Соняшник: оптимізація живлення рослин

У зв’язку із залученням у колообіг великих обсягів побічної продукції польових культур, а також зважаючи на високу вартість туків, співробітники наукової установи ІЗК НААН провели польові дослідження з метою покращення умов живлення рослин соняшнику за мульчувального обробітку ґрунту шляхом внесення розрахункових доз мінеральних добрив і використання післяжнивних решток попередника (пшениця озима).

Листостеблову масу подрібнювали й рівномірно розподіляли по поверхні поля під час збирання урожаю. Обробляли ґрунт і загортали солому (після фонового лущення стерні) оборотним полицевим плугом на глибину 20–22 см (контроль), чизельним культиватором — на 14–16 см, плоскорізним комбінованим агрегатом — на 12–14 см, важкою дисковою бороною — на 10–12 см.

Схемою досліду передбачено три фони мінерального живлення: 1 — без добрив, 2 — N₃₀P₃₀K₃₀, 3 — N₆₀P₃₀K₃₀. Туки вносили навесні розкидним способом під передпосівну культивацію. Бур’яни контролювали за досходовими гербіцидами з групи хлорацетамідів і розпушуванням міжрядь.

Ґрунт дослідної ділянки — чорнозем звичайний важкосуглинковий з умістом в орному шарі гумусу — 4,2%, нітратного азоту — 13,2 мг/кг, рухомих сполук фосфору і калію (за Чириковим) відповідно 145 і 115 мг/кг.

Азот — один з основних елементів живлення, необхідних для соняшнику. Він є компонентом багатьох речовин, що становлять основу клітини та її органоїдів. За недостатнього забезпечення рослин азотом уповільнюється біосинтез й обмін хімічних сполук, знижується інтенсивність реакцій фотосинтезу, урожайність і якість насіння.

Мульчувальний обробіток ґрунту, який проводять без обертання скиби й передбачає залишення на полі побічної продукції попередника, суттєво впливає на розвиток елементарних ґрунтових процесів, зокрема на азотний режим чорноземів. За мульчувального обробітку зростають ризики, пов’язані насамперед з так званою біологічною іммобілізацією азоту, ступінь прояву якої значною мірою залежить від тривалості застосування, погодних умов, кількості та фізико-хімічних властивостей післяжнивних решток, способу та глибини їх загортання в ґрунт.

________________

Запровадження різних видів безполицевого обробітку на тлі великої кількості рослинних решток знижує швидкість мінералізації гумусу і гальмує перехід органічних азотних сполук у доступні рослинам неорганічні форми

________________

Запровадження різних видів безполицевого обробітку на тлі великої кількості рослинних решток знижує швидкість мінералізації гумусу і гальмує перехід органічних азотних сполук у доступні рослинам неорганічні форми. На збіднених агрохімічних фонах це явище може призводити до азотного голодування рослин, негативного впливу на продуктивність культур сівозміни й до внесення компенсаційних доз мінеральних добрив.

У досліді перед сівбою соняшнику на фоні без добрив фактичний уміст нітратного азоту в орному шарі ґрунту був вищим на контрольному варіанті, де проводили оранку
(15,0 мг/кг проти 12,4–14,3 мг/кг за мульчувального обробітку). З можливих причин цього явища найбільш імовірною є відмінність топографії розміщення рослинних решток, різний ступінь перемішування і сепарації ґрунтової маси. За ідентичних вихідних умов мікробіологічна активність чорнозему в переважній більшості випадків зростає за створення гомогенного по родючості орного шару, кращій аерації, рівномірному розподіленню органічних речовин по профілю ґрунту.

Якщо на природному фоні цю закономірність відстежували впродовж усього періоду досліджень, то на удобрених ділянках — тільки в перші два роки застосування мульчувального обробітку ґрунту. Далі, особливо за сприятливого гідротермічного режиму погоди навесні й порівняно невеликої кількості залученої в кругообіг соломи (до 5 т/га), гальмування процесів нітрифікації не відбувалось. Як наслідок, у середньому за час спостережень кількість нітратів в шарі 0-30 см на ділянках, що підлягали оранці, чизелюванню та плоскорізному розпушуванню скиби виявилась приблизно однаковою й становила за застосування N₃₀P₃₀K₃₀ 16,4–16,8, за внесення N₆₀P₃₀K₃₀ 19,6–20,0 мг/кг. Таким чином, за систематичного внесення післяжнивних решток і туків, загортання їх плугом або безполицевими комбінованими знаряддями, негативна дія соломи на поживний режим ґрунту послаблюється або усувається повністю, тому що закріплений в попередні роки азот поступово стає доступним для рослин.

Водночас дисковий обробіток на глибину 10–12 см за вмістом азоту нітратів в орному шарі ґрунту поступався іншим варіантам досліду на 1,2–2,6 мг/кг. Тобто суттєвий вплив на інтенсивність нітрифікації мали не тільки способи обробітку ріллі, але й глибина загортання соломи у ґрунт.

Установлено, що застосування мінеральних добрив у дозі N₃₀P₃₀K₃₀ та N₆₀P₃₀K₃₀ на тлі загортання в ґрунт подрібненої соломи призводило до зростання кількості нітратів в орному шарі навесні відносно неудобреного фону, відповідно на 1,4–2,8 і 4,7–5,9 мг/кг. Більші розбіжності між цими варіантами притаманні рокам, які характеризувалися стрімким наростанням температурного режиму повітря у квітні, а також ділянкам із мульчувальним обробітком, де синтетичний азот спрацював як своєрідний каталізатор нітрифікаційних процесів.

У часовому проміжку «сівба — цвітіння соняшнику» відбулось зменшення вмісту N-NO₃ в орному шарі ґрунту на фоні без добрив із 12,4–15,0 до 9,7–11,9 мг/кг, за внесення туків — з 15,2–20,0 до 11,2–13,0 мг/кг. У першому випадку різниця між способами обробітку на користь оранки зберігалась, у другому — значною мірою нівелювалась. З початком періоду максимального споживання азоту (фаза утворення кошика) спостерігали деяке гальмування нітрифікації за полицевого і підсилення процесу за мульчувального, особливо чизельного обробітку, який забезпечує відносно глибоке (порівняно з дискуванням та плоскорізним розпушуванням скиби) перемішування післяжнивних решток із ґрунтом, а також створює кращі водно-фізичні умови для життєдіяльності мікробних популяцій. Більш чітко ця тенденція проявлялась у сприятливі роки, менше в роки із посушливою погодою у червні-липні за відсутності належних передумов у цей період для трансформації органічної речовини і ремобілізації азоту.

Аналогічна закономірність за збереження середніх показників на рівні попереднього визначення (фаза цвітіння) відмічена і перед збиранням урожаю.

Значення фосфору в життєдіяльності рослин соняшнику багатогранне. Він входить до складу хромосом, нуклеїнових кислот та нуклеопротеїдів, деяких вітамінів, ферментів, фітину, ряду коферментних систем, які виконують роль каталізатора певних реакцій азотного обміну. Фосфор підвищує в’язкість протоплазми, жаростійкість рослин, їх фотосинтетичну активність і дихання.

________________

Оптимізація фосфорного живлення олійної культури, особливо на початку вегетації, сприяє формуванню добре розвиненої кореневої системи, економному витрачанню наявної ґрунтової вологи

________________

Оптимізація фосфорного живлення олійної культури, особливо на початку вегетації, сприяє формуванню добре розвиненої кореневої системи, економному витрачанню наявної ґрунтової вологи. Натомість нестача достатніх запасів рухомих фосфатів у період «сходи — утворення кошика» призводить до затримки розвитку рослин, зменшення їх висоти, кількості листків і квіток. Оскільки близько 75% засвоєного фосфору міститься саме в насінні, практично весь він виноситься з поля, чим пояснюється необхідність у його відновленні.

За нашими даними вміст кислоторозчинних сполук фосфору в орному шарі ґрунту був на рівні підвищеної та високої забезпеченості (129–
162 мг/кг). З тим абсолютні величини по строках визначення мали близьке значення. Однак в окремо взяті роки динаміка змін кількісних показників виявилась різною. До прикладу, за дуже сприятливих гідротермічних умов упродовж вегетаційного періоду вони мали тенденцію до зростання, незважаючи на використання макроелемента рослинами олійної культури. Це зумовлене як внесенням мінеральних добрив, так і розвитком мікробіологічних процесів, які підтримували високий рівень мінералізації органічної речовини. У період «фаза цвітіння — повна стиглість насіння», коли темпи надходження Р2О5 в рослини дещо уповільнюються, спостерігали зростання вмісту фосфатів у ґрунті до найвищої позначки (148–176 мг/кг).

У посушливі роки за час від сівби до цвітіння соняшнику із шару 0–30 см було використано 10–15, від цвітіння до збирання — 5–10 мг/кг рухомих фосфатів. Незначні обсяги їх споживання дають підстави для висновку, що за наявності певної кількості залишкової ґрунтової вологи у першу половину вегетації процеси поглинання фосфору урівноважувались процесами його мобілізації, а в разі повного зневоднення орного шару рослини використовували макроелемент із підорних горизонтів.

Відповідно до усереднених значень за оранки перед сівбою соняшнику в шарі 0–30 см містилось 142–158, у фазу цвітіння — 139–162, за повної стиглості насіння — 136–155 мг/кг Р2О5 (табл. 1). За чизелювання і плоскорізного спушення ці величини відповідно зазначених строків визначення дорівнювали 137–153, 143–156 і 140–150 мг/кг, тобто застосування вказаних способів мульчувального обробітку не призводило до погіршення фосфатного режиму чорнозему звичайного як на удобреному, так і неудобреному фонах.

Таблиця 1. Фосфорно-калійний режим ґрунту, мг/кг (шар 0–30 см)

За дискування помічено стійку тенденцію до зменшення кількості рухомого фосфору в орному шарі відносно контролю, що може бути пов’язано з послабленням біологічної активності ґрунту й імовірністю закріплення Р₂О₅ (аналогічно азоту) мікроорганізмами за розкладання соломи. Надмірна мінімізація глибини основного обробітку ґрунту (10–12 см) посилювала диференціацію орного шару за вмістом поживної речовини. Якщо на оранці відносний процентний розподіл її перед сівбою олійної культури у шарах 0–10, 10–20 і 20–30 см (фон N₆₀P₃₀K₃₀) мав співвідношення 35:33:32, то на задискованих ділянках — 39 : 32 : 29.

По окремих позиціях відстежувались закономірності, притаманні усім рокам досліджень. Так, застосування мінеральних добрив у дозі N₃₀P₃₀K₃₀ сприяло підвищенню кількості рухомих фосфатів в ґрунті перед сівбою соняшнику за полицевого обробітку на 11 мг/кг, за мульчувального — на 10–14 мг/кг, а внесення N₆₀P₃₀K₃₀ відповідно на 16 та 13–17 мг/кг. На удобрених ділянках більше фосфору використовували посіви на фонах з унесенням підвищеної дози азоту N₆₀P₃₀K₃₀ внаслідок формування тут значної вегетативної маси і приросту урожайності насіння. У переважній більшості випадків на неудобреному фоні споживання фосфору зростало за оранки, на удобреному — за чизельного та плоскорізного обробітку, що відповідає особливостям ростових процесів і рівню продуктивності посівів соняшнику.

Соняшник — культура з високою вимогливістю до родючості ґрунтів. Загальний винос поживних речовин із урожаєм насіння 2,0–2,5 т/га становить 120–140 кг/га азоту, 50–65 фосфору та понад 300 кг/га калію. Максимум споживання азоту збігається з періодом інтенсивного приросту вегетативної маси, тобто від утворення кошиків до цвітіння; найбільшу потребу у фосфорі він виявляє, коли коренева система розвинута ще недостатньо, а також під час утворення насіння. Калій надходить із ґрунту протягом усього життя рослин.

За мульчувального обробітку, особливо на фоні використання усієї побічної продукції попередників, досить складно забезпечити азотне живлення соняшнику. Розвиток негативних явищ (гальмування ростових процесів, пожовтіння листків, зниження урожайності насіння) часто обумовлений закріпленням азотних сполук ґрунту мікроорганізмами, які розкладають післяжнивні рештки. З метою усунення депресивного впливу останніх на рослини рекомендують вносити компенсаційний азот (8–12 кг/т) за виконання фонового лущення стерні. З тим не до кінця з’ясовано питання доз, строків і способів застосування добрива залежно від умов зволоження та родючості ґрунту, рельєфу поля, властивостей побічної продукції тощо. Нагальною є також проблема економічної доцільності застосування агрозаходу.

________________

Невикористаний восени додатковий азот за певних умов може піддаватись денітрифікації або мігрувати із низхідними потоками води

________________

Слід ураховувати, що невикористаний восени додатковий азот за певних умов може піддаватись денітрифікації або мігрувати із низхідними потоками води. Якщо в посушливі роки вертикальне переміщення нітратів не перевищує позначки 50 см, то у вологі роки вони транспортуються на глибину до 1,5 м залежно від кількості й характеру опадів у осінньо-зимовий період, гранулометричного складу ґрунту, способів його обробітку. З тим азот, який мігрує глибше за 1 м, рослини засвоюють тільки після використання ними вологи верхніх шарів ґрунту і наступній подачі її по капілярах із нижніх горизонтів до поверхні.

За результатами пошукового дослідження, після загортання в ґрунт 6 т/га подрібненої соломи пшениці озимої (фонове дискування на глибину 6–8 см) на ділянках без унесення компенсаційного азоту кількість нітратів в орному шарі протягом 60 днів (26 липня — 23 вересня) зросла з 10,1 до 14,7 мг/кг, на поліпшеному агрофоні (N₆₀) — із 10,1 до 19,0 мг/кг. Це свідчить, що за залучення в колообіг побічної продукції пшениці на чорноземах із високим умістом гумусу, рухомого фосфору і обмінного калію ризик іммобілізації N-NО₃ із ґрунту в післяжнивний період, навіть без застосування додаткового мінерального добрива, є мінімальним.

Упродовж пізньоосіннього, зимового і ранньовесняного періодів (жовтень-березень) за надходження 256,4 мм атмосферних опадів на фоні без унесення аміачної селітри орний шар ґрунту втратив 10,7 кг/га (19,8%) нітратного азоту. На удобрених варіантах ці показники досягали позначки, відповідно, 21,9 кг/га та 31,5%.

За реакцією на добрива соняшник загалом належить до слабочутливих культур, однак ця властивість не є постійною і може варіювати зі зміною зовнішніх умов, сортового та гібридного складу. Згідно з даними Географічної мережі дослідів із добривами на звичайних чорноземах України від внесення N₆₀P₆₀ середній приріст урожаю насіння становив 0,35 т/га. В окремих випадках він досягав 0,5–0,7 т/га.

У нашому експерименті внесення N₃₀P₃₀K₃₀ на тлі загортання в ґрунт подрібненої соломи дало змогу отримати додатково до контрольного варіанта (загортання побічної продукції без туків) у середньому за період досліджень 0,17–0,30 т/га насіння. Збільшення в складі комплексного удобрення частки азоту (N₆₀P₃₀K₃₀) забезпечувало надбавку основної продукції в кількості 0,28–0,44 т/га. Найвищі показники приросту були зареєстровані у сприятливі роки (0,33–0,55 т/га), коли внесені під передпосівну культивацію синтетичні добрива довгий час перебували у вологому ґрунті і ефективно використовувались упродовж тривалого періоду для формування високої урожайності соняшнику.

Найменший приріст урожаю насіння від мінеральних добрив (0,17–0,28 т/га) отримано за полицевого, найбільший (0,28–0,44 т/га) — за чизельного і плоскорізного обробітку ґрунту. Дискування за цим показником займало проміжне місце. Як з’ясувалось, існує тісна зворотна залежність між ефективністю азотних туків і вмістом нітратів в орному шарі навесні (коефіцієнт кореляції становить 0,6–0,9).

Висновки

Залучення в колообіг усієї побічної продукції попередника (пшениця озима) без унесення мінеральних добрив призводить до зниження біологічної активності ґрунту і вмісту нітратного азоту в ньому за різних способів мульчувального обробітку порівняно із оранкою в середньому по трьох строках визначення на 1,0–2,2 мг/кг.

За загортання соломи разом із туками (N₃₀P₃₀K₃₀, N₆₀P₃₀K₃₀) спостерігали позитивні зміни азотного режиму чорнозему в часі за чизельного (14–16) і плоскорізного (12–14 см) обробітку, пов’язані з належним рівнем зволоження ґрунту і розвитком процесів ремобілізації нітратів. Зменшення глибини основного обробітку ґрунту до 10–12 см (дискування) зумовлює гальмування нітрифікації внаслідок погіршення агрофізичних властивостей орного шару і локалізації в обмеженому середовищі великої кількості післяжнивних решток.

Застосування мульчувального обробітку ріллі (чизельний, плоскорізний) забезпечує накопичення в шарі 0–30 см на час сівби олійної культури запаси рухомого фосфору і обмінного калію, достатні для формування високої урожайності насіння (P₂O₅ — 137–153 мг/кг, K₂O — 138–157 мг/кг). За дискування відстежували тенденцію до зниження вмісту макроелементів в орному шарі порівняно з контролем (оранка) і більшої диференціації їх по профілю ґрунту.

Внесення оптимальної дози мінеральних добрив (N₆₀P₃₀K₃₀) на фоні використання незернової частини урожаю попередньої культури (пшениця) збільшувало вміст азоту нітратів, рухомих сполук фосфору і калію в орному шарі відносно варіанта без синтетичних туків у середньому за варіантами обробітку ґрунту, відповідно, на 1,6–5,5 мг/кг, 9–15 та 9–18 мг/кг.

Зважаючи на характер мікробіологічних процесів, особливість розвитку кореневої системи і відмінність топографії розміщення післяжнивних решток в орному шарі, ефективність мінеральних добрив зростала за чизельного і плоскорізного обробітку ґрунту, де приріст урожаю насіння відносно неудобрених варіантів (без агрохімікатів) становив 0,28–0,44 т/га.

З метою підвищення урожайності олійної культури на чорноземі звичайному з високим умістом гумусу пропонується система удобрення, що передбачає використання усієї побічної продукції попередника (пшениця озима) і внесення туків зі співвідношенням азоту, фосфору і калію — 2 : 1 : 1 (N₆₀P₃₀K₃₀).

Андрій Горбатенко, Володимир Судак, Володимир Чабан,
кандидати сільськогосподарських наук
Сергій Семенов, ДУ Інститут зернових культур НААН України