N-тестери для управління азотним живленням: від теорії до практики

Азотні добрива — найбільша стаття витрат у рослинництві. Водночас визначення оптимальних доз азоту залишається однією з найскладніших агрономічних задач. N-тестери (хлорофіл-метри) дозволяють оперативно оцінювати потребу культур в азоті безпосередньо в полі за лічені секунди. У цій статті розглянемо, що таке N-тестер, як він працює, які моделі представлені на ринку, та чому atLEAF CHL PLUS є оптимальним вибором для українських аграріїв.

Проблема управління азотом у сучасному землеробстві

Традиційні методи визначення потреби рослин в азоті мають суттєві обмеження:

• Табличне внесення — фіксовані норми не враховують реальний стан рослин, ґрунтові умови конкретного року та погодні фактори
• Візуальна діагностика — суб'єктивна оцінка "на око" виявляє дефіцит азоту з запізненням на 2-3 тижні, коли втрати врожайності вже незворотні
• Ґрунтовий аналіз — показує загальний вміст азоту в ґрунті, але не відображає його доступність для рослини в конкретний момент часу
• Лабораторний аналіз рослинних тканин — точний, але дорогий та повільний метод (результат через 7-10 днів)

Ці обмеження призводять до систематичної перевитрати азотних добрив. За даними досліджень, типова перевитрата становить 30-50% від оптимальної норми, що означає прямі фінансові втрати господарств та негативний вплив на довкілля (вимивання нітратів, емісія парникових газів N₂O).

Що таке N-тестер і як він працює

N-тестер (також хлорофіл-метр, SPAD-метр) — це портативний електронний прилад для швидкого неруйнівного вимірювання відносного вмісту хлорофілу в листках рослин. Оскільки хлорофіл тісно пов'язаний з азотом, вимірювання хлорофілу дозволяє оцінити азотний статус культури.

Науковий принцип: зв'язок хлорофіл ↔ азот

Хлорофіл — ключова молекула фотосинтезу, яка містить азот у своїй хімічній структурі. Більше того, близько 50-70% всього азоту листка зосереджено в хлоропластах — органелах, де відбувається синтез хлорофілу та фотосинтез. Це створює сильну статистичну кореляцію між вмістом хлорофілу та загальним азотним статусом рослини.

Численні наукові дослідження підтверджують цей зв'язок для основних сільськогосподарських культур:

Культура	Кореляція хлорофіл ↔ азот (r)	Джерело
Озима пшениця	r = 0.82–0.91	Ali et al., 2020; Zhu et al., 2012
Кукурудза	r = 0.75–0.88	Blackmer & Schepers, 1995
Ріпак (канола)	r = 0.79–0.85	Tremblay et al., 2011
Ярий ячмінь	r = 0.80–0.88	Zhu et al., 2012

Примітка: r — коефіцієнт кореляції Пірсона; значення >0.7 вважається сильним зв'язком

Як працює N-тестер: оптичний метод вимірювання

Всі сучасні хлорофіл-метри використовують оптичний принцип вимірювання пропускання світла через листок на двох специфічних довжинах хвиль:

1. Червона область спектру (~650-660 нм)
Хлорофіл активно поглинає світло на цій довжині хвилі. Чим більше хлорофілу в листку, тим менше червоного світла проходить крізь нього.

2. Ближня інфрачервона область (~930-960 нм)
Контрольна довжина хвилі, яка практично не поглинається хлорофілом. Використовується для компенсації впливу товщини листка, вмісту води та структурних особливостей.

Прилад розраховує індекс на основі співвідношення пропускання світла на цих двох довжинах хвиль. Результат вимірювання — безрозмірний індекс, який корелює з вмістом хлорофілу (та, відповідно, азоту) в листку.

Переваги N-тестерів над традиційними методами

Критерій	N-тестер	Лабораторний аналіз	Візуальна оцінка
Час результату	5-10 секунд	7-10 днів	Миттєво
Точність	Висока (r = 0.75-0.91)	Дуже висока (±2-3%)	Низька (40-60%)
Вартість 1 вимірювання	~0 після покупки	Значна	Безкоштовно
Руйнування рослин	Ні (неінвазивний)	Так	Ні
Частота моніторингу	Необмежена	Обмежена	Необмежена
Виявлення дефіциту	За 7-10 днів до симптомів	Поточний стан	Запізнення 2-3 тижні

Огляд ринку: основні моделі N-тестерів

На світовому ринку представлено декілька виробників хлорофіл-метрів. Розглянемо три основні моделі, які найчастіше використовуються в сільському господарстві.

SPAD-502 Plus (Konica Minolta, Японія) — еталонний прилад

SPAD-502 Plus — це легендарний прилад японської компанії Konica Minolta, який вважається "золотим стандартом" у науковому світі. Назва SPAD розшифровується як Soil Plant Analysis Development.

Технічні характеристики:

• Довжини хвиль вимірювання: 650 нм / 940 нм
• Площа вимірювання: 2×3 мм (6 мм²)
• Повний цикл вимірювання на рослині: ~10 секунд
• Одиниці вимірювання: SPAD units (безрозмірні, 0-99.9)
• Пам'ять: 30 вимірювань
• Живлення: 2× AA батарейки
• Вага: 225 г

Переваги SPAD-502 Plus:

• ✅ Найбільша наукова база — понад 5,000 рецензованих публікацій
• ✅ Дуже висока точність та повторюваність вимірювань
• ✅ Перевірений часом — на ринку з 1990-х років
• ✅ Широка база калібрувальних даних для різних культур по всьому світу
• ✅ Визнаний еталон у науковому середовищі

Недоліки SPAD-502 Plus:

• ❌ Дуже висока вартість — орієнтовно $2,000-2,500
• ❌ Обмежена пам'ять (лише 30 вимірювань без групування)
• ❌ Відсутність сучасних інтерфейсів передачі даних (Bluetooth/USB)
• ❌ Складність придбання в Україні — відсутність офіційного дистриб'ютора, сірий імпорт
• ❌ Гарантійне та сервісне обслуговування доступне переважно за кордоном
• ❌ Безрозмірні одиниці SPAD вимагають калібрування для кожної культури

Висновок: SPAD-502 Plus — безумовний лідер для наукових досліджень і калібрувальних робіт. Однак для виробничого використання висока вартість та відсутність локальної підтримки в Україні роблять його економічно недоцільним для більшості господарств.

Yara N-Tester (Yara International, Норвегія)

Yara N-Tester — хлорофіл-метр від норвезької компанії Yara International, одного з найбільших світових виробників мінеральних добрив.

Технічні характеристики:

• Принцип роботи: аналогічний SPAD-502 (трансмісійний метод)
• Одиниці вимірювання: N-Tester units (аналогічні SPAD)
• Фактично є ребрендованою версією Minolta SPAD
• Виробництво: Konica Minolta за замовленням Yara

Переваги Yara N-Tester:

• ✅ Точність на рівні SPAD-502
• ✅ Методичні матеріали та рекомендації від Yara для різних культур
• ✅ Інтеграція в загальну систему управління живленням від Yara

Недоліки Yara N-Tester:

• ❌ Висока вартість — орієнтовно $1,800-2,200
• ❌ Фактично той самий прилад, що й SPAD, але з брендингом Yara
• ❌ Обмежена наукова база порівняно зі SPAD (більшість досліджень використовують саме SPAD)
• ❌ Орієнтація на продукти Yara може обмежувати універсальність рекомендацій

Окремий момент — сервіс. Офіційного сервісного центру Yara N-Tester в Україні немає: прилади завозяться через європейських дилерів, а гарантійне обслуговування виконується за кордоном. Це збільшує вартість володіння і ризики для господарства.

Висновок: Yara N-Tester не має принципових технічних переваг над SPAD-502, але може бути зручним для господарств, які працюють у системі живлення Yara і користуються їхніми рекомендаціями. Проте висока вартість та відсутність локального сервісу в Україні обмежують його доступність.

atLEAF CHL PLUS (FT Green LLC, США) — оптимальне рішення

atLEAF — сучасні хлорофіл-метри американської компанії FT Green LLC, створені як доступна альтернатива дорогим SPAD-приладам без втрати точності вимірювань.

Лінійка включає кілька моделей:

• atLEAF CHL — базова версія для оперативних вимірювань у польових умовах;
• atLEAF CHL PLUS — розширена модель із підвищеною стабільністю показів та функцією конверсії в SPAD;
• atLEAF CHL BLUE — версія з бездротовою передачею даних через Bluetooth, що дозволяє одразу синхронізувати результати з мобільним застосунком або ноутбуком.

Технічні характеристики (atLEAF CHL PLUS):

• Довжини хвиль вимірювання: 660 нм / 940 нм
• Площа вимірювання: ~28 мм² (діаметр 6 мм)
• Повний цикл вимірювання на рослині: 5-10 секунд
• Одиниці вимірювання: atLEAF units + функція конверсії в SPAD
• Пам'ять: 64 вимірювання з можливістю групування по культурах
• Живлення: 2× AAA батарейки (до 5,000 вимірювань)
• Вага: 150 г
• Корпус захищений від пилу та бризок (заявлений рівень захисту IP54)
• Робочий діапазон температур: -10°C до +50°C

Переваги atLEAF CHL PLUS:

• ✅ Оптимальне співвідношення ціна/якість — приблизно в 6 разів доступніший за SPAD
• ✅ Науково підтверджена точність — кореляція з SPAD R² = 0.82-0.91 (Zhu et al., 2012)
• ✅ Швидший робочий цикл — 5-10 секунд проти ~10 секунд у SPAD
• ✅ Компактність та легкість — 150 г проти 225 г (SPAD), зручно тримати цілий день
• ✅ Велика пам'ять — 64 вимірювання з групуванням проти 30 у SPAD
• ✅ Висока автономність — до 5,000 вимірювань на комплект батарейок AAA
• ✅ Конверсія в SPAD — можливість використання існуючих калібрувальних таблиць
• ✅ Локальна підтримка — сервіс і гарантія в Україні

Висновок: atLEAF CHL PLUS поєднує науково валідовану точність (еквівалентну SPAD) з економічною доступністю та повноцінною підтримкою в Україні. Це робить його оптимальним рішенням для виробничих господарств будь-якого масштабу.

Порівняльний аналіз: що обрати для вашого господарства

Критерій	SPAD-502 Plus	Yara N-Tester	atLEAF CHL PLUS
Орієнтовна вартість	$2,000-2,500	$1,800-2,200	~$350-$550
Повний цикл вимірювання на рослині	~10 сек	~10 сек	5-10 сек
Вага	225 г	~220 г	150 г
Наукова база	5,000+ публікацій	200+ публікацій	349+ публікацій
Точність (R² з N)	0.82-0.95	0.82-0.95	0.75-0.91
Пам'ять	30	99	64 (з групуванням)
Конверсія в SPAD	—	—	Так
Автономність	~2,000 вимірювань	~2,000 вимірювань	~5,000 вимірювань
Офіційний сервіс в Україні	Відсутній	Відсутній	Є (Simvolt.ua)
Гарантія в Україні	Ні	Ні	2 роки
Сервісне обслуговування	Тільки за кордоном	Тільки за кордоном	В Україні

Наукові дослідження: підтвердження ефективності atLEAF

Ефективність atLEAF як інструменту для управління азотним живленням підтверджена численними науковими дослідженнями.

Дослідження 1: Порівняння atLEAF та SPAD (Zhu et al., 2012)

Публікація: Canadian Journal of Soil Science 92(4): 645-648
Автори: J. Zhu, N. Tremblay, Y. Liang
Культури: Ріпак (канола), пшениця, ячмінь, картопля, кукурудза

Методологія: Прямe порівняння вимірювань atLEAF та SPAD-502 на п'яти культурах з подальшою деструктивною екстракцією хлорофілу для валідації.

Ключові результати:

• Кореляція між показниками atLEAF та SPAD: R² = 0.82-0.91
• Обидва прилади показали еквівалентну точність оцінки вмісту хлорофілу
• Лінійний зв'язок між atLEAF та SPAD дозволяє конверсію значень
• Розроблено формулу конверсії для пшениці: SPAD = 0.76 × atLEAF + 12.3

Висновок дослідників: "atLEAF може використовуватися як економічно ефективна альтернатива SPAD-502 без втрати точності вимірювань хлорофілу та оцінки азотного статусу культур"

Дослідження 2: N-менеджмент озимої пшениці з atLEAF (Ali et al., 2021)

Публікація: Experimental Agriculture, Cambridge University Press
Автори: A.M. Ali, S.M. Ibrahim, Bijay-Singh
Місце: Західна дельта Нілу, Єгипет
Тривалість: 8 польових експериментів протягом 3 сезонів (2017-2020)

Методологія: Використання atLEAF на стадії кущення (Feekes 6) для визначення потреби в додатковому азоті з використанням методу Sufficiency Index.

Ключові результати:

• Зменшення дози азоту на 57-60 кг N/га порівняно зі стандартним табличним підходом
• Врожайність при використанні atLEAF-менеджменту була аналогічною або вищою за контроль
• Підвищення ефективності використання азоту на 20-35%
• Вимірювання atLEAF на фазі Feekes 6 пояснювали 55% варіації в поглинанні азоту та 53% варіації врожайності

Висновок дослідників: "atLEAF-базований N-менеджмент з використанням методу Sufficiency Index дозволяє істотно підвищити ефективність використання азотних добрив при збереженні високих рівнів врожайності"

Дослідження 3: Мета-аналіз хлорофіл-метрів (Bijay-Singh & Ali, 2020)

Публікація: Sensors (MDPI) 20(4): 1127
Тип: Систематичний огляд літератури
Охоплення: Аналіз застосування хлорофіл-метрів у країнах, що розвиваються

Ключові висновки:

• Хлорофіл-метри (включно з atLEAF) підвищують ефективність використання азоту на 20-61% порівняно з табличним внесенням
• Зменшення втрат азоту через вимивання на 57-81%
• Зниження емісії парникових газів (N₂O) на 54-68%
• Метод Sufficiency Index показав найкращі результати серед різних підходів до N-менеджменту

Практична методологія: як працювати з atLEAF

Метод Sufficiency Index (SI) — рекомендований підхід

Найточніша методика роботи з N-тестером базується на концепції індексу достатності (Sufficiency Index). Цей підхід передбачає порівняння показників основного поля з контрольною зоною, де азот гарантовано не є лімітуючим фактором.

Крок 1: Створення N-rich зони

На репрезентативній ділянці кожного поля (не в ямі, не на пагорбі) створюється контрольна смуга довжиною 10-20 метрів та шириною щонайменше 3 метри (ширина сівалки). На цю зону вносять підвищену дозу азоту — 150-180% від планової норми. Важливо позначити зону GPS-координатами та фізичними маркерами.

Оптимальні дози для N-rich зон (приклади):

• Пшениця озима: 180-210 кг N/га (якщо стандарт 120-140 кг/га)
• Кукурудза: 240-270 кг N/га (якщо стандарт 160-180 кг/га)
• Ріпак озимий: 270-300 кг N/га (якщо стандарт 180-200 кг/га)

Крок 2: Вимірювання на критичних фазах

Вимірювання проводяться на фенологічних фазах, коли рослини найбільш чутливі до азотного живлення:

Озима пшениця:

• Відновлення вегетації (BBCH 25-29)
• Вихід у трубку (BBCH 31-37) — найкритичніша фаза
• Колосіння (BBCH 51-59) — для корекції білка в зерні

Кукурудза:

• V6 (6 листків) — критична фаза визначення продуктивності
• VT (викидання волоті) — фінальна корекція

Ріпак озимий:

• Розетка 6-8 листків (осінь)
• Стеблування (BBCH 30-35) — найважливіша весняна фаза
• Бутонізація (BBCH 50-55) — остання можливість корекції

Крок 3: Техніка вимірювання

• Вимірювання проводяться в ранкові години (09:00-11:00) або в похмуру погоду. Це мінімізує вплив фотостресу.
• Листя має бути сухим (не одразу після дощу або роси)
• Вибирається верхній повністю розгорнутий лист (для пшениці) або специфічний лист залежно від культури та фази
• Мінімум 20-30 рослин на кожну зону (N-rich та тестова ділянка)
• 3 вимірювання на кожній рослині на різних листках
• Уникати старих, пошкоджених або хворих листків

Крок 4: Розрахунок Sufficiency Index

Після завершення вимірювань розраховується середнє значення для N-rich зони та для тестової ділянки. Далі обчислюється індекс:

SI = atLEAF_{тестова ділянка} / atLEAF_{N-rich зона}

Крок 5: Інтерпретація та прийняття рішення

Значення SI	Діагноз	Рекомендована дія	Терміновість
SI > 0.97	Азот достатньо	Підживлення не потрібне, відкласти	—
SI = 0.93-0.97	Помірний дефіцит	Внесення додаткового азоту	Протягом 7 днів
SI < 0.93	Сильний дефіцит	Термінове внесення азоту	1-3 дні

Приклад розрахунку

Ситуація: Озима пшениця, фаза виходу в трубку (BBCH 32), квітень

Вимірювання N-rich зони:
43.5, 44.1, 42.8, 43.9, 44.5, 43.2, 44.8, 43.6, 44.2, 43.0, 44.7, 43.4, 44.0, 43.8, 44.3, 42.9, 44.6, 43.7, 44.4, 43.1
Середнє: 43.7

Вимірювання тестової ділянки:
38.2, 39.1, 37.8, 38.5, 39.7, 38.8, 39.4, 37.5, 38.3, 39.6, 37.2, 38.9, 39.8, 38.1, 37.7, 39.3, 38.6, 38.4, 39.0, 37.9
Середнє: 38.6

Розрахунок SI:
SI = 38.6 / 43.7 = 0.883

Інтерпретація:
SI < 0.93 → Діагностується сильний дефіцит азоту → Рекомендується термінове внесення додаткового азоту протягом 1-3 днів

Переваги atLEAF для українських аграріїв

Після детального аналізу технічних характеристик, наукової бази та практичних аспектів використання можна виділити ключові переваги atLEAF CHL PLUS для українського ринку:

1. Економічна доступність

atLEAF приблизно в 6 разів доступніший за SPAD-502 Plus при науково підтвердженій еквівалентній точності. Для господарств з обмеженим інвестиційним бюджетом це реальна можливість впровадити технологію точного управління азотом.

2. Повноцінна підтримка в Україні

Simvolt — офіційний постачальник і сервіс-партнер atLEAF в Україні. На відміну від SPAD та Yara N-Tester, які практично неможливо придбати офіційно з локальною підтримкою, atLEAF забезпечений повним циклом супроводу:

• Технічна консультація при виборі та налаштуванні
• Наявність приладів на складі в Україні
• Навчання персоналу роботі з приладом
• Офіційна гарантія
• Постгарантійний ремонт та сервіс

3. Науково підтверджена точність

Сотні рецензованих наукових публікацій (349+) підтверджують ефективність atLEAF. Кореляція з еталонним SPAD-502: R² = 0.82-0.91. Це означає, що atLEAF забезпечує практично ідентичні результати при значно нижчій вартості.

4. Сумісність з SPAD-протоколами

Функція конверсії atLEAF → SPAD дозволяє використовувати наявні калібрувальні таблиці, порогові значення та рекомендації, розроблені для SPAD за десятиліття досліджень.

5. Практичні переваги для польової роботи

• Швидкий робочий цикл (5-10 сек проти ~10 сек у SPAD)
• Менша вага (150 г vs 225 г) — можна працювати цілий день без втоми
• Більша пам'ять (64 вимірювання з групуванням)
• Вища автономність (до 5,000 вимірювань на комплект батарейок)
• Захист корпусу від пилу та бризок (IP54, за даними виробника)

6. Універсальність застосування

Підтверджена ефективність для основних культур українського АПК:

Культура	Кореляція з азотом (r)	Очікувана економія азоту
Озима пшениця	0.82-0.91	40-60 кг N/га
Кукурудза	0.75-0.88	50-70 кг N/га
Ріпак озимий	0.79-0.85	30-50 кг N/га
Ярий ячмінь	0.80-0.88	35-55 кг N/га
Соняшник	0.72-0.82	20-40 кг N/га
Картопля	0.78-0.86	30-50 кг N/га

Висновки

N-тестери (хлорофіл-метри) — це науково валідований інструмент для оптимізації азотного живлення сільськогосподарських культур. Порівняльний аналіз трьох основних моделей на ринку дозволяє зробити наступні висновки:

• SPAD-502 Plus залишається еталоном для досліджень, проте його висока вартість та відсутність локальної підтримки в Україні роблять його малопридатним для щоденного виробничого моніторингу в полі.
• Yara N-Tester технічно еквівалентний SPAD, але фактично повторює ті ж обмеження (ціна, відсутність локального сервісу, залежність від бренду добрив).
• atLEAF CHL PLUS поєднує науково підтверджену точність (R² = 0.82-0.91 з SPAD), доступну ціну та повноцінну локальну підтримку через сервіс-партнера в Україні — Simvolt.

Для українських господарств в умовах високих цін на мінеральні добрива впровадження технології N-тестування вже не розкіш, а економічна необхідність.

Для кого рекомендовано atLEAF CHL PLUS:

• Виробничі господарства від 50 га зернових/технічних культур
• Інтенсивні технології з високими дозами азотних добрив
• Виробництво високобілкової пшениці
• Органічне землеробство (контроль ефективності органічних добрив)
• Зрошувані землі з можливістю фертигації
• Овочівництво закритого та відкритого ґрунту

Де придбати atLEAF CHL PLUS

Офіційний постачальник і сервіс-партнер atLEAF в Україні — компанія Simvolt.

Переваги придбання через Simvolt:

• Технічна консультація при виборі моделі
• Офіційна гарантія
• Підтримка в процесі експлуатації приладів
• Постгарантійний ремонт та сервіс в Україні

Переглянути всі N-тестери atLEAF →

Для отримання консультації щодо впровадження технології N-тестування у вашому господарстві звертайтесь до технічних спеціалістів Simvolt.

---

Основні джерела

1. Zhu, J., Tremblay, N., Liang, Y. (2012). Comparing SPAD and atLEAF values for chlorophyll assessment in crop species. Canadian Journal of Soil Science 92(4): 645-648.
2. Ali, A.M., Ibrahim, S.M., Singh, B. (2021). Fixed-time corrective dose fertilizer nitrogen management in wheat using atLeaf meter and leaf colour chart. Experimental Agriculture, Cambridge University Press.
3. Bijay-Singh, Ali, A.M. (2020). Using Hand-Held Chlorophyll Meters and Canopy Reflectance Sensors for Fertilizer Nitrogen Management in Cereals in Small Farms in Developing Countries. Sensors (MDPI) 20(4): 1127.
4. Blackmer, T.M., Schepers, J.S. (1995). Use of a chlorophyll meter to monitor nitrogen status and schedule fertigation for corn. Journal of Production Agriculture 8: 56-80.
5. Tremblay, N., Wang, Z., Cerovic, Z.G. (2011). Sensing crop nitrogen status with fluorescence indicators. Agronomy for Sustainable Development.
6. Mendoza-Tafolla, R.O., Juarez-Lopez, P., Ontiveros-Capurata, R.E., Sandoval-Villa, M., Alia-Tejacal, I., Lopez-Martinez, V. (2019). Estimating nitrogen and chlorophyll status of Romaine lettuce using SPAD and atLEAF readings. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca.

---

© 2025 Simvolt. Експертна стаття для офіційного сайту компанії.