Флагман внедрения технологии Strip-till
самой эффективной системы предпосевной обработки почвы и точного внесения удобрений
Меню
КАК СПОСОБ ВНЕСЕНИЯ МОЖЕТ ПОВЫСИТЬ ЭФЕКТИВНОСТЬ КАЛИЙНИХ УДОБРЕНИЙ
27 августа 2014

Т. С. Мюррелл, директор МИПР по северу Центрального района США


Агрономическая эффективность калийных удобрений - это прибавка урожая на единицу действующего вещества внесенного удобрения. Эффективность внесения однократной высокой дозы калийных удобрений может быть сравнима с эффективностью ежегодного внесения относительно невысоких доз, что позволяет фермерам гибко планировать внесение удобрений в оптимальное время и наиболее подходящим способом.


Аграрии применяют два основных способа внесения удобрений: разбросное и ленточное. При разбросном внесении калийные удобрения равномерно распределяются на поверхности почвы. Удобрение может быть оставлено на поверхности почвы при беспахотной ее обработке или запахано на глубину нескольких сантиметров. При ленточном внесении удобрение размещается узкими полосами (лентами). Ленты могут располагаться на поверхности почвы или на определенной глубине.


При внесении невысоких доз ленточный способ обычно более эффективен, чем разбросной. При минимальной обработке почвы глубокое ленточное внесение калийных удобрений может быть более эффективным для адекватного питания растений в засушливых условиях.


Эффективность каждого метода зависит, главным образом, от системы земледелия, используемых агротехнических приемов и возделываемых сортов, а также условий окружающей среды.


В настоящей статье мы более подробно рассмотрим эффективность калийных удобрений при выращивании кукурузы в севообороте с соей в кукурузном поясе умеренной зоны США. Обработка посевов механизирована, расстояние между рядами растений - 76 см. Гибриды кукурузы, как правило, высевают в апреле или мае, а убирают урожай в октябре. Обычно наиболее интенсивное поглощение калия растениями из почвы происходит в июне. Средняя норма высева составляет от 74 до 86 тыс. семян/га. Калийное удобрение, как правило, вносят разбросным способом осенью, после уборки сои. Весной следующего года сеют кукурузу.


ЭФФЕКТИВНОСТЬ КАЛИЙНЫХ УДОБРЕНИЙ

Использование термина «эффективность» часто подразумевает «получение большего при минимальных вложениях». Эффективность можно рассчитать различными способами, однако мы определяем, какую прибавку урожая дает применение калийных удобрений - это называют агрономической эффективностью (АЭ). Ее рассчитывают как отношение прибавки урожая в результате применения калийного удобрения к количеству внесенного удобрения и выражают в кг зерна/кг К2О.


Чаще всего эффективность рассчитывают для одного вегетационного сезона, однако это неприменимо в случае разового внесения высокой дозы в запас на несколько лет. Периодическое однократное внесение высоких доз может оказаться таким же эффективным приемом, как и ежегодное применение невысоких доз. Например, в исследованиях Малларино с сотр. (Mallarino et al., 1991), проведенных в штате Айова (США), в севообороте кукуруза - соя сравнивали эффективность однократного внесения высокой дозы калийных удобрений, внесенных разбросным способом, в результате которого к началу исследований в почву было внесено 675 кг К2О/га, с ежегодным внесением 54-81 кг К2О/га вразброс (табл. 1). Через 1О лет общее количество внесенного калийного удобрения составило 675 кг К2О/га в обоих вариантах опыта. Полученные величины АЭ были почти одинаковы: 10,6 и 10,0 кг зерна/кг К2О для ежегодного внесения и однократного внесения высокой дозы удобрений соответственно.


Обычно высокую дозу удобрений в запас на несколько лет вносят, если земля находится в частной собственности агрария, цена калийного удобрения сравнительно невысока. и имеются финансовые возможности для единовременной покупки большого количества удобрения. Ежегодное внесение более низких доз удобрений часто используют, если земля арендована, а финансовые возможности ограничены. Однако в этом случае затраты на удобрения в большей степени зависят от колебания цен на удобрения.


Рис. 1. Агрономическая эффективность применения калийного удобрения под кукурузу при ленточном и разбросном внесении в дозах:
а) 34 кг К2О/га и б) 101 кг К2О/га. Для каждого способа внесения приведена расчетная урожайность при низком и высоком содержании калия в почве

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ЛЕНТОЧНОГО ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ

Ленточное внесение калийных удобрений часто используют для получения высокой прибавки урожая, возможной при низ-кой дозе удобрений. Оно имеет два ключевых преимущества перед разбросным внесением: 1) удобрение можно вносить в поверхностный слой почвы, рядом с рядами растений, где оно становится доступным для развивающихся корневых систем, и 2) удобрение накапливается в полосе, создавая со временем зоны, обогащенные доступным для растений калием. Зоны с высоким содержанием калия имеют критическое значение в начальный период вегетации, когда корни кукурузы наиболее активно поглощают калий.


В классическом исследовании по сравнению ленточного и разбросного способов внесения удобрений (Parks and Walker, 1969) более высокие значения АЭ были получены при ленточном внесении удобрений (рис. 1). При более низкой дозе калийного удобрения (34 кг К2О/га) были получены более высокие значения АЭ, чем при высокой дозе (1 О 1 кг К2О/ га) (рис. 1 а и 1 б). Это связано с быстрым ростом урожайности кукурузы при внесении низкой дозы калийного удобрения. При высокой дозе (рис. 1 б) значение АЭ было меньше, но общий уровень урожайности - выше. Это важный момент при рассмотрении вопроса об эффективности. Наша цель - добиться оптимальной, а не максимальной эффективности. Поэтому необходимо учитывать достигнутый уровень урожайности, а также некоторые другие параметры функционирования экосистемы.


На рис. 1 можно увидеть и другую важную закономерность. При высоком уровне содержания калия в почве различия между эффективностью ленточного и разбросного способов внесения удобрений уменьшаются, особенно при внесении высоких доз калийного удобрения. В действительности при внесении высоких доз калийного удобрения эффективность разбросного внесения удобрений должна превышать эффективность ленточного внесения. Почему? Это связано с объемом удобренной почвы.


Таблица 1. Сравнение агрономической эффективности калийного удобрения через 10 лет после начала опыт
Примечание. Суммарная отзывчивость кукурузы и сои была рассчитана за 5 лет возделывания каждой культуры. Урожайность зерна кукурузы приведена к влажности 15,5%, а урожайность зерна сои - нет.

Рис. 2. Относительная урожайность биомассы 17-дневных растений кукурузы при различных долях объема корней, для которых доступен калий удобрения.
Рис. 3. Поглощение калия из почвы на глубине 0-7,5, 7,5- 27,5 и 27,5-75 см при разных методах обработки почвы (традиционная и беспахотная), измеренное в течение вегетационного сезона в периоды 30-47, 47-64 и 64-77 дней после посева.

Недостаток ленточного внесения удобрений - неравномерное распределение элементов питания в почве. Ранее опыты с молодыми (17-дневными) растениями кукурузы показали, что для максимального роста необходима доступность калийного удобрения для 50% корней (рис. 2) (Claassen and ВагЬег, 1977). Эти результаты свидетельствуют, что при ленточном внесении калийных удобрений расположение лент в почве должно меняться, чтобы со временем увеличить объем удобренной почвы.


Многие фермеры сочетают однократное разброс¬ное внесение больших доз калийного удобрения с ленточным внесением. При разбросном внесении удобряется больший объем почвы, тогда как ленточное внесение обеспечивает образование зон с высоким содержанием калия, доступного для корневых систем молодых растений.


При ленточном внесении калийного удобрения следует одновременно вносить фосфорное или азотное удобрение, либо оба. Почему? Ответ связан с особенностями роста корней. Когда корни кукурузы растут в зоне с высоким содержанием азота или фосфора, механизмы гормональной обратной связи растения дают команду об активном ветвлении корней. Корни в таких зонах образуют вторичные, третичные и др. ответвления, что приводит к скоплению корней в обогащенной зоне. Не обязательно происходит образование новых корней, скорее большая часть корней располагается в пределах ленты внесения удобрений. Однако внесение только калийных удобрений не приводит к этому результату. Без азотных или фосфорных удобрений корни растений прорастают через ленту внесения калийных удобрений. Из двух элементов питания, вносимых совместно с калием, фосфор не мигрирует далеко и его время нахождения в почве превышает длительность одного сезона, также как и для калия, а ленты азотных удобрений обычно существуют в почве в течение относительно коротких промежутков времени. Таким образом, при совместном ленточном внесении фосфора и калия создается зона обогащения, которую корни растений могут использовать в течение нескольких лет.


ЛЕНТОЧНОЕ ВНЕСЕНИЕ ПРИ МИНИМАЛЬНОЙ ОБРАБОТКЕ ПОЧВЫ В ЗАСУШЛИВЫХ УСЛОВИЯХ

При минимальной или нулевой обработке почвы происходит стратификация калия в почве. Поверхностный слой почвы содержит больше калия, чем глубокие слои. Это превышение может быть 2-3-кратным (Karathanasis and Wells, 1990).


Изменение обработки почвы от глубокого воздействия при вспашке до поверхностного при минимальной обработке влияет не только на распределение калия в почве. Обработка также определяет, из каких слоев почвы кукуруза берет калий. В 80-х годах хх века группа ис¬следователей Университета Пердью сравнила традиционную (отвальную) вспашку с нулевой обработкой почвы (Mackay et al., 1987). Исследователи объединили проведение полевых опытов с использованием механистической модели и получили интересные результаты, приведенные на рис. 3. Они свидетельствуют, что кукуруза, выращиваемая на почве при нулевой обработке, поглощает больше калия из самого верхнего слоя почвы, чем при традиционной обработке. Авторы пришли к следующему заключению: «Системы С минимальной обработкой почвы могут быть менее устойчивыми к неблагоприятным условиям выращивания в периоды активного поглощения питательных веществ (в кукурузном поясе США - в конце июня и начале июля) из-за увеличения зависимости от содержания калия в поверхностном слое почвы. Поэтому можно рекомендовать глубокое внесение калийного удобрения после нескольких лет беспахотной обработки почвы для снабжения калием корней, растущих в более глубоких слоях почвы, и снижения зависимости растений от содержания питательных элементов в поверхностном слое почвы».


Несколькими годами раньше один из этих исследователей обнаружил, что отзывчивость кукурузы на применение калийного удобрения была выше в засушливые годы (ВагЬег, 1959). На рис. 4 показано, что урожайность кукурузы в засушливые годы повышалась на 30%, а в более влажные годы отзывчивость кукурузы на калийные удобрения была гораздо ниже.


Рис. 4. Отзывчивость кукурузы на зерно при достаточном содержании доступных для растений форм калия в почве и различных уровнях суммы осадков в июне, июле и августе, % от максимальной урожайности

Рис. 5. Отзывчивость кукурузы на зерно при глубоком ленточном внесении калийного удобрения при различных уровнях суммы осадков в июне, % от урожайности кукурузы' полученной при разбросном внесении калийного удобрения. положительные величины соответствуют большей урожайности при ленточном внесении удобрения

Все эти данные указывают на возможность более глубокого внесения калийного удобрения в почву для увеличения объема удобренной почвы и обеспечения его доступности растениям и при минимальных обработках почвы, особенно в засушливых условиях. Аналогичные результаты были получены в исследованиях, проведенных почти десять лет спустя.


В штате Айова (США) исследователи вносили калийное удобрение лентами на глубину 15-20 см от поверхности почвы (Bordoli and Mallarino, 1998). Ширина лент была около 2,5 см. Кукурузу высевали над этими лентами, так что ряды растений оказывались точно над лентами. Опыты проводили как в опытных хозяйствах, так и на полях фермеров. На одних участках наблюдали отзывчивость кукурузы, на других - нет. Объединение результатов, полученных на всех исследуемых участках, показало. что глубокое ленточное внесение калийного удобрения увеличивало урожайность кукурузы примерно на 0,2 т/га в опытных хозяйствах и примерно на 0,6 т/га на фермерских полях. Повышение урожайности наблюдалось. даже если пробы почвы, отобранные с глубины 15 см, показывали достаточное или повышенное содержание доступных для растений форм калия.


Авторы отмечали наличие корреляции между отзывчивостью кукурузы и погодными условиями, как и предполагали исследователи из Университета Пердью: «Вероятно, отзывчивость на глубокое ленточное внесение калийного удобрения была связана с погодными условиями, особенно с влажностью почвы. Полученные корреляции дают основание предположить, что прибавка урожая при глубоком ленточном внесении калийного удобрения была выше в годы, когда в июне было мало осадков».


Эти результаты, которые не были графически представлены в исходной публикации, приведены на рис. 5. На нем видно, что существует тенденция, хотя и не очень сильная, к повышению урожайности при снижении количества осадков в июне - в период, когда в растениях происходит активное накопление элементов питания.


РЕЗЮМЕ

Для получения максимальной прибавки урожая от внесения калийных удобрений необходимо учитывать систему земледелия, используемые агротехнические приемы и особенности возделываемых сортов, а также условия окружающей среды. Аграрии, выращивающие кукурузу в кукурузном поясе США, используют различные способы для достижения максимальной эффективности от внесения калийных удобрений. Периодическое однократное внесение высоких доз удобрения в запас на несколько лет, повидимому, так же эффективно, как и ежегодное применение относительно невысоких доз. При низком содержании доступных для растений форм калия в почве внесение невысоких доз лентами более эффективно. Однако при внесении повышенных доз удобрений ленточное и разбросное внесение калийного удобрения могут быть одинаково эффективными. При минимальной обработке почвы глубоко расположенные ленты калийного удобрения под рядами растений могут способствовать решению проблем питания растений в период активного поглощения элементов питания в засушливых условиях.




Статтю было напечатано в журнале "Агроном" (№4(50) Ноябрь 2015). Все авторские права на информацию размещенную в журнале "Агроном" и интернет-странице журнала по адресу http://www.agronom.com.ua принадлежат исключительно издательскому дому ООО «АгроМедиа» и авторам публикаций, согласно Закону Украины "Об авторском праве и смежных права ".