ВВЕДЕНИЕ
В 1997 г. в России были зарегистрированы первые специальные удобрения европейских стандартов для фертигации (Fertigators) и листовых подкормок (Foliar fertilizers) — водорастворимые безбалластные комплексы NPK+(Mg) + микроэлементы в хелатной форме. Так как отечественный химпром такие удобрения не производил, не было ни научного, ни практического опыта их применения в России. А в низкорентабельном секторе растениеводства (зерновые — колосовые культуры) их не применяли и за рубежом.
Первые научные и производственные опыты по выявлению оптимальных дозировок для проведения листовых подкормок озимой пшеницы показали фантастическую эффективность новых удобрений (табл. 1).
* Применялось аналогичное удобрение другой торговой марки.
Опыты были заложены в 2000 г. на базе Северокубанской с/х опытной станции КНИИСХ. Для максимального обеспечения достоверности результатов варианты в 2-кратной повторности производственного опыта с площадью делянки 2,5 га дублировались в 3-кратной повторности в мелкоделяночном опыте с учетной площадью 12 м2. Основное удобрение по всей площади вносилось дифференцированно механизированным способом. Фон питания озимой пшеницы составил N70P80K40 + N60 в ранневесеннюю подкормку. На посевах применялись общепринятые приемы защиты от сорняков, вредителей и болезней. Листовая подкормка озимой пшеницы разными дозами специального удобрения типа АгроМастер 18:18:18+3+микро проводилась в фазу конца кущения — начала трубкования.
На производственных делянках подкормка проводилась с помощью штангового опрыскивателя, на мелких делянках — ранцевым опрыскивателем.
Уборка производственного опыта проводилась в фазу полной спелости при влажности зерна ниже 14 % специализированным комбайном. На мелких делянках определялась биологическая урожайность при разборе снопов.
Исследования на мелкоделяночных опытах показали, что прибавка урожая была получена за счет повышения продуктивного стеблестоя озимой пшеницы в вариантах с листовой подкормкой на 6,5–8,5 % относительно контроля (562 шт/1 м2) и лучшей выполненности зерна и других структурных показателей урожая.
Аналогичные результаты были получены и в других аграрных учреждениях региона (КубГАУ, КНИИСХ, ДонГАУ, ДЗНИИСХ и др.), но не было данных, раскрывающих причины формирования таких прибавок от столь незначительного количества питательных веществ, внесенных по листу.
РЕЗУЛЬТАТЫ МНОГОЛЕТНЕГО ОПЫТА [5]
Для решения этих задач в 2001–2005 гг. на опытном поле ДонГАУ Октябрьского района Ростовской области были заложены опыты на озимой пшенице сорта Альбатрос Одесский. Целью проводимых исследований являлось не только сравнительное изучение эффективности новых комплексных [NPK+(Mg) + микроэлементы] удобрений класса фертигаторов и отечественных однокомпонентных минеральных удобрений на черноземе обыкновенном на озимой пшенице, но и определение природы полученных результатов. Для достижения цели необходимо было не только определить влияние новых комплексных и традиционных минеральных удобрений на структуру урожая, его химический состав, урожайность и качество зерна озимой пшеницы, но и баланс элементов питания в почве и растениях и влияние на него применения минеральных удобрений.
Применялась общепринятая технология возделывания озимой пшеницы для данной зоны. Повторность опыта — четырехкратная. Общая площадь делянки на озимой пшенице — 15 м2 (2,5 × 6 м).
В годы проведения исследований средняя температура воздуха была выше среднемноголетних значений на 0,6–1,5 °С. По количеству осадков годы были умеренно засушливыми с дефицитом влаги 6–16 %, однако в период интенсивного нарастания вегетативной массы растений озимой пшеницы наблюдались засушливые условия. Дефицит атмосферных осадков колебался от 11 % в 2004 г. до 58–65 % в 2002, 2003 гг. Созревание пшеницы сопровождалось почвенной и воздушной засухой в 2003 г., повышенными температурами в 2005 г. В остальные годы погода в этот период была более благоприятной.
На территории опытного поля преобладающим типом почв является чернозем обыкновенный среднемощный. В горизонте А содержание гумуса — 3,5–3,7 %, запас общего азота — 19,0–20,4 т/га. Содержание подвижной фосфорной кислоты в пахотном слое почвы опытного участка находилось в пределах 18,9–23,8 мг/кг, что соответствует средней обеспеченности. Обменного калия в пахотном слое содержалось от 354 до 375 мг/кг почвы, что соответствует высокой обеспеченности.
Для чистоты эксперимента из традиционных в опыте использовались только азотные удобрения: аммиачная селитра (N — 34,6 % д. в.) и карбамид (N — 46 %); из новых — фертигатор типа АгроМастер 18:18:18 + 3 (Nобщ — 18 %, Р2О5 — 18, К2О — 18, MgO — 3, SO3 — 6, Fe(ЭДТА) — 0,07, Mn(ЭДТА) — 0,04, B — 0,025, Zn(ЭДТА) — 0,025, Cu(ЭДТА) — 0,01, Mo — 0,004 %).
Схема опыта состояла из 10 вариантов, но для облегчения восприятия в статье освещаются только пять основных:
1. Контроль (без удобрений).
2. Аммиачная селитра N45 в фазу «кущение — фон».
3. Фон + 2 кг/га АгроМастер 18:18:18 + 3* в кущение.
4. Фон + Карбамид N30 в колошение.
5. Фон + 2 кг/га АгроМастер 18:18:18 + 3* кущ. + N30 кол. + 1 кг/га АгроМастер 18:18:18 + 3*.
На посевах озимой пшеницы аммиачную селитру вносили в подкормку прикорневым способом при помощи сеялки СЗ-3,6 в фазу весеннего кущения, карбамид применяли в виде некорневой подкормки 30 %-ным раствором при помощи ранцевого опрыскивателя в фазу колошения. АгроМастер 18:18:18 + 3* вносили некорневым способом в фазы весеннего кущения и колошения с помощью ранцевого опрыскивателя.
Закладка опытов, проведение наблюдений и учетов в течение вегетации осуществлялись согласно методике полевых опытов с удобрениями [7].
Исследования проводились полевым и лабораторным методами с использованием следующих методик: отбор проб почвы — ГОСТ 28168-89; общие требования к проведению анализов — ГОСТ 29269-91; влажность почвы — ГОСТ 28268-89; расчет продуктивной влаги с учетом влажности устойчивого завядания растений — по Е. В. Агафонову (1992); нитратный азот в почве — ГОСТ 26951-86; подвижные формы фосфора и калия в почве — ГОСТ 26205-91; влага в растительных образцах — ГОСТ 29305-92; азот в растительных образцах — ГОСТ 134964-84; фосфор в растительных образцах — ГОСТ 26657-98; калий в растительных образцах — «Руководство по анализам кормов» (ЦИНАО. М.: Колос, 1982); клейковина — ГОСТ 134964-84; математическая обработка полученных результатов — путем дисперсионного и корреляционного анализов по Б. А. Доспехову (1985, 1989) с использованием ПЭВМ.
Химические анализы почвенных и растительных образцов выполнены на кафедре агрохимии, почвоведения и защиты растений ДонГАУ.
За четыре года исследований средняя урожайность (рис. 1) озимой пшеницы, полученная за счет почвенного плодородия, в контроле составила 24,6 ц/га (сырой клейковины — 19,5 %, сырого протеина — 11,9 %), проведение прикорневой подкормки аммиачной селитрой (N45) повысило этот показатель до 26,9 ц/га (сырой клейковины — 22,5 %, сырого протеина — 12,7 %). Проведение на этом фоне в фазу кущения листовой подкормки 2 кг/га комплексом АгроМастер 18:18:18 + 3* способствовало повышению урожайности до 28,7 ц/га (сырой клейковины — 23,2 %, сырого протеина — 13,0 %). Проведение на этом фоне второй некорневой подкормки в фазу колошения мочевиной (N30) и 1 кг/га АгроМастер 18:18:18 + 3* повышало урожай до 30,2 ц/га (сырой клейковины — 27,7 %, сырого протеина — 15,2 %). Проведение двух азотных подкормок (N45 + N30) без добавления комплекса позволило получить урожай — 28,2 ц/га, сырой клейковины — 26,6 %, сырого протеина — 15,0 %.
Рис. 1. Влияние удобрений на урожайность и качество зерна. Озимая пшеница Альбатрос Одесский (среднее за 2001–2004 гг.)
Интересными оказались показатели выноса NPK с зерном и соломой (рис. 2).
Рис. 2. Влияние удобрений на вынос NPK с зерном и соломой (кг/га). Озимая пшеница Альбатрос Одесский (среднее за 2001–2004 гг.)
Проведение некорневых подкормок озимой пшеницы новым комплексом NPK + Mg (18:18:18 + 3) + микроэлементы, на фоне прикорневой азотной подкормки N45 в кущение и листовой подкормки N30 в колошение способствовало перераспределению запаса NPK между зерном и соломой в пользу зерна, т. е. удобрения в большей степени работали на урожай. Стойкая тенденция снижения доли соломы в биологическом урожае сопровождалась повышением продуктивности каждого растения. Увеличение общего выноса NPK в этих вариантах по сравнению с контролем и вариантами с внесением традиционных азотных удобрений указывает на стимулирование комплексом NPK + Mg (18:18:18 + 3) + микроэлементы поглощения элементов питания из почвы и удобрений.
Отсутствие в опыте фосфорно-калийных удобрений являлось фактором, ограничивающим урожайность, но именно это позволило понять, что листовые подкормки полнокомпонентным питательным комплексом повышают способность растений усваивать недостающие питательные вещества из почвы, так как понятно, что в процессах метаболизма на каждую единицу усвоенного азота растение должно использовать и определенное количество фосфора, калия и других необходимых элементов.
При внесении N45 (ам. селитра) коэффициент использования азота удобрения (КИАУ) в среднем за 2001– 2004 гг. составил — 25,8 %. На этом фоне некорневая подкормка 2 кг/га NPK+Mg (18:18:18 + 3) увеличила коэффициент использования азота из аммиачной селитры на 10,9 %. Проведение двух азотных (N45 кущ + N30 кол) и листовых подкормок в эти фазы 2 + 1 кг/га NPK + Mg (18:18:18 + 3) повысило КИАУ до 54,3 %.
Таким образом, повышение продуктивного стеблестоя сопровождалось повышением способности усвоения и эффективного использования питательных веществ.
Производственное применение данной технологии с 2000 г. быстро распространилось по всей зерносеющей территории России и СНГ. Было доказано, что в зонах раннего сева озимых культур как для повышения зимостойкости, так и для препятствования перерастанию посевов эффективно проводить в фазу осеннего кущения листовую подкормку комплексом с повышенным содержанием калия 3:11:38 + 4, а в период весеннее-летней вегетации лучший результат обеспечивают три подкормки комплексами 18:18:18 + 3 в фазы «кущение — начало трубкования», «флаговый лист — колошение» и молочной спелости зерна.
Такие сроки проведения листовых подкормок совпадают с важными этапами органогенеза. Во время прохождения третьего и четвертого этапов (кущение) формируется длина колоса и число колосков в нем. Здесь важно еще и то, что, пока не наступила фаза активного вегетативного роста и повышенной потребности в питательных веществах, 2–3 кг/га комплекса, внесенного по листу с коэффициентом усвоения 90–95 %, гарантированно обеспечивает растения сбалансированным составом практически всех (кроме кальция) необходимых элементов питания, компенсируя возможные дефициты. После прохождения IV этапа увеличить размеры колоса и число колосков в нем уже невозможно. Прохождение V этапа (начало трубкования) определяет число зерен в колосе.
Во время прохождения VII и VIII этапов (флаговый лист — колошение) завершается формирование генеративных органов и органов соцветия цветка, определяется плотность колоса. XI этап совпадает с фазой молочной спелости. В это время идет интенсивное накопление пластических веществ в зерновке, формируется ее натура и масса [2].
Кроме того, эти этапы совпадают с проведением пестицидных обработок, что делает возможным их совмещение и сокращает затраты на внесение.
По многолетним научным и производственным данным, такая технология листовых подкормок улучшает закладку и формирование генеративных органов, снижает стрессовое воздействие на растения погодных условий и пестицидов, повышает усвоение растениями элементов питания из почвы и удобрений на 10–15 %. В результате на зерновых колосовых культурах урожайность возрастает в среднем на те же 10–15 %. А при возникновении негативных факторов во время вегетации за счет антистрессового эффекта и сохраненного урожая прибавка может быть значительно выше.
ПОДТВЕРЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
При регистрации удобрений производства ГК «АгроМастер» в Республике Беларусь (2017–2020 гг.) спустя почти 20 лет от времени проведения первых опытов были получены аналогичные результаты, и эффективность ранее предложенных и используемых приемов полностью подтвердилась.
Исследования на озимой пшенице сорта Сукцесс проводились на дерново-подзолистых суглинистых почвах на базе ОАО «Гастелловское» Минского района Минской области (РБ) в 2017 г.
Содержание гумуса — 2,3 %, кислотность рНКCI — 6,3, Р2О5 — 652 мг/кг, К2О — 366 мг/кг почвы.
Для оценки эффективности испытуемого удобрения АгроМастер 18:18:18 + 3 в качестве контроля использовался вариант без удобрений, в качестве эталона — вариант со стандартными туками по схеме хозяйства (карбамид, аммофос, калий хлористый) без некорневой подкормки.
Площадь опытной делянки — 24 м2, размещение делянок на опытном участке — рендомизированное, количество повторностей опыта — 3.
Вся научно-исследовательская работа проводилась на базе РУП «Институт почвоведения и агрохимии» Республики Беларусь. Агрохимические испытания комплексного удобрения АгроМастер 18:18:18 + 3 на озимой пшенице осуществляли в соответствии с общепринятой технологией возделывания и «Методическими указаниями по проведению регистрационных испытаний макро-, микроудобрений и регуляторов роста растений в посевах с/х культур в Республике Беларусь» [1, 3].
Уход за посевами озимой пшеницы проводился в соответствии с технологическим регламентом ее возделывания [4].
Анализ почвенных и растительных образцов, обработка экспериментальных данных, полученных в опытах, выполнены по общепринятым методикам и ГОСТам.
Статистическая обработка результатов исследований проведена по Б. А. Доспехову с использованием соответствующих программ дисперсионного анализа [1].
Агрометеорологические условия проведения испытания (общая характеристика): осадки в миллиметрах за вегетационный период (II декада апреля — I декада августа 2017 г.): средние многолетние — 310 мм, в год испытаний — 321 мм.
Температура воздуха за вегетационный период (II декада апреля — I декада августа): средняя многолетняя — 1833 °С, в год испытаний — 1674 °С.
АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЯ
Предшественник озимой пшеницы — яровой рапс. Обработка почвы: вспашка на глубину 20–22 см, предпосевная культивация на глубину 10–12 см.
Внесение удобрений: азотные — 60 + 30 кг д. в./га, фосфорные — 20, калийные — 45 кг д. в./га, комплексные удобрения: АгроМастер 18-18-18 + 3 — 3-кратные обработки в дозах 2 и 3 кг/га при расходе рабочей жидкости 200 л/га.
Сроки внесения: фосфорные и калийные удобрения в виде аммофоса и хлористого калия внесены осенью под предпосевную культивацию, азотные в виде карбамида — в подкормки в фазы возобновления вегетации и 1-го узла культуры. Некорневые обработки посевов удобрением АгроМастер 1818-18 + 3 проведены согласно схеме опыта трехкратно в фазы «кущение — выход в трубку», «флаговый лист — колошение», «молочная спелость».
Срок посева: 23.09.2016, норма высева — 4,5 млн/га всхожих семян.
Во время вегетации проводились три некорневых подкормки озимой пшеницы сорта Сукцесс водорастворимым комплексным удобрением АгроМастер 18-18-18 + 3, которое включает в состав: N(общий) — 18,0 %, P2O5 — 18,0; K2O — 18,0, MgO — 3,0, SО3 — 6,0 %, а также микроэлементы: Fe(ЭДТА) — 0,12 %, Mn(ЭДТА) — 0,08, В — 0,04, Zn(ЭДТА) — 0,05, Сu(ЭДТА) — 0,03 и Мо — 0,01 %. Оптимальная доза разового внесения удобрения — 2–3 кг/га.
Следует отметить, что в Республике Беларусь озимую пшеницу по большей части выращивают на фураж, поэтому в опыте определялись кормовые достоинства зерна.
Расчет кормовой продуктивности зерна показал, что минимальный выход кормопротеиновых единиц получен в варианте без удобрений (52 ц/га) при наименьших по опыту показателях выхода переваримого протеина (407 кг/га) и сухого вещества (табл. 2).
Трехкратные обработки посевов возделываемой культуры комплексным удобрением с микроэлементами АгроМастер 18-18-18 + 3 способствовали улучшению качества зерна озимой пшеницы. Установлено достоверное увеличение содержания сырого протеина в зерне до 11,7 % при обеспеченности 1 кормовой единицы 83 г переваримого протеина. Прирост выхода переваримого протеина составил 157–167 кг/га, кормопротеиновых единиц — 17–18 ц/га соответственно относительно эталона.
Следует отметить, что в эталонных хозяйственных технологиях возделывания озимой пшеницы отсутствовали поздние азотные листовые подкормки для повышения качества зерна, которые предусматривались интенсивной технологией еще с 80-х гг. прошлого века. Последняя вегетационная подкормка мочевиной проводилась в фазу трубкования. Этого явно недостаточно для стабилизации и получения высоких показателей качества.
В погодных условиях 2016–2017 гг. за счет плодородия дерново-подзолистой суглинистой почвы получено 44,6 ц/га зерна озимой пшеницы при минимальном по опыту выходе сухого вещества — 43,7 ц/га. Внесение минеральных удобрений позволило получить дополнительно 22,1 ц/га зерна (табл. 3).
Проведение трех некорневых подкормок посевов озимой пшеницы удобрением АгроМастер 18-18-18 + 3 в дозе 2 кг/га оказало положительное влияние на продуктивность возделываемой культуры относительно эталона, достоверная прибавка урожайности составила 12,2 ц/га (18,3 %). Применение комплекса АгроМастер 18-18-18 + 3 в дозе 3 кг/га оказалось более эффективным приемом — дополнительный сбор зерна по отношению к эталону составил 13,1 ц/га (19,6 %) при урожайности 79,8 ц/га.
В результате многолетних исследований было определено, что действие комплексных поликомпонентных удобрений класса фертигаторов в некорневых подкормках базируется на быстром включении в метаболизм основных элементов питания (NPK) и их влиянии на ключевые обменные процессы, что сказывается на продуктивности посевов.
Балансовые опыты позволили определить, что эффект существенного увеличения урожайности от незначительного количества питательных элементов, применяемых по листу, связан с параллельным повышением корневого усвоения элементов питания на 10–15 % [6] и большим перераспределением их в репродуктивные органы.