Применение и эффективность калийных удобрений в Китае

В зависимости от биологической доступности, различают четыре формы К в почве: водорастворимый (К почвенного раствора), обменный, необменный и К минерального скелета (Huang et al., 1979). Водорастворимый К обычно присутствует в сельскохозяйственных почвах в небольшом количестве – менее 1% от общего содержания К в почве (Jin, 1993). Однако такой низкий уровень содержания водорастворимого К в почве может обеспечить получение только невысокой урожайности. Минеральные калийные удобрения представляют собой легкорастворимые соединения калия и являются критически важным элементом современного высокопродуктивного сельского хозяйства. Для большинства сельскохозяйственных культур чтобы получить нормальный урожай достаточен средний уровень содержания водорастворимого К в почве. Однако для некоторых высокоурожайных кормовых и клубнеплодных культур, таких как картофель, необходим высокий уровнь содержания водорастворимого К в почве.
Запасы калия в сельскохозяйственных почвах Китая весьма ограничены, поэтому очень важно повышать эффективность использования минеральных К-удобрений и природных источников К.
На юге Китая в условиях повышенных температур, осадков и интенсивного выветривания потери питательных элементов из почвы в результате выщелачивания и поверхностного стока весьма велики. Кроме того, высокий индекс использования посевных площадей (в среднем 2.1 культуры в год) приводит к выносу большего количества питательных элементов с пашни без соответствующего возмещения отчужденного К. В течение последних трех десятилетий признаки дефицита К проявлялись на ~2/3 площадей орошаемых рисовых полей и 1/2 площадей неорошаемых почв на юге Китая, что составляет 80% от общей площади пахотных почв Китая с недостаточным содержанием доступных для растений форм К в почве (Zheng and Chen, 2004).
На севере Китая в условиях пониженных значений температур, осадков и индекса использования посевных площадей в почвах обычно наблюдается больше К-содержащих минералов, что приводит к более низкой эффективности применения калийных удобрений по сравнению с южными районами страны. Исследования показали (Liu et al., 2011; He et al., 2012), что в большинстве северных районов центрального Китая применение К удобрений повышало урожайность зерна пшеницы и прибыль с гектара, но средняя прибавка урожая составляла менее 1 т/га. Таким образом, показатели эффективности использования К удобрений на севере Китая были относительно низкими.

Баланс калия в почвах сельхозугодий

Начиная с 1980 года, применение промышленных калийных удобрений в Китае активно пропогандировалось посредством проведения многочисленных научно-практических исследований и демонстрационных проектов. Общее потребление промышленных калийных удобрений в Китае значительно возросло с 386 тыс. т в 1980 году до 1,98 млн т в 1990 году и 8,49 млн т в 2010 году. В последние годы средние дозы внесения калийных удобрений на сельхозугодиях в различных регионах Китая составляли 87- 178 кг К₂О/га. Из всех источников К, используемых в сельском хозяйстве, 38% составляют промышленные калийные удобрения, 35% – экскременты животных и человека, 17% – пожнивные остатки, 4% – различные отложения, 4% – вода для орошения, 1% – сидераты, и 1% – жмыхи (Li and Jin, 2011).

Хотя потребление калия существенно возросло за последние 30 лет, этот рост недостаточен для того, чтобы обеспечить калием увеличивающуюся площадь посевов и высокую урожайность, а также восполнить соответствующий вынос К из почвы. В то же время, территория, на которой применяются промышленные калийные удобрения в Китае, увеличилась на 14.4% (с 9,94 млн га в 1980 году до 11,37 млн га в 2008 году). Однако в наибольшей степени внесение калийных удобрений возросло на посевных площадях, занятых наиболее рентабельными товарными и плодовыми культурами, а так же овощами, которым необходимо более высокое содержание доступных форм К в почве, чем зерновым культурам.
На юге Китая, начиная с 1980 года, было проведено много научно-исследовательских проектов, направленных на изучение калийного состояния почв, структуры посевных площадей, взаимодействия между различными элементами питания в почве и других факторов. Эти проекты были осуществлены при поддержке Международного института питания растений (IPNI). Общей целью проектов было увеличение эффективности калийных удобрений на 5-10% при сохранении отношения стоимости прибавки урожая к затратам на удобрения, т.е. окупаемости К удобрений, выше 3.0. В таблице 1 приведены данные по балансу NPK в почвах сельхозугодий трех провинций на юге Китая. В то время как баланс азота (N) и фосфора (P) в почве был положительный, баланс калия (К) был отрицательным во всех трех провинциях. Если эта тенденция будет продолжаться, то дефицит К в почвах сельхозугодий станет серьезной проблемой для производства продуктов питания в будущем.
В последние годы, благодаря расширению площади посевов под высокопродуктивными сортами и внесению более высоких доз азотных и фосфорных удобрений, баланс К стал отрицательным в почвах сельхозугодий и некоторых районов на севере Китая. По опубликованным данным (Li and Jin, 2011), ежегодный вынос К из почв составляет 67 кг К₂О/га в год в северо-восточных районах страны (провинции Хэйлунцзян, Цзилин и Ляонин) и 7 кг К₂О/га – в северных районах центрального Китая [провинции Пекин, Тяньцзынь, Хэбэй, Хэнань, Шаньдун и Шаньси] (таблица 2).

Отзывчивость основных с/х культур на применение калийных удобрений

В период между 2001 и 2010 годами в рамках программы IPNI по Китаю были проведены 1044 полевых опыта с различными культурами по всей стране (таб­лица 3). Полученные результаты показывают, что хлопчатник, а так же плодовые, клубнеплодные и масличные культуры проявляют максимальную отзывчивость на калийные удобрения, при этом прирост урожая от использования К составляет 17-23%. Применение калийных удобрений под плодовые культуры, овощи и чай дало максимальную прибыль с гектара (от 875 до 3548 долларов США/га). Овощи и клубнеплодные культуры показали максимальную агрономическую эффективность (44–58 кг продукции на 1 кг внесенного К₂O), что значительно превышало результаты, полученные для других c/х культур.

IPNI также обобщил полученные результаты многочисленных полевых опытов (1041 опыт), проведенных на 30-ти основных культурах на юге Китая в течение последних трех десятилетий. Результаты показали хорошую отзывчивость всех культур на применение калийных удобрений. Большинство товарных культур и овощей показали более высокую отзывчивость на К удобрения, а также прибыль с гектара посевной площади, чем зерновые культуры. В общем, более высокий экономический эффект был получен при внесении калийных удобрений под товарные культуры и овощи.

Рекомендации по применению калийных удобрений, основанные на данных почвенного анализа

Таблица 4 содержит рекомендации по оптимальным дозам калийных удобрений для четырех основных культур, выращиваемых на юге Китая. Они были разработаны на основании данных почвенного анализа. Аналогичные рекомендации были предложены и для других культур, выращиваемых во всех регионах страны. Дальнейшие исследования в рамках программы IPNI по Китаю и совместных проектов института будут сфокусированы на оценке эффективности применения калийных удобрений при различной влажности почвы, пространственном варьировании содержания элементов питания в почве, миграции К в экологических системах сельхоз­угодий, а также возможном воздействии К на окружающую среду.

Выводы

Применение калийных удобрений необходимо и выгодно для сельскохозяйственного производства в Китае. Наша основная задача – эффективно применять калийные удобрения для увеличения производства сельскохозяйственных культур.

Литература

He, P., J.Y. Jin, H.T. Wang, R.Z. Cui, andC.J. Li. 2012.Yield responses and potassium use efficiency for winter wheat in north-central China. Better Crops, Vol.96 (3):28-30.

Huang, P.M. 1979. Soil potassium reserves in relation to crop response to potash. In Proceedings of the workshop, Potash and Phosphate Institute of Canada, Saskatoon, Canada.
Jiang,C.C., L.S. Yuan, and Y.H. Wang. 2003. K-efficiency in different cotton genotypes at seeding stage. Journal of Huazhong Agricultural University, 22(6):564-568.
Jin, J.Y. 1993. Advances in soil potassium research.ActaPedologicaSinica, 1993, 30(1):94-101.
Li, S.T. and J.Y. Jin. 2011. Characteristics of Nutrient Input/Output and Nutrient Balance in Different Regions of China. ScientiaAgriculturaSinica,44 (20):4207-4229.
Liu, X.Y., P. He, J.Y. Jin, W. Zhou, G.D. Sulewski, and S. Phillips. 2011. Yield Gaps indigenous nutrient supply, and nutrient use efficiency of wheat in China. Agronomy Journal, Vol.103 (5):1452-1463.
Sheldrick, W.F., J.K. Syers, and C.J. Lingard. 2003. Soil nutrient audits for China to estimate nutrient balances and output/input relationships. Agriculture, Ecosystems &Environment,94(3):341-354.
Yang, X.E. 1988.Research on the genetic characteristics of plant mineral nutrition. Advances of Soil Science, 19(6):284-287.
Zheng, S.X. and F. Chen. 2004. Research on the technologies of high efficient application potash for main crops in south China. Evaluation of Soil K Fertility and Rational K Fertilization-Proceedings of 10th International Potash Symposium, Science and Technology Publishing House of Jilin, p.227-233.

Перевод статьи и адаптация – к.б.н. Иванова С.Е., вице-президент IPNI по Восточной Европе, Центральной Азии и Ближнему Востоку.