Региональная агрохимия. Северный Кавказ

Озимая пшеница кустится осенью и весной. Усиленное кущение наблюдается при достаточной влажности и температуре 8-10°С. При засушливой погоде интенсивность кущения сильно снижается. При наличии влаги в 10 см слое почвы более 10 мм всходы появляются дружно, а кущение идет энергично при наличии в 20 см слое почвы не менее 30 мм доступной влаги. Осенние осадки способствуют более выходу зерна по сравнению с выходом соломы. Весенние осадки усиливают рост вегетативной массы и создают хорошие условия для появления новых побегов. От весеннего пробуждения до колошения озимая пшеница расходует около 70% общей потребности воды за вегетацию, в период цветения до восковой спелости зерна – 20%.

Наибольшая продуктивность этой культуры при влажности почвы 70-75% наименьшей (полевой) влагоемкости в зоне распространения основной массы корней (до 60 см). Коэффициент транспирации 400-500.

Озимая пшеница предъявляет высокие требования к почве, реакция которой должна быть нейтральной (рН 6-7,5). Наиболее высокие и устойчивые урожаи эта культура дает на плодородных, достаточно влажных и чистых от сорняков черноземах и темно-каштановых почвах. Большое влияние на урожайность озимой пшеницы оказывают условия рельефа. Пониженные заболоченные места для нее неблагоприятны. Непригодны очень засоленные, песчаные и супесчаные почвы.

Озимая пшеница отзывчива на удобрения. Основные компоненты минеральных удобрений – азот, фосфор, калий. Азотное питание стимулирует рост вегетативной массы, определяет уровень урожайности и повышает содержание белка в зерне.

Значительное количество удобрений используют под основную обработку почвы. Исследованиями В.Г. Минаева (1979), А.И. Симакина и П.В. Дрогалина (1969) установлено, что на черноземах и каштановых почвах южного региона основное полное минеральное удобрение, значительно повышая величину урожая, как правило, не оказывает достаточного влияния на качество зерна пшеницы, особенно по пропашным предшественникам. Исключение составляет применение оптимальных доз туков под озимые по наилучшим предшественникам (чистым и занятым парам, многолетним бобовым травам и др.). Это подтверждается данными, полученными на экспериментальной базе Краснодарского НИИСХ. Внесение под озимую пшеницу N45P45K45 увеличило ее урожай в зависимости от предшественников на 3,8-9,8 ц/га, или на 8-38% при равных значениях стекловидности, содержания клейковины и протеина в зерне.

Разные виды удобрений неодинаково влияют на качество и величину урожая зерна пшеницы. На выщелоченных и слитых черноземах Кубани ведущая роль принадлежит азотным удобрениям. Допосевное внесение N45 под озимую пшеницу по предшественнику кукуруза повышало содержание в зерне клейковины и протеина. При этом урожай зерна увеличился на 7,6 ц/га, или на 27%. Действие фосфора (Р45) и калия (К45) на эти показатели не проявлялось. Сочетание азотного удобрения с фосфорным или калийным, а также N45P45K45 практически оказало такое же влияние на величину урожая и качество зерна пшеницы, как и одно азотное N45.

Удобрения и устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды. Экологические факторы имеют решающее значение в развитии растений, воздействуя на них не только непосредственно, но и через обусловленные ими почвообразовательные и микробиологические процессы. Наличие четко выраженных климатических зон вызывает необходимость агроклиматического районирования сельскохозяйственных культур, определения возможных ареалов их возделывания в производственных масштабах. В ряде случаев продуктивность сельскохозяйственных растений лимитируется кратковременными воздействиями стрессов – неблагоприятных факторов окружающей среды. Стрессоры бывают биотического и абиотического происхождения. К биотическим относятся – болезнетворные грибы, бактерии, вирусы и растительноядные насекомые. Стрессоры абиотической природы – это недостаток влаги (засуха), экстремальные температуры (высокие и низкие), высокое содержание в почве ионов (засоление почв), гипоксия (недостаток кислорода), аноксия (полное отсутствие кислорода), очень низкая и очень высокая освещенность, ультрафильтрационная радиация, повышенное содержание в атмосфере О3, NO2, SO2 и других токсичных газов.

Устойчивостью растений называется – способность сохранять постоянство внутренней среды (поддерживать гомеостаз) и осуществлять жизненный цикл в условиях действия стрессов.

Жароустойчивость растений – устойчивость растений к высоким температурам, т.е. способность растений переносить высокие температуры. Жароустойчивость, означает устойчивость к двум факторам: к высокой температуре и прямой солнечной радиации. Жаростойкость растений находится в прямой зависимости от минерального питания. Оптимизация минерального питания растений путем внесения удобрений помогает им мобилизовать внутренние защитные барьеры.

Холодостойкость растений – устойчивость теплолюбивых растений к низким положительным температурам (1-10°С) окружающей среды. Холодостойкость растений связана с их географическим происхождением. Наиболее чувствительными к холоду являются тропические растения, которые повреждаются низкими положительными температурами. Внешними симптомами страдания растений являются завядание листьев, появление некротических пятен. Низкие температуры в начальный период развития растений вызывают нарушение биологического равновесия между полезными и патогенными микроорганизмами в почве, затрудняют поступление азота и фосфора в растения. Поэтому в климатических условиях районов с частым появлением низких температур азотные удобрения должны применяться в сочетании с повышенными нормами фосфора и калия, а также известкованием кислых почв. Для повышения холодостойкости используется предпосевное замачивание семян. Для этого наклюнувшиеся семена теплолюбивых культур в течение нескольких суток выдерживают в условиях чередующихся температур: 12ч при 1-5°С, 12ч при 15-22°С. Эффективным является и использование микроэлементов. Так, замачивание семян в растворах борной кислоты, сульфата цинка или сульфата меди повышает холодоустойчивость растений.

Морозостойкость растений – способность растений переносить температуру ниже нуля без нарушения онтогенетического развития. Для предохранения растений от повреждения морозом важно правильно организовать их питание в осенний период. Усиление фосфорного питания повышает устойчивость растений к морозу, тогда как азотные удобрения, способствуя процессам роста, делают растения более чувствительными. Благоприятное влияние на морозоустойчивость оказывает обработка такими микроэлементами как цинк, молибден, кобальт.

Зимостойкость растений – способность растений противостоять неблагоприятным условиям зимовки. Причинами гибели растений в холодный период могут быть вымерзание, выпревание, вымокание, выпирание, ледяная корка и зимне-весенние ожоги. Оптимизация минерального питания растений путем внесения удобрений в значительной степени повышает их зимостойкость. Растения развивают более мощную корневую систему, больше накапливают сухих веществ, гидрофильных коллоидов, сахаров и других органических соединений, ослабляющих влияние неблагоприятных условий зимнего периода. Ведущее значение в повышении зимостойкости растений имеет фосфорное питание. Умеренные дозы азота на фоне фосфорно-калийных удобрений повышают устойчивость посевов к перезимовке и способствуют более интенсивной регенерации частично поврежденных растений.

Засухоустойчивость растений – это способность растений в процессе онтогенеза приспособляться к действию засухи и осуществлять в этих условиях нормальный рост, развитие и воспроизводство благодаря наличию ряда анатомо-морфологических признаков и физиолого-биохимических свойств, возникающих в процессе эволюции под влиянием условий существования. Внесение удобрений улучшает рост и развитие растений, что способствует более экономному расходованию воды. Для уменьшения действия засухи в критический период необходимо усилить корневое питание растений, так как азот, фосфор и калий улучшают физико-химические свойства цитоплазмы, оводненность клеток и общую засухоустойчивость; бор, марганец, цинк и медь повышают гидрофильную вязкость цитоплазмы; алюминий, кобальт и молибден улучшают азотный и водный режимы; медь, молибден и бор изменяют обмен веществ в сторону усиления синтеза более гидрофильных коллоидов цитоплазмы (нуклеопротеидов) и повышения степени гидратации коллоидов. Важное значение для ослабления отрицательного действия засухи имеют мероприятия по максимальному использованию органических удобрений.

Болезнеустойчивость растений – способность растения предотвращать, ограничивать или задерживать развитие болезни. Болезнь растений – нарушение нормального обмена веществ клеток, органов и целого растения под влиянием фитопатогена или неблагоприятных условий среды, вызывающего снижение урожая или его качества. Питание является основой роста и развития всех живых организмов. Для нормального роста, развития и формирования урожая растениям необходимы С, О, Н, N, P, Si, K, Ca, Mg, Fe, B, Mn, Cu, Zn, Mo, Co. Потребность растений в этих элементах зависит от их биологических свойств. Значение каждого из элементов питания строго специфично, поэтому ни один из них не может быть заменен другим. Недостаток того или иного элемента питания может вызвать серьезные нарушения в развитии растений, которые проявляются в виде характерных симптомов. Для паразитных микроорганизмов растения – среда питания. Поэтому всякие изменения среды могут сказаться на способности их питаться (паразитировать) за счет данного растения. Каждый паразит может использовать только определенный состав клеточного сока, и приспособлен к определенному характеру обмена веществ растения, в связи с чем изменение того или другого влияет на устойчивость сорта. Один из способов таких изменений - регулирование питания растений при помощи удобрений, микроэлементов или каких-либо других веществ. Азотные удобрения способствуют повышению восприимчивости, а калийные – устойчивости сортов. Фосфорные удобрения также повышают болезнеустойчивость растений.

Устойчивость растений к тяжелым металлам – способность растений переносить загрязнения среды тяжелыми металлами. Органические удобрения, оказывая положительное влияние на биологическую активность, увеличивая запас питательных элементов, емкость катионного обмена, улучшая водно-физические свойства  почв, повышают устойчивость почв к антропогенному воздействию. Компоненты органических удобрений при этом, образуя с ионами тяжелых металлов органо-минеральные соединения различной природы, снижают их подвижность. Фосфорные удобрения вступают во взаимодействие с тяжелыми металлами, образуя с ними нерастворимые соли. При этом снижается подвижность, как фосфора, так и тяжелых металлов. Снижению подвижности тяжелых металлов способствует содержащиеся в минеральных удобрениях катионы Ca2+, Mg2+, K+, NH+, являющиеся антагонистами тяжелых металлов и препятствующие их проникновению в растения.

Также внесение минеральных и органических удобрений способствует повышению газоустойчивости, радиоустойчивости растений, устойчивости растений к полеганию.

4 ПРИНЦИПЫ СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ  В РЕГИОНЕ

Удобрения являются мощным средством повышения производительности сельского хозяйства, но лишь при условии правильного их применения в определенной системе под отдельные культуры и при их чередовании в севообороте.

Система удобрения – это комплекс приемов использования удобрений на сельскохозяйственных угодьях, направленных на повышение урожайности, плодородия почв и охрану окружающей среды.

Система удобрения – один из главных компонентов (звеньев) системы земледелия, наряду с системой обработки почвы, введением севооборотов и другими. Как компонент системы земледелия, она складывается из системы удобрения в севооборотах, системы удобрения многолетних насаждений, а также лугов, и является, таким образом, системой удобрения в хозяйстве.

Система удобрения должна решать задачи увеличения урожая и улучшения его качества, повышения производительности труда и плодородия почв. Она используется в технологиях производства сельскохозяйственной продукции различного типа интенсивности (экстенсивных, нормальных, интенсивных и высокоинтенсивных). Особенно значительна роль системы удобрения в интенсивных технологиях.

Система удобрения разрабатывается с учетом целого ряда условий, влияющих на эффективность удобрений: биологические особенности питания растений, почвенно-климатических ресурсов, агрохимических свойств удобрений, совместного внесения органических и минеральных удобрений, агротехнологических условий, влияния севооборота на эффективность удобрений, материально-технических и экономических условий.

 Система удобрения в севообороте включает систему удобрения отдельных культур – как сочетание основного удобрения, припосевного и подкормок.

Общее количество удобрений, предусмотренных под отдельные культуры, вносят в один или несколько сроков с применением различных способов внесения и заделки.

Основное удобрение предназначено для улучшения питания растений в течение всего периода вегетации, особенно в период интенсивного роста растений и максимального потребления элементов питания. Поэтому используется большая часть нормы, вносимая, как правило, под вспашку. В этом случае удобрения размещаются в глубокий, более влажный слой почвы и поэтому эффективно используются в течение всего или большей части вегетационного периода. В районах достаточного увлажнения глубокая заделка имеет меньшее значение. Азотные удобрения в этих условиях часто вносят весной. Учитывается также влияние орошения.

Припосевное удобрение предназначено для улучшения питания растений в начальный период роста. Поэтому дозы его невелики, размещаются удобрения вблизи от семян, то есть локально. Следует учитывать, что эффективность удобрений при локальном его внесение в 2-3 раза выше, чем при разбросном.

Подкормки проводятся, как правило, для устранения недостатка какого-либо элемента в период роста и развития растений (по диагностике питания). В подкормку целесообразно выделять часть удобрений при высоких нормах. Подкормку также следует провести, если по каким-либо причинам удобрения не были внесены до посева. Перенос части удобрений в подкормку целесообразен на легких почвах в районах достаточного увлажнения, на почвах с высоким уровнем грунтовых вод.

На черноземах обыкновенных в первом минимуме находится фосфор, поэтому предпочтение следует отдавать фосфорным удобрениям. Рекомендуемое соотношение: N:P:K = 1:1-1,2:0,4-0,5.

4.1 Питание и удобрение  культур звена севооборота

Люцерна. Система удобрения люцерны определяется биологическими особенностями культуры, величиной планируемых урожаев, разновидностью почвы и обеспеченностью люцерны питательными веществами, агрономическим фоном возделывания, результатами полевых опытов по внесению удобрений. Главная особенность люцерны – циклический характер ее роста и развития, т.е. в течение всего вегетационного периода у нее отрастают и развиваются побеги, и это происходит в продолжение 2-3 лет. Одной из особенностей этой культуры является и то, что часть зольных элементов питания она усваивает из труднорастворимых соединений нижних почвенных горизонтов с помощью глубокопроникающей и обладающей хорошей способностью растворять эти соединения корневой системы. Необходимо также отметить и то, что большую часть необходимого азота она получает из атмосферы с помощью живущих с ней в симбиозе специфических штаммов клубеньковых бактерий. Люцерна ежегодно связывает на различных почвах следующее количество азота: обыкновенный чернозем – 140-170 кг/га, выщелоченный чернозем – 220-270 кг/га, серая лесная почва – 150-250 кг/га.