Фосфор — под корень кукурузы

Кафедра агрономии, Университет естественных наук Познань, Польша

В большинстве регионов мира фосфор является самым важным после азота элементом, ограничивающим производство растениеводческой продукции. Он выполняет важные функции в процессах жизнеобеспечения растений — фотосинтезе и дыхании. В растении фосфор входит в состав органических соединений, которые аккумулируют много энергии, используемой в происходящих в клетке процессах. При правильном питании растений фосфором достигается более высокая эффективность фотосинтеза и экономный расход воды, что, в свою очередь, отражается на прибавке урожая зерна и сухого вещества надземной части. Кроме того, оптимальная обеспеченность фосфором стимулирует развитие корневой системы, повышая устойчивость растений к морозу, засухе и заболеваниям (гнилям основания стебля).

При возделывании кукурузы на зерно роль фосфора особенно велика, поскольку он непосредственно влияет не только на созревание зерна, но и на степень его выполненности.

Кукуруза отличается специфической динамикой усвоения этого макроэлемента. В начале вегетации фосфор нужен в небольших количествах. По мере роста и развития растений потребность в нем увеличивается и сохраняется вплоть до полной спелости зерна. Поэтому критические периоды повышенной потребности кукурузы в фосфоре приходятся на начальный период роста, то есть от всходов до фазы 6-8-ми листьев, а также во время созревания (рис. 1).

Симптомы дефицита фосфора: замедление роста растений («застывший лист»), тонкий стебель, ограниченное развитие корня, но прежде всего — покраснение листовых пластинок и их быстрое засыхание, особенно при дефиците влаги в почве.

В усвоении фосфора кукурузой важную роль играет как температура, так и влажность почвы. Так, снижение температуры почвы ниже +12 °С ограничивает доступность этого элемента, а влажность почвы определяет скорость его перемещения (ионный поток, диффузию) по направлению к корням. Чем выше влажность почвы, тем доступнее фосфор для корней растения (табл. 1).

В «холодной» почве усвоение растениями фосфора ограничивается ослабленной активностью корней, пониженной проницаемостью цитоплазматических мембран, повышением вязкости воды, а также замедлением распада органических соединений. В таких условиях обеспеченность кукурузы фосфором минимизируется или вообще сводится к нулю.

Кукуруза — теплолюбивая культура, поэтому высевают ее сравнительно поздно (в условиях Польши — 2-3-ая декада апреля и начало мая).

Поэтому создание благоприятного режима минерального питания для ускоренного роста, особенно на ранних стадиях, положительно влияет на урожайность. Кроме того, во время сева приходится сталкиваться с неблагоприятными условиями температурного и водного режимов, которые ограничивают усвоение фосфора. В этот период еще слабо развитые корни кукурузы способны обеспечить растения минеральными элементами только при их достаточно высокой концентрации в почвенном растворе. В свою очередь, достаточная концентрация фосфора в почвенном растворе необходима для быстрого роста корневой системы кукурузы, позволяя преодолеть последствия питательного стресса.

Противостоять этим негативным явлениям можно, увеличив концентрацию фосфора в непосредственной близости от корней. Для решения этой задачи можно внести высокие дозы фосфорных удобрений разбросным способом. В этом случае дозы должны значительно превышать потребность кукурузы, что неприемлемо по экономическим и экологическим соображениям. Поверхностное внесение удобрения не может в достаточной мере обеспечить кукурузу фосфором, поскольку в зависимости от свойств почвы часть удобрения перейдет в недоступную для растений форму, особенно на почвах, склонных к иммобилизации элементов питания, или попадет за пределы корневой зоны. У кукурузы, которая высевается широкорядным способом, главная масса корней располагается непосредственно в зоне рядка, а в междурядьях корневая система развивается слабее и в относительно поздние сроки (табл. 2). Таким образом, развивающаяся корневая система кукурузы может не получить достаточно доступного фосфора, что ограничит ее развитие. В свою очередь, когда корневая система разрастется до такой степени, чтобы эффективно усваивать фосфор, при таком способе внесения этот элемент ей больше не будет доступен.

Таблица 2. Длина корней кукурузы в слое почвы 0-30 см, см³ (Dosch и др., 1994)

От кислотности почвы зависит растворимость соединений фосфора с кальцием, алюминием и железом. Соединения фосфора с кальцием повышают свою растворимость по мере снижения значения рН (подкисления).

Обратным образом реагируют фосфаты алюминия и железа. В частности, соединения фосфора с этими элементами повышают свою растворимость по мере роста рН (снижения кислотности). Поэтому, чтобы избежать снижения доступности фосфора, следует регулировать кислотность почвы. Оптимальные значения реакции кислотности почвы должны находиться в пределах рН 6-7.

Содержание в почве фосфора выше потребности в нем растений способствует потерям элемента с поверхностными стоками, увеличивая при этом эвтрофикацию воды.

Гораздо эффективнее повышать доступность фосфора, размещая удобрения в непосредственной близости к корням растений. Этот способ внесения называют «припосевным», рядовым или стартовым. Тем не менее, для его использования требуется оснащение посевного агрегата дополнительным бункером для внесения гранулированных удобрений. За один проход сеялки удобрение располагается на 5 см глубже и на 5 см в сторону от семян (рис. 3).

Расстояние между сошниками на посевном агрегате плавно регулируется на раме сеялки, позволяя одновременно использовать этот бункер для внесения удобрения под другие культуры широкорядного сева, например при посеве сахарной свеклы.

В качестве стартового удобрения лучше использовать двухкомпонентные формы, содержащие азот и фосфор, например аммонизированный суперфосфат или аммофос. Сочетание этих двух компонентов повышает усвоение фосфора кукурузой на начальных стадиях развития.

Следует помнить, что скорость усвоения фосфора растением также зависит от формы применяемого азотного удобрения. При внесении азотных удобрений в аммонийной форме (N-NH4) в почвенный раствор выделяются ионы H+, которые подкисляет почву, увеличивая концентрацию фосфора и скорость его усвоения. При использовании азотных удобрений в нитратной форме (N-NO3) в почвенный раствор выделяются ионы HCO3- и OH-, вызывая подщелачивание почвы, которое снижает усвоение фосфора.

При недостатке в питательной среде фосфора растения усваивают мало азота, однако при его избыточной концентрации усвоение азота также ограничивается. Поэтому именно соответствующее для данной культуры соотношение N : P обеспечивает ее правильный рост и развитие. Оптимальное соотношение N : P — в фосфате аммония (табл. 3). Соотношение азота и фосфора, например N : P = 1 : 0,8, благотворно влияет на урожайность. В то же время значительное превышение фосфора над азотом (N : P = 1 : 1,6) приводит к снижению урожайности.

Таблица 3. Урожайность зерна кукурузы в зависимости от соотношения N : P в минеральном удобрении (Kruczek 2005)

Стартовое удобрение повышает концентрацию элемента в непосредственной близости с растением, что обеспечивает его усвоение в количестве, оптимальном для физиологической потребности растений.

На образование 1 тонны зерна и побочной продукции (соломы и корней), кукуруза выносит из почвы от 11-12 кг P2O5, а на каждые 10 тонн зеленой массы (30% СВ) — от 15-20 кг P2O5.

Рассчитанную по табл. 4 полную дозу фосфора можно внести при посеве. При этом оставшуюся часть азота, за вычетом азота, внесенного с фосфатом аммония (18% N и 46% P2O5), следует довнести в форме мочевины, аммиачной селитры, нитрата аммония кальция, нитрата аммония, а на щелочных почвах — сульфата аммония.

Подводя итоги, отметим, что стартовое внесение фосфорных удобрений под кукурузу положительно влияет на рост, развитие и урожайность культуры, особенно на начальной стадии роста, отражающейся на скорости накопления сухого вещества (табл. 5). Его благоприятное влияние проявляется, прежде всего, в начале роста и развития кукурузы, обеспечивая по сравнению с разбросным способом повышенное содержание фосфора в сухом веществе, усвоение фосфора и более активный рост растений.

Исследования, проведенные на кафедре агрономии Университета естествознания в Познани, показали, что наиболее важным фактором эффективности рядкового внесения удобрений является влажность почвы. При стартовом внесении удобрение размещается ниже семян во влажном слое почвы. Благодаря этому в результате доступа воды фосфор, содержащийся в удобрении, доступен для растения с самого начала вегетации. В свою очередь, разбросное внесение удобрений приводит к тому, что фосфор растворяется в верхнем, рыхлом слое почвы, который при недостатке осадков быстро пересыхает, что ограничивает усвоение элемента. Кроме того, эффективность разбросного внесения удобрений зависит от погоды во весь период вегетации кукурузы.

В то же время положительное влияние стартового удобрения на рост кукурузы в начальный период вегетации не во все годы существенным образом влияет на повышение урожайности по сравнению с разбросным способом. Кукуруза при благоприятных условиях роста способна в относительно короткие сроки компенсировать задержку питания на начальных стадиях развития. В годы, когда погода не позволяла культуре компенсировать издержки в раннем развитии при разбросном внесении, эффективность рядкового применения фосфора была высокой. Однако в годы, когда во второй период вегетации погода была благоприятной для роста и развития кукурузы, разница в урожайности в зависимости от разных способов внесения удобрения была ниже.

Таблица 5. Сухое вещество отдельного растения в фазе 6-7-ми листьев, содержание воды в зерне и урожайность зерна в зависимости от способа внесения фосфора (Kruczek, Szulc 2005)

1. Благодаря рядковому (стартовому) способу внесения возможно избежать непродуктивного использования фосфора в междурядьях, которые чаще зарастают сорняками.
2. Стартовый способ внесения фосфора позволяет снижать дозу удобрения за счет повышения использования в год применения и замедляет процесс перехода элемента в недоступную для растений форму в почвах с его низкой обеспеченностью.
3. Данный способ внесения размещает фосфор в более глубоких и влажных слоях почвы, улучшая его усвоение растениями.
4. Развитие корневой системы кукурузы при широкорядном способе сева свидетельствует о целесообразности рядкового применения удобрений по экономическим и экологическим показателям.

1. Kruczek A., Szulc P., 2006. Effect of fertilization method on the uptake and accumulation of mineral components in the initial period of maize development. International Agrophysics 20 (1), 11-22.
2. Szulc P., Kruczek A., Waligóra H., Skrzypczak W., 2007. Wartość energetyczna surowca kukurydzy w zależności od sposobu stosowania fosforu. Nauka Przyroda Technologie. 1,1 # 2.
3. Szulc P., Kruczek A., 2007. Skuteczność rzędowego nawożenia kukurydzy nawozem fosforowym i fosforowo-azotowym. Fragmenta Agronomica nr. 2(94): 329-333.
4. Szulc P., Kruczek A., 2008. Wpływ wielkości opadów i temperatury na gromadzenie suchej masy i pobieranie składników mineralnych przez kukurydzę w początkowym okresie rozwoju w zależności od sposobu nawożenia. Acta Agrophysica 11(3): 753-766.
5. Kruczek A., Szulc P., 2005. Wpływ wielkości dawki fosforu, rodzaju nawozu i sposobu nawożenia na plonowanie kukurydzy. Pamiętnik Puławski 140 :149-157.
6. Kruczek A. Szulc P., 2005. Tempo gromadzenia suchej masy przez kukurydzę w zależności od dawki fosforu, rodzaju nawozu i sposobu nawożenia. Acta Agrophysica, 6(3). 689-700.

Перевод с польского Анны Кислековой.

Подготовлено по материалам, опубликованным в журнале «Наше сельское хозяйство» (2014 г., №5).