ВВЕДЕНИЕ
Первое упоминание о листовой подкормке растений с целью увеличения урожайности появилось в 1844 г. Однако значимое распространение в мировой практике растениеводства этот прием стал приобретать только в конце ХХ века. Так, в СССР листовые подкормки вошли в официальные рекомендации возделывания с.-х. культур только в 80-е гг. прошлого века, с появлением интенсивных технологий. Но следует отметить, что специализированных агрохимикатов для листовых подкормок отечественный химпром в те времена не производил, поэтому применялись обычные удобрения для почвенного внесения. Проводилось очень много опытов и исследований, но если к настоящему времени хорошо описаны физиология и биохимия корневого питания, то не подлежащая сомнению способность растений усваивать питательные элементы через лист остается в ранге теорий.
В 1997 г. в России появились специальные удобрения для листовых подкормок (Foliar fertilizers) — водорастворимые комплексы NPK + (Mg) + микроэлементы. В 2005 г. на основании большой многолетней научно-исследовательской и опытной работы, проведенной в аграрных учреждениях (КубГАУ, КНИИСХ, ДонГАУ, ДЗНИИСХ и др.) и авангардных хозяйствах, был сделан вывод, что листовые подкормки в интенсивной технологии — один из важнейших элементов стратегии управления ростовыми процессами в растении, и мощный инструмент оперативного воздействия на процессы, определяющие урожай и его качество, в любой период вегетации культуры.
Было определено, что действие комплексных листовых удобрений в некорневых подкормках базируется на быстром включении в метаболизм основных элементов питания (NPK) и их влиянии на ключевые обменные процессы.
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 % [2].
Аналогичные выводы впоследствии публиковались и в зарубежной литературе, где особо подчеркивались два основных фактора в пользу некорневых подкормок: агрономический фактор — оперативное решение проблем, связанных с нарушениями корневого питания и физиологическими потребностями культур на разных этапах органогенеза, и экономический фактор — ROI (return on investment / прибыль от инвестиций). Некорневая подкормка небольшим количеством материала оказывает более значительный экономический результат на урожайность и качество [1].
Дальнейшая практика проведения листовых подкормок в сочетании с опытным делом позволила определить и выделить различные причины снижения эффективности агроприема.
Факторы, влияющие на эффективность листовых подкормок:
1. Полная водорастворимость агрохимиката.
2. Химическая чистота, отсутствие примесей и вредных соединений в удобрении.
3. Полнокомпонентный состав (NPK + (Mg + S) + МЭ).
4. Избыточное количество различных агрохимикатов в рабочем растворе.
5. Вспомогательные вещества (адъюванты, ПАВ).
6. Наличие волосяного покрова на стебле и листьях растения.
7. Окружающая температура и ветер (скорость испарения выше скорости усвоения).
8. Наличие света и фотосинтеза.
1. Растения усваивают необходимые элементы питания (N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo) не в элементарном виде, а в ионной форме, т. е. в виде заряженных частиц катионов и анионов. Процесс распада сухих солей на ионы происходит в результате растворения и диссоциации соединения в водной среде. Например, кристаллы нитрата калия KNO3 диссоциируют на катион K+ и анион NO3 и в таком виде усваиваются растениями и через лист, и через корень. Процесс измельчения хоть до наноразмера существующих в природе в твердом виде элементов (Mg, S, Fe, Mn, Zn, Cu) или нерастворимых солей, например мела СаСО3, не приводит к образованию ионных форм, соответственно, применение таких веществ для листовых подкормок и питания растений бесперспективно и бессмысленно.
2. Эффективность листовой подкормки напрямую зависит от химической чистоты и отсутствия примесей и вредных элементов. К примеру, даже если растворить и профильтровать суперфосфат (Ca(H2PO4)2 x H2O+2CaSO4), или азофоску 16:16:16, или другие подобные агрохимикаты, их применение по листу в лучшем случае не даст никаких результатов. Применение хлористого калия (KCl) по листу также не дает положительных результатов, так как половину удобрения составляет хлор, который в таких количествах приводит к фитотоксичности.
3. Во всех сравнительных опытах применение только простых водорастворимых солей, которые являются компонентами фертигаторов и листовых удобрений (комплексы NPK + (Mg + S) + микроэлементы), уступало последним по эффективности, за исключением случаев, когда было известно, что в первом минимуме находится тот или иной макроэлемент. Например, поздняя азотная подкормка зерновых влияла на повышение качества зерна, эффективность которой, тем не менее, повышалась при добавлении комплексов. Так, возрожденная в новом тысячелетии советская интенсивная технология возделывания озимой пшеницы, в которой предусматривалась листовая подкормка растений 30 %-ным раствором мочевины в период молочновосковой спелости, уже не обеспечивала нужного результата вследствие возникших дефицитов серы, магния и цинка. Добавление комплекса в рабочий раствор существенно повышало результативность азота мочевины. Интересный результат сравнительного применения простой соли (нитрат калия) и комплекса NPK + (Mg+S) + микроэлементы был получен в опытах Северо-Кубанской опытной станции КНИИСХ в период сильной весенней засухи (табл. 1).
Подкормка была проведена в начале колошения пшеницы. На фоне складывающихся засушливых условий калий позволил сохранить и удержать внутриклеточную влагу, что обеспечило полноценный налив зерна и повышение урожайности. Присутствие в комплексе других элементов, особенно фосфора, магния, серы и цинка, способствовало повышению не только урожайности, но и качества зерна (табл. 2).
* Применялся аналогичный агрохимикат другой торговой марки.
4. Смесь питательных элементов в рабочем растворе для листовых подкормок должна иметь определенный баланс по макро-, мезо- и микроэлементам. Попытки использовать в одной баковой смеси как можно больше разных веществ, основываясь только на рекламных обещаниях, но без учета их состава и физико-химических свойств, как правило, приводит к негативным последствиям.
5. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) за счет снижения поверхностного натяжения увеличивают площадь соприкосновения капли с листом и, соответственно, общую площадь покрытия раствором листовой поверхности. При этом капля как бы прилипает к листу, снижается сток рабочего раствора с поверхности, и повышается эффективность листовых подкормок и пестицидных обработок. «Адъюванты» (вспомогательные вещества) — сравнительно молодой термин. Первые адъюванты были разработаны для растворения липидов кутикулы и повышения эффективности обработок глифосатом тех растений, которые имели толстый восковой налет на листовой пластине. В дальнейшем агрохимические компании стали искать вещества, способствующие повышению усвоения питательных элементов через лист без вреда для растительного организма (в большинстве случаев эти добавки засекречены, так как не могут быть запатентованы вследствие известности и общедоступности компонентов). Тем не менее адъюванты синтетической природы в определенных условиях могут оказывать негативное действие на покровные ткани листа.
6. Обильный волосяной покров на листьях и стеблях растений (соя, фасоль, подсолнечник и т. п.) препятствует полноценному соприкосновению рабочего раствора с листовой поверхностью, зависая на волосках вследствие поверхностного натяжения жидкости. Для повышения эффективности некорневых подкормок таких культур обязательно присутствие ПАВ в рабочем растворе.
7. Температура окружающей среды — важнейший фактор эффективности усвоения питательных веществ через лист и корневую систему. Так, до 2001 г. применение питательных комплексов по листу совместно с гербицидной обработкой озимых и яровых хлебов обеспечивало стабильно высокую результативность во всех зонах применения (Северный Кавказ, ЦЧР, Поволжье, Западная Сибирь). При этом кроме прибавки урожая фиксировалось и антистрессовое действие агрохимиката. В дальнейшем результативность стала пестрой. При этом слабые хозяйства получали более весомые прибавки, чем сильные. Оказалось, что всему виной температура воздуха. Дело в том, что до 2000 г. на зерновых хлебах применялись в основном гербициды типа 2,4 Д с температурным регламентом применения от 16–18 °С. Это для растения физиологически нормальная температура, при которой хорошо усваиваются питательные вещества и через лист, и через корень. С ростом применения более дорогих гербицидов на основе сульфонилмочевины началось расслоение результативности листовых подкормок, так как регламент допускает их применение от 5–6 °С, а при такой температуре падает уровень физиологической активности растения, затормаживается метаболизм, соответственно, хуже усваиваются питательные вещества. Примерно то же самое происходит и при высокой температуре воздуха. За прошедшие годы сложилось определенное представление степени усвоения питательных веществ при листовых подкормках в зависимости от температуры окружающей среды. Нижняя граница физиологически нормальных температур находится на уровне 10–12 °С, а верхняя — 28–32 °С, далее, с каждым градусом вниз или вверх от этих границ физиологическая активность растения резко падает, а соответственно, снижается и степень усвоения питательных веществ, и эффективность листовой подкормки, и антистрессовый эффект (см. рисунок). Кроме того, следует учитывать еще один фактор снижения эффективности листовых подкормок — сухую и ветреную погоду, способствующую быстрому высыханию рабочего раствора. Если скорость испарения выше скорости усвоения, то на листе остается солевой налет от неусвоенной части агрохимиката, который, даже растворяясь в последующей утренней росе, не приводит к повышению результата.
8. С появлением спутниковых систем навигации и возможности их использования в сельском хозяйстве стали проводиться и ночные обработки растений. Но если регламенты применения СЗР позволяют проводить такие работы без ущерба их действию, то вопрос эффективности ночных листовых подкормок не изучался.
В 2019 г. в различных хозяйствах Краснодарского края и Ростовской области проводился опыт по изучению влияния эффективности специальной добавки к поздней азотной подкормке пшеницы на качество зерна. Так получилось, что проведение листовой подкормки в хозяйствах проходило от вечера до утра.
Степень усвоения питательных веществ через лист в зависимости от температуры воздуха
РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОПЫТА НА ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ, 2019 Г.
КФХ Бурба А. Н. (Каневской район Краснодарского края)
Опыт № 1
Поле № 1, площадь поля 27,5 га, предшественник — сахарная свекла.
Вносимые удобрения на поле: припосевное 100 кг/га Аммофоса 12:52, подкормки: аммиачная селитра 300 кг/га, карбамид 35 кг/га.
Сорт озимой пшеницы Бригада-РЭ. Норма высева 235 кг/га.
Дата проведения поздней азотной подкормки в фазе молочно-восковой спелости: 11.06.2019.
Время начала: 20:20, температура воздуха 25 °С, время окончания: 23:30, температура воздуха 24 °С. Количество и вид азотного удобрения, к которому сделана добавка АгроМастера — карбамид 20 кг/га (N — 9,2 кг).
Площадь контрольного участка 14,5 га, опытного — 13 га.
Дата проведения уборки: 04.07.2019, влажность зерна при уборке 11,3 %.
Урожайность контрольного и опытного участков 65,6 и 65,8 ц/га соответственно.
Показатели качества зерна контрольного и опытного участков соответственно: протеин 14,78/14,95 %, клейковина — 25,4/26,5, влажность 11,1/11,2 %, натура 801/811 гр/л.
Опыт № 2
Поле № 2, площадь поля 20 га, предшественник — тыква.
Вносимые удобрения на поле: припосевное 100 кг/га Аммофоса 12:52, подкормки: аммиачная селитра 300 кг/га, карбамид 35 кг/га.
Сорт озимой пшеницы Веха-РЭ. Норма высева 250 кг/га. Дата сева: 03.11.2018.
Дата проведения поздней азотной подкормки в фазе молочно-восковой спелости: 13.06.2019, время начала: 00:10, температура воздуха 22 °С, время окончания: 02:40, температура воздуха 21 °С. Количество и вид азотного удобрения, к которому сделана добавка АгроМастер, — карбамид 25 кг/га (N — 11,5 кг).
Площадь контрольного участка 13 га, опытного — 7 га.
Дата проведения уборки: 07.07.2019, влажность зерна при уборке 10,6 %.
Урожайность контрольного и опытного участков 62,1 и 62,1 ц/га соответственно.
Показатели качества зерна контрольного и опытного участков соответственно: протеин 13,01/13,11 %, клейковина — 22,7/22,5, влажность 10,2/10,7 %, натура 794/792 гр/л.
По результатам двух опытов, заложенных в КФХ Бурба А. Н., можно сделать вывод, что в опыте № 1, где обработка частично пришлась на светлое время суток, прослеживается влияние на качество зерна как мочевины, так и добавки к ней. В опыте № 2, где все обработки проводились в темное время, эффекта нет ни от добавки, ни от большего количества внесенного карбамида.
В Курской области проведение подкормки яровой пшеницы в светлое вечернее время оказалось более результативным в повышении качественных показателей (табл. 3).
Аналогичные результаты были получены и в Ростовской области при проведении листовой подкормки в светлое время, начиная с раннего утра (табл. 4).
ОАО «Конный завод имени Первой Конной Армии» (Ростовская область)
Поле ПК 210210, площадь 44 га, сорт Юкка, предшественник — кукуруза, основное удобрение — Аммофос 12:52 — 100 кг/га, срок сева: 14.09.2018.
Срок уборки: 06.07.2019, срок применения добавки: 07.06.2019, время начала: 4:00.
Таким образом, проведение листовых подкормок в ночное время не оказало влияния на качество зерна пшеницы, в отличие от обработок, проведенных в утреннее либо вечернее время.