03 Серпня 2021

Живлення сої та вплив стресових чинників на врожайність

Для формування врожаю соя використовує у 2–3 рази більше поживних речовин, ніж зернові культури (пшениця, кукурудза). Тому вона дає високі врожаї тільки на родючих і окультурених ґрунтах, на решті ж – лише за умови внесення необхідної кількості основних добрив, збалансованих за складом.

Рис. 1. Калькулятор розрахунку добрив
Рис. 1. Калькулятор розрахунку добрив

На формування 1 т зерна соя витрачає в середньому 88 кг азоту, 28 кг фосфору і 36 кг кальцію (Yara, Норвегія). Отже, з огляду на потреби сої в елементах живлення, дози та співвідношення мінеральних добрив визначають на основі наявності поживних речовин у ґрунті, його механічного складу та запланованого рівня врожайності. При визначенні доз азотних добрив слід брати до уваги, що в середньому 60% своїх потреб в азоті рослини сої задовольняють за рахунок його фіксації з повітря бульбочковими бактеріями (від 40 до 180 кг/га).

Рис. 2. Динаміка споживання азоту рослинами сої
Рис. 2. Динаміка споживання азоту рослинами сої

До фази цвітіння – бобоутворення (R1 – R3) соя споживає переважно нітратний азот із ґрунту, і тільки після стадії R3 зростає частка споживання азоту, що фіксується із повітря бактеріями, – він перевищує частку нітратного. Тож забезпечення рослини доступним азотом на ранніх стадіях необхідне для максимальної реалізації генетичного потенціалу рослин.

Вчені встановили, що підвищення вмісту азоту в ґрунті при оптимальному фосфорно-калійному живленні не перешкоджає симбіозу рослин і бульбочкових бактерій. При оптимальному вмісті азоту, але дефіциті фосфору (порушення балансу N : Р) проникнення бактерій у корінь відбувається, але бульбочки не утворюються. При дефіциті калію скорочується флоемниий рух цукрів до коріння, що також уповільнює формування бульбочок і фіксацію азоту з повітря.

Бобові культури є індикаторними по відношенню до молібдену (Mo) і бору (В), а за останніми науковими даними – ще й кобальту (Со). Рослини споживають молібден у формі іонів молібдату (МоO4). Він необхідний для синтезу леггемоглобіну, перетворення іонів нітрату в амоній всередині рослини до того, як він увійде до складу амінокислот. Молібден також використовується в фіксації азоту – для розірвання потрійних зв’язків атмосферного азоту. При низькому рівні pH молібден стає менш доступним, і щоб уникнути його дефіциту, використовується внесення вапна або кальцієвої селітри, які піднімають pH. Обробка насіння та листкові підживлення добривами зі вмістом молібдену (Келік Мо), здатні підвищити винесення молібдену із ґрунту, призначаються за результатами діагностики ґрунту та рослин.

При дефіциті бору в бульбочках не формуються судинні пучки й порушується формування бактероїдної тканини, спостерігається порушення процесу цвітіння, скидання квіток і бобів.

Збалансоване мінеральне живлення дає змогу розвивати потужну кореневу систему і надземну біомасу, сприяє максимальному формуванню елементів структури врожаю за будь-яких ґрунтово-кліматичних умовах у зв’язку з виконанням завдань кожного органу рослини.

Міцні рослини менше схильні до захворювань і ураження шкідниками, що знижує пестицидне навантаження на культуру й чинить позитивний вплив на якість врожаю.

Рис. 3. Функції органів рослини сої
Рис. 3. Функції органів рослини сої

СТРЕС – ПОРУШЕННЯ БАЛАНСУ МІНЕРАЛЬНОГО ЖИВЛЕННЯ

Потенційна продуктивність сої 5,0–6,0 т/га, однак на практиці далеко не завжди вдається отримати таку врожайність. Одна з основних перешкод – умови росту, які часто створюють стрес для рослин і лімітують урожайність.

Як стрес впливає на продуктивність рослин?

  1. Порушується гормональний баланс. Гормони керують усіма біохімічними процесами. Вони визначають, які продукти (речовини) потрібно виробляти, їх кількість і напрямок переміщення (які частини будуть рости – коріння, пагони чи плоди).

Живлення сої та вплив стресових чинників на врожайність

Основні гормони, що впливають на ріст і розвиток рослин:

  • Ауксин – виробляється в точці росту пагона, впливає на переміщення продуктів фотосинтезу (ПФ) флоемою, стимулюючи розвиток або коренів, або плодів;
  • Цитокінін – утворюється в точці росту коренів, посилює ріст вегетативної частини рослин, продовжує життєздатність (молодість) рослини;
  • Гібберіллін – визначає кількість ПФ, переміщених у клітину. Впливає на ріст клітин і їх розміри.
  • Абсцизова кислота – перевантажує ПФ із клітин у нові клітини.
  • Етилен (гормон старості) – посилює активність кожного гормона, який домінує в клітині, стимулює цвітіння та дозрівання плодів. При впливі стресових чинників сприяє скиданню квіток і бобів, завершенню вегетативного росту, пришвидшенню дозрівання, зниженню врожайності та якості насіння.
  1. Змінюються фізіолого-біохімічні процеси у клітинах (менше вироблення продуктів фотосинтезу, енергії для хімічних перетворень).
  2. Руйнуються органели клітини (хлоропласти, мітохондрії), накопичуються токсичні продукти розпаду (аміак та ін.), що викликають підкислення pH клітинного соку та зниження резистентності до захворювань і шкідників.
  3. Відмирають листки й коріння, формується низький урожай, втрачається якість продукції.

Читати по темі: Вплив систем удобрення на формування врожайності зерна сої

При сильному та тривалому стресі може спостерігатися загибель рослин. Залежно від терміну дії стрес-чинника знижується потенціал продуктивності рослин – від 3 до 100%.

ДОСТУПНІСТЬ ЕЛЕМЕНТІВ ЖИВЛЕННЯ У ҐРУНТІ

Валові запаси елементів живлення у ґрунті визначаються його походженням і залежать від мінералогічного складу материнської породи, промивного режиму, рослинності, діяльності мікроорганізмів, а також застосування добрив і агротехніки вирощування польових культур.

Рис. 4. Вплив pH ґрунту на доступність елементів живлення
Рис. 4. Вплив pH ґрунту на доступність елементів живлення

Доступність елементів живлення для рослин визначається вмістом розчинних форм елементів живлення.

Чинники, що впливають на доступність елементів для живлення рослин:

1. Реакція ґрунтового розчину.

Зниження доступності елементів при певній реакції ґрунтового розчину: утворення нерозчинних сполук, зменшення або збільшення рухливості елементів (повільне пересування або вимивання), посилення конкуренції з іншими іонами.

Рис. 5. Взаємовплив елементів живлення у ґрунті
Рис. 5. Взаємовплив елементів живлення у ґрунті

2. Взаємовплив елементів живлення.

Співвідношення елементів живлення у ґрунтовому розчині впливає на споживання їх рослинами. Надлишок одних елементів викликає або посилення поглинання інших (синергізм), або зниження (антагонізм).

Наприклад, надлишок азоту в ґрунті викликає дефіцит калію для живлення рослин, надлишок кальцію – дефіцит фосфору, магнію, надлишок сірки перешкоджає поглинанню молібдену тощо. Прикладами синергізму іонів є зв’язки Са–В, Р–Сu, Fе–Мn та ін.

Комбіноване внесення фосфору до 35 кг/га і сірки до 40 кг/га дає ефект синергізму. Однак спільне внесення Р і S в дозі 52,2 кг/га причиняє ефект антагонізму на ріст рослин.

3. Вологість ґрунту.

При збільшенні вологості ґрунту відбувається вивільнення К із кристалічної решітки мінералів, збільшується доступність Мn, Аl, Fe через перехід елементів із двовалентного у тривалентний стан. За дефіциту вологи відбуваються зворотні процеси. Дефіцит Мn в умовах посухи особливо відчувають соя та інші бобові.

Зменшення доступності елементів живлення у ґрунті внаслідок зв’язування у важкорозчинні або важкозасвоювані форми, конкурентних відносин іонів, зниження рухливості елементів живлення призводять до зменшення ефективності основних добрив, порушення фізіологічних реакцій, дисбалансу фітогормонів і погіршення продуктивності рослин.

Корекція. Вибір видів основних добрив на підставі ґрунтової діагностики, контроль мінерального живлення за допомогою листкової діагностики та проведення листкового підживлення для підтримки балансу елементів живлення.

ПІДВИЩЕНА КИСЛОТНІСТЬ ҐРУНТУ

Для характеристики ґрунтової кислотності використовується ціла низка показників.

Актуальна кислотність – це pH ґрунтового розчину (на практиці вимірюється pH водної витяжки при співвідношенні ґрунт : вода = 1 : 2,5 для мінеральних ґрунтів і 1 : 25 для торф’яних).

Критична кислотність ґрунту для симбіотичної діяльності бактерій – pH 4,2–4,5

Параметри потенційної кислотності враховують також вплив катіонів ґрунтового поглинаючого комплексу (ҐПК), які можуть підкислювати ґрунтовий розчин (Н+ і Аl3+). До них відноситься обмінна кислотність – pH сольової витяжки (1 н. розчин КСl), а також гідролітична кислотність – pH витяжки розчином гідролітично лужної СН3<>/subСООNа (дає змогу більш повно витіснити Н+ із ҐПК).

Підвищена кислотність ґрунту негативно впливає на ріст сої за рахунок зменшення доступності низки макро- (Са, Мg) і мікроелементів (Мо) і, навпаки, збільшення розчинності токсичних сполук Мn, Аl, Fе, В та ін., а також погіршення фізичних властивостей ґрунту.

Підкислення ґрунту – зміна кислотно-основних властивостей ґрунту, викликана природним ґрунтоутворювальним процесом, надходженням забруднюючих речовин, внесенням фізіологічно кислих добрив та іншими видами антропогенного впливу.

Вплив підвищеної кислотності ґрунту на врожайністьКорекція. Внесення добрив зі вмістом кальцію під основний обробіток ґрунту (хімічна меліорація), обробка добривами насіння (наприклад, Райкат Старт або Райкат Старт + Атланте), внесення кальцієвої селітри при міжрядних обробках – 50–100 кг / га, застосування листкового підживлення за результатами діагностики рослин.

ҐРУНТОВЕ ЗАСОЛЕННЯ

Соя належить до середньосоле­стійких культур і витримує засолення лише до середнього рівня (0,25–0,3% або 0,5–0,6 мСм/м2). Висока концентрація легкорозчинних солей в кореневмісному шарі ґрунту призводить до зниження продуктивності рослин від 30 до 100% і навіть повної загибелі посівів. Може виникнути при зрошенні на солончакуватих ґрунтах (вторинне засолення).

В умовах засолення:

  • погіршується доступність елементів живлення (конкуренція К : Nа, зниження рухомих форм Р, Fе, Сu, Zn);
  • знижується поглинальна здатність коренів («фізіологічна посуха», зменшення споживання елементів живлення);
  • відбувається відмирання кореневих волосків;
  • спостерігається гальмування росту рослин, відмирання листя (захисний механізм рослини);
  • спостерігається слабкий розвиток або загибель бульбочкових бактерій.

Сольовий стрес призводить до збільшення вироблення етилену і зниження ауксину та цитокініну. Рослина намагається швидше завершити цикл розвитку, формує мало генеративних органів або абортує квітки і боби, утворює щупле зерно – залежно від сили стресу.

Якщо у ґрунтовому комплексі міститься понад 15% катіонів Na+ від ємності поглинання, то проявляється солонцюватість. Ґрунт стає в’язким, безструктурним, запливає при перезволоженні, знижуючи доступ кисню до коренів і ґрунтових бактерій.

При висиханні такого ґрунту тріщини розривають коріння рослин. Солонцюватість ґрунту, як правило, пов’язана з засоленням, але іноді зустрічається і при низькій концентрації солей у ґрунті.

Вплив засолення ґрунту на врожайністьКорекція. Обробка насіння стимуляторами росту та добривами для підвищення схожості насіння й виживання. Кореневе підживлення кальцієвою селітрою 50–100 кг/‌га. Кальцій (Са2+)) заміщує катіони натрію (Nа+) у складі ґрунтового поглинального комплексу (ҐПК), знижує солонцюватість ґрунтів і підвищує солестійкість рослин, покращує структуру ґрунту.

Застосування листкового підживлення в фази 1–3 трійчастих листків (V1–V3), бутонізації V4–V5) і бобоутворення (R3–R5) – за результатами функціональної діагностики рослин.

ВОДНИЙ СТРЕС

Важкий гранулометричний склад, погана структура ґрунту й опади створюють надмірне перезволоження ґрунту з застоєм води на поверхні.

Насичення ґрунту водою зменшує кількість кисню, доступного для бактерій і коренів рослин. Через 24 години затоплення ґрунту концентрація кисню може наближатися до нуля.

Такі ґрунти довго висихають, на поверхні утворюється щільна кірка, з’являються тріщини. У період збирання врожаю виникають труднощі в роботі збиральної техніки.

Вплив перезволоження ґрунту на врожайністьКорекція. Рекомендується застосування добрив, що містять цитокініни, а також препарати для профілактики кореневих гнилей.

ДЕФІЦИТ ВОЛОГИ

Коефіцієнт транспірації сої в період від появи сходів до розгалуження дорівнює 915, а потім різко зменшується: в період розгалуження – початку цвітіння він становить 457, а в період початку цвітіння – утворення бобів – 239. В фазу формування насіння – дозрівання він знову збільшується до 989.

Дисбаланс між споживанням води корінням і втратою води при диханні є причиною в’янення рослин. У разі посухи соя захищає себе від втрат води шляхом закриття продихів (відкриті пори на поверхні листа). Закриття пор допомагає рослині уникнути швидкої дегідратації, але водночас не дає рослині здійснювати обмін вуглекислого газу і кисню між внутрішніми тканинами рослини і атмосферним повітрям.

Читати по темі: Ефективність позакореневих підживлень сої карбамідом

Закриття пор також зупиняє або суттєво сповільнює потік води всередині рослини, знижуючи споживання нею елементів живлення, відтак у рослині виникає дефіцит – «прихований голод».

Вирощування сої найбільш ефективне, коли:

  • випадає 300–350 мм опадів;
  • відносна вологість повітря становить 70–75%. Ґрунтову посуху вона переносить гірше, ніж повітряну. При низькій вологості повітря не утворюються або скидаються наявні боби.

Дисбаланс елементів живлення (надлишок азоту, дефіцит фосфору, калію, а також мікроелементів (В, Мn, Zn, Сu) знижує посухостійкість рослин.

Вплив дефіциту вологи на врожайністьКорекція. Як превентивний захід необхідно проводити обробку насіння добривами із рістстимулюючим ефектом для розвитку потужної кореневої системи. Кореневе підживлення кальцієвою селітрою, 50–100 кг/га.

Також необхідно включати до системи живлення листкові підживлення для підвищення здатності тканин утримувати вологу, відновлення гормонального балансу, підтримки фотосинтезу.

ПЕСТИЦИДНИЙ СТРЕС

Більшість хімічних засобів захисту рослин є досить токсичними речовинами. Крім своєї основної функції (захист рослин від бур’янів, шкідників і хвороб), вони чинять стресовий вплив на культуру, яку покликані захищати.

Особливо помітний вплив гербіцидів, які, незважаючи на їхню селективність, змінюють фізіологічні процеси культурних рослин.

Вплив пестицидного стресу на врожайністьКорекція. Спільно з ЗЗР або відразу після обробки необхідно застосовувати антистресові препарати за результатами функціональної діагностики рослин.

ТЕМПЕРАТУРНИЙ РЕЖИМ. НИЗЬКА ТЕМПЕРАТУРА

Температура ґрунту безпосередньо впливає на діяльність кореневої системи, поглинання елементів живлення, відіграє велику роль у біологічних і хімічних процесах, що визначають напрямок та швидкість перетворення поживних речовин у ґрунті.

Посилення життєдіяльності мікроорганізмів, використання азоту і фосфору зростає з підвищенням температури ґрунту. Надходження в рослини азоту й фосфору при температурі ґрунту 5°С майже в 3 рази менше, ніж при 20°С.

При зниженні температури ґрунту інтенсивність надходження в рослину елементів живлення знижується в такому порядку:

Засвоєння амонійного азоту (NН4+) може відбуватися при більш низьких температурах, ніж нітратного (NO3). Споживання фосфіту (РO3) можливе при температурах, коли фосфат (РO4) вже не засвоюється.

Широке застосування добрив і засобів боротьби зі шкідниками та хворобами рослин викликає необхідність врахування температури ґрунту для найбільш ефективного їх використання.

Вплив низьких температур на врожайністьКорекція. Підвищенню морозо­стійкості рослин сприяють обробка насіння добривами з рістстимулюючим ефектом, листкові підживлення під час вегетації за результатами діагностики рослин.

ВИСОКА ТЕМПЕРАТУРА

Висока температура викликає ушкодження мембран і білків. Білки-ферменти денатурують при різній температурі, як правило, вище ніж +40…+45°С. Денатурація ферментів призводить до порушення узгодженості процесів обміну. Накопичуються розчинні азотисті сполуки та інші токсичні проміжні продукти обміну, внаслідок чого відбувається загибель клітин.

Висока температура гальмує як фотосинтез, так і дихання. Зменшується узгодженість енергетичних процесів. Особливо чутливий до підвищеної температури фотосинтез. Депресія цього процесу зазвичай починається вже при +35…+40°С. При підвищених температурах зменшується активність фітогормонів. Різко падає активність гіберелінів, знижується вміст ауксинів, що є однією із причин гальмування процесів росту, скидання бобів, зменшення кількості зерен у бобах.

Водний дефіцит збільшує несприятливу дію підвищених температур. Спекостійкість рослин пов’язана із пристосуваннями, спрямованими на зменшення освітленості шляхом згортання листя або зменшення їх величини, синтезом більш стійких білків, збільшенням вмісту осмотично активних речовин (цукрів, амінокислот), органічних кислот, що зв’язують аміак.

Мінеральне живлення впливає на адаптацію рослин до високих температур, регулюючи товщину клітинних стінок, вміст вільної та зв’язаної води (в’язкість клітинного соку), відкриття продихів, гормональний баланс рослин.

Вплив високих температур на врожайністьКорекція. Як превентивний захід – застосування добрив Келік К-Si, Атланте, Нутрівант Плюс та ін.; для зниження наслідків стресу – антистресантів (наприклад Амінокату).

МЕХАНІЧНИЙ СТРЕС

Механічні пошкодження рослин впродовж вегетації гальмують ростові процеси, але до фази бобоутворення можуть бути компенсовані розвитком нових пагонів, листків – залежно від величини пошкоджень.

Вплив механічних ушкоджень на врожайністьКорекція. Для відновлення рослин після ушкоджень – застосування добрив із рістстимулюючим ефектом, антистресантів.

Візуальні симптоми стресу проявляються, коли вже відбулися глибокі порушення обміну речовин, що необоротно знижують потенціал продуктивності рослин. Тому при перших ознаках проблеми необхідно її визначити й усунути.

Тож хоча втраті врожайності запобігти неможливо, за допомогою лабораторних експрес-методів діагностики та сучасних добрив можна звести втрати і збитки до мінімуму.

Ю. А. Ткаченко, А. В. Позднєв, за матеріалами компанії «АгроПлюс»

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

СТАТТІ ПО ТЕМІ

Так, Сінтак! Ефективний контроль кліщів в посівах сої

Якщо на більшість шкідників сої можна реагувати...

Вплив азотного живлення і гербіцидів на продуктивність сої

Незважаючи на значні посівні площі та високу...

Інокуляція сої штамами ризобій з різною швидкістю росту

Біологічна фіксація молекулярного азоту атмосфери є одним...

Погода

Kyiv
чисте небо
18.3 ° C
19.8 °
16.8 °
84 %
3.1kmh
0 %
Вт
25 °
Ср
27 °
Чт
30 °
Пт
28 °
Сб
26 °