В современных условиях рискованного земледелия Украины основным фактором получения высоких устойчивых урожаев зерновых культур является совершенствование технологии их выращивания и, прежде всего, повышение эффективности использования почв и минеральных удобрений.
Пшеница озимая
Среди зерновых колосовых культур пшеница озимая самая требовательная к условиям питания. Каждый этап ее органогенеза характеризуется соответствующими требованиями к условиям минерального питания. В развитии пшеницы выделяют два критических периода обеспеченности элементами питания: первый — от появления всходов до прекращения осенней вегетации, когда растения чувствительны к недостатку азота и фосфора, и второй — от начала возобновления весенней вегетации и до выхода в трубку, который характеризуется достаточно высокой чувствительностью растений к недостатку азота.
Величина урожая зерна и его качество прежде всего зависит от обеспечения растений азотом в течение вегетации. Обычно зерновые культуры усваивают азот в такой динамике,% от общего количества: прорастание и всходы — 8, кущение — 28, выход в трубку — 36, колошение и цветение — 2, налив зерна — 16. Недостаток или избыток азота в фазе кущения, сроки его внесения и метеорологические условия могут значительно влиять на закладку и формирование побегов кущения. Если недостаток азота наблюдается перед прорастанием спящей почки нового побега, то он не образуется. Во время развития в распределении и реутилизации азота растение пшеницы отдает предпочтение прежде всего молодым побегам и листьям. Поскольку побег формируется уже в период образования третьего листа, то в это время особенно важно наличие азота для развития побегов, то есть кущения.
Если диагностикой была обнаружена недостача азота при формировании 4-5-го листа на основном стебле, то поверхностное внесение удобрений после формирования 6-го листа будет очень поздним для формирования первых двух побегов. Третий побег еще может сформироваться, однако первый и второй будут потеряны, а заодно и высокий урожайный потенциал. По сути, недостаточное питание азотом после формирования 2-3-го побегов ограничивает размеры растения до одного главного стебля и трех побегов.
Растение способно формировать новые побеги, пока происходит питание азотом и не начинают действовать другие ограничительные факторы либо не поступит сигнал (сумма активных температур или продолжительность светового дня) к удлинению стебля. Тогда растение перейдет в фазу выхода в трубку, а новые побеги перестанут образовываться.
Одной из существенных особенностей озимой пшеницы, как и других растений, является неразрывность азотного и серного питания. Сера, как и азот, — составная протеина в растениях. В случае ее дефицита в питательной среде прекращается восстановление и ассимиляция азота растениями. Для диагностики недостатка серы предложено считать критическим содержание ее подвижных соединений в почве — менее 12 мг/кг. Симптомы дефицита серы почти такие же, как и азота, но четче выражены. Растения слабо кустятся, низкорослые, от светло-зеленого до полностью желтого цвета.
При определении дозы и состава основного удобрения важно учитывать их влияние на зимостойкость растений, которая зависит от накопления с осени защитных веществ, прежде всего сахаров, и биохимических и физиологических факторов обмена веществ. Фосфорные и калийные удобрения способствуют большему накоплению этих веществ и значительно улучшают другие физиологически биохимические показатели зимостойкости растений. Этим и объясняется их высокое действие в основном удобрении.
Питание растений фосфором в начале их роста происходит в основном благодаря использованию питательных веществ семян. Корневая система молодых растений слабо усваивает труднорастворимые соединения фосфора из почвы, поэтому в начале вегетации нужно иметь резерв хорошо растворимых соединений этого элемента. Если учесть массу пахотного слоя почвы (3 тыс. т/га) и принять, что его влажность 25% (хотя эти запасы не все доступные для растений), то при концентрации 0,05 мг Р2О5 на 1 л почвенного раствора общее его количество составит лишь 0,4 кг/га. В статистических условиях миграция ионов Н2РО4— почти отсутствует. Поэтому при низкой растворимости удобрений и значительных расстояниях между их гранулами в почве возникает вероятность позиционной недоступности усвоение фосфора растениями, поскольку этот процесс только в результате диффузии в небольшой зоне вокруг корня. В несение фосфорных удобрений в ряд в четыре-пять раз эффективнее, чем вразброс, так как коэффициент использования из них фосфора достигает 40-60%.
Калий, как и другие элементы питания, поступает из почвы с первых дней роста пшеницы озимой до начала ее цветения. Он увеличивает холодостойкость растений, укрепляет стебли, что особенно важно для склонных к полеганию сортов. Калий в средней степени влияет на величину урожая, но очень сильно — на его качество (благодаря повышению устойчивости растений к болезням). При недостатке калия осенью, в период интенсивного роста, верхние темно-зеленые листья желтеют, затем желтеют и нижние, основной стебель пшеницы озимой укорачивается (из-за коротких и тонких междоузлий), в результате растения становятся слабыми, склонными к полеганию. Листья желтеют и со временем засыхают, начиная с верхней части стебля, потом начинают желтеть по краям и старые листья, колоски поникают, созревание зерна задерживается. Корни дополнительных побегов или вообще не развиваются, или появляются, однако не разрастаются. Многие из этих симптомов типичны для растений после стресса и во время засухи.
Поэтому при составлении системы удобрения озимой пшеницы важно учитывать условия его выращивания. В любом случае нельзя допускать преимущества азотного питания над фосфорным и калийным. Для решения вопроса о внесении азота в основное удобрение существует единое мнение: на почвах с низким содержанием его минеральных форм (менее 20 мг/кг пахотного слоя почвы) вносят 20-30 кг/га азота минеральных удобрений.
При установке целесообразности осеннего внесения азотных удобрений следует учитывать ряд факторов (табл. 1).
Пшеница озимая эффективно реагирует на внесение микроудобрений. Иногда нехватка нескольких десятков граммов одного из микроэлементов тормозит усвоение других элементов питания и приостанавливает повышение урожая даже при высоких фонах питания макроэлементами. Важнейшими микроэлементами для пшеницы озимой являются марганец, молибден, медь, цинк, бор. Их вносят в почву вместе с минеральными удобрениями, а также при внекорневой подкормки и предпосевной обработки семян солями микроэлементов.
Пшеницу озимую подкармливают микроудобрениями осенью в фазе 3-5 листьев в дозе 50 г/га д. в. в баковой смеси с карбамидом (15 кг/га) и при необходимости — с пестицидами.
Марганец активизирует окислительно-восстановительные процессы, способствует повышению содержания сахара в растениях озимой пшеницы, тем самым обеспечивает более высокие морозо- и зимостойкость, значительно влияет на урожай и его качество. Недостаток марганца наблюдается в виде бледно-желтых полос и коричневых пятен на листьях: растения слабые, поникшие, а поле — пятнистое и неоднородное. Для нормального развития пшеницы содержание марганца в растениях в фазе кущения должно быть 50-150 мг/кг сухого вещества.
Медь оказывает значительное влияние на фотосинтез, формирование генеративных органов, синтез лигнина в клеточных стенках, повышает устойчивость растений к болезням, полеганию, их засухо-, жаро- и зимостойкость, способствует лучшему усвоению ими азота. Недостаток меди наблюдается на произвесткованных и щелочных почвах, с высоким содержанием гумуса и слишком высокой температурой, повышенных дозах внесения азотных удобрений (более 100 кг/га д.в.). Медь оказывает значительное влияние на урожайность. Для нормального развития пшеницы озимой содержание меди в ней должно составлять 4-15 мг/кг сухого вещества. Вместо показателя содержания меди удобнее пользоваться соотношением Cu: N, которое должно быть> 1.
Бор способствует синтезу хлорофилла, влияет на формирование генеративных органов, развитие корневой системы, особенно молодых корней. Он почти не перемещается из нижней части растений к точке роста, то есть, повторно не используется. Недостаток бора в питании растений наблюдается на произвесткованных почвах и после внесения высоких доз азотных и калийных удобрений.
Цинк участвует во многих физиологических процессах, способствует росту междоузлий, повышает жаро-, засухо- и морозоустойчивость растений, содержание белка в зерне, устойчивость растений к поражению болезнями. Его недостаток в питании растений наблюдается в виде бледно-желтых полос на листьях параллельных листовым жилкам. Растения приобретают желтый или оранжевый цвет в ранние фазы онтогенеза, тормозятся в росте и развитии. Особое внимание на обеспеченность пшеницы озимой цинком нужно обращать при выращивании ее на почвах с высоким содержанием гумуса и фосфора, применении высоких доз азотных и фосфорных удобрений, известковании, низких температурах.
Рожь озимая
Среди злаковых хлебов она менее прихотлива к плодородию почвы и погодным условиям. Часто на почвах со средним обеспечением подвижными соединениями элементов питания их может не хватать для пшеницы, однако быть достаточно для ржи. Оптимальное значение pHсол для ржи — 5-6, но на ее урожай негативно влияет сильнокислая реакция почвенного раствора. Поскольку рожь выращивают преимущественно на кислых дерново-подзолистых почвах, то известкование последних является одной из мер для повышения урожаев.
Ржи осенью нужно 45 суток вегетации — от посева до наступления зимней паузы в соответствующем регионе. Закладка стебля и колоса у ржи происходит осенью, в фазе кущения растений. Дальнейшее формирование колоса продолжается весной. Поэтому самые ответственные периоды в питании ржи озимой — от появления всходов до вхождения в зиму, а также возобновление вегетации весной. Осенью культура усваивает значительные количества фосфора и калия, нуждается в усиленном питании ними. При достаточном фосфорного и калийного питании растения хорошо укрепляются и накапливают большое количество сахаров, что имеет большое значение для перезимовки.
Вносить или не вносить азотные удобрения осенью — зависит от ряда факторов. Часть дозы азота (20- 30 кг/га) вносят под предпосевную культивацию или в ряды после небобовых предшественников, под поздние посевы, а также на супесчаных и суглинистых почвах с содержанием гумуса менее 2%. На хорошо окультуренных почвах, после бобовых культур, на фоне внесения органических удобрений непосредственно под рожь азотные удобрения не вносят, так как избыточное азотное питание снижает зимостойкость растений.
До окончания фазы кущения посевы ржи усваивают примерно 1/3 азота и 1/4 фосфора и калия от количества их общего выноса за период вегетации. Поэтому рожь осенью должна быть достаточно обеспечена всеми элементами питания.
Рожь озимая имеет мощную корневую систему, способную проникать на значительную глубину и полнее усваивать элементы питания. Кроме того, она лучше, чем другие зерновые культуры усваивает элементы питания из труднорастворимых соединений, например фосфор из фосфоритов. При значительном недостатке фосфора в почве процесс роста ржи резко тормозится, листья скручиваются, на них образуются фиолетово-красные пятна. Иногда растения даже погибают.
Рожь озимая является культурой, которая посредственно реагирует на внесение калийных удобрений. При оптимальном калийном питании растения лучше развиваются, более прочные, менее склонны к полеганию. При недостатке калия осенью, в период быстрого роста растений, сначала желтеют верхние темно-зеленые листья, а затем и нижние. Это приводит к замедлению ассимиляционной деятельности растительного организма. Значительная нехватка в питании растений калия осенью снижает энергию кущения, стебли формируются со слаборазвитой механической тканью, они склонны к полеганию, колоски поникают, созревание зерна задерживается. Растения вследствие этого больше поражаются болезнями. Вместе с калийными удобрениями можно вносить 20 кг/га магния и серы.
Рожь озимая эффективно использует последействие органических удобрений, внесенных под предшественник. Однако при выращивании зерновых культур несколько лет подряд на одном и том же поле органические удобрения вносят непосредственно под рожь. На почвах легкого гранулометрического состава зеленые удобрения (сидераты), припаханные одновременно с фосфорными и калийными удобрениями — в дозе 45-60 кг/га д. в., по эффективности обычно не уступают навозу.
Рожь озимая, по сравнению с пшеницей, требовательнее к обеспечению микроэлементами, особенно на почвах, бедных содержанием их подвижных соединений. Борные удобрения целесообразно применять на торфяных, дерново-подзолистых и оподзоленных почвах. Кроме того, на этих почвах, легких по гранулометрическому составу, нужно также вносить медные удобрения. Цинк применяют на всех типах произвесткованных почв и при высоком содержании в них подвижных соединений фосфора.
Горох озимый
В системе удобрения гороха важно оптимально сочетать биологический азот и азот минеральных удобрений, а также правильно сочетать основное и предпосевное удобрение и подкормки. Фосфорные и калийные удобрения вносят осенью под зяблевую обработку почвы. В условиях неустойчивого и недостаточного увлажнения эффективность удобрений значительно зависит от глубины заделки их во влажную почву. Лучше всего они усваиваются тогда, когда их заделают в слой почвы 12–20 см.
Фосфорные удобрения эффективнее вносить под горох на слабоокультуренных почвах, особенно на черноземах, калийные — на дерново-подзолистых почвах легкого гранулометрического состава. Важной особенностью гороха является способность усваивать фосфор из труднорастворимых соединений, поэтому в качестве основного удобрения под него можно вносить фосфоритную муку и другие водонерастворимые формы фосфорных удобрений. Листовые подкормки фосфорными удобрениями эффективны лишь в начале вегетации для усиленного формирования корневой системы.
Калий во многом определяет величину урожая, поэтому калийный дефицит в питании растений достаточно распространен. При недостатке калия у гороха края нижних листьев желтеют, на нижних — появляются коричневые и бурые пятна, затем листья отмирают. Из калийных удобрений можно использовать все формы. Листовые подкормки калийными удобрениями малораспространены, но могут быть необходимы для снижения его дефицита в питании растений.
Азотные удобрения обычно вносят весной, поскольку на первых этапах роста и развития растения могут полностью обеспечить себя азотом. Поэтому, особенно в холодных условиях, посевы гороха требуют дополнительного азотного питания. Отсюда и положительная реакция на внесение оптимальных доз органических и минеральных удобрений без уменьшения количества фиксированного атмосферного азота. Осенью обычно достаточно внести лишь стартовую дозу азотных удобрений (20-60 кг/га д. в.) под предпосевную культивацию или в ряды во время посева. Это способствует обеспечению растений азотом в начале роста, когда деятельность клубеньковых бактерий еще слаба. Внесение небольшой стартовой дозы минерального азота особенно важно на бедных почвах, так как способствует лучшему развитию клубеньковых бактерий в начале вегетации растений. В случае внесения высоких доз азотных удобрений развитие клубеньковых бактерий на корнях тормозится, снижается их азотфиксирующих активность, горох переходит на питание азотом, который был внесен с минеральными удобрениями.
Горох среднечувствителен к сере. Он усваивает около 30-40 кг/га этого элемента, то есть, примерно столько же, как и фосфора. Сера принадлежит к микроэлементам. При ее недостатке в питании растений замедляется синтез белков, накапливается азот в небелковой форме или в форме нитратов, снижается жизнедеятельность клубеньковых бактерий. Применять серные удобрения нужно в дозах, определяемых содержанием подвижной сульфатной серы в пахотном слое почвы (табл. 2).
Важная роль в удобрении гороха принадлежит удобрениям, в частности содержащим магний, молибден, кобальт, бор, железо, марганец, цинк.
Микроудобрения можно вносить в почву до начала посева (например, 1-1,5 кг/га Mo, 1,5-2 кг/га В), во время посева вместе с фосфорными удобрениями или применяют их при обработке семян бактериальными препаратами (150 г Мо, 70 г Со и 30 г В на 1 т семян), а также для внекорневой подкормки. Оптимальный срок проведения удобрения — в фазе трех листьев культуры. Цинк в виде 0,2%-ного хелатного соединения вносят с периодичностью 7-10 дней после 20-го дня от появления всходов растений.
Применение микроэлементов в технологии выращивания гороха озимого способствует формированию генеративных органов (бор), активизации роста растений благодаря лучшему усвоению азота (кобальт), увеличению количества клубеньков и их массы (молибден). Они ограничивают негативное воздействие неблагоприятных внешних факторов, что улучшает условия роста и развития растений. С физиологической точки зрения особое значение в период вегетации культуры принадлежит бору и кобальту.
До окончания фазы кущения посевы ржи усваивают примерно 1/3 азота и 1/4 фосфора и калия от количества их общего выноса за период вегетации. Поэтому рожь осенью должна быть достаточно обеспечена всеми элементами питания.
В системе удобрения гороха важно оптимально сочетать биологический азот и азот минеральных удобрений, а также правильно сочетать основное и предпосевное удобрение и подкормки. Фосфорные и калийные удобрения вносят осенью под зяблевую обработку почвы. В условиях неустойчивого и недостаточного увлажнения эффективность удобрений значительно зависит от глубины заделки их во влажную почву. Лучше всего они усваиваются тогда, когда их заделают в слой почвы 12–20 см.