Experiențele de lungă durată cu îngrășăminte – cadru de fundamentare a măsurilor de protecție și sporire a fertilității solurilor
Experiențele de lungă durată, inclusiv cu îngrășăminte, constituie un cadru experimental și de cercetare aparte, întrucât pe lângă pertinența unor cercetări agricole dețin în studiu evaluarea efectelor unor factori de vegetație (aici, îngrășăminte, amendamente) în timp, pe parcurs durabil, în legătură cu modificările de acumulare a influenței factorilor abordați, a dezvoltării unor interacțiuni, într-un cadru în deplină modificare de sisteme, unele chiar cu cele ale factorilor climatici.
Experiențele de lungă durată cu îngrășăminte de regulă studiază după obiective specifice rolul și efectul elementelor și sortimentelor de fertilizanți asupra producției vegetale, cantitative dar și calitative, în legătură cu modificările fertilității solului și a menținerii echilibrului factorilor de mediu.
Asemenea experiențe „de lungă durată” sunt răspândite în 700-800 locații în lume, amplasate după ce Liebig (1840-1843) face enunțul „legii minimului” și apoi acestea au parcurs o dezvoltare în lume încă de la începutul sec. XIX –lea când și datorită lui Mitscherlich (1913, 1923, 1929) se dezvoltă conceptele interacțiunii factorilor de vegetație. Modelul experimental „de lungă durată” a fost conceput și inițiat la Rothamsted (1843) de John Bennet Lawes (1843-1850) continuat de discipolul său Gilbert, inițial cu abordare a efectului îngrășămintelor cu P și al celor organice de la care s-a instituit și dezvoltat „rețeaua experimentală de lungă durată”.
În lume – rețeaua cuprinde experiențe (devenit cunoscute) de la Grignon – Franța (1875); parcelele Morrow Urbana – Illinois (1876), Askow – Danemarca (1984), Halle – Germania (1902), Moystad, Yoll, As (1922), ș.a.
La noi: Experiențele ce vizează efectul fertilizării în legătură cu necesarul culturilor și fertilitatea solului au un început concomitent cu organizarea ICAR-ului (1927) dar anterior și imediat după această dată (1925-1928-1939-1945) acest domeniu cunoaște un început fondator, științific și experimental, datorat lui Gh. Ionescu-Șișești (fondatorul cercetărilor moderne în agricultură la noi) și colaboratorilor – Teodor Saidel, Gr. Coculescu, D. Davidescu, Gh. Pavlovschi, ș.a. În această perioadă se elaborează principii și cunoștințe utile despre solurile României, potențialul lor de producție și nevoia de îngrășăminte. Acest început cunoaște aprecierile lui Mitscherlich (1942), care în vizită la ICAR, adresează mulțumiri lui Gh. Ionescu-Șișești „pentru zilele instructive și frumoase din viață, pentru cunoașterea potențialului științific românesc din domeniul științei solului, cu privire specială la starea de fertilitate și nevoia de îngrășăminte”.
În perioada imediat următoare se dezvoltă studiul solurilor (pedologic și agrochimic) ce va fundamenta amplasarea de noi experiențe cu îngrășăminte, în perioada 1959-1961, în unități de cercetare din rețeaua ICCPT Fundulea. (Coculescu, Hera, Ișfan, ș.a.).
În anii 1966-1967, se trece la o perioadă superioară de experiment și cercetare care are la bază amplasarea „experiențelor de lungă durată cu îngrășăminte”. Inițiativa aparține lui Cristian Hera (acad., atunci cercetător la ICCPT Fundulea) care în colaborare cu Z. Borlan și un colectiv de cercetători din rețeaua acestui institut au proiectat, amplasat, cu obiective specifice, distinct diferite de cele ale experiențelor amplasate în alte locații și țări, un set unic de experiențe de lungă durată cu îngrășăminte. Această amplasare a experiențelor are din punct de vedere al conținutului 3 direcții de cercetare:
Efectul aplicării azotului și fosforului la soluri diferite din țara noastră și studiul interacțiunii NP asupra culturilor din mai multe asolamente și indicatorilor esențiali ai sistemului sol-plantă;
Efectul fertilizării cu potasiu, pe fond NP și studiul interacțiunii NPK la culturi diferite și soluri agricole din țara noastră;
Efectul fertilizării organo-minerale, prin aplicarea în interacțiune a gunoiului de grajd cu îngrășăminte minerale NP, asupra culturilor și evoluției indicatorilor de fertilitate ai solului.
În sinteză:
Experiențele de lungă durată din România studiază evoluția randamentelor vegetale, a fertilității și calității producției și mediului, cu definirea regularităților efectului îngrășămintelor în corelație cu structura culturilor și dinamica factorilor climatici, agrochimici și pedologici și tehnologiile aplicate.
Prin structura polifactorială a experiențelor, a graduărilor NP, NPK și organo-minerale, în rotații și asolamente multiple, într-o rețea de condiții ecologice, rezultatele obținute servesc la „elaborarea bazelor de fundamentare științifică a aplicării îngrășămintelor” și permit:
Perfecționarea sistemelor informatice de optimizare tehnică (științifică), economică și ecologică a aplicării îngrășămintelor;
Interpretări de valorificare a interacțiuniilor dintre factori și elementele nutritive, prin funcții, curbe, suprafețe de răspuns;
Prognozează liniile și direcțiile de evoluție a fertilității solurilor, productivității lor și producțiilor vegetale pe termen scurt, mediu și lung.
Rezultatele obținute: prin valori multianuale (de 50-60 de ani de efecte) din aceste experiențe, se pot confirma următoarele:
Regularități de efecte și măsuri ale acestora:
Mărimea și creșterea producției sunt condiționate de acțiunea tuturor factorilor de vegetație, fiecare având un efect limitativ cu atât mai substanțial cu cât este mai apropiat nivelului minim;
În efectul îngrășămintelor cu cât sporește optimizarea și interacțiunea elementelor nutritive cu atât sporurile de producție (recoltă) corespunzătoare unei unități a factorului aplicat (kg prod.spor/kg s.a.) sunt mai reduse și în scădere; (regula „randamentelor descrescânde”);
Pentru obiectivele de producții mari și de calitate este necesră acțiunea tuturor factorilor de vegetație (aici, elemente nutritive), în sensul optimizării și armonizării lor, cu rolul și cerințele plantelor.
Aplicabilitatea rezultatelor:
Categoriile și valorile producțiilor obținute, în legătură cu evoluția agrochimică și calitativă a solurilor, impun abordări și aplicații în cel puțin 2-3 direcții:
A. Protecția, reziliența și creșterea fertilității solurilor: are determinarea mai multor modificări (rezultate) datorate efectelor de lungă durată a îngrășămintelor, motivate de:
Reducerea conținutului de C-organic (N-organic și humus) datorită utilizării exclusive și de lungă durată a fertilizării minerale, a intensivizării producției și a diversității vegetale limitate în asolamente (cazul exp. NP, NPK);
Managementul rațional al aplicării îngrășămintelor, durabil și rezilient, pentru asigurarea necesarului producției vegetale și menținerea/creșterea fertilității solului (cazul NP; NPK; NPK+C – organic);
Diversificarea fertilizării și tehnologiilor pentru creșterea efectului aplicării îngrășămintelor, în scopul protecției solurilor în condiții extreme (deficit hidric în sol, temperaturi caniculare, etc.).
Rezultatele de producție obținute și modificările indicilor fertilității solului, în condițiile de aplicare multianuală și de durată a îngrășămintelor, ridică specificități de interacțiune productivă pentru randamente (producții) mari și de calitate în diversitatea condițiilor ecologice obținute și esențiale menținerii și creșterii fertilității.
B. Protecția, monitorizarea și controlul reacției solului: Rezultatele cercetărilor agrochimice în sistemul sol-plantă arată modificări semnificative, pe termen durabil, a stării de reacție a solului cel puțin în următoarele situații de fertilizare:
La aplicarea îngrășămintelor minerale, preponderent al celor cu N-mineral, particular al celor ce dețin azot amoniacal (N-NH4), în cazul acestor experiențe prin aplicarea timp de 55-56 de ani a azotatului de amoniu. Nitrificarea – proces esențial în circuitul azotului în sistemul sol-plantă, este un proces de oxidare a formațiunilor amoniacale (NH3/NH4) cu efecte de protonare (cu ioni de H+) a soluției solului, procesul existent indică problema alternativelor în alegerea sortimentelor cu N, inclusiv din categorii protectoare ale reacției (CAN, Uree, etc.) sau a fertilizării organo-minerale (în NP, NPK, C+NPK);
Compatibilizarea efectelor asupra pH-ului solului cu cerințele plantelor este un alt aspect esențial al deciziilor de fertilizare care urmărește ca în mediul solurilor amendabile și amendate corectarea reacției este condiție esențială, aici în sporirea efectului fertilizanților pe termen lung dar și de protecție a solurilor;
Conceptele de protecție a reacției și de creștere a fertilității prin fertilizare și modelare a conținutului MOS sunt rezultate și confirmări aplicabile ce rezultă din experiențele de lungă durată cu îngrășăminte, în condiții diferite ecologic și aduc certitudini chiar în realizarea obiectivelor de management durabil și rezilient al fertilității și fertilizării. Astfel, pentru practica agrochimică, rezultatele acestor experiențe oferă soluții cu sustenabilitate, chiar durabile pentru protecția solului – amendare + fertilizare (cazul solurilor acide); fertilizare NP, NPK pentru sisteme convenționale, productive, determinant sustenabile și sisteme de fertilizare C+NPK (organic +NPK) versus NP sau NPK.