Т. С. Мюррелл, директор МІПР на півночі Центрального району США

Агрономічна ефективність калійних добрив – це збільшення врожаю на одиницю діючої речовини внесеного добрива. Ефективність внесення одноразової високої дози калійних добрив може бути порівнянна з ефективністю щорічного внесення щодо невисоких доз, що дозволяє фермерам гнучко планувати внесення добрив у оптимальний час та найбільш підходящим способом.

Аграрії застосовують два основних способи внесення добрив: розкидний та стрічковий. При розкидному внесенні калійні добрива рівномірно розподіляються лежить на поверхні грунту. Добриво може бути залишено на поверхні землі при безорному її обробці або запахане на глибину декількох сантиметрів. При стрічковому внесенні добрива розміщується вузькими смугами (стрічками). Стрічки можуть розміщуватися на поверхні ґрунту або на певній глибині.

При внесенні невисоких доз стрічковий спосіб зазвичай ефективніший, ніж розкидний. При мінімальному обробітку ґрунту може бути більш ефективним для адекватного живлення рослин у посушливих умовах.

Ефективність кожного методу залежить, головним чином, від системи землеробства, використовуваних агротехнічних прийомів та сортів, що виробляються, а також умов навколишнього середовища.

У цій статті ми більш докладно розглянемо ефективність калійних добрив при вирощуванні кукурудзи у сівозміні з соєю у кукурудзяному поясі помірної зони США. Гібриди кукурудзи, як правило, висівають у квітні чи травні, а збирають урожай у жовтні. Зазвичай найбільш інтенсивне поглинання калію рослинами із ґрунту відбувається у червні. Середня норма висіву становить від 74 до 86 тисяч. насіння/га. Калійне добриво, як правило, вносять розкидним способом восени, після збирання сої. Весною наступного року сіють кукурудзу.

Використання терміна «ефективність» часто має на увазі «отримання більшого за мінімальних вкладень». Ефективність можна розрахувати різними способами, проте ми визначаємо, яке збільшення врожаю дає застосування калійних добрив - це називають агрономічною ефективністю (АЕ). Її розраховують як відношення збільшення врожаю в результаті застосування калійного добрива до кількості внесеного добрива і виражають в кг зерна/кг К2О.

Найчастіше ефективність розраховують на один вегетаційний сезон, проте це не застосовується у разі разового внесення високої дози в запас на кілька років. Періодичне одноразове внесення високих доз може виявитися таким самим ефективним прийомом, як і щорічне застосування невисоких доз. Наприклад, у дослідженнях Малларіно зі співр. (Mallarino et al., 1991), проведених у штаті Айова (США), у сівозміні кукурудза - соя порівнювали ефективність одноразового внесення високої дози калійних добрив, внесених розкидним способом, в результаті якого до початку досліджень у ґрунт було внесено 675 кг К2О/га , З щорічним внесенням 54-81 кг К2О/га вразброс (табл. 1). Через 10 років загальна кількість внесеного калійного добрива склала 675 кг К2О/га в обох випадках досвіду. Отримані величини АЕ були майже однакові: 10,6 та 10,0 кг зерна/кг К2О для щорічного внесення та одноразового внесення високої дози добрив відповідно.

Зазвичай високу дозу добрив у запас на кілька років вносять, якщо земля знаходиться у приватній власності аграрія, ціна калійного добрива порівняно невисока. і є фінансові можливості для одноразового придбання великої кількості добрива. Щорічне внесення нижчих доз добрив часто використовують, якщо земля орендована, а фінансові можливості обмежені. Однак у цьому випадку витрати на добрива більшою мірою залежать від коливання цін на добрива.

а) 34 кг К2О/га та б) 101 кг К2О/га. Для кожного способу внесення наведено розрахункову врожайність за низького та високого вмісту калію в грунті

Стрічне внесення калійних добрив часто використовують для отримання високої добавки врожаю, можливої ​​при низькій дозі добрив. Воно має дві ключові переваги перед розкидним внесенням: 1) добрива можна вносити в поверхневий шар грунту, поряд з рядами рослин, де воно стає доступним для кореневих систем, що розвиваються, і 2) добрива накопичується в смузі, створюючи з часом зони, збагачені доступним для рослин калієм. Зони з високим вмістом калію мають критичне значення у початковий період вегетації, коли коріння кукурудзи найактивніше поглинає калій.

У класичному дослідженні порівняно стрічкового та розкидного способів внесення добрив (Parks and Walker, 1969) вищі значення АЕ були отримані при стрічковому внесенні добрив (рис. 1). При нижчій дозі калійного добрива (34 кг К2О/га) було отримано вищі значення АЭ, ніж із високою дозі (1 Про 1 кг К2О/ га) (рис. 1 і 1 б). Це з швидким зростанням врожайності кукурудзи при внесенні низької дози калійного добрива. При високій дозі (рис. 1 б) значення АЕ було менше, але загальний рівень урожайності – вищий. Це важливий момент під час розгляду питання ефективності. Наша мета – досягти оптимальної, а не максимальної ефективності. Тому необхідно враховувати досягнутий рівень врожайності та деякі інші параметри функціонування екосистеми.

На рис. 1 можна побачити й іншу важливу закономірність. При високому рівні вмісту калію в ґрунті різницю між ефективністю стрічкового та розкидного способів внесення добрив зменшуються, особливо при внесенні високих доз калійного добрива. Насправді, при внесенні високих доз калійного добрива ефективність розкидного внесення добрив має перевищувати ефективність стрічкового внесення. Чому? Це пов'язано з обсягом удобреного ґрунту.

Примітка. Сумарна чуйність кукурудзи та сої була розрахована за 5 років вирощування кожної культури. Урожайність зерна кукурудзи приведена до вологості 15,5%, а врожайність зерна сої – ні.

Нестача стрічкового внесення добрив – нерівномірний розподіл елементів живлення у ґрунті. Раніше досліди з молодими (17-денними) рослинами кукурудзи показали, що для максимального зростання потрібна доступність калійного добрива для 50% коренів (рис. 2) (Claassen and ВагЬег, 1977). Ці результати свідчать, що при стрічковому внесенні калійних добрив розташування стрічок у ґрунті має змінюватися, щоб згодом збільшити обсяг добрива.

Багато фермерів поєднують одноразове розкидне внесення великих доз калійного добрива зі стрічковим внесенням. При розкидному внесенні удобрюється більший об'єм ґрунту, тоді як стрічкове внесення забезпечує утворення зон з високим вмістом калію, доступного для кореневих систем молодих рослин.

При стрічковому внесенні калійного добрива слід одночасно вносити фосфорне або азотне добрива, або обидва. Чому? Відповідь пов'язана з особливостями зростання коріння. Коли коріння кукурудзи зростає в зоні з високим вмістом азоту або фосфору, механізми гормонального зворотного зв'язку рослини дають команду про активне розгалуження коренів. Коріння в таких зонах утворюють вторинні, третинні та ін. відгалуження, що призводить до накопичення коренів у збагаченій зоні. Не обов'язково відбувається утворення нових коренів, швидше за все більша частина коренів розташовується в межах стрічки внесення добрив. Проте внесення лише калійних добрив не призводить до цього результату. Без азотних або фосфорних добрив коріння рослин проростає через стрічку внесення калійних добрив. З двох елементів живлення, що вносяться спільно з калієм, фосфор не мігрує далеко і його час знаходження в ґрунті перевищує тривалість одного сезону, так само як і для калію, а стрічки азотних добрив зазвичай існують у ґрунті протягом відносно коротких проміжків часу. Таким чином, при спільному стрічковому внесенні фосфору та калію створюється зона збагачення, яку коріння рослин може використовувати протягом кількох років.

При мінімальному або нульовому обробітку ґрунту відбувається стратифікація калію в ґрунті. Поверхневий шар ґрунту містить більше калію, ніж глибокі шари. Це перевищення може бути 2-3-кратним (Karathanasis and Wells, 1990).

Зміна обробітку грунту від глибокого впливу при оранці до поверхневого при мінімальному обробітку впливає не тільки на розподіл калію в грунті. Обробка також визначає, з яких шарів ґрунту кукурудза бере калій. У 80-х роках XX століття група дослідників Університету Пердью порівняла традиційне (відвальне) оранку з нульовим обробітком грунту (Mackay et al., 1987). Дослідники об'єднали проведення польових дослідів з використанням механістичної моделі та отримали цікаві результати, наведені на рис. 3. Вони свідчать, що кукурудза, що вирощується на ґрунті при нульовій обробці, поглинає більше калію із верхнього шару ґрунту, ніж при традиційній обробці. Автори дійшли такого висновку: «Системи З мінімальним обробітком ґрунту можуть бути менш стійкими до несприятливих умов вирощування в періоди активного поглинання поживних речовин (у кукурудзяному поясі США - наприкінці червня та на початку липня) через збільшення залежності від вмісту калію в поверхневому шарі ґрунту. Тому можна рекомендувати глибоке внесення калійного добрива після декількох років безорної обробки ґрунту для постачання калієм коренів, що зростають у більш глибоких шарах ґрунту, та зниження залежності рослин від вмісту поживних елементів у поверхневому шарі ґрунту».

Кількома роками раніше один із цих дослідників виявив, що чуйність кукурудзи на застосування калійного добрива була вищою у посушливі роки (ВагЬег, 1959). На рис. 4 показано, що врожайність кукурудзи у посушливі роки підвищувалася на 30%, а у більш вологі роки чуйність кукурудзи на калійні добрива була значно нижчою.

Всі ці дані вказують на можливість більш глибокого внесення калійного добрива в ґрунт для збільшення обсягу добрив ґрунту та забезпечення його доступності рослинам і при мінімальних обробітках ґрунту, особливо в посушливих умовах. Аналогічні результати були отримані в дослідженнях, проведених майже через десять років.

У штаті Айова (США) дослідники вносили калійне добриво стрічками на глибину 15-20 см від поверхні ґрунту (Bordoli and Mallarino, 1998). Ширина стрічок була близько 2,5 см. Кукурудзу висівали над цими стрічками, тому ряди рослин опинялися точно над стрічками. Досліди проводили як у дослідних господарствах, і на полях фермерів. На одних ділянках спостерігали чуйність кукурудзи, на інших – ні. Об'єднання результатів, отриманих усім досліджуваних ділянках, показало. що глибоке стрічкове внесення калійного добрива збільшувало врожайність кукурудзи приблизно на 0,2 т/га у дослідних господарствах та приблизно на 0,6 т/га на фермерських полях. Збільшення врожайності спостерігалося. навіть якщо проби ґрунту, відібрані з глибини 15 см, показували достатній або підвищений вміст доступних для рослин форм калію.

Для отримання максимального збільшення врожаю від внесення калійних добрив необхідно враховувати систему землеробства, використовувані агротехнічні прийоми та особливості сортів, що виробляються, а також умови навколишнього середовища. Аграрії, що вирощують кукурудзу в кукурудзяному поясі США, використовують різні способи досягнення максимальної ефективності від внесення калійних добрив. Періодичне одноразове внесення високих доз добрива в запас на кілька років, мабуть, так само ефективно, як і щорічне застосування щодо невисоких доз. При низькому вмісті доступних для рослин форм калію в грунті внесення невисоких доз стрічками ефективніше. Однак при внесенні підвищених доз добрив стрічкове та розкидне внесення калійного добрива можуть бути однаково ефективними. При мінімальному обробітку ґрунту глибоко розташовані стрічки калійного добрива під рядами рослин можуть сприяти вирішенню проблем живлення рослин у період активного поглинання елементів живлення у посушливих умовах.