Кому принадлежит доминирующая роль в подавлении стеблевых гнилей кукурузы при применении хлористого калия: калию или хлору?

Стеблевые гнили кукурузы – группа болезней, которые становятся все более распространенными при выращивании кукурузы в Китае. Средние ежегодные потери урожая зерна кукурузы в этой стране от поражения стеблевыми гнилями составляют примерно 20%, а на отдельных полях могут достигать и 50%. Давно известно, что калий играет важную роль в снижении заболеваемости растений. Применение калийных удобрений – одна из немногих эффективных мер по подавлению стеблевых гнилей кукурузы. Как показали результаты 12-летнего полевого опыта, проведенного в провинции Цзилинь¹, внесение в почву хлористого калия снижает степень распространения стеблевых гнилей кукурузы на 48% (Liu et al., 2007). Однако вопросу о том, какой именно элемент в хлористом калии (калий или хлор) играет доминирующую роль в подавлении стеблевых гнилей кукурузы, в целом уделялось недостаточно внимания. Поэтому настоящее исследование и было посвящено изучению данного вопроса.
Провинция Цзилинь считается «кукурузным поясом» Китая, поскольку она занимает первое место по площадям, ежегодно засеваемым кукурузой (Jia, 2004). В 2005 г. в районе г. Гонгжулин провинции Цзилинь был проведен полевой опыт, который включал следующие варианты: внесение NP-удобрений — фон и применение на этом фоне калий- и хлорсодержащих удобрений в различных сочетаниях и дозах (K120, K240, K120Cl90, K240Cl180, Cl90 и Cl180). Расположение делянок — рандомизированное, повторность — 4-кратная. Размер делянок — 40 м². Значение pH водной суспензии и содержание доступных форм элементов питания в слое почвы 0-20 cм перед закладкой опыта даются в табл. 1. Содержание доступных форм элементов питания в поч­ве определялось с помощью методов анализа почв, используемых «Агро Сервисиз Интернэшнл» (Agro Services International) (PPI/PPIC Beijing Office, 1992). Исходя из результатов почвенных анализов, в почву перед посевом внесли также S, Zn и Cu в дозах 20, 10 и 1.0 кг/га (в пересчете на элемент), соответственно. Поскольку почва была хорошо обеспечена доступным кальцием, и сельскохозяйственные культуры в выбранном регионе не отзываются на внесение в почву кальция, для оценки влияние хлора на урожайность кукурузы и поражение растений болезнями в почву вносили хлористый кальций (CaCl₂). Для изучения совместного действия калия и хлора был использован хлористый калий (KCl). Эффективность только калия оценивалась при внесении в почву калийной селитры (KNO₃). Дозы удобрений по вариантам опыта приведены в табл. 2. В опыте выращивали два коммерческих гибрида кукурузы — Цзидань 180, который характеризуется умеренной устойчивостью к стеблевым гнилям, и Цзидань 327, который считается восприимчивым к данным болезням. Густота стояния растений сос­тавила 50 тыс. растений/га. Степень распространения стеблевых гнилей кукурузы оценивалась перед уборкой.




В период удлинения междоузлий по вариантам опыта наблюдались заметные различия в развитии выбранных двух гибридов кукурузы с разной устойчивостью к стеблевым гнилям (см. рис. 1). Под действием внесенного в почву калия, а также калия совместно с хлором, у обоих гибридов кукурузы наблюдалось значимое снижение степени распространения стеблевых гнилей перед уборкой и прирост урожайности зерна (табл. 3). При внесении одного хлора подобного эффекта не наблюдалось. У гибрида Цзидань 327 степень распространения стеблевых гнилей снижалась на 50-64%, а урожайность повышалась на 13-23% во всех вариантах опыта с внесением калия, а также калия и хлора. У гибрида Цзидань 180 степень распространения болезней в указанных вариантах снизилась на 44-60%, а урожайность повысилась на 20-29% относительно варианта с внесением только азотных и фосфорных удобрений. Таким образом, стеблевые гнили сильнее подавлялись у восприимчивого к ним гибрида кукурузы, но урожайность зерна в бóльшей степени повышалась у устойчивого к данным болезням гибрида.




При двукратном увеличении дозы хлористого калия, а также хлористого кальция, значимых изменений в степени распространения стеблевых гнилей и урожайности кукурузы не наблюдалось. Поражение кукурузы стеблевыми гнилями снижалось при внесении калия в почву, независимо от формы калийных удобрений.
При увеличении дозы вносимого калия (в форме KNO₃) от 120 до 240 кг K₂O/га наблюдалось снижение урожайности гибрида Цзидань 180, но степень распространения стеблевых гнилей при этом не изменилась. По сравнению с вариантом опыта, где калий вносился в форме KNO₃ в дозе 120 кг K₂O/га (K120), снижение урожайности в других вариантах с внесением калия (K240, K120Cl90 и K240Cl180) частично могло быть вызвано стеблевыми гнилями, но бóльшее влияние, по-видимому, оказывало несбалансированное внесение элементов питания с удобрениями. Аш и Браун (Ash and Brown, 1991) получили аналогичные результаты – в их исследовании степень распространения болезней не коррелировала с величиной потери урожая, но большое влияние на взаимосвязь между указанными показателями оказывали дозы вносимых азотных удобрений.
Для получения стабильно высоких урожаев выбранных гибридов кукурузы в изученном регионе доза калия в 120 кг K₂O/га представляется наиболее оптимальной, а 240 кг K₂O/га – избыточной. При внесении хлористого калия в дозе по калию 120 кг K₂O/га положительного взаимодействия между калием и хлором выявлено не было, но есть основания полагать, что хлор помогал ослабить отрицательное влияние двойной дозы хлористого калия (240 кг K₂O/га) на урожайность гибрида Цзидань 180.
В опыте, проведенном Хекманом (Heckman, 1998), внесение в почву хлористого калия приводило к снижению степени распространения стеблевых гнилей кукурузы на 67% по сравнению с вариантом, где в равной по калию дозе вносился сульфат калия. Данные результаты означают, что хлор играет важную роль в подавлении стеблевых гнилей кукурузы. Результаты же наших исследований, напротив, свидетельствуют о том, что в сравнении с калием хлор играет менее важную роль в подавлении указанных болезней кукурузы. Подобные противоречия можно объяснить различиями в содержании доступных растениям форм элементов питания (прежде всего калия и хлора) в изученных почвах. По сообщению Саного и Янга (Sanogo and Yang, 2001), внесение хлористого калия в почву, хорошо обеспеченную обменным калием, на 36% снижало степень развития синдрома внезапной гибели сои² – болезни растений, которая передается через почву. При внесении сульфата калия и калийной селитры степень развития указанной болезни сои, наоборот, повышалась — соответственно на 43% и 45% по сравнению с конт­рольным вариантом опыта. Таким образом, хлор помогал уменьшить поражение синдромом внезапной гибели сои, а положительного эффекта от внесения в почву калия не наблюдалось. Сравнение содержания доступных форм калия в почве (в слое 0-20 cм) в нашем исследовании и в проведенном в США опыте Хекмана, свидетельствует о том, что в опыте Хекмана исходное содержание обменного калия составило 92 мг К/кг почвы, а это более чем в два раза превышает значение указанного показателя в нашем исследовании (табл. 1). Кроме того, в опыте Хекмана содержание хлора в слое почвы 0-30 cм составило только 6 мг Cl/кг почвы (низкий уровень), тогда как в нашем исследовании содержание хлора в слое почвы 0-20 cм было 30 мг Cl/кг почвы. Следовательно, при недостаточном содержании в почве доступного калия и достаточном содержания хлора питание растений кукурузы калием оказывало гораздо более сильное влияние на поражаемость стеблевыми гнилями, чем питание хлором. Предположительно, питание растений хлором играет бóльшую роль при достаточной обеспеченности почвы доступным калием и недостаточной обеспеченности хлором.
В заключение следует отметить, что роль калия и хлора в подавлении болезней растений должна изучаться одновременно с определением содержания доступных форм данных элементов питания в почве. Поэтому от обеспеченности почвы доступными растениям формами калия и хлора зависит, какой элемент – калий или хлор играет доминирующую роль в подавлении стеблевых гнилей кукурузы. Для контроля болезней растений и повышения урожайности необходимо выработать стратегию сбалансированного применения минеральных удоб­рений.

Д-р Цзинь – Региональный директор Международного института питания растений (МИПР) по Китаю, профессор Института сельскохозяйственных ресурсов и регионального планирования (ИСХРиРП) Китайской академии сельскохозяйственных наук (КАСХН); e-mail: jjin@ipni.net.

Д-р Хэ – замес­титель регионального директора МИПР по Китаю (программа на Севере Центрального Китая), профессор ИСХРиРП КАСХН; e-mail: phe@ipni.net.

Д-р Лиу – научный сотрудник ИСХРиРП КАСХН; e-mail: liuxy@caas.ac.cn

Авторы благодарны проф. K. Цянгу, проф. Кс. Вонгу и проф. К. Цзиню из Цзилиньской академии сельскохозяйственных наук за помощь в проведении полевых опытов и изучении распространения стеблевых гнилей кукурузы.

Литература

Ash, G.J. and J.F. Brown. 1991. Australasian Plant Pathology, 20: 108 –114.

Heckman, J.R. 1998. Journal of Plant Nutrition, 21: 149–155.
Jia, N.X. 2004. Journal of China Agricultural Resources and Regional Planning 25: 38–42. (in Chinese with English abstract).
Liu et al. 2007. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 13(2): 279–284. (in Chinese with English abstract).
PPI/PPIC Beijing Office. 1992. Systematic Approach for Soil Nutrient Evaluation. Beijing: China Agricultural Scientech Press, 54–70. (in Chinese).
Sanogo, S. and X.B.Yang. 2001. Canadian Journal of Plant Pathology, 23: 174–180.

Перевод с английского и адаптация: В.В. Носов.