Що потрібно знати для оптимізації живлення високоінтенсивних гібридів кукурудзи

Досягнення біотехнології, селекції та агрономії сприяють підвищенню урожайності с/г культур та якості продукції. Проте досягти рівня генетичного потенціалу врожайності високоінтенсивних гібридів не вдається. Однією з причин є застосування застарілих систем живлення рослин.

Високоврожайні гібриди та сорти потребують більш інтенсивного засвоєння елементів живлення, більшої кількості й вищої якості. Оптимальний режим живлення передбачає безперебійне забезпечення рослин необхідними макро-, мікроелементами у кількостях, відповідних до потреб в різних фазах розвитку та умов середовищ. Для цього потрібно застосовувати відповідні види, форми добрив, дози, строки і способи їх внесення.

Досягти оптимізації живлення рослин можливо за результатами агрохімічного аналізу ґрунту, вивчення властивостей різних добрив та динаміку поглинання рослинами елементів живлення протягом усього вегетаційного періоду і розподілу їх в органах рослин. Крім того, необхідно визначити кількість елементів, що акумулюються в різних органах рослин: листях, стеблах, стрижнях качанів та зерні.

Останнім часом асортимент мінеральних добрив значно розширився, як і різновиди технічних засобів для їх внесення, та залишилися старі методики використання добрив інтенсивними культурами.

Питання динаміки споживання елементів живлення рослинами та їх розподілу в органах високоінтенсивних гібридів кукурудзи вивчали американські вчені Р. Р. Бендер, Дж. В. Хаегеле, M. Л. Руффо и Ф. E. Белоу у штаті Іллінойс у процесі формування середньої урожайності 14,44 т/га.

Під урожай внесено: перед посівом 420 кг складних добрив (N12, P40, S10, Zn) або 168 кг Р2О5, 50,4 кг N, 42 кг S і 4,2 кг Zn. Одночасно вносилось 440 кг карбаміду (202 кг N), крім того, у фазі шість листків у міжрядкове підживлення внесено 150 кг карбаміду (67 кг N) з інгібіторами уреази і нітрифікаторів для пролонгованої дії азоту.

Динаміка поглинання рослинами N, P, K, S, Zn, B і розподіл їх в органах рослин визначався у фазах: шість листків (V2), десять листків (V3), чотирнадцять листків (V4), викидання волоті – волоті (VT/R1), водянистої стиглості зерна (R2), молочної стиглості (R3), воскової стиглості (R4), утворення впадини на верхівці зернини (R5) і повної стиглості (R6).

Таблиця 1. Поглинання і винос макро- і мікроелементів рослинами кукурудзи в польових дослідах, проведених в Урбані та Де-Калб, штат Іллінойс (2010 р.)

Наведено середні значення для 6-ти гібридів, що обробляються у двох польових дослідах (середня врожайність – 14.42 т/га).

Відносний винос елемента живлення з урожаєм зерна – процентне співвідношення між виносом з урожаєм зерна і поглинанням надземною біомасою рослин.

Винос елементів живлення з урожаєм зерна, кг/га = Врожайність зерна, т/га × Винос елементів живлення з 1 т зерна, кг

Вміст елементів визначався у листових пластинках, стеблах і листових піхвах, волоті, обгортках, стрижнях качанів і у зерні. Дослід показав, що рослини засвоїли 67% азоту, 68% фосфору, 61% сірки, 12% цинку відповідно до внесених їх у добривах, а 202 кг калію і 0,02 кг бору – із запасів ґрунту. Засвоєння і винос макро-, мікроелементів рослинами кукурудзи наведено у табл. 1.

Динаміка споживання азоту (рис. 1)

Інтенсивне засвоєння рослинами азоту в період від фази 10 листків до фази водянистої стиглості зерна – 215 кг або 75% потреби. Він розподілився в листка, стеблах, обгортках качанів, а згодом 80 кг з нього використано на формування зерна. 86 кг азоту на формування і дозрівання зерна рослини спожили із запасів грунту.

Динаміка засвоєння фосфору (рис. 2)

Засвоєння фосфору рослинами спостерігалось більш рівномірно протягом усього періоду вегетації. Від сходів до фази 10 листків спожито 18 кг або 20% відносно загальної потреби. В період між фазами 10 листків до молочної стиглості засвоєно ще 27 кг. Від фази молочної до повної стиглості зерна засвоєно 68 кг фосфору, в тому числі, кореневою системою з ґрунту 45 кг і 23 кг реутилізовано з інших органів рослин. Всього рослинами спожито 113 кг фосфору, з яких 90 кг, або 79%, накопичено у зерні і відчужено з урожаєм.

Динаміка засвоєння калію (рис. 3)

Початковий період розвитку до фази 10 листків темпи засвоєння калію були вдвічі нижче ніж фосфору і становили 22 кг або 10% загальної потреби. Від фази 10 листків до викидання волоті споживання калію різко збільшується до 140 кг. Засвоєні рослинами 160 кг К2О розподілились в органах рослин наступним чином: у листових пластинках – 67 кг, у стеблах і листкових піхвах – 63 кг, у листкових обгортках і стрижнях – 23 кг. До повної стиглості зерна засвоєно ще 62 кг калію. У зерні кукурудзи накопичилось всього 67 кг калію або 1/3 від загальної кількості засвоєного рослинами.

Динаміка засвоєння сірки (рис. 4)

Динаміка споживання сірки кукурудзою схожа з динамікою азоту. До фази 10-го листка рослини засвоїли 4,5 кг сірки. Від фази 10 листків до фази викидання волоті засвоєно 9 кг сірки, з накопиченням її у листках і стеблах. В подальшому у період формування і визрівання зерна рослини споживають 7,6 кг сірки з ґрунту і 7 кг реутилізовано у зерно з вегетативних органів. Накопиченої у зерні сірки 14,6 кг або 57% від спожитої відчужується з урожаєм.

Динаміка споживання цинку (рис. 5)

До фази 10-го листка рослини споживають 56 г цинку. До фази викидання волоті засвоюють 260 г цинку і накопичують у листових пластинках 100 г і в стеблах 160 г. У період до повної стиглості зерна споживання цинку досягає 504 г, з яких 65% накопичується у зерні і відчужується з урожаєм. У період інтенсивного розвитку рослин споживання цинку рівномірне.

Динаміка споживання бору (рис. 6)

Лише 7% бору рослини споживають до фази 10 листків. Поглинання цього елементу рослинами нерівномірне. В період від 10 до 14 листків бору споживається до 50 г і накопичується у листкових пластинках 28 г і в стеблах 22 г. У період цвітіння і зав’язі зерна поглинання бору зменшується і частина його використовується з листків і стебел. Після фази водянистої стиглості і до воскової стиглості зерна поглинання бору з ґрунту продовжується і до фази воскової стиглості призупиняється. Інтенсивне поглинання бору рослинами відбувається у періоди від 500 до 700 та від 750 до 1100 градусів активних температур (вище +10ºС).

Як видно з діаграм, максимальна швидкість засвоєння усіх елементів живлення відбувається в період інтенсивного наростання вегетативної маси рослин, у період 10-14 листків. В цей критичний період рослини споживають третину бору та по 20-30% інших елементів.

Щоденно ними споживається по 8,7 кг азоту, 2,4 кг фосфору, 6 кг калію, 630 г сірки, 15 г цинку і 1 г бору. Спостерігається багато спільного у поведінці азоту і сірки, сірки і фосфору, фосфору і цинку. Наприклад, від початку росту до фази викидання волоті рослини споживають по 2/3 азоту і калію, понад 50% фосфору і сірки в період цвітіння – визрівання зерна. Для фосфора і сірки характерні рівномірне засвоєння їх рослинами. Цинк і бор рослини засвоюють у критичні терміни вегетації – 70% цинку за 1/3 періоду, а 65% бору – всього протягом 1/5 вегетаційного періоду.

Тепер, коли ми знаємо динаміку засвоєння елементів живлення і розподіл їх в органах рослин, маємо змогу розробити оптимальні технології живлення для сучасних високоінтенсивних гібридів кукурудзи, що безумовно впливатиме на досягнення генетичного потенціалу урожайності рослин та збереження родючості ґрунтів, покращення екологічного стану.  Враховуючи потреби рослин в елементах живлення у різних фазах розвитку та маючи широкий асортимент твердих, рідких добрив та технологічних засобів для їх внесення, можемо ощадливо і високоефективно оптимізувати системи живлення.

Недотримання оптимального живлення рослин призводить до забруднення ґрунтів і приносить велику шкоду екології. Наразі існуюча система живлення с/г культур не забезпечує повернення у ґрунт винесених з урожаєм елементів живлення, що привело до катастрофічних втрат його родючості. За 20 останніх років ми втратили гумусу на 450 млрд грн. Щорічно його вміст у ґрунті зменшується на 11-12 млн т, тоді як для відродження лише 1 см шару гумусу потрібно 300-400 років.

Якщо у кожній тонні кукурудзи міститься 11,4 кг азоту, 6,3 кг фосфору, 4,6 кг калію, 1,1 кг сірки, 0,02 кг цинку і 0,01 кг бору, то у 2019-2020 МР у 30,33 млн т експортованого зерна вивезено 760 тис. т елементів живлення у діючих речовинах, у тому числі 396 тис. т азоту, 191 тис. т фосфору, 139 тис. т калію, 33 тис. т сірки, 606 т цинку і 30,3 т бору.

Отже, застосування сучасних систем живлення високоінтенсивних гібридів і сортів с/г культур є нагальною потребою с/г виробництва. Пам’ятаємо слова Д. М. Прянішнікова: «Надлишок добрив не може замінити браку знань».

Використані джерела: журнал «Вісник Міжнародного Інституту Живлення Рослин», №1, 2014 р.