Современная система питания пшеницы

Повышение урожайности в последнее десятилетие было обусловлено прежде всего усовершенствованием уровней технологий в ведущих хозяйствах. Использование минеральных азотных удобрений рассматривается как основа для повышения продуктивности растениеводства в мире.

(НЕ)ДОСТУПНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ

Мировые экспериментальные данные свидетельствуют, что потенциал продуктивности озимой пшеницы может быть очень высоким.

Статистика свидетельствует, что в США средняя урожайность пшеницы возросла с 11 ц/га в конце 1940-х годов до 26 ц/га в конце 1990-х, в то время как использование минеральных удобрений увеличилось с 20 до 120 кг/га. Во Франции за тот же период при применении минеральных удобрений 45 и 250 кг/га урожайность пшеницы возросла с 18 до 70 ц/га соответственно.

В Китае с 1980 по 2010 год урожайность зерновых выросла на 65%, а использование минеральных удобрений – на 512%. Это свидетельствует, что повышение урожайности происходило более медленными темпами, чем повышение минерального питания, а следовательно, эффективность использования последнего растениями уменьшилась.

Для получения высокого урожая пшеницы необходима оптимизация взаимодействия двух основных составляющих: высокого генетического потенциала продуктивности и условий выращивания, способных обеспечить его полное раскрытие. Основными составляющими получения высоких и качественных урожаев является создание и внедрение высокопродуктивных сортов/гибридов зерновых культур и соответствующих потребностям сорта уровней питания пшеницы, а также защиты от вредителей, болезней, сорняков и полегания.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УДОБРЕНИЙ

На сегодняшний день, в связи с ростом цен на удобрения и энергоресурсы, главной проблемой во внедрении систем питания высокоурожайных сортов зерновых является повышение эффективности использования удобрений. Направлениями решения этой проблемы являются:

• разделение общей за вегетационный сезон дозы элемента на несколько внесений с учетом доступной влаги и культуры в течение вегетации;
• локальное внесение удобрений (прежде всего эффективно для сортов пшеницы интенсивного и высокоинтенсивного типа, хорошо реагирующих на рост осмотического давления рабочего и грунтового растворов и, соответственно, повышенных доз удобрений);
• использование жидких форм удобрений, повышение доли аммония и аминокислот в питании культуры;
• внекорневая многоразовая подкормка водорастворимыми формами элементов питания;
• внекорневые обработки удобрениями, интегрированными в системы защиты посевов.

В технологиях выращивания высокопродуктивных сортов стоимость минеральных удобрений уже приближается к половине затрат на выращивание. Поэтому для повышения отдачи от минеральных удобрений, наряду со сбалансированием систем питания по элементам, необходимо возобновлять внесение органических удобрений, уделяя особое внимание выращиванию и заделке сидератов – бобовых и крестоцветных культур, соломы и других растительных остатков. Дозы удобрений следует определять в соответствии с почвенными условиями, возможностью посевов поглощения элементов и, главное, присутствия доступной влаги.

Прежде всего, необходимо отметить важность рН почвы для эффективного использования элементов питания. Отклонение от нейтральной величины уровня рН резко снижает эффективность использования фосфора и, соответственно, азота и других элементов растениями культуры. При необходимости химическую мелиорацию почвы проводят под предыдущие культуры, за 1–3 года до размещения на этом поле озимой пшеницы. При недостатке мелиорантов целесообразным будет внесение пепла и удобрений с высоким содержанием кальция и магния.

Важными для получения высоких урожаев является подготовка почвы и основное внесение удобрений осенью. Фосфорно-калийные удобрения в форме сульфоаммофоса, диаммофосок, азофосок, нитроаммофосок, аммофосов, жидких комплексных удобрений, суперфосфатов вносят под основную обработку почвы или под предпосевную культивацию. Возможно их применение локально при посеве, при этом дозу снижают на 30–50%. Целесообразно внесение удобрений с микроэлементами, прежде всего с медью, марганцем, цинком, и применение части фосфора и калия локально одновременно с посевом.

Необходимо избегать внесения фосфоритной муки и фосфорных удобрений низкого качества, содержащих много посторонних токсичных для растений и почвы примесей. Также не следует вносить в качестве фосфорного удобрения фосфит (РО 3 ), который не метаболизирует к ортофосфату (РО 4 ) в растениях, за исключением специальных, со встроенным бактериальным вектором превращения фосфита в фосфат, ГМ-сортов кукурузы, сои и т.д.

На посевах колосовых зерновых в основное внесение целесообразно применять калийные удобрения в форме хлорида калия. Известно, что присутствие хлора удлиняет период созревания пшеницы и способствует повышению урожая. Хлорид также предотвращает проявление корневых гнилей и болезней листьев (физиологические пятнистости) у зерновых колосовых культур.

Перенесение применения фосфорных и калийных удобрений в подкормку по вегетации в форме аммофоса или суперфосфата и калийной соли малоэффективно. Возможно внесение по вегетации фосфорных и калийных удобрений в форме легкорастворимых в воде монокалий фосфата, дикалий фосфата, РКД и удобрений на их основе, сульфата калия.

Отметим повышенную в последние годы роль внесения серных удобрений в питании озимой пшеницы в форме аммония сернокислого, магния сернокислого. Рост роли этого элемента связан прежде всего с технологическими изменениями производства фосфорных удобрений. Простой суперфосфат, содержащий высокие уровни сульфатов, применяют ограничено, в отличие от аммофоса, при производстве которого используется фосфорная, а не серная кислота.

Что касается содержания сульфатов в почвах, то на полях многих хозяйств он низкий и не может обеспечить потребности растений пшеницы в сере. Однако сера наряду с NPK играет определяющую роль в жизни растений. Само содержание серы обуславливает уровень редокс-потенциала растений в течение вегетации. Она входит в состав аминокислот, пептидов, бессчетных белков и т.д.

Наряду с протравливанием семян для защиты от вредителей и болезней на начальных этапах развития культуры возможно одновременно провести обработку семян стартовыми дозами фосфора (ортофосфата), серы (сульфата), микроэлементов. Обработка семян микроэлементами не может решить вопрос питания растения этими ионами на протяжении вегетации и имеет скорее вспомогательное значение.

Высокие дозы солей для обработки семян могут оказывать негативное воздействие на растения при условии засухи, а также в случае более длительного хранения семян.

АЗОТНОЕ ПИТАНИЕ ПШЕНИЦЫ

Проблема обеспечения посевов пшеницы азотом является ключевой как для получения высоких и качественных урожаев, так и для достижения рентабельного производства. Пшеница является выраженным азотофилом. Дозы внесения азота (как правило, общее количество азота распределяют на 2–3 внесения), кратность и сроки внесения согласуются с величинами доступной для растений пшеницы влаги.

Эффективным решением в совершенствовании систем азотного питания посевов озимой пшеницы является внесение жидких удобрений в аммонийной форме (безводный аммиак и аммиачная вода) перед посевом на глубину расположения корневой системы культуры, а также карбамида с защитой от уреазной активности и фоторасписания. Это позволяет повысить эффективность использования азота и снизить нецелевые потери элемента.

Возможное направление повышения эффективности азотных удобрений является внесение осенью безводного аммиака или аммиачной воды в дозах до N100 кг/га действующего вещества при подготовке почвы на поздних озимых посевах с размещением жидких удобрений на глубину 15–20 см.

Внесение жидких азотных удобрений осенью в аммонийной форме является перспективным направлением обеспечения посевов азотом в условиях вегетационного периода, отличающегося высокими температурами и ограниченностью доступной для растений влаги, особенно в период формирования генеративных органов. Поэтому в последние годы в ведущих хозяйствах страны именно этот подход обусловил получение высоких урожаев – 6–8 т/га при существенном уменьшении затрат на питание.

Под предпосевную культивацию или перед посевом вносят азотные удобрения в дозах, не превышающих 25–30 кг/га действующего вещества в форме аммиачной воды, сульфата аммония, КАС, аммиачной селитры, нитрата кальция.

Безусловно, основным азотным удобрением для зерновых колосовых культур, с точки зрения экономической целесообразности, физиологии и агрохимии питания, являются КАС, обладающие высокой физиологической активностью, что обуславливается присутствием трех форм азота (нитрат, аммоний, амид). Оптимальные сроки внесения КАСов – по «мерзлому» грунту и в фазу кущения в дозах по необходимости сорта и запланированного уровня урожая. Позже, в течение вегетации, применение возможно только при растворении в водных растворах или с помощью специального оборудования, предотвращающего повреждение листьев растений.

На больших площадях традиционно вносят аммиачную и известняково-аммиачную селитру. При медленной растворимости гранул известняково-аммиачную селитру целесообразно вносить перед посевом или в первую подкормку.

Доля подкормок зерновых гранулированным карбамидом остается невысокой в связи с высокими потерями действующего вещества удобрения. Перспективно применение карбамида с ингибиторами уреазы, снижающими потери азота, или с покрытием гранул с целью защиты от уреазной активности и фоторасписания. Карбамид с ингибитором уреазы предлагается применять и внекорнево.

Следует отметить, что внесение высоких доз физиологически кислых азотных удобрений должно предусматривать изменение систем питания посевов озимой пшеницы в связи с снижением коэффициентов усвоения фосфора, серы, калия, бора, кальция, магния, молибдена и хлора, а также ростом уровней поглощения. меди, марганца и цинка.

Первую подкормку пшеницы обычно проводят по мерзлому грунту перед началом вегетации. Доза азота в I подкормке составляет 25–30% полной дозы внесения элемента. Азот применяют в форме КАСов при температуре не выше +14 o С. КАСы вносят без разбавления водой. Целесообразно внесение серы – сульфата аммония (50–100 кг/га) или сульфата магния (20–40 кг/га). Традиционным для многих хозяйств остается внесение аммиачной селитры.

Вторую подкормку проводят в начале фазы выхода в трубку. Доза азота во ІІ подкормке составляет 45–60% полной дозы элемента. Дозу подкормки уточняют в зависимости от прогнозируемого влагоснабжения. Азот вносят преимущественно в форме аммиачной селитры. При внесении КАС последние вносят через трубки, которые доставляют удобрение на поверхность грунта или внекорнево, с помощью специального оборудования, позволяющего избежать повреждения листьев.

Целесообразно также внесение серы – сульфата аммония (30-50 кг/га) или сульфата магния (10-20 кг/га).

Дозы азота во вторую подкормку определяем прежде всего учитывая состояние посевов, способность растений использовать азот при наличии доступной влаги, а не руководствуемся желанием наверстать упущенное в технологии.

Ключом к эффективной второй подкормке является создание условий для эффективного использования элементов: контроль болезней и физиологических листовых пятнистостей, высокие уровни обеспеченности магнием, внесение меди (гидроксид меди) и серы, контроль полегания и сорняков.

Чрезмерные дозы азота во вторую подкормку приводят не только к экономическому ущербу, но и к загрязнению агрофитоценозов и минерализации органической составляющей почв. Низкие уровни использования азота во второй подкормке формируют основную долю выбросов парниковых газов (N 2 O) при внесении минерального азота.

III подкормку проводят с целью повышения качества урожая пшеницы азотом в амидной форме (карбамид с ингибитором уреазы или смеси карбамида со специализированными комплексными удобрениями) в период от начала фазы колошения до налива зерна. При этом такая обработка может повышать содержание белка, но часто не влияет на повышение хлебопекарных свойств зерна.

Это обусловлено отсутствием баланса азота в зерне с другими элементами – составляющими белка зерна пшеницы. Поэтому в производстве чаще всего принимают во внимание доступность азота, а проблемы доступности соответствующих количеств фосфора и серы – неотъемлемых составляющих белка зерна пшеницы остаются без внимания. Повышение доступных ортофосфата и сульфата при формировании зерна является значительным резервом повышения его качества. Поэтому в последние годы широко и успешно внедряются многочисленные комплексные удобрения для внекорневой подкормки на основе водорастворимого монокалийфосфата с серой и микроэлементами.

Подкормку целесообразно проводить одновременно с обработкой фунгицидами.

Удобрения с аминокислотами

Необходимо отметить перспективность удобрений с высоким содержанием аминокислот для применения в течение вегетации – от обработки семян до внекорневой подкормки.

Такие удобрения могут существенно повышать эффективность использования макро- и микроэлементов, внесенных в основную и внекорневую подкормку, а также способствовать повышению устойчивости культурных растений к стрессовым условиям выращивания и качеству урожая.

Удобрения, в составе которых имеются аминокислоты, отличаются по содержанию азотных веществ и характеризуются достаточно низкими уровнями содержания азота. Поэтому увеличение урожая в случае применения низкомолекулярного органического азота внекорнево, вероятно, связано с повышением содержания хлорофилла, стимуляцией процессов реутилизации минерального азота, что важно для течения генеративного периода развития культуры.

Удобрения, содержащие аминокислоты – это многокомпонентные композиции, в состав которых входят пептиды, витамины, регуляторы роста растений разных классов, ряд макро- и микроэлементов. Благодаря этому они обладают широким спектром биологической активности, поскольку являются мощным инструментом обеспечения культурных растений доступными формами азота в органической форме при внекорневом применении, что особенно важно в генеративный период развития.

Удобрения этой группы рассматривают как потенциальные регуляторы роста растений. Им свойственна высокая антистрессовая/антидотная активность – от засухи и теплового стресса до противодействия фитотоксичности фосфорорганических соединений и т.п.

Важной составляющей достижения высоких урожаев является также противодействие полеганию. Полегание зерновых культур, в том числе и пшеницы, является одним из основных факторов, лимитирующих получение высоких и стабильных урожаев, также за счет уменьшения фотосинтезирующей поверхности, нарушения транспирационных токов и замедления усвоения элементов питания, роста уровней поражения болезнями. Перспективные ретарданты найдены среди производных класса циклогексадионов.

В БАКОВЫХ СМЕСЯХ

Конкретный выбор удобрения среди многочисленных предложений на рынке обусловлен компенсацией нехватки доступных элементов в почве. При этом следует определить ограничение доз применения одно-, двухкомпонентных удобрений во внекорневое внесение, превышение которых может привести к повреждениям посевов. При внесении этих удобрений одновременно с пестицидами, в первую очередь в препаративных формах концентратов эмульсий и концентратов суспензий, наивысшие указанные дозы удобрений снижают в два-три раза.

При выборе форм удобрений с микроэлементами целесообразно использовать в качестве медных удобрений препараты гидроксида меди; удобрения с цинком, марганцем и железом – сульфаты. Удобрения с содержанием бора – борная кислота и органические бораты, традиционно вносимые по вегетации, целесообразно заменить на полурастворимые гранулированные формы удобрений, используемые при основном внесении.

Целесообразно также внекорневое применение на посевах зерновых колосовых культур кальция азотнокислого (кальцинита) и азотнокислого магния. Общим ограничением применения ряда необходимых для растений катионов (магний, кальций, марганец, медь, цинк и железо) является несовместимость с гербицидами – производными феноксиуксусной (препараты 2,4-Д) и бензойной кислоты (дикамба). Также следует избегать совместного применения сложных рабочих растворов азотных удобрений с фосфорорганическими инсектицидами и другими агрохимикатами.

Добавление азотных удобрений (карбамида, КАС и других) к рабочим растворам граминицидов для опрыскивания является эффективным средством повышения эффективности контроля злаковых видов сорняков в посевах озимой пшеницы. При применении грамминицидов в оптимальные рекомендуемые сроки, в период активного вегетативного роста сорняков и при добавлении соединений азота к рабочим растворам грамминицидов отчетливо проявляется эффект и наблюдается статистически достоверное усиление фитотоксичности таких смесей.

При более позднем внесении грамминицидов их эффективность снижается. К рабочим растворам грамминицидов можно добавлять азотные удобрения KNO 3 , NH 4 NO 3 , КАС 32 и (NH 4 ) 2 SO 4 в дозах 5,0 кг/га. Добавление кальцинита (Ca(NO 3 ) 2 ) к рабочим растворам приводит к снижению активности грамминицида.

Поражение грибными заболеваниями является мощным стрессовым фактором, который сопровождается нарушением структуры и функций растений и приводит к значительному снижению продуктивности культуры. Большинство современных фунгицидов, особенно классов азолов и ингибиторов сукцинатдегидрогеназы, можно рассматривать как факторы усиления эффективности использования элементов питания, прежде всего азота.

Важным фактором повышения эффективности использования азота зерновыми культурами является применение гидроксида меди в дозах 50–400 г/га, которое можно проводить только в интервале фаз развития ВВСН21–ВВСН37 ввиду ограничения уровней накопления меди в зерне. Применение фунгицидов на основе меди способствует сохранению фотосинтезирующей поверхности листьев, уменьшает проявления повреждений листьев пшеницы болезнями; пулы редокс-микроэлемента оказывают влияние на обменные процессы и, как следствие, способствуют повышению эффективности использования азота и урожайности культуры.