Definiții – generalități
Optimizarea agrochimică este definită la noi “ca un proces de satisfacere într-un grad cât mai înalt a cerințelor plantelor de cultură față de reacția (pH-ul) solului și prezența substanțelor nutritive în anumite concentrații și proporții între ele.” (Z. Borlan, Cr. Hera, 1984; Z. Borlan, Cr. Hera și colab., 1994).
Această armonizare nu este nici totală, nici definitivă, dar trebuie să fie eficientă productiv și economic, să fie un management real și efectiv al nutrienților, fertilizanților și altor factori implicați în compatibilitate cu fertilitatea solului, cu cerințele plantelor și condițiile de mediu.
Optimizarea agrochimică include în determinare și management:
Optimizarea indicatorilor agrochimici ai solului (pH, humus, elemente de nutriție)
Optimizarea prin compatibilizare/armonizare a indicatorilor agrochimici ai solului cu nutriția elementelor și productivitatea culturilor
Gestionarea, managementul măsurilor și factorilor determinanți ai optimizării agrochimice.
Optimizarea indicatorilor agrochimici ai solului (pH, humus, elemente de nutriție)
Optimizarea reacției solului determină condiții de pH compatibile cu adaptarea, dar și cerințele plantelor la acest indicator.
Amendarea solurilor acide.
Gestionarea acestei activități ameliorative are un suport teoretic și științific ce susține necesitatea corectării reacției acide prin amendamente (pe bază de CaCO3; CaCO3.MgCO3 sau CaO), înlăturarea efectelor fitotoxice ale acidității (datorate ionilor de Al, Fe, Mn) și potențarea indicatorilor de fertilitate (productivitate) prin fertilizare rațională, susținute aceste măsuri (amendare ori fertilizare) prin tehnologii specifice.
Decizia măsurilor ameliorative (amendare/fertilizare) se ia după un control analitic și interpretare aplicativă: criteriul agrochimic încadrează solurile în categoria amendabile, după pH < 5,8 (moderat-puternic acide) și grad al saturației în baze V<75%, condiții în care incidența fitotoxicității acidității este ridicată.
Dozele de amendamente se evaluează după însușirile de aciditate potențială ce se neutralizează (Ah) sau saturația în baze inițială și dorită ca obiectiv (Vd/Vi), precum și după capacitatea (puterea) de neutralizare a amendamentului (PNA - % CaCO3): DAC – CaCO3 t/ha = (Ah x 10 x 50/1000) x (100/PNA). DAC – CaCO3 t/ha = SBi x (Vd/Vi – 1) x (150/PNA). Durata de acțiune a acestei măsuri este de 6-8 ani, cu un maxim al neutralizării în anii 2-3 de la aplicare, cu diferențiere între culturi (au efecte sporite net mai mari culturile sensibile la aciditate – orz, sfeclă, floarea soarelui, leguminoase etc.).
La noi sortimentele de amendamente cele mai eficace și accesibile procurării sunt: CaCO3 cu N-rezidual (de la fabricarea complexelor), CaCO3 din rocă naturală, dolomit natural (CaCO3.MgCO3) și CaO (terracalco).
Amendarea solurilor alcalice/saline.
Măsura corectării reacției și conținutului fitotoxic de săruri solubile are la bază efectul special al amendamentelor pentru solurile alcalice de a înlătura din complexul adsorbtiv preponderența Na adsorbit (CA-PSA > 15%) și de a contracara influența nocivă a sărurilor dizolvate în soluția solului (CTSS > 1,5%). Amendamentele pentru aceste soluri au la bază CaSO4 (cu ofertă de Ca pentru schimbul Na adsorbit) și efect acidifiant al altor materiale (fosfogips – CaSO4 + P), praf de lignit (cu H2SO4 rezidual etc.).
Doza de CaSO4 calculată are în vedere echivalarea Na adsorbit și reprezentarea acestuia în capacitatea de schimb cationic (T) prin aport de CaSO4 (conținut de gips-CGA): DAG t/ha = (Na – 0,5T) x 0,086 x 100/CGA.
Măsura amendării cu CaSO4 este susținută și în cazul acestor soluri prin fertilizare rațională, dar și prin alte măsuri ameliorative complexe, legate mai ales de reglarea regimului hidric (care prin apele mineralizate alimentează cu săruri profilul acestor soluri).
Optimizarea reacției are rezultate dorite dacă se încadrează în tehnologii ameliorative specifice, cunoscut fiind că pH-ul corectat favorizează condiții fizice, chimice și biologice ce pot fi valorificate superior.
Optimizarea indicatorilor agrochimici ai fertilității solurilor și nutriției plantelor.
Modelarea conținutului de humus (C-organic și N-organic)
În modelarea sau optimizarea conținutului și bilanțului humic din soluri sunt esențiale și definitorii procesele de restituire a C-organic și N-organic în scopul esențial al echilibrării proceselor de humificare și mineralizare determinante în acest domeniu.
Humificarea conduce la sinteza și acumularea compușilor humici (humusului din sol) pe baza restituirii prin aport organic sau organomineral a pierderilor de humus și C-organic din sol ca urmare a exploatării acestora, ceea ce determină oportune intervențiile practice cu fertilizanți organici direct sau în structură organominerală, cu aport efectiv din componentele menționate, care sunt esențiale în determinarea și stabilizarea conținutului de humus la un anumit nivel de echilibru multianual. Acest aport organic în soluri prin humificare constituie un input de ordin energetic, ceea ce echilibrează procesele de humificare și mineralizare și valorifică pozitiv toate efectele benefice ale humusului în fertilitatea solului (chimice, fizice și biologice).
Mineralizarea este proces opus humificării și cuprinde substanțele humice decompozabile prin acțiunea microorganismelor cu aport energetic și care în final eliberează ionii nutritivi ai azotului (nitric și amoniacal), dar și ai altor elemente ce participă la nutriția plantelor și se integrează în toate procesele componente ale circuitului nutrienților în ecosisteme. Procesul de mineralizare este mai puternic în solurile cu regim optim aerohidric, se diminuează în cele conținut ridicat și excesiv de argilă, compactate și are un randament mare prin tehnologii și procese curente din agricultură (lucrări ale solului, fertilizare minerală, amendare etc.). La mineralizarea la nivel anual se cuantifică la 1-2% din rezerva de humus și determină pe termen mediu și lung o reducere a conținutului de humus și implicit de N-organic, conform cu raportul C/N și cu rata mineralizării. Totuși, acest proces rezidă și într-o latură pozitivă a sa prin aportul de N-mineral pentru plante și optimizarea nutriției cu N (dar sub necesarul culturilor).
Dozele de îngrășăminte organice se calculează după IN al solului (% humus x V% /100), conținut de argilă al solului (%Ag) și conținutul de N total al fertilizantului organic în cauză: DG t/ha = (a+b/IN) x (c – d/Ag) x (0,4 / NT).
Resursele fertilizante organice aplicabile ca atare sau în structură organominerală pot fi din reziduurile animaliere de la mai multe specii zootehnice (bovine, ovine, suine, păsări), dar și resturi vegetale de la culturi, îngrășăminte verzi, composturi, nămoluri, turbă etc., fiecare cu o tehnologie de preparare și aplicare. În agricultura convențională, fertilizarea organominerală asigură cele mai ridicate randamente de producție pentru ca în cea ecologică fertilizarea organică să aibă un caracter exclusiv și determinant.
Optimizarea aprovizionării și regimului elementelor nutritive (fertilizante)
Datele existente privind repartiția elementelor în scoarța terestră (în procente din greutate) arată că în limitele superioare (10-10-2%) se află cele mai bine reprezentate elemente chimice – C, O, H, Si, Al, Fe, Ca, Mg, K, P, S, Na, Mn, B, Cu, Zn, așa cum în plante, tot în limitele superioare (101-10-2%) să regăsim – C, O, H, N, P, K, S, Ca, Mg, Si, iar în următoarele limite de reprezentare (10-3-10-4%) să regăsim și categoria Al, Fe, Cu, Zn și alte microelemente, adică toate elementele esențiale fertilității solurilor și nutriției plantelor. Paralelismul existent între reprezentarea sortimentală în sol și plante a condus la concluzia teoretică și practică potrivit căreia optimizarea reprezentării și aprovizionării cu elemente nutritive se abordează ca o intercondiționare și acțiune într-un sistem sol-plantă cu cerințe specifice, dar diversificate, cu măsuri integrate și sustenabile, după diversitatea sistemului respectiv.
Îngrășămintele sunt mijloace determinante ale fertilității solurilor și realizării cantitative și calitative a producției vegetale. Din punct de vedere al compoziției, adică natura substanțelor, proveniență și producere, acestea pot fi minerale, organice sau organominerale, naturale sau obținute prin sinteze industriale, cu compoziție simplă (unilaterală) sau compusă din mai multe elemente (complexe) cu caracter fertilizant. Sunt predominant solide, în principal granulate sau lichide, cu aplicare în sol, pe suprafața acestuia sau extraradicular. Obiectivele în fertilitatea solului si realizarea producției vegetale condiționează optimizarea sistemului sol-plantă din punct de vedere tehnic și economic.
Optimizarea prin compatibilizare/armonizare a indicatorilor agrochimici ai solului cu nutriția plantelor și productivitatea culturilor
Obiectivul primar, dar esențial al optimizării prin compatibilizarea stării agrochimice a solului (fertilității actuale) cu cerințele în elemente nutritive ale plantelor se realizează prin calculul diversificat al dozelor de elemente aplicate în tehnologiile agricole:
în variantă oficială (ICPA 1981, 1987) doza de N, P, K în kg s.a./ha este o funcție a necesarului de elemente (Cs – kg/t) majorat la nivelul recoltei programate (Rp), în condițiile aportului elementelor din sol la momentul aplicării (rezultat din analiza solului).
metodele expeditive
m1 – doza reprezintă necesarul recoltei programate (Rp x Cs) corectat în minus cu N s.a. din mineralizarea humusului, cu raportare finală la coeficientul de utilizare (Cu) a s.a. din fertilizanții aplicați: D kg/ha = (Rp x Cs – Nmin) / Cu / 100.
m2 – metoda bilanțului – D kg s.a./ha = [(Rp x Cs – B x Cu) / Ci] x f în care intervin corecții ale aportului efectiv al solului (B – kg s.a. din analize) și coeficienții de utilizare ai s.a. din sol (Cu) și îngrășăminte (Ci)
Controlul analitic la sol este obligatoriu anterior aplicării fertilizanților și în timpul manifestării efectului multianual al acestora asupra solului în vederea actualizării abordărilor de optimizare.
Gestionarea / managementul măsurilor și factorilor determinanți ai optimizării agrochimice
Se realizează diferențiat pe mai multe planuri și activități care pot fi din sistem sau din afara acestuia:
Acțiuni de potențare a efectelor aplicării îngrășămintelor prin promovarea unor măsuri ce decurg din tehnologii specifice: irigații, lucrări de îmbunătățiri funciare etc.
Aplicarea prin complexare a îngrășămintelor organice, resturilor vegetale, îngrășăminte cu eliberare controlată și lent solubile, complexare cu îngrășăminte foliare, aplicarea de produși organici și minerali ce provin din activitatea microorganismelor fixatoare de N din aer (simbiotice Rhizobium sp, cât și a celor ce trăiesc libere în sol – Azotobacter, Clostridium sp)
Adoptarea de structuri de culturi și asolamente cu valorificare diferențiată, dar superioară a s.a. din sol sau din îngrășăminte, sisteme intensive de agricultură sau conservative, tehnologii de sechestrare a C-organic, cu plante ameliorative, cu nivel diferit de explorare a volumului edafic, măsuri de protecție a solului, alte măsuri neconvenționale prin flexibilizarea și sustenabilitatea activității practice
Promovarea monitorizării solurilor, calității și stabilității producțiilor, bilanț efectiv al elementelor. Studiu economic și de impact al metodelor și sistemelor aplicate.
Experimentarea sistemelor promovate în legătură cu modificarea pe termen mediu și lung a fertilității solurilor
Acest tip de măsuri pot avea pe lângă un efect tehnic calitativ și cantitativ rezultate de economicitate și de rentabilizare a sistemelor propuse.