|
|
ОглавлениеГлава 1. История развития агрохимии Глава 4. Химическая мелиорация почв Глава 5. Азотное питание и трансформация азота в почве Глава 6. Фосфорное питание растений Глава 7. Калийное питание растений Глава 8. Комплексные удобрения Глава 10. Органические удобрения Глава 11. Удобрение сельскохозяйственных культур Глава 12. Удобрение зернобобовых культур Глава 13. Физиологические основы питания и удобрения гречихи и картофеля Глава 14. Особенности питания и удобрения сахарной свеклы Глава 15. Особенности питания и удобрения масличных культур Глава 16. Питание и удобрение овощных культур Глава 18. Удобрение многолетних трав Глава 19. Удобрение плодовых и ягодных культур Глава 20. Приемы, способы и сроки внесения удобрений Глава 21. Особенности удобрения овощных культур в защищенном грунте Глава 22. Биологическое земледелие Глава 23. Определение потребности сельскохозяйственных культур в удобрениях Глава 24. Агрохимия радиоактивных изотопов Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгуГлава 11. Удобрение сельскохозяйственных культур11.1. Физиологические основы питания и удобрения основных зерновых культурЗерновые культуры составляют основу питания человека и домашних животных. В настоящее время в мире ежегодно производится более 2,2 млрд. т зерна. При средней урожайности зерновых в 2013 г. 30 ц/га, в странах Западной Европы она составляет 50–80 ц/га, в России — 15–16 ц/га. Высокое содержание питательных веществ в зерне, относительно низкая стоимость и оптимальное соотношение белка к крахмалу (1:4–5) делает зерно важнейшим продовольственным продуктом для населения большинства стран и основой приготовления концентрированных кормов для животных. Среди большого количества видов зерновых злаковых культур наибольшее хозяйственное значение имеют пшеница, рожь, ячмень, кукуруза, овес и во многих южных странах — рис. В зависимости от условий выращивания, для формирования урожая зерновые используют на каждую 1 т зерна и соответствующее количество соломы растения N — 25–35 кг, Р2О5–10–14 и К2О — 20–30 кг. При урожае зерна 50 ц/га вынос зерном и соломой составляет 125–140 кг N, 50–65 кг Р2О5 и 100–150 кг К2О с 1 га, т. е. примерно такое же количество элементов питания, как картофель или овощные культуры. Среди зерновых культур озимая рожь и овес отличаются хорошей способностью использовать элементы питания почвы и удобрений, что связано с более мощной, хорошо разветвленной корневой системой и более продолжительным периодом вегетации по сравнению с пшеницей и ячменем. Пшеница и ячмень для формирования равных урожаев нуждаются в более высоком уровне минерального питания, чем рожь или овес. При удобрении зерновых необходимо учитывать также целевое назначение зерна. Эффективность применения органических удобрений под зерновые культуры довольно высокая, однако всегда ниже, чем внесение их под овощные культуры, корнеплоды и картофель. Поэтому под яровые зерновые органические удобрения обычно не вносят. Высокая доля зерновых в структуре посевных площадей (севообороте) способствует стабилизации и повышению (при внесении минеральных удобрений) содержания гумуса в почве в результате поступления в почву большего количества пожнивных и корневых растительных остатков. 11.2. Удобрение озимой пшеницыНаряду с основным удобрением наиболее часто применяют азотные подкормки зерновых культур. В агрохимическом аспекте, чем ближе сроки внесения удобрений к периоду наиболее интенсивного потребления элементов питания растениями, тем выше их доступность и эффективность применения вследствие уменьшения потерь элементов питания, химической и биологической иммобилизации. Однако поскольку все элементы, кроме азота, связываются в почве в зоне их внесения химически или обменно, то подкормки зерновых культур фосфорными и калийными удобрениями практически не проводят. Азотные удобрения очень лабильны. Аммонийный азот не перемещается по профилю почвы вследствие адсорбции его ППК почвы лишь непродолжительное время, а после нитрификации значительная часть азота нитратов вымывается из почвы в осенний и весенний периоды. Поэтому в зонах достаточного и избыточного увлажнения под яровые культуры азотные удобрения не вносят осенью, поскольку значительная его часть будет потеряна за осенний и ранневесенний периоды. Под озимые культуры перед посевом вносят небольшие дозы азота, так как внесение его в дозах, превышающих потребность растений за осенний период, оказывает негативное влияние на их перезимовку, приводит к вымерзанию и выпреванию озимых. В связи с этим под озимые культуры с осени вносят 30–40 кг/га азота удобрений, оставшуюся его часть вносят весной в подкормку. Опытами установлено, что ранневесенние подкормки озимых зерновых культур в период возобновления вегетации и в начале активного роста растений значительно повышают их эффективность по сравнению с осенним сроком внесения. Коэффициенты использования азота удобрений, внесенных в весеннюю подкормку, в 1,5–2,5 раза выше, нежели при внесении удобрений осенью. Необходимость проведения азотных подкормок в весенний период устанавливают по состоянию озимых после перезимовки и по результатам почвенной диагностики, а для второй и третьей азотной подкормки соответственно в фазу выхода в трубку и колошения — цветения по результатам растительной диагностики (Державин, 2008). Для установления необходимости проведения поздних некорневых азотных подкормок в целях повышения содержания белка в зерне пшеницы и установления доз азотных удобрений проводят листовую диагностику в период колошения — молочной спелости на содержание в них общего азота (табл. 11.1). Таблица 11.1 Дозы азота при поздней некорневой подкормке озимой пшеницы для повышения качества зерна по результатам растительной диагностики
Использование рекомендуемого ранее 3–5% раствора мочевины экономически не оправдано, поскольку, с одной стороны, требуется большое количество раствора, с другой стороны, капли раствора мочевины на листьях растений в летний период быстро испаряют воду и через 15–20 минут находятся в стадии насыщенного раствора. Для некорневых подкормок рекомендуется использовать 30–35% раствор мочевины. Наблюдаемые ожоги листьев растений связаны в большей степени с качеством распыла раствора мочевины, а не с концентрацией раствора. Необходимость проведения поздних азотных подкормок зерновых культур для повышения качества зерна устанавливают на основании рекомендаций, разработанных зональными научными учреждениями и агрохимической службой для конкретных почвенно-климатических условий. Среди озимых зерновых озимая пшеница занимает лидирующее положение. В 2010–2013 гг. ее посевы в России занимали около 11 млн. га, озимая рожь 2,0 млн. га. Основные площади посева озимой пшеницы сосредоточены в европейской части. Новые сорта озимой пшеницы обладают высокой потенциальной (до 200–220 ц/га) и реальной (80–120 ц/га) продуктивностью. В странах Западной Европы (Германии, Великобритании, Бельгии, Голландии и др.) средняя урожайность озимой пшеницы за последние 5 лет составляет 60–80 ц/га, многие фермеры ежегодно получают 100–120 ц/га, рекордные урожаи зерна превысили 170 ц/га. В целом сбор зерна злаков (без риса) в мире превышает уже 600 млн. т. Озимая пшеница очень требовательна к плодородию почв, она не переносит высокой кислотности. Оптимальное значение рНКС1 6–7. Азот и калий пшеница усваивает до цветения, а фосфор — до молочной спелости зерна, а в условиях повышенной влажности — до молочно-восковой спелости. Основное количество азота, фосфора и калия пшеница потребляет до колошения. В зависимости от условий произрастания озимая пшеница на формирование 10 ц зерна и соответствующего количества побочной продукции (соломы) использует 25–30 кг N, 10–14 кг Р2О5 и 20–25 кг К2О. Осенью пшеница нуждается в усиленном фосфорном и калийном и умеренном азотном питании. Фосфор в этот период стимулирует развитие корневой системы и повышает устойчивость к неблагоприятным условиям. При достаточной обеспеченности растений фосфором и калием в осенний период они хорошо развиваются и накапливают больше сахаров, что способствует лучшей их перезимовке. Внесение органических удобрений (25–35 т/га) также значительно повышает зимостойкость растений и интенсивность отрастания в ранневесенний период. Динамика потребления элементов питания пшеницей довольно тесно коррелирует с ее ростом. В период осенней вегетации озимая пшеница потребляет относительно небольшое количество элементов питания (20–25 кг/га N, 6–8 кг/га Р2О5 и 15–20 кг/га К2О), однако в молодом возрасте она очень чувствительна к их недостатку. Наиболее интенсивно озимая пшеница потребляет элементы питания в период от фазы весеннего кущения до колошения, в период быстрого нарастания вегетативной массы. Озимая пшеница, отличающаяся от яровых зерновых длительным периодом вегетации (280–320 дней), хорошо отзывается на органические удобрения. Оптимальная доза внесения навоза для Нечерноземной зоны 30–35 т/га, в степных районах — 20–25 т/га. Действие минеральных удобрений на урожай озимой пшеницы обусловливается многими факторами, среди которых определяющее значение имеют уровень плодородия почвы, сроки и способы внесения удобрений. С повышением плодородия почвы значительно уменьшается зависимость продуктивности пшеницы от неблагоприятных погодных условий. В Нечерноземной зоне на хорошо окультуренных почвах урожайность озимой пшеницы без удобрений составляет примерно 25–30 ц/га, и для получения урожая 40–45 ц/га требуется гораздо меньше удобрений, чем на почвах с низким плодородием. Удобрение азотом. Необходимость допосевного (осеннего) внесения азотных удобрений зависит от содержания минерального азота в пахотном слое почвы перед посевом, предшественника и гумусированности почвы. Поскольку до прекращения осенней вегетации (ухода в зиму) озимая пшеница потребляет около 20–25 кг/га азота, то для удовлетворения потребности растений в азоте, с учетом коэффициента использования минерального азота почвы (40–50%), требуется, чтобы содержание минерального азота в корнеобитаемом слое (0–35 см) было не менее 40–45 кг/га. Таким количеством азота, с учетом текущей минерализации азотсодержащих органических веществ почвы, растения, как правило, будут обеспечены после бобовых предшественников, при внесении органических удобрений и при высоком содержании гумуса в почве. Осенью азотные удобрения в дозе 25–35 кг/га следует вносить, если озимые высевают после не бобовых предшественников, а также на дерново-подзолистых почвах с содержанием гумуса меньше 2%. На хорошо окультуренных дерново-подзолистых и серых лесных почвах, черноземах и на всех почвах после рано убранных бобовых культур, а также при внесении органических удобрений, под озимые азотные удобрения осенью вносить не следует, поскольку избыточное азотное питание снижает зимостойкость растений. Для рационального применения азота важное значение имеет почвенная диагностика азотного питания, которая позволяет более точно регламентировать дозы азотных удобрений. Важным условием повышения урожайности пшеницы и эффективности азотных удобрений является дробное их внесение. Первую подкормку озимых проводят ранней весной при возобновлении вегетации растений, как только можно приступить к полевым работам. Дозу азотных удобрений корректируют с учетом состояния посевов. При плотности стеблестоя ранней весной более 1000 шт/м2 доза азота не должна превышать 45 кг/га, остальную часть азотных удобрений лучше внести в фазу выхода в трубку, при густоте стеблестоя 800–1000 шт. на 1 м2 оптимальная доза азота 50–60 кг/га, при разреженном стеблестое (< 600 шт/м2) дозу азота следует увеличить на 25–30%. Лучшим азотным удобрением для ранневесенней подкормки озимых является аммонийная селитра, так как нитраты быстро проникают в зону активных корней, а поглощенный на поверхности почвы аммоний нитрифицируется по мере повышения температуры и тем самым пролонгирует азотное питание растений. Для оптимизации азотного питания в начале трубкования проводят растительную диагностику, на основании которой определяется необходимость подкормки азотом. Подкормки проводят твердыми (аммонийной селитрой, мочевиной) или жидкими (10–15% раствором КАС или мочевины) азотными удобрениями. Благодаря дифференцированному применению азотных удобрений удается нивелировать влияние предшественников на урожайность озимой пшеницы. Получение высоких урожаев зерновых (> 60 ц/га) в Нечерноземной зоне путем внесения удобрений лимитируется полеганием, что существенно ограничивает реализацию потенциальных возможностей сорта. Значительно уменьшить полегание зерновых можно путем дробного применения азотных удобрений. Для уменьшения полегания озимой пшеницы при планировании урожаев выше 50 ц/га во многих европейских странах всю дозу азота удобрений распределяют на 2–4 срока: до посева, подкормку ранней весной, дополнительную и позднюю подкормку, при этом чем выше урожайность, а следовательно, и доза азота, тем большая часть азота переносится в подкормки. Дозы азота удобрений для допосевного внесения определяются исходя из плодородия почвы ее гранулометрического состава и предшественника. При ранневесенних подкормках, как отмечалось ранее, дозу корректируют с учетом густоты стояния посевов и количества потребляемого азота растениями до очередного срока внесения азота (обычно до середины выхода растения в трубку). Внесение азота до посева и ранней весной служит в основном для повышения урожайности зерновых; азот, вносимый в середине выхода растений в трубку, оказывает влияние на урожайность и содержание белка в пшенице; поздние подкормки в фазу цветения — начало молочной спелости существенно повышают качество (белковость) зерна и не оказывают влияния на урожайность. Полегание зерновых зависит в основном от длины и диаметра стебля (соломины) и массы колоса. Усиление азотного питания растений в районах с влажным климатом почти всегда вызывает удлинение соломины и уменьшение ее диаметра, поскольку значительная часть сахаров используется на синтез белков и меньше расходуется на образование механических тканей в соломине. Более того, обильное азотное питание значительно увеличивает размер листьев, что в свою очередь вызывает недостаток освещения, снижение интенсивности фотосинтеза и образование непрочных этиолированных стеблей. Дробное внесение всей дозы азота в 2–3 срока предотвращает избыточное азотное питание и усиленное кущение растений, что способствует формированию более прочной соломины. На черноземных и каштановых почвах допосевное внесение азотных удобрений после хороших предшественников не оказывает сущеcтвенного влияния на осеннее развитие озимых, поэтому всю дозу азота (30–60 кг/га) вносят в подкормку ранней весной, а дополнительное, предназначенное для повышения белковости зерна количество азота вносят после цветения путем опрыскивания посевов мочевиной в дозе 30–40 кг/га. Многолетние бобовые и бобово-злаковые травы с преобладанием бобового компонента оставляют после себя большое количество (80–160 кг/га) органического азота в составе пожнивных и корневых остатках, что позволяет при размещении после них озимой пшеницы значительно (на 30–40 кг/га) уменьшить дозу азота удобрений (табл. 11.2). Для получения на хорошо окультуренных дерново-подзолистых почвах 45–50 ц/га зерна озимой пшеницы, высеваемой после клевера, необходимо вносить 80–90 кг/га азота удобрений, а после не бобовых предшественников — 110–120 кг/га. Высокая эффективность применения азотных удобрений может быть достигнута только при достаточной обеспеченности растений другими элементами питания и в первую очередь фосфором и калием. При низком содержании подвижного фосфора в дерново-подзолистой почве высокие дозы азота (N120–150), внесенные на фоне Р60К60, не повышали урожайность пшеницы из-за дефицита фосфора, в то время как при более высоком содержании подвижного фосфора в почве (100–150 мг/ кг) внесение N120–150 и Р60К60 обеспечивало прибавки урожая 18,9 и 20,6 ц/га (табл. 11.2). Таблица 11.2 Действие возрастающих доз азота удобрений по фону Р60К60 в зависимости от содержания подвижного фосфора в дерново-подзолистой почве
По данным И. С. Шатилова и А. Г. Замараева (2005), в зоне достаточного увлажнения и при орошении дробное внесение азота удобрений весной и в середине выхода в трубку при планировании высоких урожаев значительно снижает полегание пшеницы и благодаря хорошему усвоению азота развитой к этому времени корневой системой существенно повышает урожайность и белковость зерна. Следует отметить, что дробное внесение азота под зерновые целесообразно лишь в том случае, когда предусмотрены большие дозы. При дефиците средств на удобрения в сложившихся в настоящее время экономических условиях, наиболее эффективны ранневесенние азотные подкормки аммонийной селитрой в дозе 30–40 кг/га, поскольку для осеннего азотного питания озимых в почве содержится минеральный азот (табл. 11.3). Таблица 11.3 Эффективность азотных подкормок в начале выхода в трубку зерновых культур
Большие дозы азотных удобрений (>120 кг/га) в районах с влажным климатом и в условиях орошения целесообразно вносить в 2–3 приема в следующие сроки: перед севом или ранней весной, в середине трубкования и для повышения качества зерна в фазу колошения — цветения. Более дробное внесение, даже высоких доз азотных удобрений, неэффективно. Сроки и дозы внесения азота должны быть приведены в соответствие с потребностью в нем растений в определенный период вегетации. Поздние некорневые подкормки азотом лучше проводить с помощью авиации, однако в силу больших затрат на авиаподкормки экономичнее проводить подкормки наземной техникой. В сухую погоду легкий колесный трактор может двигаться по посевам высотой до 30–35 см без большого ущерба для растений. Можно также при высеве семян оставлять незасеянными колеи от колес трактора (технологические колеи), которые используются для прохода трактора во всех последующих мероприятиях по уходу, борьбе с сорняками и поздней подкормке азотом. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
