Особливості застосування мінеральних добрив при інтенсивних технологіях вирощування озимої пшениці

 

В зерновому полі озима пшениця займає провідне місце як по валовому збору зерна, так і по посівній площі. Досвід багатьох господарств і дані науково-дослідних установ свідчать, що потенціал озимої пшениці може забезпечити подальше зростання її продуктивності, насамперед за рахунок застосування більш досконалих технологій вирощування цієї культури [5].

Значним резервом зростання виробництва зерна на Україні є інтенсивна технологія вирощування озимої пшениці, що включає комплекс заходів, серед яких провідне місце належить добривам.

Повне задоволення потреби у мінеральному живленні протягом усього вегетаційного періоду – найважливіша умова технології.

Порівняно із звичайною агротехнікою система застосування добрив при інтенсивній технології має характерні особливості, зумовлені насамперед ідеєю розподілу всього життєвого циклу озимої пшениці на дванадцять етапів органогенезу і виділенням з них головних, при проходженні яких закладаються й формуються основні елементи продуктивності, що визначають величину майбутнього врожаю.

Початок кожного з цих етапів визначають методом біологічного контролю. До них приурочують строки внесення мінеральних добрив, які вважають оптимальними, а також відбір ґрунтових та рослинних зразків з метою контролю мінерального живлення рослин і оптимізації доз добрив, необхідних для одержання запланованого врожаю. Виробнича перевірка модернізованої таким чином системи застосування добрив під озиму пшеницю підтвердила її високу ефективність.

Сучасне уявлення про мінеральне живлення пшениці пов'язане з виникненням у 30-і роки теорії стадійного розвитку рослин, згідно з якою життєвий цикл пшениці поділяється на дванадцять етапів органогенезу. Найважливіші з них визначають кількість продуктивних стебел на одиниці площі, число колосків у колосі, фертильність (здатність до запліднення) квіток, масу зернівки та ін.

Умови живлення значно впливають на характер проходження етапів органогенезу і формування продуктивності рослин [7].

Водночас при звичайній агротехніці добрива застосовують залежно від фази вегетації (зокрема, азотні підживлення проводять у фазі кущіння й колосіння), які визначають за відомими зовнішніми ознаками (з'явлення бічних пагонів – кущіння, стеблових вузлів – вихід у трубку, колосу – колосіння тощо). Всі агрохімічні дослідження, у тому числі відбір ґрунтових і рослинних зразків, також приурочували до окремих фенофаз. Однак такий підхід не відповідає сучасним вимогам передової агрохімічної науки й практики, оскільки фази вегетації не розкривають внутрішніх змін, які стосуються закладання та формування найважливіших елементів продуктивності молодої рослини. Отже, результати агрохімічних досліджень і обґрунтована ними система застосування добрив по фазах росту й розвитку озимої пшениці не дають можливості ефективно (за допомогою добрив) керувати формуванням урожаю на ранніх етапах закладання окремих структурних елементів, що його складають. У цьому суть низької ефективності добрив і невисокої врожайності озимої пшениці, характерних для традиційної агротехніки.

Дослідження й застосування добрив за етапами органогенезу, що визначені за методом біологічного контролю, дають можливість ефективніше впливати на формування елементів продуктивності пшениці від моменту диференціації їх у конусі наростання. У зв'язку з цим необхідно знати, на якому етапі формується той чи інший орган і як впливають добрива на його формування.

В озимої пшениці встановлено дванадцять етапів органогенезу (за Куперман). Характеризуючи їх в найбільш загальних рисах, слід зазначити, що перші два етапи належать до періоду формування стебла, листків і коренів, наступні шість – до формування генеративних органів, а останні до органогенезу зернівки пшениці [7].

З практичної точки зору найбільш значними є II, IV, VII і X етапи органогенезу, кожному з яких відповідають певні вимоги до мінерального живлення.

На ранніх етапах розвитку рослин (І і II), які визначають їх густоту й габітус, а також зимостійкість, першорядне значення належить фосфору, кальцію і калію, що стимулюють розвиток кореневої системи. Висока концентрація цих елементів у ґрунтовому розчині не призводить до депресійного впливу на ріст пшениці. На цій основі були розроблені такі важливі прийоми, як комплексне агрохімічне окультурення полів, внесення високих доз добрив «про запас» і припосівне внесення гранульованого суперфосфату.

Пригнічуюча дія підвищеної концентрації азоту в ґрунті на молоді рослини властива азотним добривам, тому їх не можна застосовувати у високих дозах до сівби. Проте нестача азоту на початку вегетації пшениці не дає очікуваного приросту врожаю від фосфору. Більше того, азотне голодування в цей час різко погіршує всі функції рослини, знижує насамперед кількість колосків у колосі. Отже, в осінній період вегетації озимої пшениці необхідне помірне азотне живлення, яке цілком може бути забезпечене запасами мінерального азоту в орному шарі ґрунту не менше 30 кг/га або допосівним внесенням невеликих доз азотних добрив по 30 – 40 кг діючої речовини на 1 га. Це запобігає переростанню озимих, непродуктивному витрачанню вологи, поживних речовин внесених добрив і на високому фосфорно-калійному фоні забезпечує добрий розвиток кореневої системи, а також стійкість рослин проти несприятливих умов зимівлі.

Із закінченням осінньої вегетації настає період зимового спокою. Важливою характеристикою його є метеорологічні умови, насамперед опади, за кількістю яких прогнозують ефективність і доцільність проведення ранньовесняного азотного підживлення [37].

Відновлення вегетації навесні супроводжується інтенсивними ростовими процесами, у зв'язку з чим в озимої пшениці виникає гостра потреба в азоті. Проте через низькі температури й підвищену вологість ґрунту, які пригнічують нітрифікацію, його вміст у кореневмісному шарі рано на весні, як правило, буває недостатнім. Інтенсивний ріст вегетативних органів і нестача азоту в цей час зумовлюють настання в озимої пшениці першого критичного періоду азотному живленні. На цій основі був розроблений широко запроваджений нині агроприйом – ранньовесняне азотне підживлення, доцільність проведення якого при інтенсивні технології вирощування озимої пшениці визначають за кількістю опадів за осінньо-зимовий період і станом посіву після зимівлі, а оптимальну дозу азотних добрив встановлюють за даними про запаси мінерального азоту в метровому або 40 – 60-сантиметровому шарах ґрунту.

Другий відповідальний момент в азотному живленні пшениці припадає на V–VI етапи органогенезу. Звичайно вони збігаються з фазою виходу в трубку, при наступному проходженні якої відбувається бурхливий розвиток листової поверхні та інтенсивний приріст біомаси рослин. Тому друге азотне підживлення, проведене в період V–VI етапів органогенезу, помітно впливає на врожайність озимої.

Причому його ефективність значно підвищується на фоні обробки посіву препаратами проти вилягання, яку при інтенсивній технології рекомендується проводити двічі – в кінці фази кущіння і під час з'явлення другого міжвузля соломини. Оптимальну дозу азотних добрив для другого підживлення встановлюють за рослинною діагностикою.

Третє азотне підживлення проводять у фазі колосіння (VIII етап органогенезу). Його значення полягає у підвищенні вмісту білка в зерні. Доцільність цього підживлення встановлюють з урахуванням вологості ґрунту і даних листової діагностики [7].

Отже, нове в живленні й удобренні озимої пшениці при інтенсивній технології полягає:

річні дози мінеральних добрив на запланований урожай визначають нормативним методом шляхом використання нормативів витрат основних елементів живлення на формування одиниці врожаю;

повну річну дозу фосфорних і калійних добрив вносять до сівби озимої пшениці – під оранку, поверхневий обробіток ґрунту або під допосівну культивацію;

строки внесення азотних добрив установлюють методом біологічного контролю і приурочують їх не до фенофаз, як це робили за традиційної агротехніки, а до найбільш важливих етапів органогенезу, що впливають на формування основних елементів продуктивності рослин від моменту їх закладання в конусі наростання;

доцільність проведення азотних підживлень, прогнозування їх ефективності й оптимізацію доз азоту обґрунтовують з урахуванням погодних умов, результатів комплексної (ґрунтової і рослинної) діагностики та стану посівів після зимівлі.

Система удобрення озимої пшениці при інтенсивній технології вирощування розрахована на одержання високобілкового зерна по 60 і більше центнерів з гектара.

Винос основних поживних речовин при цьому становить 440 – 510 кг/га, на поповнення якого необхідно вносити велику кількість добрив – близько 150 – 180 кг/га азоту і по 120 – 130 кг/га фосфору й калію. Значні витрати мінеральних добрив вимагають особливого ставлення до їх використання, яке забезпечувало б максимальний агрономічний і економічний ефект. Високої ефективності добрив при інтенсивній технології можна досягти при дотриманні таких вимог:

сорти озимої пшениці повинні бути інтенсивного типу і стійкі проти вилягання;

усі рекомендовані агротехнічні заходи слід проводити в оптимальні строки;

через те, що не всі господарства мають достатню кількість мінеральних добрив для вирощування озимої пшениці за інтенсивною технологією, необхідно прагнути розміщувати її посіви на полях, де досягнутий високий рівень вмісту поживних речовин у ґрунті, насамперед по фосфору, потреба в якому сільськогосподарських культур задовольняється не повністю;

хімічну меліорацію ґрунту доцільно проводити за 2 – 3 роки до розміщення на даному полі озимої пшениці – в рік максимальної дії меліоранта;

гній, а також фосфорні й калійні добрива слід використовувати до сівби, азотні – роздрібнено в, кілька строків з урахуванням результатів комплексної діагностики мінерального живлення;

у період весняно-літньої вегетації за умов внесення високих доз азотних добрив для запобігання розвитку деяких хвороб, бур'янів і шкідників рекомендується застосовувати ретарданти (препарати проти вилягання), інсектициди та гербіциди;

слід враховувати кількість опадів за осінньо-зимовий період, а також прогноз погоди на травень – червень для обґрунтування доцільності азотних підживлень і коригування доз азоту.

Відповідальним моментом у застосуванні добрив під озиму пшеницю, яку вирощують за інтенсивною технологією, встановлення оптимальних доз внесення поживних речовин для одержання запланованого врожаю [7].

Згідно з методичними вказівками ЦІНАО, спочатку визначають дози фосфорних і калійних добрив. При цьому можливі два варіанти:

1) дозу встановлюють для одержання запланованого врожаю на ґрунтах з оптимальними параметрами родючості; 2) дозу встановлюють для ґрунтів з агрохімічними показниками, нижчими за оптимальні значення.

Перший варіант. У цьому випадку дози фосфорних і калійних добрив розраховують за формулами:

                    (4.1)

 

                 (4.2)

 

де У_п – запланований урожай, ц/га; Н_п, _к – нормативи витрат добрив на 1 ц врожаю, кг діючої речовини; К – поправочний коефіцієнт на рівень вмісту фосфору в ґрунті (К = 0,7 при високому вмісті, К=0,5 при дуже високому вмісті).

Щоб розрахунки за вищенаведеними формулами підтверджувались фактично одержаним урожаєм, необхідно мати достовірну нормативну інформацію. Для конкретних ґрунтово-кліматичних умов витрати добрив на одиницю врожаю необхідно уточнювати на основі результатів польових дослідів.

Другий варіант. Вміст фосфору й калію необхідно довести до заданого рівня, який забезпечує одержання запланованого врожаю. Може найчастіше зустрічатися в агрохімічній практиці, зокрема при доведенні агрохімічних параметрів як до оптимальних значень, так і до рівня, що відповідає виділеним фондам мінеральних добрив [14].

Дози фосфорних і калійних добрив розраховують за формулою:

 

Д = (С₁ – С₂) *n (4.3)

 

де Д – дози фосфорних або калійних добрив для доведення вмісту Р₂О₅ і К₂О в ґрунті до заплановайого рівня, кг/га д. p.; С₁ – запланований вміст Р₂О₅ і К₂О в ґрунті, мг/100 г.; С₂ – фактичний вміст Р₂О₅ і К₂О в ґрунті, мг/100 г.; n – кількість добрив (кг/га д. p.), яка необхідна для підвищення вмісту фосфору й калію в 100 г. ґрунту на 1 мг Р₂О₅ або К₂O.

На інший орний шар дозу відповідно зменшують чи збільшують. Так, якщо глибина орного шару становить 30 см, дозу підвищують у 1,5 рази.

При визначенні доз мінеральних добрив слід враховувати надходження поживних речовин з органічними добривами. Так, для підвищення вмісту рухомого фосфору в чорноземах опідзолених середньосуглинкових на 2 мг в 100 г. ґрунту потрібно внести (90 + 100*2*1,5) /2 = 285,0 кг/га Р₂О₅.

При дозі органічних добрив 30 т/га у ґрунт надійде 75 кг, фосфору. Отже, решту 210,0 кг необхідно внести у вигляді мінеральних добрив.

Дозу внесення мінеральних добрив для середніх умов ґрунтової родючості розраховують за формулою:

 

Д = У_п * Н*(р, к) * К_п,      (4.4)

 

де У_п – запланований урожай, ц/га; Н (р, к) – норматив витрачання добрив на одержання 1 ц врожаю, кгд. p.; K_n – поправочний коефіцієнт на агрохімічні властивості ґрунту (при середньому вмісті фосфору й калію Кп – 1,3; при підвищеному фосфору – 1,0 і калію – 0,7; при дуже високому – 0,5).

За формулою 4 можна розрахувати також і дозу азоту, але поправочний коефіцієнт на середній вміст цього елемента в ґрунті приймають за 1. Під час вивчення цього питання в ЦІНАО розроблена більш досконала методика визначення річної потреби озимої пшениці в азоті, яка враховує, крім рівня вмісту його в ґрунті, також величини запланованого врожаю, якість попередника озимої пшениці:

 

N = У_п*Н_1;               (4.5)

 

N = ΔУ_n*H₂,             (4.6)

 

де N – доза азотних добрив, кг/га д. p.; У_п – запланований урожай, ц/га; А У_п – приріст за рахунок азотних добрив, ц/га; Ні – норматив витрачання азотних добрив на 1 і урожаю залежно від попередників і ґрунтово-кліматичних умов, кг д. p.; H₂ – те саме, але на одержання 1 ц приросту врожаю, кг д. р.

Розраховану таким чином річну дозу азотних добрив розподіляють за способами і строками внесення, дотримуючись загальної схеми, яку необхідно уточнювати відповідні до місцевих умов (табл. 4.1).

З наведеної схеми видно, що азотні добрива під озиму пшеницю вносять роздрібнено восени під допосівний обробіток ґрунту і під час прополеним весняно-літніх підживлень [14].

 

Таблиця 4.1. Загальна схема застосування азотних добрив під озиму пшеницю при інтенсивній технології вирощування

Строк внесення азоту	Фаза росту й розвитку	Етап органогенезу	Доза азотних добрив
1-й варіант – запаси Nmin, в орному шарі менше 30 кг/га, тому азотні добрива вносять до сівби
До сівби			20% загальної розрахункової дози
1-ше весняне підживлення	Кущіння	III	30% загальної розрахункової дози
2-е підживлення	Вихід у трубку	V–VI	50% загальної дози
3-є (літнє) підживлення	Колосіння	VIII	30–40 кг/га понад загальну розрахункову дозу
2-й варіант – запаси Nmin, в орному шарі понад 30 кг/га і до сівби азотні добрива не вносять
1-е весняне підживлення	Кущіння	III	1/3 загальної розрахункової дози
2-е підживлення	Вихід у трубку	V–VI	2/3 загальної розрахункової дози
3-є літне підживлення	Колосіння	VIII	30–40 кг/га понад загальну розрахункову дозу

 

При вмісті в орному шарі понад 25 мг мінерального азоту на 1 кг ґрунту вносити азотні добрива перед сівбою озимої пшениці не слід. При менших запасах необхідно застосовувати під допосівну культивацію в зонах достатнього зволоження 20–30% а в районах недостатнього зволоження – до 50% загальної розрахункової дози азотних добрив.

Перше (регенеративне) азотне підживлення проводять на III етапі органогенезу за Куперман або під час проходження другої і третьої стадій розвитку за Фекесом. Дозу визначають за результатами ґрунтової діагностики з урахуванням стану посівів і погодних умов.

Друге підживлення, назване продуктивним, за оптимальним строком проведення збігається з V–VI етапами органогенезу за Куперман або з 6–7-ю стадіями розвитку за Фекесом. Дозу азоту визначають за даними рослинної діагностики.

Третє, або якісне азотне підживлення особливо необхідне для підвищення вмісту білка в зерні, насамперед у районах вирощування цінних і сильних пшениць. Проводять його на VIII етапі органогенезу за Куперман або на 11–12-й стадіях розвитку за Фекесом. Дозу азоту уточнюють за рослинною діагностикою і вносять у вигляді 15 – 20%-го розчину карбаміду в кількості 30 – 40 кг д. р. на гектар [14].

Установлені дози фосфорних і калійних добрив за нормативним методом використовують відповідно до «Практичного керівництва по освоєнню інтенсивної технології вирощування озимої пшениці». Враховуючи, що фосфорні добрива найбільш інтенсивно рослини вбирають в перші 30 – 35 днів, їх вносять під основний обробіток ґрунту або допосівну культивацію. З річної дози фосфорних добрив виділяють 20 кг Р₂О₅ для внесення в рядки. Калійні добрива в повній дозі вносять до сівби (під оранку чи перед культивацією). Проте як фосфорні, так і калійні добрива забезпечують максимальний ефект при внесенні їх стрічковим способом на глибину 10–12 см.

Ефективність мінеральних добрив характеризувалась значним приростом урожайності зерна озимої пшениці, максимальна кількість якої в зоні Полісся становило 9,8, Лісостепу – 9,4 і в Степу – 8,5 ц/га. У межах зростаючих доз, які вивчались, наявна тенденція до незначного підвищення приросту врожайності залежно від збільшення кількості внесених добрив, а окупність 1 кг поживних речовин додатковою продукцією перебувала в зворотній залежності.

На фоні інтенсивних технологій вирощування озимої пшениці ефективність мінеральних добрив підвищується на 10 – 15% за рахунок їх взаємодії з іншими засобами хімізації та роздрібненого внесення азоту, який з міркувань екологічної безпеки слід застосовувати, дотримуючись науково обґрунтованих регламентів.

Традиційна система застосування добрив під озиму пшеницю забезпечує одержання приросту врожаю 11 ц/га, або 22,5% порівняно з контролем, а додаткове внесення 30 кг/га азоту в фазі колосіння збільшило його ще на 4,5 ц/га.

Наведені дані свідчать про високу ефективність мінеральних добрив, які застосовували за традиційною схемою, що передбачає внесення азоту в три строки – до висіву, рано навесні та у фазі колосіння. Проте подальший незначний приріст урожаю, який досягнуто за рахунок підвищення доз мінеральних добрив і проведення азотного підживлення на початку виходу в трубку (варіанти 6–9), не виправдовує тих величезних витрат і негативних екологічних наслідків. Останні виникнуть в результаті потужного хімічного тиску на агроценоз, зумовленого надінтенсивною хімізацією посівів.

Надто низький ефект нової системи використання агрохімічних засобів при інтенсивній технології вирощування озимої пшениці можна пояснити недостатньою обґрунтованістю нормативних показників для розрахунку доз добрив на запланований урожай, недосконалістю методики розрахунку та відсутністю діагностичного контролю за станом мінерального живлення рослин під час вегетації.

Не виключаються, звичайно, й інші можливі причини. Але в будь-якому випадку становище можна виправити шляхом оптимізації доз і строків проведення азотних підживлень методом комплексної діагностики.