Синдром пару кукурудзи: роль мікоризи та попередження проблем із фосфором

У зв’язку з трендом збільшення частки ріпаку в структурі посівів останніми роками аграрії стикаються з необхідністю розміщувати кукурудзу в сівозміні після озимого ріпаку, що призводить до поганого розвитку рослин кукурудзи, особливо на початкових етапах її вегетації.

Ріпак, як попередник, забезпечує різноманітні переваги для наступних культур. Однією з таких переваг є пригнічення ґрунтових патогенів через виділення біоцидних метаболітів, які, однак, можуть також чинити згубний вплив на арбускулярні мікоризні гриби (АМФ). Кукурудза суттєво залежить від симбіотичного зв’язку з мікоризними грибами через їхню здатність сприяти поглинанню води та нерухомих P і Zn. Тому часто після ріпаку можна спостерігати ознаки пригнічення росту культури та прояви дефіциту фосфору або цинку на початку сезону.

У науковій літературі це явище відоме як Fallow Syndrome – «синдром пару». Хоча він може проявлятися на різних культурах, саме кукурудза найбільш вразлива до його негативного впливу, що загрожує значним зниженням врожайності. Основні симптоми синдрому: уповільнений ріст і ознаки дефіциту фосфору, зокрема, антоціанове забарвлення листків. Ці прояви можуть виникати навіть при достатньому рівні доступного фосфору в ґрунті та оптимальній температурі для його засвоєння. Окрім кукурудзи, чутливими до синдрому пару можуть бути також яра та озима пшениця.

Як правило, цей синдром не впливає на проростання кукурудзи. Симптоми зазвичай проявляються невдовзі після появи першого листка (фаза V1) і зберігаються до досягнення рослинами фази V6. При цьому може спостерігатися вкорочування міжвузлів, поява фіолетового забарвлення на листках і загальне пригнічення рослин. У особливо складних випадках наслідком може бути затримка або пригнічення росту, що зберігається впродовж усього періоду вегетації кукурудзи.

ПРИЧИНА ДЕФІЦИТУ ПОЖИВНИХ РЕЧОВИН ПРИ СИНДРОМІ ПАРУ

Синдром пару кукурудзи спричинений зменшенням колонізації кореневих мікориз та чисельності їх спор. Гриби АМФ ростуть всередині та зовні коренів. Зовнішні гіфи грибів АМФ можуть бути значно довшими за коріння рослин і служать додатковими «відростками» коренів, допомагаючи поглинати воду та поживні речовини. Більше того, АМФ також відповідають за значну частину (до 50%) кореневого поглинання P і Zn у деяких видів рослин (Marschner 2012; Watts­Williams et al., 2015).

Рослини з родини Brassica, такі як ріпак, не здатні створювати функціональний арбускулярний мікоризний симбіоз. Таким чином, це може обмежити розмноження АМФ та зменшити їхню здатність колонізувати наступну культуру. Рослини цієї родини виділяють антимікробні глюкозинолати й ізотіоціанати кореневою системою або у процесі розпаду рослинних решток (Kirkegaard та ін., 2000), які мають негативний вплив на мікоризу (Schreiner et al., 1993).

Іншою причиною проявів симптомів уповільнення росту і дефіциту поживних речовин може бути посів кукурудзи на затоплених полях або площах, що знаходились під паром (звідси й назва синдрому). Крім того, «не мікоризною» культурою є також цукровий буряк.

ПОПЕРЕДЖЕННЯ СИНДРОМУ ПАРУ

Коригування синдрому пару під час вегетаційного періоду – складне завдання, тому найбільш ефективним підходом є зниження ризику його прояву ще на етапі підготовки. До основних заходів, що можуть зменшити ймовірність розвитку цього синдрому, належать:

• дотримання оптимальної сівозміни та вирощування культур, менш залежних від мікоризного симбіозу;
• посів покривних рослин і сидератів восени за умови достатнього зволоження ґрунту;
• оптимальні строки посіву кукурудзи (за ранніх посівів доступність фосфору додатково обмежується ще й температурним фактором);
• застосування стартових добрив.

У разі планування посіву кукурудзи в сівозміні після ріпаку ефективним заходом для зниження ризику прояву синдрому пару є внесення рідких стартових фосфорних добрив та хелатованого цинку безпосередньо на насіння під час посіву. Згідно з базовими рекомендаціями НВК «Квадрат», технологія In­Furrow передбачає внесення стартових добрив Quantum Діафан ACTion у нормі 25–30 л/га та додавання 1–2 л/га Quantum Хелат Zn 117 EDTA. Для піщаних ґрунтів норму внесення можна зменшити.

Читати по темі: Екстракти морських водоростей – біостимулятор розвитку кореневої системи, стресостійкості та продуктивності рослин

Цього року на базі господарства АГРО­РЕГІОН БОРИСПІЛЬ, Київської обл., Бориспільського р­ну було проведено дослідження ефективності рідких стартових добрив Quantum Діафан ACTion марки 8­24­0 після попередника ріпак. Ґрунти сірі опідзолені, легкого механічного складу, з високим забезпеченням фосфором і рН 5,8­6,3. Посів гібрида Pioneer P9612 (ФАО 340) було здійснено 01.05.2024 сівалкою Great Plains з системою AccuShot™. Під посів було внесенно 240 кг/га карбаміду, KCl – 90 кг/га, у 2022 році ZnSO4, 18 кг/га. Діафан ACTion було внесено за технологією In­Furrow стандартним способом безперервного виливу з нормою 30 л/га (суцільний, 30 л), з застосуванням системи Accushot з нормою 30 л (Accushot, 30 л) та зі зменшеною нормою виливу Accushot, 20 л.

Рослини без внесення стартових добрив (контроль) значно відставали у рості (рис. 1) та виявляли симптоми дефіциту фосфору (Р) у вигляді антоціанового забарвлення, що підтверджують результати листкової діагностики (0,2%, або 4,3 мг Р/рослину, тобто дуже низький вміст). Внесення рідких стартових добрив у середньому по варіантах забезпечило вміст 0,5%, або 33 мг Р/рослину, тобто достатнє забезпечення фосфором. Крім того, у всіх дослідних варіантах було виявлено дуже низький вміст цинку (Zn) – від 8,7 до 12,2 ppm.

На ранніх етапах розвитку під дією стартових добрив Quantum Діафан ACTion рослини сформували більшу вегетативну масу та площу листків порівняно з контролем (в середньому у всіх варіантах внесення Діафан маса була в 3 рази більшою). Значення вегетаційного індексу NDVI на контрольних ділянках станом на 30 травня були в межах 0,44–0,47, на варіантах з Діафан – 0,68–0,74 (рис. 2).

Істотна різниця з контролем спостерігалася до фази викидання волоті, рослини без добрив вступили у фазу цвітіння на 7–10 днів пізніше. Варіанти із внесенням рідких стартових добрив завершили вегетацію раніше та мали нижчу вологість зерна на момент збору врожаю – на 1,9–2,4% менше порівняно з контрольними ділянками.

В результаті застосування рідких стартових добрив рослини сформували 10,8–10,94 т/га зерна кукурудзи, що на 1,33–1,47 т/га більше, ніж на контрольних ділянках, де добрива не вносили (рис. 3).

Економічна оцінка отриманих результатів показала, що чистий прибуток від використання Діафан ACTion стандартним методом безперервного виливу з нормою 30 л/га становив 182 $/га, з застосуванням системи Accushot із нормою 30 л – 207 $/га, а при нормі 20 л – 218 $/га (розрахункова ціна кукурудзи – 175 $/т).

Отримані дані узгоджуються із провідними науковими та практичними результатами, однак наразі доступні лише однорічні спостереження, тому дослідження буде повторено протягом наступних двох­трьох років для підтвердження результатів.

Аналіз проведеного дослідження свідчить про важливість адаптації агротехнічних методів до сівозміни та удобрення ґрунту з урахуванням культур­попередників. Зокрема, поєднання методів раціонального управління структурою посівів і живлення рослин, таких як внесення рідких стартових добрив безпосередньо на насіння під час посіву кукурудзи, значно знижує прояви синдрому пару. Це дає змогу оптимізувати поглинання фосфору та цинку молодими рослинами й забезпечити стабільну врожайність кукурудзи.

Ольга Капітанська, канд. біол. наук, керівник науково-дослідного відділу НВК «Квадрат»; Юрій Лисак, головний агроном ГК «Агро-Регіон»

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2024