Viitoarele condiții-cadru ale unei ordonanțe mai stricte privind îngrășămintele cer cele mai înalte standarde ale sistemelor de cultivare în fermele de culturi comerciale și furajere. Mai presus de toate, utilizarea eficientă a substanțelor nutritive relevante din punct de vedere ecologic, precum azotul și fosforul, se află în prim-plan. Acest lucru necesită o nutriție echilibrată a plantelor, care este recomandată fermierilor prin intermediul recomandărilor de îngrășăminte derivate din metodele stabilite de analiză a solului și din mulți ani de teste pe teren.

Christoph Weidemann, Prof. Dr. Karl H. Mühling, Universitatea din Kiel, și Dr. Lars Biernat, Camera de Agricultură din Schleswig-Holstein

În trecut, problemele de producție ale culturilor puteau fi corectate în mod eficient prin utilizarea produselor de protecție a plantelor și a "azotului de reparare". Cu toate acestea, aceste opțiuni sunt permise doar într-o măsură foarte limitată în cadrul obiectivelor viitoare și trebuie să fie realizate mult mai mult cu ajutorul unei tehnologii de producție optimizate. În acest scop, principiile agronomice trebuie să fie readuse în atenție, incluzând în special analiza solului, interpretarea rezultatelor analizelor și recomandarea corespunzătoare a îngrășămintelor. La urma urmei, baza pentru randamente sigure și o disponibilitate ridicată a nutrienților este o viață activă a solului, o valoare optimă a pH-ului solului și un aport echilibrat de nutrienți esențiali pentru plante.

În acest context, provocările din ce în ce mai mari pentru practica agricolă conduc la o viziune mult mai critică asupra metodelor de testare a solului recomandate de serviciul oficial de consultanță ca bază pentru recomandările de îngrășăminte tipice la nivel regional. În principiu, necesarul de îngrășăminte pentru diferite culturi depinde de nevoile de nutrienți și de capacitatea de asimilare a nutrienților de către fructele cultivate, de așteptările respective în materie de randament și de calitate, precum și de aportul de nutrienți din sol, ținând seama de condițiile climatice predominante.

Standarde în testarea solului

În acest context, în întreaga lume au fost cercetate și dezvoltate multe metode diferite pentru a înregistra compoziția și disponibilitatea nutrienților din soluri. Cu toate acestea, numai testele de teren calibrate în condiții experimentale reprezentative conduc la recomandări de îngrășăminte corespunzătoare, garantate și tipice pentru fiecare sit. Pe această bază, Asociația institutelor germane de testare și cercetare agricolă (VDLUFA) a standardizat metodele de testare a solului utilizate în Germania. Mulți ani de activități de testare pe teren au condus la un concept cantitativ cu clasificare în clase de conținut (A-E) și recomandări de fertilizare derivate din acestea.

În schimb, datorită diverselor activități ale unor instituții, în special private, metoda de determinare a capacității de schimb cationic (CEC) ca bază pentru deciziile privind îngrășămintele este în prezent adesea percepută ca fiind "mai modernă" sau "mai avansată". Cu toate acestea, originile sale datează din anii 1940 în SUA. Și în Germania, în anii 1950 și 1960, universitățile și organizațiile de consultanță oficiale au efectuat cercetări intensive în acest sens. Cunoștințele dobândite au contribuit la dezvoltarea metodelor VDLUFA actuale.

În locul unui sistem de clase de conținut, așa-numitele metode alternative definesc fertilitatea solurilor în primul rând pe baza raporturilor dintre nutrienții încărcați pozitiv (cationi) și particulele de schimb (minerale argiloase, materie organică).

Cu toate acestea, acest lucru nu ia în considerare necesarul de var sau legarea selectivă și specifică a nutrienților de diferitele particule de schimb din sol. În plus, testele regionale pe teren bazate pe condițiile pedoclimatice și climatice, precum și pe condițiile de producție nu sunt considerate relevante. Acest lucru ignoră complet interacțiunea dintre plante și sol. În principiu, schimbul de cationi este o proprietate importantă a solului, dar atunci când interpretează metodele analitice și recomandările de îngrășăminte care decurg din acestea, fermierul este chemat să pună la îndoială în mod critic rezultatele. Următoarea secțiune este menită să ofere asistență în explicarea și clasificarea parametrilor esențiali.

Care este modalitatea corectă de a estima valoarea pH-ului?

Valoarea pH-ului reflectă concentrația de ioni de hidrogen pozitivi acizi (W). Acesta poate fi măsurat prin diferite metode. În trecut, pentru testele în serie ale solurilor agricole se folosea o soluție artificială de sol cu clorură de potasiu. Cu toate acestea, în prezent, clorura de calciu este utilizată în acest scop în cadrul procedurii standard recunoscute. Avantajul deosebit al soluției cu clorură de calciu se bazează pe constanța metodei de măsurare în raport cu fluctuațiile concentrației și volumului lichidului de suspensie, precum și cu potențialul de calcar al oricărui sol dat. Dacă, pe de altă parte, se utilizează numai apă, ca în cazul metodei Kinsey, de exemplu, valorile măsurate sunt cu aproximativ 0,3 până la 1,0 unități mai mari. Numai în cazul solurilor cu pH 7 și peste nu există nicio diferență între cele două metode. Cei care nu țin cont de acest lucru supraestimează valoarea pH-ului pe solurile acide. În plus, în cadrul procedurii standard, valorile țintă ale pH-ului pentru tipurile de soluri și conținutul de humus au fost stabilite pe baza a numeroase teste de teren și au fost determinate cantitățile de var necesare pentru a le atinge.

Ce spune capacitatea de schimb cationic?

Capacitatea de schimb cationic (CEC) este capacitatea solului de a lega cationii prin adsorbție, împiedicând astfel scurgerea acestora și menținându-i în același timp într-o formă disponibilă pentru plante. Determinarea CAC este utilizată în primul rând pentru a caracteriza situl sau pentru a evalua fertilitatea solului. Se face o distincție între capacitatea potențială și capacitatea efectivă de schimb cationic. CEC potențială determină capacitatea maximă posibilă de schimb a unui sol la un pH de 7. Deoarece valoarea optimă a pH-ului multor soluri mai ușoare sau organice este cu mult sub pH 7, această capacitate nu poate fi epuizată în acest caz și nici nu poate fi utilizată ca bază pentru calcularea recomandărilor de fertilizare.

Există aproximativ opt metode diferite de determinare a potențialului KAK, fiecare dintre acestea oferind rezultate diferite și nefiind direct comparabile. KAK eficient determină nutrienții încărcați pozitiv care pot fi schimbați la valoarea actuală a pH-ului. Pe măsură ce pH-ul din sol se modifică, la fel se schimbă și CAC efectivă, deoarece, pe măsură ce pH-ul crește, crește și capacitatea de schimb efectivă și invers. Cantitatea de magneziu și potasiu care poate fi atașată de particulele de sol depinde direct de valoarea efectivă a CAC. Acesta poate fi astfel calculat prin intermediul conținuturilor de K și Mg determinate în cadrul unei investigații standard. Prin urmare, în mod normal, nu este nevoie de o determinare a costurilor de achiziție și de vânzare (CAC) care necesită mult timp. Atât potențialul, cât și CEC-ul efectiv pot fi estimate cu o precizie foarte mare, cu condiția să se cunoască conținutul de argilă, nămol și humus al solului, precum și valoarea pH-ului. (Tab.1).

Ce este schimbul de cationi?

Soluția solului conține cationi (elemente nutritive cu sarcină pozitivă) cu o singură sau dublă sarcină pozitivă. Fiecare dintre acestea, indiferent dacă este amoniu, potasiu, magneziu, calciu sau sodiu, este înconjurat de un strat atașat de molecule de apă. Pentru a se atașa la o particulă de schimbător, acest înveliș de apă trebuie să fie îndepărtat. Deoarece atât numărul de sarcini pozitive (valență), cât și dimensiunea învelișului de apă joacă un rol în amploarea acestei atașări, acest proces este extrem de dificil și poate fi calculat doar în modele teoretice. Prin urmare, nu este posibil să se modifice în mod arbitrar gradul de ocupare a schimbătoarelor prin fertilizarea cu potasiu, calciu sau magneziu prin simpla calculare a cantității.

Dacă încercăm totuși să calculăm cantitățile de nutrienți necesare, ne dăm seama rapid ce ordine de mărime exorbitante rezultă din conversia la o recomandare de fertilizare, pentru a schimba teoretic doar o unitate (în cmolc/kg de sol) a cationului respectiv în ocupația schimbătorului (Tab. 2). Astfel, de exemplu, o eventuală supraofertă de potasiu nu poate duce la deplasarea unui număr oarecare de alți cationi de către schimbător și, în consecință, la o posibilă deteriorare a structurii solului. Cauzele unei structuri deficitare a solului constau adesea în metode de cultivare prea unilaterale și în cultivarea sau recoltarea intempestivă a terenurilor arabile și, de obicei, pot fi rezolvate în mod eficient prin măsuri agronomice cunoscute (cultivarea solului, rotația culturilor, calcar, pneuri și presiune a aerului adaptate etc.).

Raporturile de cationi

Rapoartele cationice oferă doar informații despre starea ecologică actuală a unui sol, dar nu reprezintă factori de creștere și câștiguri. Acestea sunt valori calculate care variază în limite largi, fără a aduce beneficii sau prejudicii plantelor. Există destule soluri care se abat destul de mult de la un raport presupus a fi ideal, cu 60-70% calciu, 10-20% magneziu, 2-5% potasiu și 0,5-3% sodiu la schimbător (Tab. 3) și care totuși produc randamente optime. O înțelegere greșită a schimbului cationic poate duce astfel la o utilizare ineficientă a îngrășămintelor.

Forme de îngrășăminte

În timp ce recomandările privind îngrășămintele se fac pe baza rezultatelor testului standard de sol conform VDLUFA în ceea ce privește cantitățile de nutrienți, unii furnizori de teste alternative de sol cu KAK inclus precizează și forma de îngrășământ. Acest lucru ar trebui să fie pus sub semnul întrebării, deoarece culturile reacționează diferit la formele de nutrienți (de exemplu, toleranța la clorură) și deoarece disponibilitatea nutrienților și valoarea pH-ului se pot schimba după fertilizare. De exemplu, fertilizarea cu sulf cu sulf elementar duce la o acidificare severă a solului (100 kg de sulf elementar 90% corespunde unei pierderi de calcar de 162 kg CaO), în timp ce fertilizarea cu sulf prin intermediul kieseritului este neutră din punct de vedere al pH-ului. În plus, sulful elementar devine disponibil pentru plante numai după ce este transformat în sulfat-sulfat. Acest proces de conversie depinde de temperatura solului, ceea ce înseamnă că nu se realizează o nutriție cu sulf a culturii și o utilizare eficientă a azotului.

În funcție de raportul dintre calciu și magneziu și adesea independent de valoarea pH-ului, se sugerează uneori cantități considerabile de îngrășăminte de calciu (var carbonic) sau de magneziu (dolomită , kieserită). Cantitățile mari de Mg determinate din punct de vedere geologic în solurile argiloase (de exemplu, solurile de mlaștină) sau, de asemenea, cantitățile mari de Ca în solurile carbonatate și efectul lor asupra proprietăților solului pot fi influențate doar într-o măsură foarte limitată de fertilizare, dacă este cazul. În plus, studiile științifice arată că raportul Ca-Mg poate varia în limite foarte largi fără a afecta creșterea și randamentul plantelor. De exemplu, raporturile Ca Mg mai înguste pot fi, de asemenea, clasificate ca neproblematice. În cazul unor valori ridicate ale pH-ului și/sau al unor conținuturi ridicate de magneziu, furnizorii de analize alternative ale solului recomandă adesea fertilizarea cu gips (CaSO). Deși acest lucru nu este eficient din punct de vedere al pH-ului, poate însemna o concurență pentru absorbția magneziului de către plantă din cauza cantităților mari de calciu. De asemenea, cantitățile mai mari de potasiu pur pot provoca antagonismul potasiu-magneziu, adică o concurență pentru absorbția de către plante.

Prin urmare, o fertilizare cu mult calciu sau potasiu poate provoca o carență de magneziu. Pe de altă parte, o cantitate mai mare de magneziu în sol nu are efecte directe asupra plantelor, deoarece plantele nu absorb selectiv magneziul și nici nu îl absorb în exces față de nevoile lor. Între timp, s-a dovedit, de asemenea, că magneziul nu are efecte negative asupra structurii solului. Dacă ne abatem de la rapoartele de cationi specifice locului, aplicațiile de îngrășăminte necesare pentru stabilirea unor rapoarte ideale de nutrienți în sol, conform ideilor metodelor alternative, sunt de obicei neeconomice. Scopul este de a ajusta nutrienții la clasa de conținut C, în conformitate cu recomandările de fertilizare specifice culturii, prin rotația culturilor - atunci nu este de temut niciun efect negativ.

În loc să se efectueze câteva cercetări costisitoare care nu sunt reprezentative pentru toate zonele, este mult mai eficient pentru optimizarea aprovizionării cu var și nutrienți să se preleveze și să se investigheze în mod specific diferitele tipuri de sol, în special pe câmpuri diferite. În plus, numai metoda CAL sau metoda DL utilizată în Schleswig-Holstein este aprobată pentru documentarea analizei solului P în conformitate cu ordonanța privind îngrășămintele.

Metodele de testare a solului stabilite în Germania în conformitate cu VDLUFA se bazează pe zeci de ani de cercetare, trebuie să fie supuse unor controale de calitate constante, iar recomandările de îngrășăminte derivate din acestea sunt calibrate în numeroase teste regionale pe teren. Orice discrepanțe în alocarea cationilor sunt reflectate în mod adecvat în clasificările conținutului (A-E) și în recomandările de îngrășăminte rezultate. Pentru determinarea necesarului de îngrășăminte ca bază pentru o eficiență ridicată a nutrienților pe baza bunelor practici profesionale, metodele analitice cu costuri reduse recomandate de autoritățile oficiale pot fi recomandate fără rezerve. Analizele mai aprofundate ale tipului de sol (analiza nămolului), conținutul de humus și analizele de micronutrienți în siturile cultivate pot fi foarte utile. Bilanțurile nutrienților specifice zonei, ca rezultat al aprovizionării cu îngrășăminte și al eliminării nutrienților, pot furniza informații valoroase privind aplicarea de îngrășăminte în conformitate cu cerințele.