Оптимальные дозы и сроки проведения листовыхподкормок озимой пшеницы калиевой селитрой
Сбалансированное минеральное питание – ключевой фактор формирования высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Оптимизация форм, доз, сроков и способов внесения удобрений повышает экономическую отдачу при возделывании зерновых культур. Большое количество исследований указывает на то, что листовые подкормки азотом и калием повышают урожайность и качество зерна озимой пшеницы (Raun и Johnson, 1999; Emam и Borjian, 2000; Zecevic и др., 2004; El-Abady и др., 2009; Khan и др., 2009; Zheng и др., 2010). Положительные стороны использования листовой подкормки – это повышение потребления элементов питания растениями, а также снижение потерь азота вследствие вымывания и денитрификации (Powlson и др., 1987). Данный способ внесения азота высокоэффективен на зерновых культурах. Листовые подкормки жидкими азотными удобрениями с целью повышения содержания белка в зерне широко практикуются во многих странах мира.
Калиевая селитра (KNO3) служит одновременно источником азота и калия для растений. Она представляет собой кристаллический порошок белого цвета и полностью растворима в воде. Удобрение вносится в растворенном виде с помощью опрыскивателей. В полевых опытах, проведенных Барраклаухом и Хейнесом (Barraclough и Haynes, 1996), озимая пшеница обрабатывалась 2.6% раствором KNO3 на трех этапах развития: развернутый первый лист, конец колошения и молочная спелость зерна. По BBCH-шкале (Meier, 2001) это стадии 11, 59 и 71 соответственно. Исследователи не выявили значительного влияния листовых подкормок на урожайность зерна и содержание азота в зерне даже при тройной обработке раствором KNO3. Они объяснили этот факт высоким плодородием почвы – хорошей обеспеченностью доступными растениям формами азота и калия. Женг с соавт. (Zheng и др., 2010) в вегетационном опыте получили увеличение массы 1000 зерен и урожайности зерна озимой пшеницы при обработке 0.01 M раствором KNO3 в фазу колошения. Однако при этом наблюдалось снижение содержания белка в зерне. Авторы предположили, что это могло быть вызвано солевым стрессом у растений, поскольку они выращивались в условиях засоления (в качестве субстрата исследователи использовали вермикулит с добавлением NaCl). Дас и Саркар (Das и Sarkar, 1981) в полевых опытах установили, что листовая подкормка 0.5% раствором KNO3 после фазы цветения дает прибавку урожайности зерна и соломы пшеницы.
В странах Восточной Европы подобных работ по изучению эффективности листовых подкормок озимой пшеницы растворами KNO3 не проводилось. Цель данного исследования – изучение влияния периодичности проведения листовых подкормок и концентрации раствора KNO3 на урожайность и качество зерна озимой пшеницы, возделываемой на почвах с низким содержанием органического вещества в условиях умеренного климата с высоким количеством осадков и значительным вымыванием элементов питания из почвы. Полевой опыт был проведен в 2009-2010 гг. на Опытной станции «Броды» Познаньского университета естественных наук в 50 км к западу от г. Познань (Польша). Данный регион характеризуется влажным континентальным климатом с холодной зимой и теплым летом. Средние температуры января и июля − 3.1°C и 18.3°C соответственно. Среднегодовое количество осадков − 500 мм с максимумом в июле. Зима 2010 г. была в целом благоприятна для перезимовки растений, однако в феврале и в течение первой недели марта растения пострадали от сильных морозов (ниже -20°C). Температуры в апреле были несколько выше, чем обычно. Наблюдалась также небольшая задержка осадков, однако количество осадков в мае компенсировало их недостаток в апреле (рис. 1).
Рис. 1. Динамика осадков в 2010 г. относительно среднемноголетних данных.
Почва опытного участка – дерново-подзолистая, гранулометрический состав – опесчаненный суглинок. Исходная агрохимическая характеристика почвы представлена в табл. 1. Удобрения – аммиачную селитру, двойной суперфосфат и хлористый калий вносили осенью перед посевом в дозах 70 кг N/га, 40 кг P2O5/га и 80 кг K2O/га соответственно (фон – контроль). Схема опыта включала 9 вариантов с листовыми подкормками растворами KNO3 (табл. 2). Обработка проводилась в следующие фазы развития растений: возобновление весенней вегетации, выход в трубку и колошение – стадии 25, 31 и 50 по BBCH-шкале. В эксперименте использовались концентрации раствора KNO3 в пределах от 3 до 7%. Расход рабочего раствора составил 350 л/га. В контрольном варианте опыта проводили обработку растений водой соответственно трехкратному внесению растворов. Выращивалась озимая пшеница сорта Торас (Triticum aestivum L.). Общая площадь делянок – 25 м2, повторность – 4-х кратная.
Таблица 1. Исходная агрохимическая характеристика почвы опытного участка (слой 0-30 см). | ||||||
рНКСl | Гумус, % | Подвижный P | Подвижный K | Обменный Mg | N-NH4 | N-NO3 |
мг/кг почвы (в расчете на элемент) | кг/га | |||||
5.4 | 2.6 | 92 | 168 | 82 | 11 | 45 |
Примечание: подвижные формы фосфора и калия определялись в вытяжке 0.2 М CH3COONH4 + 0.2 М CH3COOH + 0.1 М 2(C3H5O3)·Ca (лактат Са) + 0.1 М НCl, обменный Mg – в вытяжке 1.0 M KCl. |
Таблица 2. Схема полевого опыта. | ||||
№ | Вариант опыта | Концентрация раствора KNO3 (%) в зависимости от фазы развития растений | ||
ВВВВ (BBCH 25) | Выход в трубку (BBCH 31) | Колошение (BBCH 50) | ||
1 | N70P40K80 – фон (контроль) | - | - | - |
2 | + 1 обработка (3%) | 3 | - | - |
3 | + 2 обработки (3%+3%) | 3 | 3 | - |
4 | + 3 обработки (3%+3%+3%) | 3 | 3 | 3 |
5 | + 1 обработка (5%) | 5 | - | - |
6 | + 2 обработки (5%+3%) | 5 | 3 | - |
7 | + 3 обработки (5%+3%+3%) | 5 | 3 | 3 |
8 | + 1 обработка (7%) | 7 | - | - |
9 | + 2 обработки (7%+5%) | 7 | 5 | - |
10 | + 3 обработки (7%+5%+3%) | 7 | 5 | 3 |
Образцы надземной биомассы растений отбирались при уборке (стадия 91 по BBCH-шкале) и высушивались в сушильном шкафу при температуре 65°C. Содержание общего азота определяли по методу Кьельдаля (AOAC, 1990). Содержание белка в зерне рассчитывалось путем умножения содержания общего азота на 5.74.
Содержание фосфора определялось спектрофотометрическим методом (Richards, 1954); калия – пламенно-фотометрическим методом (Jackson, 1973); кальция и магния – методом атомной спектроскопии; Fe, Mn, Zn, Cu – методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-АЭС) на приборе JY 238.
Содержание общего азота и калия было значительно ниже в стеблях по сравнению с листьями растений (табл. 3). Максимальное содержание азота в листьях – 1.83-1.89% наблюдалось при проведении трех обработок раствором KNO3 (3%+3%+3% и 7%+5%+3% соответственно). Листовые подкормки KNO3 существенно повышали содержание калия как в листьях, так и в стеблях только в одном варианте опыта – с проведением одной обработки 7% раствором.
Таблица 3. Влияние листовой подкормки KNO3 на содержание азота и калия в листьях и стеблях озимой пшеницы (%) при уборке. | ||||||
Вариант опыта | Листья | Стебли | ||||
N | K* | K:N | N | K* | K:N | |
1 | 1.54 | 1.18 | 0.77 | 0.70 | 0.82 | 1.17 |
2 | 1.24 | 1.08 | 0.87 | 0.54 | 0.82 | 1.52 |
3 | 1.21 | 1.38 | 1.14 | 0.77 | 1.00 | 1.30 |
4 | 1.89 | 1.26 | 0.67 | 0.61 | 0.91 | 1.49 |
5 | 1.47 | 1.06 | 0.72 | 0.69 | 0.66 | 0.96 |
6 | 1.46 | 1.17 | 0.80 | 0.59 | 0.89 | 1.51 |
7 | 1.66 | 1.10 | 0.66 | 0.50 | 0.89 | 1.78 |
8 | 1.72 | 1.58 | 0.92 | 0.70 | 1.21 | 1.73 |
9 | 1.61 | 1.25 | 0.78 | 0.66 | 0.93 | 1.41 |
10 | 1.83 | 1.13 | 0.62 | 0.55 | 0.73 | 1.33 |
*В расчете на элемент. |
Максимальное содержание общего азота в зерне было получено в варианте с проведением одной обработки 7% раствором KNO3 при возобновлении весенней вегетации растений (табл. 4). Следует отметить тенденцию к увеличению накопления фосфора в зерне при проведении листовых подкормок KNO3. Заметных изменений в содержании в зерне таких макро- и микроэлементов, как K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn и Cu выявлено не было.
Таблица 4. Влияние листовой подкормки KNO3 на содержание макро- и микроэлементов в зерне озимой пшеницы (в расчете на элемент). | |||||||||
Вариант опыта | N | P | K | Mg | Ca | Fe | Mn | Zn | Cu |
% | мг/кг | ||||||||
1 | 2.42 | 0.05 | 0.44 | 0.05 | 0.04 | 28.5 | 38.9 | 30.9 | 2.05 |
2 | 2.13 | 0.09 | 0.46 | 0.05 | 0.03 | 27.9 | 37.1 | 32.1 | 1.95 |
3 | 2.40 | 0.13 | 0.50 | 0.06 | 0.04 | 33.0 | 46.0 | 33.0 | 2.25 |
4 | 2.37 | 0.11 | 0.44 | 0.05 | 0.04 | 29.9 | 41.5 | 30.8 | 2.15 |
5 | 2.37 | 0.15 | 0.42 | 0.05 | 0.04 | 25.6 | 32.8 | 27.8 | 2.00 |
6 | 2.40 | 0.12 | 0.48 | 0.06 | 0.04 | 28.5 | 41.5 | 31.5 | 2.00 |
7 | 2.55 | 0.10 | 0.52 | 0.05 | 0.04 | 31.2 | 41.9 | 31.2 | 2.20 |
8 | 2.69 | 0.12 | 0.40 | 0.05 | 0.05 | 28.6 | 40.1 | 29.0 | 2.45 |
9 | 2.23 | 0.13 | 0.52 | 0.06 | 0.04 | 29.2 | 40.9 | 34.2 | 2.60 |
10 | 2.16 | 0.12 | 0.48 | 0.06 | 0.04 | 27.9 | 37.5 | 30.0 | 2.05 |
Влияние листовой подкормки KNO3 на некоторые элементы структуры урожая озимой пшеницы показано в табл. 5. Достоверное увеличение числа зерен в колосе по сравнению с контролем было получено во всех вариантах опыта, где проводилось три обработки, а также в вариантах с двумя обработками (5%+3% и 7%+5%). Статистически значимое увеличение массы 1000 зерен при проведении листовых подкормок KNO3 наблюдалось только в одном варианте опыта, в котором проводилось две обработки растений (5%+3%).
Таблица 5. Влияние листовой подкормки KNO3 на некоторые элементы структуры урожая и качество зерна озимой пшеницы. | ||||
Вариант опыта | Число колосьев, шт./м2 | Число зерен в колосе, шт. | Масса 1000 зерен, г | Белок, % |
1 | 422 | 22.8 | 44.3 | 13.9 |
2 | 457 | 20.4 | 48.5 | 12.5 |
3 | 405 | 24.8 | 45.8 | 13.8 |
4 | 387 | 27.0 | 45.3 | 13.6 |
5 | 424 | 23.1 | 46.5 | 13.6 |
6 | 403 | 25.8 | 49.4 | 13.8 |
7 | 436 | 28.2 | 44.2 | 14.7 |
8 | 418 | 22.8 | 45.1 | 15.5 |
9 | 396 | 25.4 | 47.4 | 12.8 |
10 | 462 | 25.7 | 46.3 | 12.4 |
НСР0.05 | 42 | 2.5 | 4.6 | 1.4 |
Доля зерна в надземной биомассе растений была максимальной при проведении трех подкормок растворами KNO3 (5%+3%+3% и 7%+5%+3%). Данный показатель составил 43 и 39% соответственно (рис. 2). В обоих случаях более высокая доля зерна в надземной биомассе была получена за счет снижения доли половы (до 25%). Таким образом, листовые подкормки растворами KNO3 в оптимальных дозах и в оптимальные сроки оказывают положительное влияние на соотношение вегетативных и репродуктивных органов у озимой пшеницы.
Рис. 3. Влияние листовой подкормки KNO3 на урожайность зерна озимой пшеницы. (НСР0.05 = 0.48).
Урожайность зерна в контрольном варианте опыта (N70P40K80 – фон) составила 4.30 т/га (рис. 3). Следует отметить, что доза азота, равная 70 кг N/га, соответствует средней практике хозяйств. Достоверная прибавка урожайности зерна по сравнению с контролем наблюдалась в трех вариантах опыта с листовыми подкормками раствором KNO3. Так, урожайность зерна повысилась на 0.77 т/га (на 18%) при проведении двух подкормок (5%+3%). Наибольшие прибавки урожайности – 1.19 и 1.25 т/га (на 28 и 29%) наблюдались при проведении трех подкормок (5%+3%+3% и 7%+5%+3% соответственно). В последнем варианте опыта была получена максимальная урожайность зерна – 5.55 т/га. В вышеуказанных вариантах, как отмечено выше, наблюдалось достоверное увеличение числа зерен в колосе, а также доли зерна в надземной биомассе растений по сравнению с контролем. В нашем исследовании почва была менее обеспечена минеральным азотом и подвижным калием, чем в опытах, проведенных Барраклаухом и Хейнесом (Barraclough и Haynes, 1996), поэтому при проведении листовой подкормки раствором KNO3 и был получен значительный эффект. К аналогичным выводам пришли и другие исследователи (Zheng и др. 2010).
Рис. 3. Влияние листовой подкормки KNO3 на урожайность зерна озимой пшеницы. (НСР0.05 = 0.48).
Результаты проведенного полевого опыта свидетельствуют о том, что максимальное содержание белка в зерне, как и содержание общего азота, отмечается в варианте с проведением одной обработки 7% раствором KNO3 при возобновлении весенней вегетации растений (табл. 5). Содержание белка в зерне в данном варианте достоверно повысилось до 15.5% по сравнению с 13.9% в контроле. Урожайность зерна при этом не изменилась.
Выводы
Согласно полученным результатам, максимальная прибавка урожайности зерна при проведении листовых подкормок растворами KNO3 наблюдалась при проведении трех обработок: при возобновлении весенней вегетации, в фазу выхода в трубку и в колошение. Концентрации раствора KNO3 при этом составили 5%+3%+3% и 7%+5%+3%. В последнем случае была получена максимальная урожайность зерна – 5.55 т/га. Прирост урожайности зерна был достигнут за счет увеличения числа зерен в колосе и повышения доли зерна в надземной биомассе растений.
Полтораднев М.С. – агроном-консультант; e-mail: maksim.poltoradnev@uralchem.com.
Гребенникова Т.В. – руководитель департамента маркетинга и продвижения продукции; e-mail: tatiana.grebennikova@uralchem.com.
ОАО «ОХК «УРАЛХИМ» (г. Москва, Россия).
Гржебиш В. – профессор-менеджер, Познаньский университет естественных наук (г. Познань, Польша).
Авторы признательны региональному директору Международного института питания растений по Югу и Востоку России В.В. Носову за помощь в подготовке статьи.
Литература
Raun, W.R. and G.V. Johnson. 1999. Agron. J. 91: 357-363.
Emam, Y. and A.R. Borjian. 2000. J. Agr. Sci. Tech. 2: 263-270.
Zecevic, V., Dokic, D., Knezevic, D. and D. Micanovic. 2004. Kragujevac J. Sci. 26: 85-90.
El-Abady, M.I., Seadh, S.E., El-Ward, A., Ibrahim, A. and A.M. El-Amam. 2009. Int. J. Sustain. Crop Prod. 4 (4): 33-39.
Khan, P., Memon, M.Y., Imitiaz, M. and M. Aslam. 2009. Pak. J. Bot. 41 (3): 1197-1204.
Zheng, Y., Xu, X., Simmons, M., Zhang, C., Gao, F. and Z. Li. 2010. J. Plant Nutr. Soil Sci. 173: 444-452.
Powlson, D.S., Poulton, P.R., Penny, A., and M.V. Hewitt. 1987. J. Sci. Food Agric. 41: 195-203.
Barraclough, P.B., and J. Haynes. 1996. Fert. Res. 44: 217-223.
Meier, U. 2001. Growth stages of mono- and dicotyledonous plants. BBCH Monograph. Federal Biological Research Centre for Agriculture and Forestry.
Das, S. and A.K. Sarkar. 1981. Indian Agriculturist 25: 267-273.
AOAC. 1990. Official Methods of Analysis. Washington, DC: AOAC.
Richards, L.A. 1954. Diagnosis and Improvement of Saline Alkali Soils. USDA Handbook No. 60. Washington, DC: USDA.
Jackson, M.L. 1973. Soil Chemical Analysis. New Delhi: Prentice Hall of India Pvt. Ltd.
Additional Resources
Оптимальные дозы и сроки проведения листовыхподкормок озимой пшеницы калиевой селитройSize: ,14 MB