19 Жовтня 2021

Сучасна система живлення пшениці

Вирощування високих і сталих урожаїв, отримання якісного зерна є основою рентабельного зерновиробництва України. Суттєве зростання продуктивності зернових культур, зокрема пшениці, у світі в другій половині ХХ століття, фактично, вийшло на плато.

Підвищення врожайності в Україні в останнє десятиріччя було зумовлене, насамперед, вдосконаленням рівнів технологій у провідних господарствах. Використання мінеральних азотних добрив розглядається як основа підвищення продуктивності рослинництва у світі.

(НЕ)ДОСЯЖНИЙ ПОТЕНЦІАЛ

Світові експериментальні дані свідчать, що потенціал продуктивності озимої пшениці може бути надзвичайно високим. Біологічний потенціал продуктивності сучасних сортів пшениці озимої досягає 246 ц/ га, а рекорд України за помірних вкладень у технологію вирощування – 131,8 ц/ га. Навіть у країнах з найвищою середньою врожайністю (Велика Британія, Німеччина та Франція) рівень продуктивності становить лише половину офіційно зареєстрованих світових рекордів.

Статистика ФАО свідчить, що у США середня врожайність пшениці зросла з 11 ц/ га наприкінці 1940-х років до 26 ц/ га наприкінці 1990-х, тоді як використання мінеральних добрив збільшилося з 20 до 120 кг/ га. У Франції за той самий період при застосуванні мінеральних добрив 45 і 250 кг/ га врожайність пшениці зросла з 18 до 70 ц/ га відповідно.

У Китаї з 1980 до 2010 року врожайність зернових зросла на 65%, а використання мінеральних добрив – на 512%. Це свідчить, що підвищення врожайності відбувалося повільнішими темпами, ніж підвищення мінерального живлення, а отже, ефективність використання останнього рослинами зменшилася.

Для отримання високого врожаю пшениці необхідна оптимізація взаємодії двох головних складових: високого генетичного потенціалу продуктивності та умов вирощування, здатних забезпечити його повне розкриття. Основними складовими отримання високих і якісних урожаїв є створення та впровадження високопродуктивних сортів/ гібридів зернових культур і відповідних до потреб сорту рівнів живлення пшениці, а також захисту від шкідників, хвороб, бур’янів та вилягання.

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИКОРИСТАННЯ ДОБРИВ

На сьогодні, у зв’язку зі зростанням цін на добрива та енергоресурси, головною проблемою у впровадженні систем живлення високоврожайних сортів зернових є підвищення ефективності використання добрив. Напрямами вирішення цієї проблеми є:

  • поділ загальної за вегетаційний сезон дози елемента на кілька внесень з огляду на доступну вологу та потреби культури впродовж вегетації;
  • локальне внесення добрив (насамперед ефективне для сортів пшениці інтенсивного та високоінтенсивного типу, які добре реагують на зростання осмотичного тиску робочого і ґрунтового розчинів й, відповідно, підвищених доз добрив);
  • використання рідких форм добрив, підвищення частки амонію та амінокислот у живленні культури;
  • позакореневе багаторазове підживлення водорозчинними формами елементів живлення;
  • позакореневі обробки добривами, які інтегровані у системи захисту посівів.

У технологіях вирощування високопродуктивних сортів вартість мінеральних добрив уже наближається до половини витрат на вирощування. Тому для підвищення віддачі від мінеральних добрив, поряд зі збалансуванням систем живлення за елементами, необхідно відновлювати внесення органічних добрив, приділяючи особливу увагу вирощуванню та загортанню сидератів – бобових і хрестоцвітих культур, соломи й інших рослинних решток. Дози добрив слід визначати відповідно до ґрунтових умов, можливості посівів щодо поглинання елемента(ів) та, головне, присутності доступної вологи.

Насамперед необхідно відзначити важливість рН ґрунту для ефективного використання елементів живлення. Відхилення від нейтральної величини рівня рН різко знижує ефективність використання фосфору та, відповідно, – азоту й інших елементів рослинами культури. У разі потреби хімічну меліорацію ґрунту проводять під попередні культури, за 1–3 роки до розміщення на цьому полі озимої пшениці. За нестачі меліорантів доцільним буде внесення попелу та добрив із високим вмістом кальцію і магнію.

Важливими для отримання високих врожаїв є підготовка ґрунту та основне внесення добрив восени. Фосфорно-калійні добрива у формі сульфоамофосу, діамофосок, азофосок, нітроамофосок, амофосів, рідких комплексних добрив (РКД), суперфосфатів вносять під основний обробіток ґрунту або під передпосівну культивацію. Можливе їх застосування локально водночас із посівом, при цьому дозу знижують на 30–50%. Доцільним є внесення добрив з мікроелементами, насамперед з міддю, марганцем, цинком, та застосування частини фосфору і калію локально одночасно з посівом.

Необхідно уникати внесення фосфоритного борошна та фосфорних добрив низької якості, які містять багато сторонніх токсичних для рослин і ґрунту домішок. Також не варто вносити як фосфорне добриво фосфіт (РО3), який не метаболізує до ортофосфату (РО4) у рослинах, за винятком спеціальних, із вбудованим бактеріальним вектором перетворення фосфіту в фосфат, ГМ-сортів кукурудзи, сої тощо.

На посівах зернових колосових в основне внесення доцільно застосовувати калійні добрива у формі хлориду калію. Відомо, що присутність хлору подовжує період дозрівання пшениці та сприяє підвищенню врожаю. Хлорид також запобігає прояву кореневих гнилей і хвороб листків (фізіологічні плямистості) у зернових колосових культур.

Перенесення застосування фосфорних і калійних добрив у підживлення по вегетації в формі амофосу або суперфосфату та калійної солі малоефективне. Можливе внесення по вегетації фосфорних і калійних добрив у формі легкорозчинних у воді монокалійфосфату, дикалійфосфату, РКД і добрив на їх основі, сульфату калію.

Відзначимо підвищену в останні роки роль внесення сірчаних добрив у живленні озимої пшениці у формі амонію сірчанокислого, магнію сірчанокислого. Зростання ролі цього елемента пов’язане, насамперед, із технологічними змінами виробництва фосфорних добрив. Простий суперфосфат, який містить високі рівні сульфатів, застосовують обмежено, на відміну від амофосу, під час виробництва якого використовується фосфорна, а не сірчана кислота.

Що ж до вмісту сульфатів у ґрунтах України, то на полях багатьох господарств він низький і не може забезпечити потреби рослин пшениці у сірці. Однак сірка нарівні з NPK відіграє визначальну роль у житті рослин. Саме вміст сірки обумовлює рівень редокс-потенціалу рослин впродовж вегетації. Вона входить до складу амінокислот, пептидів, численних білків тощо.

Поряд із протруєнням насіння для захисту від шкідників і хвороб на початкових етапах розвитку культури можливо водночас провести обробку насіння стартовими дозами фосфору (ортофосфату), сірки (сульфату), мікроелементів. Обробка насіння мікроелементами не може вирішити питання живлення рослини цими іонами впродовж вегетації й має швидше допоміжне значення.

Високі дози солей для обробки насіння можуть чинити негативну дію на рослини за умов посухи, а також у разі більш тривалого зберігання насіння.

Сучасна система живлення пшениціАЗОТНЕ ЖИВЛЕННЯ ПШЕНИЦІ

Проблема забезпечення посівів пшениці азотом є ключовою як для отримання високих та якісних врожаїв, так і для досягнення рентабельного виробництва. Пшениця є вираженим азотофілом. Дози внесення азоту (як правило, загальну кількість азоту розподіляють на 2–3 внесення), кратність та терміни внесення узгоджують із величинами доступної для рослин пшениці вологи.

Ефективним рішенням у вдосконаленні систем азотного живлення посівів озимої пшениці в умовах збільшення аридності клімату є внесення рідких добрив у амонійній формі (безводний аміак і аміачна вода) перед посівом на глибину розташування кореневої системи культури, а також карбаміду із захистом від уреазної активності та фоторозкладу. Це дає змогу підвищити ефективність використання азоту і знизити нецільові втрати елемента.

Можливим напрямом підвищення ефективності азотних добрив є внесення восени безводного аміаку або аміачної води у дозах до N100 кг/ га діючої речовини при підготовці ґрунту на пізніх посівах озимих із розміщенням рідких добрив на глибину 15–20 см.

Внесення рідких азотних добрив восени у амонійній формі є перспективним напрямом забезпечення посівів азотом за умов вегетаційного періоду, який відрізняється високими температурами та обмеженістю доступної для рослин вологи, особливо у період формування генеративних органів. Тому в останні роки у провідних господарствах країни саме цей підхід зумовив отримання високих врожаїв  – 6–8 т/ га при суттєвому зменшенні витрат на систему живлення.

Під передпосівну культивацію або перед посівом вносять азотні добрива в дозах, що не перевищують 25–30 кг/ га діючої речовини у формі аміачної води, сульфату амонію, КАСів, аміачної селітри, нітрату кальцію.

Безумовно, основним азотним добривом для зернових колосових культур, з точки зору економічної доцільності, фізіології та агрохімії живлення, є КАСи, які володіють високою фізіологічною активністю, що обумовлюється присутністю трьох форм азоту (нітрат, амоній, амід). Оптимальні терміни внесення ­КАСів – по «мерзлоталому» ґрунту та у фазу кущіння у дозах за потребою сорту і запланованого рівня врожаю. Пізніше, впродовж вегетації, застосування можливе лише за розчинення у водних розчинах або за допомогою спеціального обладнання, що запобігає ушкодженню листків рослин.

На великих площах традиційно вносять аміачну та вапняково-аміачну селітру. За повільної розчинності гранул вапняково-аміачну селітру доцільно вносити перед посівом або у перше підживлення.

Частка підживлень зернових гранульованим карбамідом залишається невисокою у зв’язку з високими втратами діючої речовини добрива. Перспективним є застосування карбаміду з інгібіторами уреази, що знижують втрати азоту, або з покриттям гранул із метою захисту від уреазної активності та фоторозкладу. Карбамід з інгібітором уреази пропонується застосовувати і позакоренево.

Слід зазначити, що внесення високих доз фізіологічно кислих азотних добрив має передбачати зміну систем живлення посівів озимої пшениці у зв’язку зі зниженням коефіцієнтів засвоєння фосфору, сірки, калію, бору, кальцію, магнію, молібдену та хлору, а також зростанням рівнів поглинання заліза, міді, марганцю й цинку.

Перше підживлення пшениці зазвичай проводять по мерзлоталому ґрунту перед початком вегетації. Доза азоту в І підживлення становить 25–30% повної дози внесення елемента. Азот застосовують у формі КАСів при температурі не вище ніж +14oС. КАСи вносять без розведення водою. Доцільним є внесення сірки – сульфату амонію (50–100 кг/ га туків) або сульфату магнію (20–40 кг/ га туків). Традиційним для багатьох господарств залишається внесення аміачної селітри.

При застосуванні карбаміду, в тому числі й з інгібітором уреази, робочі розчини можуть містити 15–20% туків. При більш пізніх підживленнях, у разі підвищення температури та при подальшому розвитку культури, концентрація сечовини у робочих розчинах знижується. Внесення пулів амонію сприяє поверхневому розвитку кореневої системи зернових колосових культур, тому в системах захисту доцільно передбачити використання індукторів розвитку коренів, наприклад, класу SDHI.

Друге підживлення проводять на початку фази виходу в трубку. Доза азоту в ІІ підживлення становить 45–60% повної дози елемента. Дозу підживлення уточнюють залежно від прогнозованого забезпечення вологою. Азот вносять переважно у формі аміачної селітри. При внесенні КАСів останні вносять через трубки, які доставляють добриво на поверхню ґрунту або позакоренево, за допомогою спеціального обладнання, що дає змогу уникнути ушкодження листків.

Доцільне також внесення сірки – сульфату амонію (30–50 кг/ га туків) або сульфату магнію (10–20 кг/ га туків). При внесенні карбаміду позакоренево, в тому числі й з інгібітором уреази, робочі розчини можуть містити від 5 до 8–10% туків. У цей період у зв’язку з активізацією шкідників можливе додавання інсектицидів до бакової робочої суміші.

Читати по темі: Вплив гумату калію на урожайність і якість зерна пшениці озимої

Ще 50 років тому Н. Борлаугом було встановлено, що продуктивність сучасних короткостеблових сортів пшениці виходить на плато вже за внесення N140–150 впродовж вегетаційного періоду.

У наших дослідах 2013–2020 років в умовах ДСВ ІФГ НАН України у Київській області зростання доз внесення азоту в друге підживлення – 100, 200 та 400 кг/ га аміачної селітри не призводило до відповідного нарощування продуктивності, а доза 400 кг/ га статистично достовірно знижувала врожаї пшениці. У масштабних десятирічних дослідах у Ротамстеді внесення 100, 200 та 350 кг/ га у Т2 не призводило до збільшення врожаїв.

Таким чином, дози азоту у друге підживлення визначаємо передусім з огляду на стан посівів, здатність рослин використовувати азот за наявності доступної вологи, а не керуємося бажанням надолужити згаяне у технології.

Ключем до ефективного другого підживлення є створення умов для ефективного використання елемента(ів): контроль хвороб і фізіологічних листкових плямистостей, високі рівні забезпеченості магнієм, внесення міді (гідроксид міді, Косайд) та сірки (наприклад, застосування препарату Тіовіт джет, який проявляє акарицидну дію), контроль вилягання і бур’янів.

Надмірні дози азоту в друге підживлення призводять не тільки до економічних збитків, а й до забруднення агрофітоценозів та мінералізації органічної складової ґрунтів. Низькі рівні використання азоту в друге підживлення формують основну частку викидів парникових газів (N2O) за внесення мінерального азоту.

ІІІ підживлення проводять з метою підвищення якості врожаю пшениці азотом у амідній формі (карбамід з інгібітором уреази чи суміші карбаміду зі спеціалізованими комплексними добривами) у період від початку фази колосіння до наливу зерна. При цьому така обробка може підвищувати вміст білка, але часто не впливає на підвищення хлібопекарських властивостей зерна.

Це зумовлено відсутністю балансу азоту в зерні з іншими елементами – складовими білка зерна пшениці. Тому в виробництві найчастіше беруть до уваги доступність азоту, а проблеми доступності відповідних кількостей пулів фосфору та сірки – невід’ємних складових білка зерна пшениці залишаються поза увагою. Підвищення доступних пулів ортофосфату та сульфату при формуванні зерна є вагомим резервом підвищення його якості. Тому в останні роки широко й успішно впроваджуються численні комплексні добрива для позакореневого підживлення на основі водорозчинного монокалійфосфату з сіркою та мікроелементами.

Підживлення доцільно проводити одночасно з обробкою фунгіцидами. При внесенні карбаміду, в тому числі й з інгібітором уреази, робочі розчини можуть містити до 3–5% туків. За оптимальних умов (достатній рівень вологи, температура нижче +20оС, вечірні години) концентрацію розчину можна підвищити. Дозу добрив у підживленнях уточнюють залежно від забезпечення посіву вологою.

ДОБРИВА З АМІНОКИСЛОТАМИ

Необхідно відзначити перспективність добрив із високим вмістом амінокислот для застосування впродовж вегетації – від обробки насіння до позакореневого підживлення. Такі добрива можуть суттєво підвищувати ефективність використання макро- й мікроелементів, внесених у основне та позакореневе підживлення, а також сприяти підвищенню стійкості культурних рослин до стресових умов вирощування і якості врожаю.

У наших дослідах використання комплексу амінокислот (Епівіо, Сингента) разом із протруйниками сприяло перерозподілу пластичних речовин у кореневу систему на початку вегетації з перспективою зростання резистентності до посухи та забезпечення високими рівнями ефективності кореневої системи щодо поглинання елементів живлення й води.

Добрива з високим вмістом амінокислот можуть суттєво підвищувати ефективність використання макро- й мікроелементів, а також сприяти підвищенню стійкості культурних рослин до стресових умов вирощування
Добрива з високим вмістом амінокислот можуть суттєво підвищувати ефективність використання макро- й мікроелементів, а також сприяти підвищенню стійкості культурних рослин до стресових умов вирощування

Добрива, у складі яких є амінокислоти, відрізняються за вмістом азотних речовин і характеризуються досить низькими рівнями вмісту азоту. Тому збільшення врожаю у разі застосування органічного низькомолекулярного азоту позакоренево, ймовірно, пов’язане з підвищенням вмісту хлорофілу, стимуляцією процесів реутилізації мінерального азоту, що важливо для перебігу генеративного періоду розвитку культури.

Добрива, які містять амінокислоти, – це багатокомпонентні композиції, до складу яких входять пептиди, вітаміни, регулятори росту рослин різних класів, низка макро- та мікроелементів. Завдяки цьому вони мають широкий спектр біологічної активності, оскільки є потужним інструментом забезпечення культурних рослин доступними формами азоту в органічній формі за позакореневого застосування, що особливо важливо у генеративний період розвитку.

Добрива цієї групи розглядають як потенційні регулятори росту рослин. Їм властива висока антистресова/ антидотна активність – від посухи та теплового стресу до протидії фітотоксичності фосфорорганічних сполук тощо.

Важливою складовою досягнення високих врожаїв є також протидія виляганню. Вилягання зернових культур, у тому числі й пшениці, є одним із основних чинників, які лімітують отримання високих і стабільних врожаїв, також і за рахунок зменшення фотосинтезуючої поверхні, порушення транспіраційних токів та уповільнення засвоєння елементів живлення, зростання рівнів ураження хворобами. Перспективні ретарданти знайдено серед похідних класу циклогексадіонів.

У БАКОВИХ СУМІШАХ

Конкретний вибір добрива серед численних пропозицій на ринку України зумовлений компенсуванням нестачі доступних елементів у ґрунті. При цьому слід визначити обмеження доз застосування одно-, двокомпонентних добрив у позакореневе внесення, перевищення яких може призвести до ушкоджень посівів. При внесенні цих добрив одночасно із пестицидами, насамперед у препаративних формах концентратів емульсій і концентратів суспензій, найвищі вказані дози добрив знижують вдвічі-втричі.

При виборі форм добрив із мікроелементами доцільно використовувати як мідні добрива препарати гідроксиду міді; добрива з цинком, марганцем та залізом – сульфати. Добрива із вмістом бору – борну кислоту та органічні борати, які традиційно вносять по вегетації, доцільно замінити на напіврозчинні гранульовані форми добрив, що використовуються за основного внесення.

Доцільним є також позакореневе застосування на посівах зернових колосових культур кальцію азотнокислого (кальциніту) та магнію азотнокислого. Загальним обмеженням застосування низки необхідних для рослин катіонів (магній, кальцій, марганець, мідь, цинк і залізо) є несумісність із гербіцидами – похідними феноксіоцтової (препарати 2,4-Д) та бензойної кислот (дикамба). Також слід уникати сумісного застосування складних робочих розчинів азотних добрив із фосфорорганічними інсектицидами та іншими агрохімікатами.

Додавання азотних добрив (карбаміду, КАСів та інших) до робочих розчинів грамініцидів для обприскування є ефективним засобом підвищення ефективності контролю злакових видів бур’янів у посівах озимої пшениці. При застосуванні грамініцидів в оптимальні рекомендовані терміни, в період активного вегетативного росту бур’янів та при додаванні сполук азоту до робочих розчинів грамініцидів чітко проявляється ефект і спостерігається статистично достовірне посилення фітотоксичності таких сумішей.

При більш пізньому внесенні грамініцидів їх ефективність знижується. До робочих розчинів грамініцидів можна додавати азотні добрива KNO3, NH4NO3, КАС 32 і (NH4)2SO4 у дозах 5,0 кг/ га. Додавання кальциніту (Ca(NO3)2) до робочих розчинів призводить до зниження активності грамініциду.

Ураження грибними захворюваннями є потужним стресовим чинником, який супроводжується порушенням структури та фізіологічних функцій рослин і призводить до значного зниження продуктивності культури. Переважну більшість сучасних фунгіцидів, особливо класів азолів та інгібіторів сукцинатдегідрогенази, можна розглядати як чинники посилення ефективності використання елементів живлення, насамперед азоту.

Важливим чинником підвищення ефективності використання азоту зерновими культурами є також застосування гідроксиду міді в дозах 50–400 г/ га, яке можна проводити лише в інтервалі фаз розвитку ВВСН21–ВВСН37 з огляду на обмеження рівнів накопичення міді в зерні. Застосування фунгіцидів на основі міді сприяє збереженню фотосинтезуючої поверхні листків, зменшує прояви ушкоджень листків пшениці хворобами; пули редокс-мікроелемента впливають на обмінні процеси і, як наслідок, сприяють підвищенню ефективності використання азоту та врожайності культури.

Л. М. Михальська, ст. наук. співр., канд. біол. наук; В. В. Швартау, проф., д-р біол. наук, член-кор. НАНУ, Інститут фізіології рослин і генетики НАН України

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2021

Найсвіжіші матеріали читайте в журналі «Агроном». Слідкуйте за головними агрономічними новинами на нашій сторінці у Facebook та каналі в Telegram

0 Коментарі
Вбудовані Відгуки
Переглянути всі коментарі

СТАТТІ ПО ТЕМІ

Багаторічна пшениця – революція в рослинництві чи повернення до джерел?

Глобальні зміни клімату спричинили низку проблем, пов’язаних...

Як за допомогою польового досліду скоротити витрати на насіння пшениці на 50%

Дослідним шляхом визначаємо найбільш рентабельну схему сівби...

З яким добривом сіяти озиму пшеницю?

При сівбі озимої пшениці восени (а також...

Погода

Kyiv
чисте небо
11.5 ° C
12.1 °
10.2 °
43 %
0.9kmh
0 %
Вт
11 °
Ср
15 °
Чт
18 °
Пт
18 °
Сб
11 °