МІКРОДОБРИВО

Ингибитор уреазы – практика применения стабилизированного карбамида

Стабилизированные удобрения являются элементом «продвинутой» практики применения удобрений, используемые при выращивании т.н. «cash crops» и при внедрении инновационных систем земледелия, в частности, технологий минимальной и нулевой обработки почвы, когда за один раз необходимо внести большое количество удобрений.

Стабилизированные удобрения представляют собой азотсодержащие удобрения, в состав которых входят химические соединения, временно снижающие (ингибирующие) процессы трансформации азота в почве. Имеется ввиду два вида ингибиторов: (1) ингибиторы нитрификации и (2) ингибиторы уреазы. Они добавляются к азотным удобрениям либо в процессе производства (чаще наносятся на поверхность гранулы), либо вводятся уже непосредственно перед использованием (жидкие удобрения, КАС).


ЧТО ТАКОЕ ИНГИБИТОРЫ УРЕАЗЫ ИХ РОЛЬ

К основным ингибиторам нитрификации принадлежат нитропирин, дициандиамид (DCD), 3,4-диметилпиразолфосфат (DMPP), 3-метилпиразол (3-МР или на постсоветском пространстве КМП), 1-Н-1,2,4-триазол. Нитропирин – наверное, самый известный и самый старый из них. Он был известен еще в СССР.

Наиболее часто используемый и ком­мерчески значимый ингибитор уреазы -это NBPT-N-(н-бутил) тиофосфорный триамид.
При внесении КАС и карбамида в корневую подкормку, ингибитор уреазы позволяет пролонгировать их действие в результате постепенного перехода амидного азота в усвояемую растением форму.
Ингибиторы в течение определенного времени предотвращают или подавляют гидролитическую реакцию превращения амидного азота в карбамиде в гидроксид аммония и аммиак. Этот процесс происходит с помощью фермента уреазы. Замедляя скорость этой реакции в почвенных условиях, удается уменьшить или избежать потери азота в виде аммиака (а также в последующем в виде нитратов). Таким образом, значительно повышается эффективность использования карбамида или других азотных удобрений, содержащих карбамид, например КАС. Одновременно минимизируется загрязнение окружающей среды азотными продуктами.

Механизм действия ингибитора уреазы

С добав­ле­ни­ем инги­би­то­ра нит­ри­фи­ка­ции к амми­ач­ным удоб­ре­ни­ям или удоб­ре­ни­ям, содер­жа­щим моче­ви­ну, фаза аммо­ний­но­го азо­та в поч­ве удли­ня­ет­ся. Актив­ность бак­те­рий Nitrosomonas затор­ма­жи­ва­ет­ся, и это­го «нит­ри­фи­ка­ци­он­но­го тор­мо­же­ния» хва­та­ет при­мер­но на 4…8 недель в зави­си­мо­сти от типа поч­вы и ее тем­пе­ра­ту­ры. С повы­ше­ни­ем тем­пе­ра­ту­ры поч­вы дли­тель­ность про­цес­са сокра­ща­ет­ся.

Бла­го­да­ря замед­ле­нию обра­зо­ва­ния нит­ра­та из аммо­ния удоб­ре­ний, рас­те­ния полу­ча­ют необ­хо­ди­мое обес­пе­че­ние азо­том в соот­вет­ствии с потреб­но­стя­ми, пото­му как и рост рас­те­ния зави­сит от тем­пе­ра­ту­ры. Одно­вре­мен­но рас­те­ние настра­и­ва­ет­ся на частич­но аммо­ний­ное пита­ние.

Влияние ингибитора уреазы на урожай

Ингибиторы уреазы оказываются эффективными при использовании любой технологии обработки почвы, свидетельством чему исследования, проведенные в Monmouth Learning Center в 2012 году. Было изучено влияние ингибитора уреазы Agrotain© (NBPT), добавленного в КАС при внесении последнего поверхностно при трех системах обработки почвы: традиционная, strip-till и no-till.

 

Исследования немецких ученых показали, что применение ингибитора уреазы позволило уменьшить потери азота из внесенного вразброс карбамида с 75 до 25%, из карбамида, внесенного на глубину 4 см – с 38 до 15%, на глубину 8 см – с 18 до 13%. Таким образом, ее эффективно смешивать с удобрениями, которые вносятся на поверхность или на небольшую глубину при «ноу-тилл» и «мини-тилл».+

Прибавка урожайности озимой пшеницы от применения ингибиторов уреазы в условиях Австрии составляла более 2 ц/га, а кукурузы в условиях США – более 15% при традиционной технологии, почти 20% при «стрип-тилл» и почти в 1,5 раза при «ноу тилл».

Наличие большого количества растительных остатков при применении технологии но-тилл способствует образованию большого количества уреазы в поверхностном слое почвы.

В результате использования ингибитора уреазы с карбамидом и КАС, удается значительно снизить непродуктивные потери аммиака.

Нужно заметить, что ингибиторы уреазы сами по себе не повышают урожайность культуры, а только позволяют растениям наиболее полно реализовать свой потенциал и использовать внесенные удобрения. Если условия выращивания не способствуют непродуктивным потерям азота, применение ингибиторов мало эффективно. Наиболее эффективными они окажутся при внесении карбамида на поверхность почвы, в особенности покрытую растительными остатками или с высоким значением рН (более 7,5). При этом, если в течение 48 часов после поверхностного внесения выпадают 15-20 мм осадков, эффект от добавления ингибитора уреазы маловероятен.

Ингибиторы уреазы должны рассматриваться скорее как страховые инвестиции, а не как фактор увеличения урожайности.

Методы использования ингибитора уреазы

Жидкий ингибитор уреазы вводят в карбамид перед гранулированием или в КАС перед применением.
•  удлиняют период доступности карба­мида для растений;
• создают благоприятные условия для прорастания семян и старта вегета­ции, снижая фитотоксическое дейст­вие удобрений на растения.

Плюсы и минусы использования ингибитора уреазы

Плюсы применения ингибиторов уреазы:
•  предотвращают потери азота при тех­нологиях внесения карбамида без за­делки;
•  снижают количество нитратов в про­дукции;
Недостатки ингибиторов уреазы:
•  незначительное повышение урожай­ности при применении на богатых азотом почвах;
• возможен кратковременный фитотоксический эффект (точечный не­кроз). Однако в итоге он нивелиру­ется сокращением потерь действую­щего вещества и повышением урожайности.

 

Применение их тесно связано с ситуацией на мировом рынке азотных удобрений. На данный момент карбамид занимает более половины рынка, благодаря высокому содержанию действующего вещества, относительно низкой стоимости, также он удобен при транспортировке (не взрывоопасен) и при внесении (гранулы, приллы, жидкие формы). Однако он не является идеальным азотным удобрением по сравнению с кальцинированной или обычной аммиачной селитрой из-за высоких потерь азота в виде аммиака.
Потери азота из карбамида составляют от 15 до 60%
Факторы, способствующие этому – отсутствие немедленной заделки удобрения, нет осадков после внесения карбамида, пожнивные остатки на поверхности почвы, высокие температура и значение рН почвенного раствора, низкая катионообменная способность почвы, внесение карбамида во влажную почву с последующим отсутствием осадков. Этот процесс можно описать уравнением: NH4-CO-NH+H2O → 2NH3+CO2
Процесс происходит с помощью повсеместно распространенного в почвенном растворе фермента бактериального происхождения – уреазы. Помимо потерь азота возможны задержка прорастания и сильное повреждение проростков растений аммиаком и нитритом (NO2).
При добавлении ингибитора уреазы в КАС, вносимый в основное удобрение озимых культур, появляется возможность пролонгировать действие удобрения: амидный азот, на который в КАС приходится половина, на две недели «консервируется», при этом снижение температуры почвы приводит к природному угнетению активности уреазы, в результате чего растения используют в первую очередь аммонийный и нитратный азот, а азот карбамида используется «с отсрочкой».
Сравнительно новая область применения ингибиторов уреазы – животноводство (содержание крупного рогатого скота). Обычно 60-80% азота, выделяемого с экскрементами живот­ных, теряется вымыванием нитратов или через испарение аммиака. Поми­мо неприятного запаха, теряются так­же ценные питательные вещества, за­грязняется окружающая среда. Инги­биторы уреазы способны помочь в решении этих проблем.

Длительность действия ингибитора уреазы

Длительность действия ингибитора уреазы обычно составляет 7-14 дней. За это время решается вопрос заделки карбамида, а при минимальной и нулевой технологиях – вероятно выпадение осадков (либо полив), которые промоют карбамид в более низкие слои почвы, уберегая его, таким образом, от непродуктивных потерь азота.

Производители и бренды

Среди производителей ингибиторов уреазы основные патенты принадлежат компаниям Agrotain International и SKW Piesteritz (Германия). Основными странами-разработчиками в этой области остаются Германия, Индия и США. В мировой агрономической практике карбамид является наиболее используемым азотным удобрением, особенно в зоне тропиков. Как уже упоминалось, в Украине в последние годы в также наметилась тенденция «замены» аммиачной селитры на карбамид (имеющий преимущества в цене, условиях транспортировки, хранения и способах внесения). Основной недостаток карбамида – высокий риск потерь в виде аммиака при внесении –делает тему ингибиторов уреазы интересной и необходимой.

Среди импортируемых на отечественном рынке представлен ингибитор StabilureN® (разработка чешской компании Agra Group), предлагаемый компанией «Вида Агро Лайф»; ингибитор уреазы Novurea введен в состав удобрений для газонов Еврогрин (производства компании «EUROGREEN Grun – Systeme», предлагаемое на нашем рынке компанией «EUROGREEN Украина»), а также новинка, недавно презентованная компанией «МХК «ЕвроХим» — ингибитор уреазы UTEC®. Компания УкрТехноФос» предлагает азотные удобрения с т.н. «усилителем азотных удобрений» NutriSphere-N (разработка американской компании Specialty Fertilizer Products).

Наиболее популярным в мире продуктом является ингибитор уреазы Agrotain производства американской компании Koch Agronomic Services, испробованный в последние 20 лет во многих уголках мира.

Agrotain NBPT
Под торговой маркой Agrotain NBPT сейчас продается более чем в 70 странах. Жидкую формуляцию вводят в карбамид непосредственно перед грануляцией, напыляют на гранулы или приллы или добавляют в КАС. Это нетоксичный препарат, воздейст­вует на фермент и не влияет непо­средственно на микроорганизмы. В почве распадается на составные элементы – азот, фосфор, серу, угле­род и водород.
Исследованиями установлено, что сокращение потерь азота в производ­ственных условиях при использова­нии NBPT составляет 75-80%. Он дает огромные преимущества, когда техно­логией не.предусмотрена заделка удо­брений в почву или нет возможности провести эту операцию. Препарат можно вносить до всходов или посад­ки растений, после всходов, с задел­кой или без нее. Период полураспада NBPT составляет б месяцев при ис­пользовании карбамида с напылени­ем и около года, если он был введен в карбамид до грануляции. Возможно распыление ингибитора уреазы на внесенные без заделки удобрения, в этом случае фермер не зависит от сро­ка хранения карбамида.
При использовании КАС NBPT про­сто вводят в раствор перед применением. Однако из-за разложения пре­парата хранить такую смесь не реко­мендуют. Оптимальная концентрация NBPT для большинства сельскохозяй­ственных культур, возделываемых на разных почвах, составляет 0,04-0,1%.

Ингибитор уреазы StabilureN

StabilureN® – это препарат, который при совместном использовании с удобрениями, содержащими мочевину, повышает эффективность внесённого азота. Основой является вещество NBPT (N-(н-бyтил) тиофосфорный триамид), которoе действует как ингибитор фермента уреазы. С помощью ингибиции удерживает мочевину (амидный азот) некоторое время в среде в неизменной форме. Тем самым еще больше усиливает преимущество азота в форме мочевины.

Суть эффективности StabilureN®
StabilureN® (ингибитор уреазы), добавляемый в удобрение на основе мочевины, значительно снижает активность фермента уреазы в месте контакта удобрения с почвой или растением, а не в целом почвенном профиле. Тем самым, охраняет мочевину от разложения до начала первых обильных осадков. Для полной эффективности ингибитора уреазы важно, чтобы осадки выпали в течение 14 дней после применения препарата. С первыми осадками после внесения удобрения (хотя бы 5 мм) неразложенная мочевина внесенная всплошную инфильтрирует в почвенный профиль в форме неполярной молекулы CO(NH2)2. Перемещаясь в почвенном профиле, ингибитор уреазы отделяется от молекул мочевины. Затем мочевина разлагается присутствующим ферментом уреазы на NH4+. Связь между NH4+ и почвенным поглощающим комплексом препятствует последующему перемещению N в почве и его возможному вымыванию. В корневой зоне зафиксированный NH4+ усваивается растениями в виде NH4+ а после медленно проходящей нитрификации и как NO3-.

Koch выводит на рынок новый ингибитор уреазы Anvol

Koch Agronomic Services сообщил о получении федеральной регистрации в США (от ЕРА) для торговой марки DUROMIDE™. Препарат под этим названием представляет собой ингибитор уреазы нового поколения, который вместе с традиционным NBPT войдет в состав товарного продукта ANVOL™. 

DUROMIDE исключительно является компонентом ANVOL. Работая в тандеме с NBPT, ANVOL работает быстрее и обеспечивает более длительную защиту от улетучивания азота.

«ANVOL предлагает длительную защиту против потерь от улетучивания. Это дополнительный промежуток времени может дать огромное преимущество аграриям, у которых может быть недостаточно влаги или кто механически не может внести удобрение повторно», — утверждает доктор Грег Шваб (Dr. Greg Schwab), директор по агрономии Koch.

Учитывая высокую цену на азотные удобрений и зависимость их производства в Украине от наличия и цены на импортируемый газ, тема стабилизаторов (ингибиторов уреазы и нитрификации) должна привлечь внимание аграриев.

Источники:

data-matched-content-ui-type="image_sidebyside" data-matched-content-rows-num="2" data-matched-content-columns-num="1" data-ad-format="autorelaxed">

Метки: , , , ,