CC BY
57УДК 633.63
Роль удобрений в воспроизводстве продуктивных посевов сахарной свёклы
Е.А. ДВОРЯНКИН, д-р с/х. наук (e-mail: [email protected])
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара имени А.Л. Мазлумова»
Введение
Применение удобрений — это основной путь увеличения урожайности и валовых сборов сахарной свёклы. Удобрения обеспечивают не только высокую продуктивность пашни, но и высокое качество растениеводческой продукции. В настоящее время для сахарной свёклы разработана система применения макро- и микроудобрений на основе агрохимических знаний о плодородии почвы, продуктивности земледелия, рациональном и безопасном внесении удобрений с учётом особенностей погодно-климатических условий, типов почвы, возделываемых сортов и гибридов [3, 5, 8].
Установлено 20—22 необходимых для растений элемента питания, которые подразделяют на макро-и микроэлементы. Углерод, кислород и водород растения получают в виде углекислого газа и воды. Эти элементы, как правило, не рассматривают в связи с минеральным питанием [8, 10].
Азот определяют главным элементом питания для организма. Он входит в состав почти всех органических веществ, синтезируемых клеткой — белков, аминокислот, нуклеотидов, липидов и иных веществ. Фосфор отвечает за энергетический обмен. Калий участвует в транспортных процессах через мембраны, в регуляции устьичного аппарата, входит в группу главных катионов, активаторов ферментативных систем. Другие элементы питания играют не менее важную роль в специализированных процессах жизнедеятельности растительного организма. Микроэлементы выступают в качестве кофакторов различных ферментов, участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, а также в реакциях фотолиза воды в фотосинтезе. Например, известны специфическая роль бора в образовании пыльцы, цветов и плодов и его значение для роста и размножения растений [1, 9, 10].
Избыток минерального питания, особенно азотного, приводит к накоплению нитратов, которые задерживают формирование генеративных органов и созревание урожая, стимулируют рост вегетативной массы и снижают содержание углеводов. С накоплением нитратов фотосинтез угнетается, а дыхание стимулируется. Нитраты и нитриты образуют опасные для человека токсические соединения [7, 9, 11].
Более опасна острая нехватка минеральных элементов, которая вызывает деструктивные процессы. Разрушается хлорофилл, появляются хлороз и некротические пятна. Дефицит конкретного элемента имеет специфическую симптоматику [7]. Недостаток одного элемента может вызывать недостаток другого. Например, нехватка молибдена и кобальта приводит к нехватке азота, а снижение содержания калия, магния и цинка провоцирует нарушение фосфорного обмена.
Недостаток элементов питания отражается на росте и развитии листового аппарата, формировании органов растения и урожайности. Снижение продуктивности сахарной свёклы при нарушении питания возрастает под воздействием применяемых гербицидов, особенно в неблагоприятных условиях [5,6].
Уровень питания определяет состояние культуры и сорняков, их конкурентоспособность и реакцию на гербициды. Например, достаточное снабжение растений фосфором повышает устойчивость зерновых культур к 2,4-Д, а избыток азота и калия снижает её. Аммиачные удобрения, применённые перед внесением гербицидов группы бетаналов на сахарной свёкле, провоцируют повреждение листьев растений. В то время как те же удобрения, внесённые через несколько дней после обработки гербицидами, стимулируют рост и развитие сахарной свёклы. По мнению Тарра [11], растения с мощным вегетативным ростом легче переносят влияние неблагоприятных факторов — они более устойчивы к болезням и повреждениям.
Системы удобрений. Расчёт интенсивности
потребления элементов питания
Различают следующие системы удобрений:
1) минеральная;
2) органическая, предусматривающая применение только органических удобрений в различных биологических системах земледелия;
3) органоминеральная — наиболее распространённая и эффективная, основанная на применении минеральных и органических удобрений.
Соотношение органических и минеральных удобрений зависит:
— от специализации хозяйства, структуры сельскохозяйственных угодий, планируемых показателей
выхода продукции культуры, её урожайности, очерёдности культур в севообороте;
— климатических и погодных условий, уровня потенциального и эффективного плодородия почв.
При разработке системы удобрений для сахарной свёклы определяют потребности в видах удобрений исходя из реальных экономических возможностей хозяйства, ассортимента удобрений, планируемой урожайности, для чего рассчитывают дозы удобрений, баланс элементов питания, эффективность их применения в хозяйстве с учётом гумуса в почве [3].
Содержание макроэлементов в зелёной массе растений, поступающих из почвы, можно расположить в следующем порядке: К > N > Р > Са > Mg.
Интенсивность поглощения элементов питания культурой выше в начале вегетации, чем в конце, тогда как количество поглощаемых элементов питания нарастает с увеличением вегетативной массы. Потребление элементов питания достигает максимума во время интенсивного листообразования и в начале роста корнеплодов. Во второй половине вегетации наблюдается частичная потеря макроэлементов (более всего калия) из-за старения листьев и вымывания их дождями. К концу вегетации растений 43 % азота, 18 % фосфора и 38 % калия теряется в результате отмирания листьев и оттока элементов питания в почву.
Сахарная свёкла потребляет большое количество калия. При урожайности 60 т/га она выносит 244 кг азота, 102 кг фосфора и до 414 кг калия [12].
По химическому составу в массе вегетирующих растений можно судить об обеспеченности их питательными веществами. На основе этих показателей методами растительной диагностики проводят расчёт хозяйственного выноса и доз удобрений, осуществляют контроль за качеством растениеводческой продукции [2].
Таблица 1. Влияние удобрений на продуктивность са-
харной свёклы (Воронежская обл.)
Варианты Урожайность, т/га Сахаристость, % Сбор сахара, т/га
N Р К 80 90 80 43,3 17,3 7,49
N Р К 100 120 100 46,2 17,3 7,99
N Р К 120 140 120 48,4 17,2 8,32
N + Р К 150 1 170*450 50,5 16,9 8,53
N + Р К 180 200 180 53,3 16,2 8,63
N Р К + 40 т/га 80 100 80 1/1 а навоза в пару 50,8 17,2 8,74
^0РшК80 + 40 т/га навоза под сахарную свёклу 54,2 16,8 9,11
НСР05 3,6 0,4 0,56
Растения потребляют те питательные вещества, которые им необходимы. Вынос элементов питания увеличивается при внесении удобрений. Удобрения изменяют направленность процесса обмена веществ и регулируют накопление в растениях сахарной свёклы вегетативной массы и углеводов. Вегетативная масса особенно нарастает при увеличении доз азотных удобрений, а содержание сахарозы в корнеплодах снижается (табл. 1). Для сахарной свёклы важен оптимальный баланс элементов питания, при котором достигается максимальный сбор сахара. Показано, что он колеблется в пределах отношений NPK — 1,0 : 1,2 : 1,0.
Интенсивность потребления элементов питания вычисляют по формуле
где И — интенсивность потребления элементов питания растениями, кг/га в сутки;
В — вынос элементов питания за период Т, кг/га;
Т — период вегетации, сутки.
Сахарная свёкла характеризуется продолжительным вегетационным периодом и растянутым периодом максимального потребления элементов питания. Система удобрений для данной культуры предусматривает сочетание основного удобрения, припосев-ного и корневых или внекорневых подкормок. Такое внесение удобрений обеспечивает растения элементами питания на всех стадиях их развития, особенно в критический (30 дней после появления всходов) период и период интенсивного роста, сокращает потери элементов питания из почвы.
Методология внесения удобрений
Существует два способа внесения удобрений — раз-бросный и локальный. Удобрения вносят с помощью специальных машин осенью, весной, летом, иногда зимой на определённую глубину в виде лент, гнёзд, экрана, заделывая их плугом, бороной или культиватором, тем самым перемещая в наиболее влажный слой почвы. Наиболее глубокая заделка производится плугом с предплужником. В этом случае в верхнем слое почвы остаётся 7 % удобрений. При заделке боронами все удобрения остаются в слое почвы 0—5 см и в условиях засухи они, как правило, недоступны для растений. При заделке культиватором в верхнем слое почвы остаётся 76 % удобрений и 24 % из них попадают в слой 6—12 см [8].
Наиболее пригодными для возделывания сахарной свёклы являются хорошо структурированные, с оптимальной плотностью, нейтральной или слабокислой реакцией рН, высокой влагоёмкостью, богатые гумусом и питательными веществами аэрированные почвы.
№ 12 • 2018 САХАР 17
Основное удобрение вносят до посева под зяблевую вспашку для обеспечения питания растений на протяжении всего периода вегетации. Из органических удобрений вносят 60—80 т/га полужидкого или 40—50 т/га подстилочного навоза и, как правило, большую часть общей дозы минеральных удобрений. Органические удобрения вносят под парозащитную культуру или осенью под глубокую вспашку непосредственно под растения.
В зависимости от типа почвы для получения урожая сахарной свёклы 40—50 т/га необходимо 120—180 кг N 140-180 кг Р2О5 и 180-200 кг К2О. Наиболее эффективные из минеральных удобрений — азотные, однако наилучшее качество корнеплодов наблюдается при ограничении их дозы. Избыточное азотное питание приводит к накоплению альфа-аминного азота в корнеплодах, что отрицательно влияет на выход сахара (табл. 2). Повышенные дозы азотных удобрений рекомендуется вносить дробно: 100—110 кг/га действующего вещества (д. в.) в основное внесение и 35—40 кг/га в подкормку. Расчётная доза азотного удобрения не должна превышать дозу фосфора, при этом необходима полная доза калийного удобрения.
Во ВНИИСС разработаны следующие нормы внесения удобрений для разных типов почв:
♦ на тёмно-серых лесных почвах: ^60_170Р170_190К180_190;
♦ на чернозёмах: выщелоченных и оподзоленных —
N150-170P170-190K170-180, °бЫКН°веннЫх — N12oP14oK1oo, ™-пичных—^30Р140К130;
♦ в условиях орошения необходимо вносить
N Р К
200 200 200
Дозу вносимых удобрений уточняют с данными агрохимического контроля. Нормы азотных удобрений в звеньях с многолетними травами увеличивают, а в звеньях с бобовыми культурами уменьшают
Таблица 2. Технологические качества сахарной свёклы в зависимости от дозы удобрений (Воронежская обл.)
Варианты Чистота сока, % Потери сахара в мелассе, % Вероятный выход сахара на заводе
% т/га
N Р К 80 90 80 92,3 1,97 14,6 6,32
N Р К 100 120 100 92,1 1,99 14,6 6,79
N Р К 120 140 120 92,0 2,01 14,4 6,97
N Р К 150 170 150 91,3 2,25 14,0 7,07
N Р К 180 200 180 90,8 2,31 13,4 7,14
^0Р100К80 + 40 т/га навоза в пару 92,1 2,02 14,3 7,26
^0Р100К80 + 40 т/га навоза под сахарную свёклу 91,5 2,23 14,0 7,59
НСР05 0,4 0,13 0,3 0,41
на 10—15 %. На склоновых полях количество азотных удобрений увеличивают на 10—15 % [3].
В зонах с неустойчивым и недостаточным увлажнением внесение минеральных удобрений в весенне-летний период уменьшает их эффективность на 30—70 % по сравнению с внесением осенью под зябь.
Молодые растения сахарной свёклы очень требовательны к условиям минерального питания. В этот период вносят рядковое удобрение по 10—15 кг/га д. в. NPK. Подкормки NPK особенно эффективны при орошении и в зоне достаточного увлажнения. В зонах неустойчивого и недостаточного увлажнения подкормки эффективны в условиях раннего сева культуры при достаточном запасе весенней влаги в почве. Внесение удобрений при посеве в рядки способствует ускорению роста и развития, повышает сопротивляемость растений к неблагоприятным факторам среды, болезням и вредителям. Вторая доза в качестве подкормки вносится в фазу 2—4 пар листьев, т. е. обязательно до смыкания рядков, чтобы в корнеплодах не накапливался свободный азот в виде аминокислот и аммиака.
В начале вегетации сахарной свёкле необходим доступный фосфор. В случае его недостатка замедляется рост растений, возможно появление бурых пятен, отмирание кромки листьев. Калий регулирует поступление воды в клетки, повышает осмотическое давление и тургор, усиливает засухоустойчивость, оптимизирует углеводный и белковый обмен, увеличивает содержание сахаров в корнеплодах [8].
Для довнесения основного удобрения ранней весной лучше всего использовать удобрения КАС, ЖКУ или ОМУ. Эти формы питательных веществ не испаряются и хорошо усваиваются растениями (табл. 3).
Сахарная свёкла чувствительна к содержанию микроэлементов в почве, особенно она нуждается в боре, недостаток которого вызывает заболевание гнили сердечка и тем самым снижение сахаристости и урожайности корнеплодов.
Таблица 3. Влияние рядкового удобрения на продуктивность сахарной свёклы
Варианты, кг/га Масса 100 растений, г Урожайность, т/га Сахаристость, % Сбор сахара, т/га
1. Контроль без удобрений 61,8 35,1 17,2 6,04
2. Контроль (^Р^^) 66,4 38,4 17,0 6,52
3. + ОМУ, 100, или 70,2 39,5 17,6 6,95
4. + ОМУ, 125, или 70,8 39,9 17,6 7,02
5. + ОМУ, 150, или 72,2 40,0 17,8 7,12
6. + ^0Р20К10 72,6 39,8 17,3 6,89
НСР05 5,3 3,2 0,36 0,51
Рынок сахара стран СНГ
вектор на экспорт ver. 2.0
22 марта 2019 Москва,
Рэдиссон Славянская
300+
посетителей
^ 20+
стран
Организаторы
sugarconference.ru [email protected] +7 495 695 37 42
Широкое распространение на сахарной свёкле получили комплексные хелатные удобрения: «Криста-лон», «Акварин», «Террафлекс», «Нутривант» и др. Обработка вегетирующей сахарной свёклы микроудобрениями и стимуляторами роста растений повышают урожайность корнеплодов на 7—10 %, сахаристость на 0,2—0,4 % в абсолютном значении. Внесение навоза, минеральных удобрений и дефеката также восполняет содержание микроэлементов в почве [1, 5, 10].
Рекультивация почвы
Повышенная кислотность — одна из важнейших причин низкого плодородия почвы из-за избытка водорода и повышения концентрации токсичного обменного алюминия. Радикальный путь устранения кислотности — известкование почв. Известкование с применением удобрений — это приёмы, дополняющие друг друга. Известкование ускоряет минерализацию питательных веществ, но замедляет подвижность микроэлементов Cu, Zn, Mn, B, иногда снижает эффективность азотных удобрений.
При высокой кислотности в почву необходимо вносить известковые вещества: мел, известь, доломитовую муку, дефекат и др. Дозы чистого СаСО3 заметно варьируют в зависимости от природы известкового материала и рН почвы. Например, при рН солевой вытяжки (KCl) 5,1 — 5—6 т/га, а при рН 4,0 — 9 и более т/га. Дозы необходимо корректировать с учётом поправочного коэффициента, соотносимого с процентным содержанием СаСО3 в известковом материале [13].
Заключение
Системное применение удобрений имеет важное значение для управления плодородием почв, повышения урожайности сельскохозяйственных культур, исключения накопления токсичных соединений в пищевых продуктах. В питании сахарной свёклы наилучшие результаты получают при сбалансированном внесении азотных, фосфорных и калийных удобрений. В Центральном Черноземье соотношение между основными элементами питания должно быть близким к единице или немного больше (на 20 %) для фосфора. Особое внимание следует уделять мониторингу питания сахарной свёклы микроэлементами и рекультивации почв, осуществляемым с применением интенсивных технологий.
Список литературы
1. Власюк, П.А. Участие микроэлементов в обмене веществ растений / П.А. Власюк [и др.] // Биологическая роль микроэлементов. — М. : Наука, 1983. — С. 97-105.
2. Гуреев, И.И. Современные технологии возделывания и уборки сахарной свёклы / И.И. Гуреев. — М., 2009. - 222 с.
3. Дворянкин, Е.А. Основные элементы технологии возделывания сахарной свёклы / Е.А. Дворянкин [и др.]. — Воронеж, 2004. — 64 с.
4. Дворянкин, Е.А. Рекомендации по эффективному применению гербицидов в сочетании с регуляторами роста, гуминовыми и хелатными агрохимикатами на посевах сахарной свёклы / Е.А. Дворянкин [и др.] // Направления повышения эффективности свекловодства в РФ. — Воронеж, 2012. — С. 74—119. — 143 с.
5. Кураков, В.И. Влияние удобрений, севооборота на засоренность посевов и продуктивность сахарной свёклы / В.И. Кураков, Л.С. Пузиков, Г.А. Березняков // Резервы увеличения производства сахарной свёклы и сахара. — Воронеж, 1990. — С. 109—113.
6. Курсанов, А.Л. Транспорт ассимилятов в растении / А.Л. Курсанов. — М. : Наука, 1976. — 646 с.
7. Лапа, В.В. Система применения удобрений / В.В. Лапа [и др.] — Гродно : ГГАУ, 2011. — 418 с.
8. Минеев, В.Г. Агрохимия / В.Г. Минеев. — М. : МГУ, 1990. — 486 с.
9. Физиология сельскохозяйственных растений: под ред. Б.А. Рубина. — М. : МГУ, 1968. — Т. 7. — 426 с.
10. Протасова, Н.А. Микроэлементы в чернозёмах и серых лесных почвах ЦЧ / Н.А. Протасова, А.П. Щербаков. — Воронеж, 2003. — 368 с.
11. Тарр, С. Основы патологии растений / С. Тарр. — М. : Мир, 1975. — 587 с.
12. Шпаар, Д. Сахарная свёкла / Д. Шпаар [и др.]. — Минск, 2004. — 326 с.
13. Юдин, Ф.А. Методика агрохимических исследований / Ф.А. Юдин. — М. : Колос, 1980. — 366 с.
Аннотация. Показано значение системного применения удобрений для воспроизводства продуктивных посевов сахарной свёклы. Удобрения изменяют направленность процесса обмена веществ и регулируют накопление углеводов и нарастание вегетативной массы у растений сахарной свёклы. С нарастанием дозы минеральных удобрений увеличивается масса корнеплодов, но уменьшается содержание сахарозы и ухудшаются технологические качества свеклосырья. Органоминеральная система удобрений позволяет сохранить содержание сахаров в корнеплодах без потери урожайности сахарной свёклы. Ключевые слова: сахарная свёкла, продуктивность пашни, элементы питания, система удобрений. Summary. Importance of system fertilizer application for reproduction of sugar beet productive fields has been shown. Fertilizers change a metabolism process direction and control accumulation of carbohydrates and increase of vegetative mass in sugar beet plants. As a dose of mineral fertilizers increases, so does beet root mass, but sucrose content decreases and technological qualities of beer row material worsen. The organic-mineral fertilizer system allows keeping the sugar content level in beet roots without losing sugar beet yield. Keywords: sugar beet, soil fertility, nutrient elements, fertilizer system.
