ПРИКОРЕНЕВЕ ПІДЖИВЛЕННЯ
Головним завданням під час застосування добрив є внесення їх у оптимальній кількості саме тоді, коли вони найбільше потрібні рослині.
Одним із найкращих рішень цього завдання є внесення добрив безпосередньо у ризосферну зону рослини, тобто під самий корінь. Таке внесення називається прикореневим підживленням і є одним із різновидів місцевого (локального) внесення добрив.
Слід зазначити, що в системі удобрення всіх сільськогосподарських культур, у тому числі й кукурудзи, цей агротехнічний захід слід розцінювати лише як додатковий, покликаний краще забезпечити рослини елементами мінерального живлення під час їх росту та розвитку впродовж усього онтогенезу. Це було підтверджено численними дослідженнями, які, базуючись на великому фактичному матеріалі, показали, що тільки одним прикореневим підживленням ліквідувати наявний дефіцит запасу в ґрунті доступних форм поживних речовин неможливо. Тому його потрібно проводити лише для корегування основної дози добрив, внесеної під основний обробіток ґрунту або передпосівну культивацію. Тобто проведенням тільки цього одного агротехнічного заходу повністю замінити основне удобрення ні теоретично, а тим більш практично неможливо.
Під час проведення прикореневого підживлення потрібно брати до уваги цілу низку умов. Адже на його ефективність впливають погодні умови, зокрема, в критичний період вегетації рослин кукурудзи, рівень родючості ґрунту і його механічний склад, агрохімічні властивості добрив, умови агротехніки і чимало інших чинників.
Зазвичай при проведенні прикореневого підживлення добрива вносять в зону розміщення основної маси коренів. За такого способу внесення в ґрунт вони розташовуються на близькій відстані від кореня, створюючи навколо нього концентроване живильне середовище, в якому поживні речовини довше зберігаються в доступній для рослин формі й тому швидко поглинаються кореневими волосками. Це підживлення підсилює дію основного удобрення або виправляє недоліки, допущенні при його проведені. Для виконання цього агрозаходу придатні лише добре розчинні в воді мінеральні добрива, у складі яких є поживні речовини, потрібні для рослин тільки в ту фазу розвитку, коли виконується підживлення.
58 РОКІВ ДОСЛІДЖЕНЬ
В Інституті зернових культур НААН України впродовж 58 років велась робота над удосконаленням цього агрозаходу, вивчення якого розпочалося в 1957 році й тривало по 2015 рік. За цей період його ефективність вивчала ціла плеяда відомих вчених (професори Циков В. С., Кудзін Ю. К., Гетманець А. Я. та ін.), які в різні роки зробили значний внесок у дослідження ефективності прикореневого підживлення в посівах кукурудзи.
Особливо значного поширення цей агротехнічний захід набув у 60–70-ті роки ХХ століття, і відтоді й донині триває процес його вивчення та удосконалення. Наукові дослідження і виробничий досвід переконливо показують, що прикореневе підживлення – важливий захід оптимізації мінерального живлення: воно збільшує врожайність зерна кукурудзи в посушливі роки на 2–4 ц/га, а в сприятливі за зволоженням – на 4,5–5,0 ц/га.
На основі проведених вегетаційних, а також польових дослідів було розроблено рекомендації для виробництва, що передбачали одно-, дво- і навіть триразові прикореневі підживлення. Також рекомендувалося пошарове послідовне підживлення як більш ефективне порівняно з комплексним разовим внесенням добрив.
Особливо наполегливо рекомендувалося перенесення азотних добрив у підживлення частково або повністю, що пов’язано з їх високою розчинністю і, як наслідок, із підвищенням під їх впливом концентрації ґрунтового розчину та збільшенням швидкості мікробіологічних процесів, викликаних денітрифікаційними втратами азоту, його біологічним закріпленням і вимиванням нітратних форм за межі кореневмісного шару ґрунту.
Робились спроби теоретично обґрунтувати необхідність проведення багаторазового періодичного внесення добрив. Наприклад, висловлювалась думка про те, що одноразове внесення добрив може поступатись дробовому їх використанню в зв’язку зі створенням в ґрунті великої концентрації солей і високого осмотичного тиску ґрунтового розчину на близькій відстані від коренів, а також із можливою активізацією великими дозами фізіологічно кислих добрив обмінної кислотності. Такі негативні зміни у ґрунтовому розчині призводять до підсихання кореневих волосків у всисній зоні коріння, внаслідок чого зменшується його поглинальна здатність.
Зниження позитивної дії одноразового внесення азотних добрив може також відбуватися в результаті ретроградації та часткового вимивання поживних речовин за межі кореневмісного шару ґрунту. Тому в разі періодичного внесення добрив можна зберегти потрібну рівновагу елементів живлення у ґрунтовому розчині та створити оптимальне їх співвідношення з урахуванням потреби рослин впродовж онтогенезу.
Але, на жаль, експериментального матеріалу, отриманого в умовах польових дослідів, проведених у степовій зоні України, ще недостатньо для формування таких аргументованих висновків. Тому виникла необхідність у подальшому вивченні цього важливого питання.
Необхідно ще раз підкреслити, що в системі удобрення кукурудзи прикореневе підживлення є заходом, який лише доповнює основне удобрення і жодним чином не замінює його.
Вивчалась ефективність використання як добрив для проведення прикореневих підживлень аміачної води, аміачної селітри, карбаміду, простого та подвійного суперфосфатів, твердих комплексних добрива (амофос, сульфоамофос, нітрофоска, нітроамофоска, карбоамофоска, нітрофос, рідких комплексних добрив та ін.).
Виконаними раніше дослідженнями було встановлено, що найбільш ефективним для проведення прикореневого підживлення був водний аміак, використання якого забезпечило підвищення врожаю зерна кукурудзи порівняно з еквівалентною дозою аміачної селітри на 0,6 ц/га, а по відношенню до суміші аміачної селітри і простого суперфосфату, внесених в дозі N30P30, приріст врожаю становив 0,9 ц/га. Але значного поширення у виробничих умовах для проведення прикореневого підживлення водний аміак не отримав у зв’язку з необхідністю застосування для його внесення спеціальної техніки, якої в господарствах, на жаль, було обмаль.
Проведення прикореневого підживлення сприяло зниженню використання води на формування 1 ц зерна. Так, у роки з достатньою вологістю це зниження становило 11,7%, а в посушливі – на 17% порівняно з ділянками без використання цього агрозаходу.
Читати по темі: Технічна ефективність застосування фунгіцидів на кукурудзі
Проведеними дослідженнями встановлено, що прикореневі підживлення, виконані в ранній строк, у більшості випадків дають кращі результати в разі загортання добрив на глибину 6–8 см, а якщо це зроблено пізніше – на глибину 10–12 см. Це можна пояснити тим, що на більшій глибині створюється значно кращі умови зволоження ґрунту, ніж у верхніх його шарах. Але за більш глибокого налаштування підживлювальних стрілчастих лап культиватора-рослинопідживлювача КРН-4,2 або КРН-5,6, особливо за значного ущільнення ґрунту, спостерігається вивертання глиб, які потім швидко висихають, викликаючи таким чином непродуктивні втрати вологи з нижніх його горизонтів.
Як правило, при ранньому проведені підживлень кращі результати отримували при внесені добрив на близькій відстані, а при пізньому підживленні у всі роки – на відстані 25 см від рядків рослин. Це пояснюється тим, що при проведенні підживлення в другий строк рослини кукурудзи мали більш розвинену кореневу систему, яка при проходженні підживлювальних ножів на більшій відстані від рядків пошкоджувалась меншою мірою. Однак вносити добрива на відстані понад 25 см від рядка рослин також недоцільно. Це було встановлено спостереженнями, які проводились після випадання дощів, коли виявилось, що ґрунт поблизу від рослин кукурудзи зволожувався на більшу глибину і краще, а в міру віддалення від рослин глибина промочування зменшувалась.
Проведеними дослідженнями встановлено, що різниця в ефективності добрив залежно від відстані їх внесення до рядка невелика, а оскільки зволоження ґрунту після дощу вище у разі наближення до рослин, то у виробничих умовах підживлювальні ножі потрібно встановлювати на оптимальній відстані, яка становить 15–20 см.
На основі великої кількості експериментальних даних, отриманих у польових дослідах, проведених на більшості дослідних станцій сітки Інституту зернових культур НААН (Ерастівській, Жеребківській, Розівській, Ізмаїльській, Красноградській, дослідному господарстві «Дніпро») в середньому за 25 років (1957–1981), було встановлено, що азотно-фосфорні добрива, внесені при прикореневому підживлені по 20 кг/га N і Р2О5 за діючою речовиною, забезпечували порівняно з контрольними варіантами (без добрив) прирости врожаю зерна кукурудзи, які варіювали в межах 3,0–3,5 ц/га.
Впродовж наступних 16 років (1982–1997 рр.) було проведено польові та виробничі досліди, які дали можливість отримати додаткову інформацію щодо підвищення ефективності досліджуваного агрозаходу. Ефективність твердих добрив вивчали впродовж 5 років (1982–1986). Внаслідок проведення цього агрозаходу відмічалось зростання площі листкової поверхні у фазі 6–8 листків на 17%, а в фазі викидання волоті – на 10%.
Визначення маси кореневої системи в фазі повної стиглості за методом М. А. Качинського показало, що в варіантах із прикореневим підживленням коренева система рослин кукурудзи була краще розвинена у всіх випадках на таких горизонтах: приріст маси коренів однієї рослини від підживлення становив в шарі 0–20 см 7,8 г, 20–40 – 3,5 г, 40–60 см – 13,3 г. На ділянках із підживленням кукурудзи її рослини витрачали продуктивної вологи на формування 1 ц зерна в сприятливі за зволоженням роки – 1984 і 1985 – на 12,0%, а в посушливі, 1983 і 1986 рр. – 18,1% менше, ніж на ділянках без неї. Внесення всієї норми добрив N90P60K30 восени під основний обробіток ґрунту або навесні під передпосівну культивацію за своєю ефективністю значно поступається дробовому внесенню частини азоту, внесеному в підживлення. Це насамперед пов’язано з тим, що за одноразового внесення добрива вони тривалий час знаходяться у ґрунті не використаними рослинами й за цей період відбуваються їх непродуктивні втрати за рахунок вимивання нітратних форм азоту за межі кореневмісного шару і переведення аніону Н2РО4– в слаборозчинні фосфати кальцію та магнію. Поряд з цим відбуваються непродуктивні втрати азоту внаслідок денітрифікаційних процесів, а також засвоєння їх ґрунтовими мікроорганізмами.
Сприятливо впливало на продуктивність агроценозів кукурудзи і міжрядне розпушування ґрунту підживлювальними стрілчастими лапами культиватора-рослинопідживлювача, оскільки в цьому випадку покращувалась аерація верхнього прошарку ґрунту, а в міжряддях знищувались бур’яни, створювалися сприятливі умови для нітрифікаційних процесів і зменшувались непродуктивні втрати вологи внаслідок зниження чисельності та маси сегетальної рослинності.
Крім того, в зв’язку з розпушенням і руйнуванням ущільненого верхнього прошарку ґрунту суттєво знижувалось конвекційно-дифузійне випаровування вологи. Поряд із цим суміщення підживлень і міжрядного обробітку ґрунту обумовлювало значний економічний ефект за рахунок скорочення витрат дизельного палива в результаті об’єднання цих двох технологічних операцій в одну.
РІДКІ ДОБРИВА ЧИ ТВЕРДІ?
Виробнича практика показує, що для того, щоб рослини могли засвоїти поживні речовини з добрив, їх спочатку потрібно розчинити у воді й перевести у ґрунтовий розчин. Однак в умовах недостатнього зволоження цей процес відбувається дуже повільно, а іноді й зовсім не відбувається. І в підсумку добрива лежать мертвим вантажем майже до самого збирання врожаю. Це спостерігалось у 1983, 1986 і 1987 роках, коли впродовж вегетаційного періоду випало дуже мало атмосферних опадів.
Завдяки використанню рідких форм добрив цей суттєвий недолік майже не проявлявся в роки з недостатнім зволоженням. Це було встановлено в умовах польових дослідів із проведення порівняльної оцінки ефективності твердих і рідких мінеральних добрив у разі їх використання для прикореневого підживлення кукурудзи, що проводилися впродовж п’яти років (1988–1991). У цьому випадку рідкі форми добрив мали незаперечні переваги порівняно із твердими, що особливо чітко проявилося в посушливі роки.
На основі отриманого великого обсягу експериментального матеріалу було встановлено, що в ґрунтово-кліматичних зонах, де кількість річних атмосферних опадів становить до 450 мм/рік, тверді мінеральні добрива не здатні розкрити повною мірою свій потенціал, тоді як рідкі мають порівняно з ними суттєві переваги:
- для них характерна швидка асиміляція в ґрунті, а це означає, що рідкі добрива, на відміну від твердих, не потребують вологи та додаткового часу для переходу їх в рідкий агрегатний стан, оскільки вони в ньому вже знаходяться;
- вони мають вищий, ніж у твердих туків, коефіцієнт використання елементів мінерального живлення.
ОПТИМАЛЬНИЙ ЧАС ДЛЯ ПРИКОРЕНЕВОГО ПІДЖИВЛЕННЯ
Порівняно висока енергія нітрифікації чорноземів звичайних і їх здатність доволі швидко, впродовж семи діб, накопичувати нітратний азот, дає їм можливість забезпечити рослини кукурудзи на ранніх етапах їх онтогенезу в оптимальній кількості ґрунтовими формами мінерального азоту. До того ж, у фазі розвитку 1–3 листки рослина кукурудзи поступово переходить з гетеротрофного на автотрофний спосіб живлення і в ній завершується використання для росту та розвитку наявних насіннєвих запасів макро- і мікроелементів. Коренева система в цей час охоплює ґрунтовий профіль на невелику глибину, яка значно менша за товщину орного шару і в основному зосереджена в найбільш родючому його прошарку, який у цей період онтогенезу ще має у своєму складі достатній запас рухомих форм поживних речовин, необхідних для того, щоб забезпечувати потребу рослин, яка зростає в цю фазу їх розвитку.
В наступних фазах розвитку, 5–6 і 6–8 листків, у рослин кукурудзи починає розвиватись потужна коренева система й інтенсивно накопичується надземна маса. В цей період вегетації їм вже не вистачає наявних у ґрунті запасів нітратів для компенсації збільшених потреб і тому вони починають відчувати дефіцит в рухомих формах поживних речовин. Оперативно ліквідувати дефіцит поживних речовин, що виник у ґрунті, можна шляхом проведення прикореневих підживлень. І це положення підтверджується результатами проведених досліджень. Так, найбільший приріст врожаю зерна кукурудзи було отримано при проведенні підживлень у фазі 6–8 листків: він становив 4,9 ц/га, що було вищим, ніж в фазі 3–4 листки, на 0,7 ц/га і в фазі 10–12 листків – на 1,7 ц/га.
Наявну тенденцію до зменшення ефекту від проведення прикореневого підживлення в фазі 10–12 листків можна пояснити травмуванням кореневої системи підживлювальними долотами культиватора-рослинопідживлювача, а також ламанням стебел штангами агрегату. Ці пошкодження рослин надалі обумовили незначне зниження продуктивності ранньостиглих гібридів на 0,4–1,1 ц/га, а середньопізніх – на 1,1–1,8 ц/га.
Впродовж 1990–1992 рр. вивчалася ефективність проведення прикореневих підживлень на фонах із різними способами основного обробітку ґрунту. На варіантах з плоскорізним і чизельним обробітком ґрунту запаси продуктивної вологи в шарі ґрунту 0–100 см були на 7,1 і 7,3 мм більшими, ніж по оранці (143 мм).
За вмістом нітратів у ґрунті протиерозійні способи його обробітку мали переваги порівняно з оранкою. Різниця між ними варіювала в межах 0,9–1,3 в шарі 0–10 см, 2,4–4,2 мг в шарі 10–20 см і 1,0–3,2 мг/100 г ґрунту в шарі 20–30 см. Різниця за вмістом нітратів в ґрунті залежно від внесення різних видів азотних добрив, внесених в еквівалентній дозі, були незначними. В дослідах спостерігалась тенденція до зростання приросту врожаю зерна кукурудзи за проведення прикореневого підживлення по протиерозійних способах обробітку ґрунту порівняно з оранкою, що можна пояснити наявною різницею вмісту в ґрунті продуктивної вологи.
Для уточнення оптимальних строків проведення підживлення в посівах гібридів кукурудзи різних груп стиглості впродовж 1994–2001 років було проведено польові досліди в посівах районованих гібридів першого покоління. Було встановлено, що найбільш сприятливим строком проведення прикореневих підживлень слід вважати фазу початку формування качана. У ранньостиглих гібридів формування качана розпочинається в фазу розвитку 5–6 листків, а в середньопізніх гібридів – у фазу 7–8 листків, середньоранні й середньостиглі гібриди в цьому відношенні займають проміжне положення.
З 1992 р. по 1997 р. проводилась порівняльна оцінка ефективності використання для прикореневого підживлення азотних і фосфорних добрив. Дослідженнями встановлено незаперечні переваги використання для прикореневих підживлень азотних добрив. Це пов’язано з дуже низькою міграційною здатністю в ґрунті аніону Н2РО4–, який впродовж року може переміститись від місця його внесення лише на один сантиметр. За такої дуже повільної рухливості в ґрунті ймовірність його використання кореневою системою рослин буде невеликою, а коефіцієнт використання фосфору з фосфорних добрив – низьким. Тому при проведенні прикореневого підживлення перевагу слід віддавати лише азотним добривам, у яких відсутня проблема низької міграційної здатності.
Проведені дослідження показали, що використання навіть рідких комплексних добрив для прикореневих підживлень не завжди дасть бажані результати з названих вище причин. Адже у ґрунті дуже повільно переміщуються не тільки аніони ортофосфорної кислоти, а й іони пірофосфорної. Азотні ж добрива цих недоліків не мають. Це пояснюється тим, що нітратний аніон NO3– у ґрунті дуже рухливий, а амонійний катіон NH4+ під впливом мікроорганізмів із роду Nitrozomonas здатен швидко нітрифікуватися в нітратну форму. Він, на відміну від нітрату, залишається у ґрунті в поглинутому стані на поверхні ґрунтових колоїдів і не вимивається в нижні горизонти, а також має сорбентні властивості та може поглинати наявні в ґрунтовому повітрі пари вуглекислого газу й зберігати їх у собі у вигляді сполук гідрокарбонату та карбонату амонію.
У ґрунті амідний азот, так само, як і амонійний, але трохи повільніше, згодом переходить у нітратну форму і відтак амонійна й амідна форми азоту переходять в рухому нітратну форму, яка без перешкод може наблизитися до кореневої системи рослин і використовуватися нею. У зв’язку з цим при проведенні прикореневого підживлення перевагу слід віддати азотним добривам і особливо рідкій їх формі в вигляді карбамідно-аміачної суміші КАС, яка містить у своєму складі всі три форми азоту, що можуть пролонговано засвоюватись рослинами кукурудзи (рис. 1). Введення до складу КАСів сірки у вигляді тіосечовини інтенсифікує процес поглинання азоту за умови, якщо на 25 частин азоту буде припадати одна частина сірки.
С. М. Крамарьов, зав. кафедри агрохімії, д-р с.-г. наук, стар. наук. співр., професор; Л. П. Бандура, канд. с.-г. наук, доцент; А. В. Денисенко, Д. Ю. Бабіч, С. В. Фролов, аспіранти; С. Д. Хижняк, магістр; Дніпровський державний аграрно-економічний університет; О. С. Крамарьов, канд. екон. наук, стар. наук. співр., Інститут зернових культур НААН України
Опубліковано в журналі “Агроном”, 2024
