Гибриды и азот: стратегии внесения мелиорантов в выращивании кукурузы

Производители минеральных удобрений постоянно улучшают свою продукцию с целью повышения ее эффективности, особенно азотных удобрений, а также сталкиваются с необходимостью снижения возможных неблагоприятных воздействий удобрений на окружающую среду (эвтрофикация). 

Прослушать полную аудиоверсию этой статьи

Добиться повышения эффективности использования азотных удобрений непросто, поскольку растения усваивают азот из почвенного раствора корневой системой в форме ионов нитрата или аммония. При этом, аммонийная форма азота, в отличие от нитратной, может задерживаться поглощающим комплексом почвы, поэтому почва и растения конкурируют за аммонийный азот, находящийся в почве или внесенный с азотным удобрением. 

Такая конкуренция за аммонийный азот (за исключением нитратной формы) является основной проблемой при определении дозы внесения минерального удобрения. Только часть азота может быть использована растениями в течение вегетационного периода. С практической точки зрения эффективность использования питательных веществ можно определить по разнице между частями, сравнивая общее количество доступной формы азота в почве или поступившей с удобрением с усвоенной из почвы культурой на данный момент времени. Повышение использования питательных веществ культурами из минеральных удобрений было и будет оставаться важной исследовательской проблемой.

Как повысить эффективность минерального азота?

Правильное использование в сельском хозяйстве различных видов азотных удобрений все чаще подвергают контролю с целью улучшения глобального азотного баланса как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе. Наиболее важной задачей будет дальнейшее повышение эффективности усвоения азотного удобрения. Известно, что при внесении минеральных удобрений в первый год растения используют только 50-60% азота, 10-25% фосфора и 50-60% калия. Поскольку значительная часть азота из удобрения теряется в год внесения, то доза азота и урожайность должны быть сбалансированы, чтобы максимально повысить уровень использования питательных веществ из минерального удобрения. Это требует принятия определенных агротехнических решений с упором на технологии, которые позволяют достичь большей совместимости между потребностью культуры и поступлением азота из всех источников, в том числе и из удобрений. Эта стратегия включает:

• стимулирование роста корневой системы за счет улучшения структуры и оптимизации кислотности почвы (известкования), повышения содержания гумуса, способности сохранения доступности питательных веществ;
• проведение анализа почвы и растений на содержание питательных веществ, а также постоянный мониторинг роста и развития сельскохозяйственных культур;
• определение доз питательных веществ, соответствующих потребностям сельскохозяйственных культур и условиям выращивания;
• выбор оптимальной формы минерального удобрения и способа его внесения, например, размещение в зоне корневой системы.

Очень хорошим способом повышения эффективности минерального азота  является использование удобрений с медленным и контролируемым действием, которые постепенно высвобождают питательные вещества в соответствии с потребностями и динамикой усвоения конкретной культурой.

Формула идеальных удобрений

Идеальное удобрение должно иметь следующие характеристики:

1. При однократном внесении обеспечивать растения достаточным количеством питательных веществ, необходимым для его оптимального роста и развития на протяжении всего периода вегетации.
2. Содержать максимальный процент элемента питания, чтобы получить наибольшую отдачу от вложений.
3. Иметь минимальное неблагоприятное воздействие на почву, воду и окружающую среду.

Удобрения с замедленным и особенно контролируемым высвобождением азота и стабилизированные удобрения в значительной степени отвечают этим требованиям. С их помощью возможно повысить коэффициент использования питательных веществ при минимальном количестве удобрений и сократить негативное воздействие на окружающую среду. Следует помнить, что ошибки, допущенные в технологии возделывания культуры, невозможно исправить с помощью этих специализированных видов азотных удобрений. 

Минеральный азот: зарубежный опыт

На кафедре агрономии Университета естественных наук в Познани в течение нескольких лет в полевых опытах изучали реакцию гибридов кукурузы на различные формы азотных удобрений. Внесение 140 кг N/га в виде азотного удобрения Super N46 оказало наибольшее влияние на урожайность по сравнению с аммиачной селитрой или мочевиной: 12, 10 и 8% соответственно (рис. 1). Следует отметить, что данные результаты были получены в очень сухом и теплом 2018 году.

Азот и гибриды

При разработке технологии удобрения кукурузы азотом очень важно учитывать генетический профиль выбранного гибрида. По классической модели развития растения кукурузы усваивают от 85 до 100% азота в период активного вегетативного роста, тогда как в фазе налива зерна (созревания) начинается процесс реутилизации (повторного использования) органических азотных соединений из ранее накопленных ресурсов и частично из почвы. Этот механизм присущ только классическим гибридам, не относящимся к типу «stay-green». Индекс реутилизации (перемещения) азота и других питательных веществ для классических гибридов является положительным, то есть в фазе генеративного роста (налива зерна) такие гибриды  используют резервы, накопленные в фазе вегетативного роста. 

В свою очередь, механизм усвоения азота гибридами типа «stay-green» диаметрально противоположный и индекс реутилизации азота у них отрицательный. Это также относится к фосфору и магнию (рис. 2). Другими словами, основным источником обеспечения растений азотом в период налива зерна является почва. Такая особенность гибридов «stay-green» подразумевает применение азотных удобрений с замедленным действием (мочевины, сульфата аммония), или дробное внесение азота.

В исследованиях, проведенных на кафедре агрономии, гибриды «stay-green» показывали более высокую урожайность на фоне всех изучаемых видов медленнодействующих азотных удобрений. Наибольшая прибавка зерна была в вариантах с мочевиной и удобрением Super N46 (рис. 3). Поэтому необходимым условием для внедрения прогрессивных гибридов кукурузы «stay-green» является изменение стратегии внесения удобрений на основе знаний их физиологии питания.

Подготовлено по материалам, опубликованным в журнале «Наше сельское хозяйство» (2019 г., №13)