтів подвійний суперфосфат містить 48±1 % P₂O₅, хлористий калій — 55–62 % K₂O. Для 244 кг P₂O₅ через подвійний суперфосфат це близько 508 кг/га, для 320 кг K₂O через хлористий калій з умістом 60 % — близько 533 кг/га. Це теж учбова арифметика, а не призначення: рішення про норму, форму, спосіб і строк внесення ухвалюють з урахуванням агрохімічного паспорта поля, балансу елементів у сівозміні та економіки, а вміст діючої речовини беруть з документів на конкретну партію.
Балансовий розрахунок дає орієнтир лише тоді, коли всі вхідні дані узгоджені: зразок відібрано за ДСТУ 4287, метод аналізу відповідає ґрунту, а винос і коефіцієнти взято з однієї методики. Загальну технологію культури описано в нашій статті про вирощування кукурудзи на зерно, інші матеріали про живлення рослин — у рубриці «Добрива».