Отзывчивость кукурузы на калийные удобрения в южной зоне Ростовской области

Кукуруза – калиелюбивая культура, предъявляющая повышенные требования к уровню обеспеченности почв доступными для растений формами калия. Работы, проведенные на юге России, свидетельствуют о том, что калийному питанию кукурузы должно уделяться большее внимание (Шмалько и Багринцева, 2007; Турчин, 2007; Иванова и др., 2015). За последние 5 лет в Ростовской обл. в сельхозорганизациях (без учета микропредприятий) под кукурузу в среднем вносилось 3 кг К₂О/га (РОССТАТ, 2016), то есть условия калийного питания данной культуры в регионе зависят исключительно от почвенных резервов калия.
Нами была изучена эффективность применения калийных удобрений под кукурузу в серии однолетних полевых опытов, которые проводились в Целинском районе Ростовской обл. в течение 5-ти лет (2011-15 гг.). В 2011-2014 гг. выращивался гибрид Фурио, а в 2015 г. – гибрид П9175. Исследования проводились на черноземе обыкновенном со слабощелочной реакцией среды, низким содержанием гумуса, а также средним и повышенным содержанием подвижных форм фосфора и калия соответственно (метод Мачигина). Содержание обменного калия было очень высоким и составило 426-466 мг К₂О/кг почвы (метод Масловой). Исходная агрохимическая характеристика почвы представлена в табл. 1.



Минеральные удобрения вносились под предпосевную культивацию. Кроме того, в рассматриваемых в данной статье вариантах опытов с внесением удобрений проводилась обработка семян сульфатом цинка. Изучались несколько повышенные дозы минеральных удобрений, чтобы исключить недостаток азота, фосфора и калия у растений. Условия проведения полевых опытов были детально описаны ранее (Носов и др. 2014). В 2014 г. в схему опытов был добавлен новый вариант, где основное внесение калийных удобрений проводится при посеве в небольшой дозе – 30 кг К₂О/га (2 см сбоку семян).
Следует отметить, что наиболее благоприятные погодные условия наблюдались в 2011 г., когда в период от посева до физиологической спелости выпало 190 мм осадков. В 2012 г. этот показатель составил 124 мм, в 2013 г. – 125 мм, в 2014 г. – 93 мм, а в 2015 г. – 177 мм. Однако, в 2015 г. оптимальные сроки посева были упущены из-за холодной и дождливой весны, поэтому период опыления кукурузы пришелся на наиболее жаркий и засушливый период.
Результаты проведенных опытов по изучению отзывчивости кукурузы на калийные удобрения в целом соответствуют уровню почвенного плодородия по калию. Достоверная прибавка урожайности зерна от применения калийных удобрений наблюдалась в 3-х из 5-ти лет исследований и составила 0.12-0.55 т/га или 2-7% (табл. 2). Максимальная прибавка урожайности от калия наблюдалась в наиболее благоприятном 2011 г. Следовательно, калийснабжающая способность изученной почвы все-таки недостаточна для удовлетворения потребностей растений в калии при высоком уровне продуктивности.
Сравнительное изучение отзывчивости гибридов кукурузы на минеральные удобрения (азотные и фосфорные), проведенное в течение двух лет в Ростовской обл., свидетельствует о том, что гибрид Фурио характеризуется умеренной отзывчивостью (Лабынцев и др., 2012). В целом, об этом же свидетельствуют и результаты наших исследований. Возделываемый с 2015 г. гибрид П9175, по-видимому, относится к группе гибридов, высокоотзывчивых на применение минеральных удобрений. Так, прибавка урожайности от внесения NPK-удобрений (и обработки семян цинком) у данного гибрида в крайне неблагоприятных условиях 2015 г. составила 29% по сравнению с контрольным вариантом, где минеральные удобрения не применялись. У гибрида Фурио в течение 4-х лет исследований (2011-14 гг.) прибавка урожайности зерна от аналогичной системы применения удобрений находилась в диапазоне 13-27%.



Исходя из имеющихся двухлетних данных, между вариантами с внесением вразброс несколько повышенной для изученной почвы дозы калийных удобрений (60 кг К₂О/га) и внесением низкой дозы при посеве (30 кг К₂О/га) не наблюдается статистически значимых различий (табл. 2). По-видимому, при хорошей обеспеченности чернозема обыкновенного доступными для растений формами калия, внесение калийных удобрений вразброс может быть заменено на их локальное внесение при посеве в меньшей дозе. Тем более, что кукуруза относится к культурам, которые отзываются на внесение в почву хлора в составе хлористого калия (4R Plant Nutrition…, 2012). Для окончательных выводов об эффективности стартового применения калийных удобрений под кукурузу в данных почвенно-климатических условиях, безусловно, требуется продолжение исследований.
Согласно имеющимся обобщениям, для формирования 1 т зерна с учетом побочной продукции кукуруза выносит из почвы 21-33 кг К₂О/га (Прокошев и Дерюгин, 2000). В наших исследованиях данный показатель составил в среднем 29 и 32 кг К₂О/га в вариантах с внесением N100P80 и N100P80К60 соответственно (табл. 3). С 1 т зерна в данных вариантах из почвы отчуждалось в среднем 4.4 и 5.6 кг К₂О/га соответственно. С учетом достигнутых уровней урожайности отчуждение калия из почвы с зерном в варианте опыта с внесением азотно-фосфорных удобрений составило 18-41 кг К₂О/га, а в среднем за 5 лет исследований – 28 кг К₂О/га. Принимая во внимание, что калийные удобрения в хозяйствах района под кукурузу практически не вносятся, следует отметить соответствующий отрицательный баланс калия, складывающийся в земледелии данного региона.



В проведенных полевых опытах были рассчитаны показатели, которые стандартно используются для оценки эффективности применения минеральных удобрений. Под агрономической эффективностью (АЭ) применения калийных удобрений понималась окупаемость калия прибавкой урожая зерна кукурузы. Коэффициент использования калия из удобрений растениями рассчитывался разностным способом по следующей формуле:

КИУ – коэффициент использования калия из удобрений растениями;
В – вынос калия надземной биомассой растений в варианте с внесением данного элемента питания с удобрениями (кг/га);В – вынос калия надземной биомассой растений в варианте без внесения данного элемента питания с удобрениями (кг/га);Д – доза внесения калия (кг/га).

Агрономическая эффективность применения калийных удобрений в дозе 60 кг К₂О/га составила в среднем за 4 года 4.3 кг зерна/кг К₂О (за исключением 2014 г.). Это относительно высокий показатель с учетом того, что в опытах вносились несколько повышенные дозы калия, чтобы гарантировать отсутствие недостатка калия у растений.
Коэффициент использования калия из удобрений растениями кукурузы сильно варьировал по годам исследований. Величина рассматриваемого показателя составила в среднем 41% (табл. 4). Следовательно, наблюдалась сравнительно невысокая эффективность использования калия из внесенных удобрений растениями. Следует отметить, что калийные удобрения не применялись в хозяйствах уже достаточно долгое время. Возможно, сказалось длительное истощение почвы по калию, которое может способствовать протеканию трансформационных изменений калийсодержащих глинистых минералов и, соответственно, усилению калийфиксирующей способности почвы (Соколова и др., 2001).



Проведенные исследования в целом продемонстрировали достаточно объективную оценку калийного состояния чернозема обыкновенного при использовании стандартного метода агрохимического анализа на содержание подвижных форм калия в почве. Была выявлена средняя корреляционная связь (R = 0.6) между содержанием калия в вытяжках ацетата и карбоната аммония. Предполагается, что при извлечении калия из почвы раствором карбоната аммония, так же как и раствором ацетата аммония, протекают в основном реакции ионного обмена между иона аммония и ионами калия, то есть извлекается именно доступный растениям почвенный калий.
В заключение следует отметить, что, согласно полученным результатам, оптимизация минерального питания кукурузы при выращивании в относительно засушливых почвенно-климатических условиях южной зоны Ростовской обл. способствует повышению продуктивности данной зерновой культуры. При повышенной обеспеченности подвижными формами калия чернозема обыкновенного, длительное время не получавшего калийных удобрений, наблюдалась сравнительно невысокая эффективность использования калия из внесенных удобрений растениями кукурузы. Тем не менее, потребность во внесении калийных удобрений под кукурузу существенно возрастала при формировании максимальной продуктивности данной культуры.

Носов В.В. – кандидат биологических наук, региональный директор Международного института питания растений по Югу и Востоку России; e-mail: vnosov@ipni.net.

Бирюкова О.А. – доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры почвоведения и оценки земельных ресурсов Южного федерального университета (г. Ростов-на-Дону); e-mail: olga_alexan@mail.ru.

Божков Д.В. – ассистент кафедры почвоведения и оценки земельных ресурсов Южного федерального университета (г. Ростов-на-Дону).

Литература

РОССТАТ, 2016. www.gks.ru

Шмалько И.А. и Багринцева В.Н. 2007. Влияние калийных удобрений на формирование урожая кукурузы. Материалы научн.-метод. Совещания ученых-агрохимиков Геграф. Сети опытов с удобрениями Сев. Кавказа. М.: ВНИИА. С. 155-160.
Турчин В.В. 2007. Обеспеченность чернозема обыкновенного различными формами калия и эффективность калийных удобрений на озимой пшенице и кукурузе на силос. Автореф. дис. … канд. с.-х. н. Персиановский, 24 с.
Иванова С.Е., Романенков В.А. и Никитина Л.В. 2015. Питание Растений. Вестник Международного института питания растений, 4: 2-4.
Носов В.В., Бирюкова О.А., Купров А.В. и Божков Д.В. 2014. Питание Растений. Вестник Международного института питания растений, 1: 5-8.
Лабынцев А.В., Пасько С.В. и Кравченко А.Н. 2012. Зерновое хозяйство России, 5: 42-47.
4R Plant Nutrition: A Manual for Improving the Management of Plant Nutrition, Metric Version, 2012. (T.W. Bruulsema, P.E. Fixen, G.D. Sulewski, eds.). IPNI, Norcross, USA.
Прокошев В.В. и Дерюгин И.П. 2000. Калий и калийные удобрения. М.: «Ледум», 185 с.
Соколова Т.А., Прокошев В.В. и Носов В.В., 2001. Бюллетень ВИУА, 115: 99-101.