Удобрение твердой яровой пшеницы на черноземе

         Яровая  пшеница, особенно твердая, очень  требовательна к наличию в  почве легкодоступных питательных  веществ, что объясняется сравнительно  коротким периодом вегетации, слабым  развитием корневой системы и ее пониженной усвояющей способностью. Пшеница страдает от повышенной почвенной кислотности. Хорошие урожаи можно получить на слабокислых и нейтральных (рН 6,0-7,5) почвах, особенно благоприятны все виды черноземов и каштановые почвы (А.И. Носатовский, 1965; М.А. Витвицкий, 1983; П.П.Вавилов, 1983; В.Б. Нарушев, О.М.Колесниченко, 1997; М.Н.,  Худенко и др., 2003). Наиболее высокое использование азотных удобрений (76%) яровой пшеницы отмечено на почвах, хорошо обеспеченных органическим веществом, и с рН, близким к нейтральному, а наиболее низкое (11,6%) - на кислых почвах (W.Myskow, 1989).

Биологические особенности растений, а также условия их выращивания определяют вынос элементов минерального питания с урожаем. Биологический вынос яровой пшеницы, вынос питательных веществ из почвы всеми частями растения одной тонной основной продукции составляет: N – 51 кг; P2O5 – 15 кг; К2О – 39 кг. На формирование 1 тонны зерна и соответствующее количество соломы  яровая пшеница использует азота – 38 кг, фосфора – 17 кг и калия – 44 кг. Основная часть азота выносится с зерном, а калия – соломой (М.Б.   Терехов, 2000).

По данным В. Ф. Мальцева (2008) для получения одной тонны зерна яровой пшеницы затраты минеральных удобрений в действующем веществе составляют N – 42 кг; Р2О5 – 12,4 кг; К2О – 20,5 кг.

 Потребность растений яровой пшеницы в основных элементах минерального питания не является постоянной и изменяется в процессе формирования урожая (Н.А.Кузьмина, 1999; Р.С. Шакиров, 1999).

 Твердая яровая пшеница наиболее требовательна к минеральному питанию в первую половину вегетации. Яровая пшеница уже в фазу трубкования накапливает половину необходимого ей азота, 75% фосфора и калия (П.А. Власюк, 1952). До цветения пшеница потребляет 82-90% азота, 82-100% фосфора и 100% калия. К периоду налива зерна накопление зольных элементов и азота практически заканчивается, и налив идет, главным образом, за счет перераспределения элементов, их передвижения из вегетативных органов в зерно (А.А.Завалин, А.В. Пасынков 2007).

Для яровой пшеницы установлены критические периоды потребления азота, фосфора и калия во время роста и развития, когда недостаток этих элементов питания отрицательно сказывается на продуктивности и качестве растений. В период от всходов до появления третьего листа пшеница нуждается в малом количестве питательных веществ и не выносит повышенной концентрации их в почвенном растворе.  От фазы третьего листа до кущения потребность возрастает. Наблюдаются два максимума в потреблении питательных веществ у яровой пшеницы. Первый отмечен от выхода в трубку до цветения, на это время приходится наибольший прирост сырого и сухого вещества растения. Второй максимум приходится на фазу налива, когда происходит формирование зерна.

Среди элементов питания существенная роль отводится азоту. Он определяет характер физиолого-биохимических процессов, протекающих в вегетативных и репродуктивных органах растений (Соколов О.А., 2001). 

Сроки и дозы поступления азота из почвы и удобрений, его содержание в тканях растений, участие в физиологических процессах во многом обуславливают продуктивность пшеницы (П.М. Смирнов, 1983; О.А.Соколов В.М.Семенов, 1992; А.М. Медведев, 1998; В.Е. Ториков, А.П. Прудников 2001; Nair N.V.R., 1993).

Особую потребность в азоте пшеница испытывает в фазе кущения – выход в трубку, когда формируются придаточные стебли, узловые корни, колоски и цветки в зачаточном колосе (А.И. Бараев, 1978; В.Д. Панников, В.Г.Минеев, 1985). Второй критический период обеспеченности азотом – начало восковой спелости. В этот период азот оказывает влияние на качество урожая, а именно на содержание белка и клейковины. При нормальном азотном питании в растении повышается синтез белковых элементов, усиливается и дольше сохраняется жизнедеятельность растений, замедляется старение листьев (Т.Ф. Андреева, 1969).

Во время дифференциации колоса, образования колосков, цветков и половых клеток достаточное количество азота в питательной среде увеличивает размер колоса, число колосков, цветков в колосе и процент оплодотворенных цветков. Дефицит азота в другие фазы развития меньше отражается на величине урожая. От начала вегетации яровой пшеницы максимальная потребность азотного питания наблюдается с 10-го на 40-й день (Г.М.Вайман, 1953).

В период налива зерна происходит реутилизация азотных соединений, то есть их переход из вегетативных органов в зерновки, при этом относительное содержание азота в целом растении сохраняется на постоянном уровне (М.Н.Кондратьев, 1990)

Исключительная роль фосфора в энергетическом обеспечении растений определяет высокую потребность этого элемента на протяжении  большей части вегетации. Внесение фосфора улучшает использование азота и ведет к значительному увеличению роста растений. Вследствие  этого  быстро протекает налив зерна, сохраняется более высокое отношение массы корней к наземной массе, улучшаются механические свойства стебля. Процесс накопления фосфорной кислоты совершается в течение всей вегетации яровой пшеницы и идет быстрее, чем накопление азота. Фосфор необходим растению на самых ранних этапах его жизни (Г.М.Вайман, 1953). Недостаток фосфора тормозит передвижение углеводов и синтез белков. Высокий уровень усиливает развитие корневой системы, повышает использование азота и сокращает вегетационный период на 3-5 дней (П.М. Фокеев, 1959; А.И.Бараев, 1978).

Внесение фосфорных удобрений способствует развитию корневой системы и ускоряет созревание зерна, сокращает вегетационный период на 3-6 дней. Однако одностороннее внесение фосфорных удобрений уменьшает стекловидность зерна (П.М. Фокеев, 1959;)

А.И. Кузнецова (1938) установила две критические фазы в питании яровой пшеницы фосфором: кущение – выход в трубку и начало молочной спелости. Позднее было отмечено – в фосфорном питании пшеница испытывает недостаток еще раньше, чем в азотном, а именно в период всходы – кущение.  Пшеница очень чувствительна к фосфорному голоданию в самом начале развития, когда усваивающая способность ее неразвитой корневой системы весьма слабая. Нормальная обеспеченность фосфором способствует развитию корневой системы, увеличивает ее поглотительную способность, повышает использование азота. Накладывающийся депрессионный эффект от фосфорного голодания в ранний период роста невозможно полностью преодолеть и нормальным последующим питанием. Фосфор является аккумулятором и переносчиком энергии, стимулирует процессы фотосинтеза, дыхания  и оказывает непосредственное влияние на углеводный обмен. Хорошее обеспечение пшеницы фосфором до фазы колошения удовлетворяет в этом элементе весь период развития. Фосфор существенно смягчает действие экстремальных погодных условий на растения, высокий урожай которых может быть сформирован даже в условиях засухи или при колебаниях температур (В.Г.Минеев, 1990).

Анализ результатов парной и множественной корреляции между урожаем яровой пшеницы и агрохимическим состоянием пахотных почв одновременно указывает, что лимитирующим фактором в формировании урожаев пшеницы в масштабе республики Татарстан является содержание подвижных форм фосфора, имеющие наибольшие коэффициенты корреляции и соответственно высокую долю участия в создании урожая. Это означает, что дальнейший подъем урожаев этой культуры связан с улучшением фосфорного режима почв. (Н. Б.Бакиров, И.Д. Давлятяшин, 2007).

Калийные удобрения на посевах яровой пшеницы особенно эффективны на фоне азотных удобрений в аммиачной форме. Калийные удобрения, как правило, снижают процент пораженных фузариозом растений (В.В. Лапа, Б.Н. Босок, 2001).

При недостатке калия снижается интенсивность фотосинтеза, нарушается углеводный обмен, усиливается поражение грибными заболеваниями,  и снижается содержание белка в зерне (В.Г. Антонов, О.И. Антонова, 1981).

Период потребления калия сильно растянут, он длится от фазы колошения до налива зерна, но максимальное потребление калия приходится на период выхода в трубку - колошение. Его недостаток в растении усиливает повреждаемость грибковыми болезнями и вредителями. При калийной недостаточности уменьшается толщина клеточных стенок, в результате стебли становятся непрочными, склонны к полеганию или к пониканию колосьев. Недостаточная обеспеченность калием приводит к  затягиванию развития растений  и удлинению вегетационного периода.  При достаточном обеспечении калием растения лучше удерживают воду, легче перенося кратковременные засухи. Калий стимулирует процесс фотосинтеза, усиливает отток углеводов из пластинки листа в другие органы. При недостатке калия задерживается синтез белков и накапливается небелковый азот   (В.А. Кумаков 1988; В.Г. Минеев, 1990).

Для растений в основном доступен калий почвенного раствора и калий обменно-поглощенный. Отмечено, что в случае расходования запасов обменного калия идет его пополнение за счет необменного. Между этими формами калия существует подвижное равновесие. Однако скорость восполнения не всегда соответствует интенсивности поглощения калия растениями (Т.Н. Кулаковская, 1990).

Наряду с недостатком элементов питания задержка роста и развития растений отмечается и при внесении высоких доз минеральных удобрений (Е.И. Ломако, 1982; М.Б.Терехов, 2000).

Избыточное азотное питание в течение всего вегетационного периода может задерживать созревание и налив зерна, растения образуют мощную вегетативную массу и склонны к полеганию. Избыток в растениях азота затягивает вегетационный период, в результате чего зерно становится щуплым, ухудшают физические свойства зерна пшеницы: снижается масса 1000 зерен, натура (С.А. Заиграев и др., 1990; Н.С.Беркутова, 1991).

При недостатке фосфора и избытке калия и азота формируется очень слабая корневая система, которая при засухе не может обеспечить растения влагой из нижних слоев почвы и усваивать трудно растворимые фосфаты (И.И. Синягин, Н.Я. Кузнецов,1979).

1.3.Опыт применения удобрений  под яровую пшеницу

Систематическое внесение удобрений повышает урожайность полевых культур на 35-50% и поддерживает плодородие почвы на высоком уровне. Яровая пшеница отзывчива на внесение минеральных удобрений и при внесении оптимальных доз обеспечивает высокую урожайность и качество зерна. Применение минеральных удобрений увеличивает урожайность яровой твердой пшеницы на 25-50% (В.И. Волынкин, О.В. Волынкина, 1999; А.И.Абрамов, 2000; А.Л. Иванов, 2006).

В условиях черноземных почв яровая пшеница нуждается в первую очередь в фосфорных удобрениях, а азот и калий находятся во втором минимуме. В условиях каштановых почв более заметно действие азота, фосфор на втором месте, а калий не действует. В целом оптимальные дозы азота, фосфора и калия, обеспечивающие наибольшие прибавки урожая составляют 40-60 кг д.в./га.

Эффективность применения минеральных удобрений в различных почвенно-климатических зонах России может быть различной. В Предкамье и Закамье Республики Татарстан использование калия и фосфора из удобрений эффективней, чем в более засушливой Ульяновской области. На черноземных почвах Закамья азот из удобрений твердой пшеницей использовался больше чем на таких же почвах в Ульяновской области. При внесении полного минерального в расчете на 3 т/га прибавка урожая зерна сорта Безенчукская 139 составила: по Ульяновской области  560 кг/га, по Предкамью 170 кг/га, по Закамью 890 кг/га (М.Ф. Амиров., 2006).

В 25-летних опытах с яровой твердой пшеницей с 1962 года Мордовской с.-х. опытной станции на черноземе выщелоченном  тяжелосуглинистом установлено, что в сухие годы прибавки урожайности пшеницы от азота на фоне без удобрений Р, К и РК были в пределах 0,6-1,2 ц/га, а во влажные – от 2,5 до 4,6 ц/га. Максимальный эффект получен на фоне РК. Влияние фосфорных и особенно калийных удобрений было значительно слабее. На долю азота  приходится 48-51% общего действия удобрений в сухие годы и 72-85% - во влажные и нормальные годы (А.В. Ивойлов, 1995).

Длительные исследования по вопросам удобрения яровой пшеницы в Поволжье  проведены М.П. Чуб (1980). Она установила, что в лесостепных районах для получения урожая 2-2,5 т/га при посеве после бобовых, озимых и кукурузы следует вносить не менее 60 кг д.в./га азота, после яровых колосовых  - 90 кг д.в./га; а при урожае 3,5-4 т/га – доза азота должна быть повышена до 100-120 кг д.в./га. В лесостепи и северных районах черноземной степи оптимальной считается доза N60-100Р40-60. Лучшее соотношение азота и фосфора 2,0-1,5:1,0. В более засушливых районах черноземной сухой степи это соотношение должно быть равно 1,5:1,0, а рекомендуемая доза - N60Р40.

В  Новосибирской области на выщелоченном среднесуглинистом черноземе в 2001-2002 гг. изучали совместное влияние азотных удобрений и фунгицидов на урожайность и качество яровой пшеницы скороспелых сортов Новосибирская 22 и 29. Установлено, что оба сорта хорошо реагируют на увеличение дозы азотных удобрений как в сочетании с фунгицидами, так и без них. При совместном применении эффект был выше. Урожайность пшеницы Новосибирская 22 на варианте с дозой азота N60 составляла 3,8 т/га, а N90 – 4,4 т/га (без азота – 2,7 т/га); урожайность сорта Новосибирская 29 повышалась с 2,6 до 3,4 т/га от дозы азота N60 и до 3,8 – от N90 (Н.Г.Власенко и др., 2004).

В Волгоградской области урожайность зерна возрастает по мере увеличения доз вносимых удобрений с 36,0 ц/га на контроле до 46,4…60,7 ц/га на фонах питания с дозой N45Р90К120, N90Р90К120 и  N135Р90К120 (А.А. Суков, 1998).

В опытах, проведенных в 1998-2000гг. в Воронежской области на черноземе типичном среднемощном наибольшая урожайность яровой мягкой пшеницы сорта Крестьянка получена при внесении N68Р73К57 – 20,9 ц/га, прибавка к контролю составила 8,4 ц/га. Увеличение дозы до 90, 112 и 180 кг/га на фоне Р78-180 и К62-180 приводило к снижению урожайности. Содержание белка (12,9%) и клейковины (28,3%) так же было на варианте с оптимальной дозой удобрений (Н.Г. Мязин., Р.Н. Луценко, 2002).

В южной зоне Самарской области увеличение доз удобрений свыше N30Р30К30 для сорта Безенчукская 139 является неэффективным. А сорт Безенчукская степная на фоне N30Р30К30 – дает прибавку урожая 4,5 ц/га, а на фоне N60Р60К60 – 5,9 ц/га (А.П.Чичкин, Е.Н. Шаболкина, 2002; 2003).