Меню сайта Рубрики

Соя и удобрения

Соя (Glycine max (L.) Merrill), или «золотой боб» – важная мировая культура с точки зрения использования в продуктах питания для людей и в корме для скота. Урожайность сои сильно варьирует в зависимости от почвенных и климатических условий, в которых возделывается культура. Так, в 2007 г. она составила от 0,82 т/га в Таджикистане, 1,23 т/га в Индии, 3,50 т/га в Турции. Максимальный урожай в указанном году был получен в Турции, Египте и Италии – 3,3–3,6 т/га, что значительно выше по сравнению с ее урожайностью в основных странах-производителях (США, Бразилия и Аргентина) – 2,8–2,9 т/га.

Основными причинами низкой продуктивности сои являются: 1) неравномерное распределение осадков; 2) длительное заболачивание соевых полей из-за проливных дождей, в частности, на ранних стадиях роста растений; 3) насекомые-вредители и болезни; 4) возникающий дефицит питательных веществ (например, азота, фосфора, серы, цинка, железа, бора), связанный с тем, что производители подкармливают сельскохозяйственные культуры только азотом и фосфором, и часто в более низких дозах, чем рекомендуется; 5) дефицит серы, связанный с тем, что производители предпочитают использовать в качестве источника фосфора диаммонийфосфат (ДАФ), вместо того, чтобы использовать простой суперфосфат; 6) низкий уровень использования инокуляции клубеньковыми бактериями.

Достичь увеличении продуктивности сои можно за счет применения эффективных методов использования питательных веществ.

Требования к почве и климату

Сою можно возделывать на самых разнообразных, хорошо дренированных почвах, но лучше всего она растет на суглинистой почве. Эта культура лучше приспособлена для роста на глине, чем кукуруза или хлопок, также она подходит для возделывания на торфяниках. Соя предпочитает слабокислые почвы (рН 6,0–6,5), но она хорошо растет и на известковых глиноземах (рН 7,5), если уровень свободной извести в них не слишком высок. В Индии 80 % сои возделывается на средних и глубоких черноземах с содержанием рН от 7,5 до 8,2. Соя считается умеренно солевыносливой культурой. Хотя соя классифицируется как теплолюбивая культура, ареал ее возделывания в настоящее время расширяется от тропиков до 52о с.ш. В основном сою возделывают между 25 о с.ш. и 45 о с. ш. и на высотах менее 1000 м. Соя чувствительна к температуре и, как правило, возделывается в температурных условиях от 10оС до 40оС во время вегетационного периода. Это растение короткого дня, но сорта могут отличаться максимальным темновым периодом, необходимым для начала цветения.

Потребность в питательных веществах




Химический состав растений сои может существенно отличаться в зависимости от плодородия почвы и баланса содержащихся в ней питательных веществ. Однако при оптимальных условиях растения демонстрируют достаточно однообразный состав независимо от региона. 90 % сухого вещества составляют углерод, водород и кислород из воздуха. Однако они не усвоятся, если в почве нет в достаточном количестве других макро- и микроэлементов. В порядке уменьшения значимости этими важными элементами являются азот, калий, кальций, магний, фосфор и сера. Для формирования 2,4 т семян с гектара соя из почвы выносит 124 кг азота, 22 кг фосфора, 102 кг калия, 34 кг кальция, 23 кг серы, 191 г цинка, 18 кг магния, 207 г марганца, 865 г железа и 75 г меди.

Потребности сельскохозяйственной культуры в питательных веществах варьируют в зависимости от почвенно-климатических условий, сорта, урожайности, системы земледелия и методов обработки почвы. Соя может фиксировать атмосферный азот при достаточном количестве в почве бактерий Bradyrhizobium или при правильной инокуляции семян. Растения начинают фиксировать значительное количество атмосферного азота примерно через четыре недели после прорастания. Судя по большинству оценочных показателей, соя получает от 25 до 75 % необходимого ей азота путем его фиксации.

Ученые изучили относительное потребление азота, фосфора и калия индетерминантной соей в полевых условиях. Общее накопление азота, фосфора и калия в растении осуществлялось по схеме, характерной для накопления сухого вещества. В начале вегетации накопление питательных веществ было медленным, но затем ускорялось. Около 80 % от общего объема этих питательных веществ было накоплено в течение 46-дневного срока, начиная с 54-го и заканчивая 100-м днем после появления всходов, причем с постоянной ежедневной скоростью. Концентрация макроэлементов в стеблях и листьях происходила в следующем порядке (наивысшая концентрация в начале): азот, калий, кальций, фосфор, магний и сера. Порядок концентрации макроэлементов в семенах следующий: азот, калий, фосфор, сера, кальций и магний. Если сравнивать средний показатель поглощения питательных веществ со средним показателем их содержания в семенах, то с последними выносится 80 % поглощенного фосфора, 78 % поглощенного азота и только 53 % поглощенного калия. Оставшийся фосфор, азот и калий возвращаются в почву, стебли и листья и повторно перерабатываются при минерализации органического вещества почвы. Несмотря на то что микроэлементы требуются растениям в значительно меньших количествах, чем макроэлементы, их роль в питании сои нельзя недооценивать, и их вынос с семенами в процентном соотношении от питательных веществ также высок. В порядке убывания важности их можно разместить таким образом: молибден, цинк, медь, хлор, марганец, бор, железо.

Из всех питательных веществ, поглощающихся из почвы, растения испытывают наибольшую потребность в азоте. Он присутствует во всех аминокислотах, которые являются строительными блоками белков, нуклеиновых кислот и хлорофилла. Соя может использовать освобожденный минерализацией азот, остаточный азот почвы, азотные удобрения и атмосферный азот, который преобразуется в годную к употреблению растением форму в корневых клубеньках благодаря симбиозу бактерии Bradyrhizobium japonicum и сои. В то время как для многих сельскохозяйственных культур основным источником азота является почва, соя удовлетворяет 65–85 % своих потребностей в азоте через симбиотический процесс фиксации азота. Большие количества азотных удобрений подавляют фиксацию азота, поэтому большинство специалистов рекомендуют либо отказаться от их применения, либо ограничить дозу до умеренных 30–50 кг/га. Некоторые исследователи отмечают благоприятное влияние использования азота во время сева на фиксацию азота, а также на массу и активность клубеньков.

Фосфор, хотя и требуется в гораздо меньших количествах, чем азот или калий, имеет решающее значение для быстрого роста и правильного развития растения. Самыми примечательными функциями фосфора в развитии растения является хранение и перенос энергии, функция мембраны и передача генетического материала. Фосфор имеет решающее значение для развития корней и листьев растения, а также для формирования семян. Содержание фосфора в убранных семенах сои составляет около 0,50–0,58 %. Таким образом, для поддержания уровня содержащегося в почве фосфора необходимо каждый год возвращать в почву хотя бы аналогичное его количество.

Эта культура также потребляет около 125 кг/га калия. Калий особенно важен для физиологических процессов, происходящих в растении – он очень мобилен и участвует в переносе ассимилятов, активации многих ферментов, регулировании водного режима растения и фотосинтезе. Он способствует образованию клубеньков и, следовательно, фиксации азота, а также усиливает устойчивость к болезням и стрессовым факторам. Калий оказывает большое влияние на урожайность, увеличивая массу семян и содержание белка, хотя немного снижает содержание масла.

Сое требуется большое количество кальция, которого она потребляет 50–90 кг/га, но только 20 % от этого объема выносится с семенами. Кальций оказывает благотворное влияние на клубеньки либо непосредственно, либо путем улучшения рН почвы; прямое и косвенное влияние довольно трудно разграничить. Необходимость кальция для роста растений легко доказать, ограничив корневое питание этим элементом. Темпы роста сразу же снижаются, а через несколько дней кончики корней становятся коричневыми и постепенно отмирают.

Магний является центральным элементом молекулы хлорофилла, одним из факторов активации многих ферментов и выполняет несколько функций. Магний необходим для фотосинтеза; если его содержание падает слишком низко, это ограничивает ассимиляцию СО2. Магний играет важную роль в симбиотической фиксации азота растением.

Сера необходима для синтеза некоторых аминокислот, а значит, для формирования белков. Она участвует в образовании хлорофилла и потребляет почти столько же серы, сколько фосфора и магния. Вынос серы с семенами может составлять до 27–66 % от общего объема, поглощенного стеблями и листьями.

Микроэлементы поглощаются соей в меньших количествах, чем азот, фосфор, калий и, иногда, кальций, магний и сера. Несмотря на это, их роль не менее важна, а недостаток микроэлементов приводит к значительному замедлению темпов роста и снижению урожайности. Цинк активирует ряд ферментов, участвует в азотном обмене веществ растений и формировании белка. Железо является необходимой составной частью хлорофилла и необходимо для дыхания и фотосинтеза. Марганец играет важную роль в метаболических процессах, таких как активация ферментов, синтез хлорофилла, фотосинтез и редукция нитратов. Медь играет важную роль в функционировании хлоропластов и улучшении фотосинтеза. Ее недостаток может снизить рост и урожайность растения за счет снижения интенсивности фотосинтеза. Молибден необходим для деятельности двух важных ферментов – нитратредуктазы и нитрогеназы, которые необходимы для редукции нитратов и для атмосферной фиксации азота. Он также необходим для правильного функционирования корневых клубеньков и ассимиляции азота; дефицит молибдена в поле имеет те же последствия, что и дефицит азота. Бор необходим для активности меристемы и, следовательно, для роста побегов, корней и цветочных органов.

Еще один полезный элемент – это кобальт, который необходим в дополнение к другим микроэлементам. Кобальт играет важную роль в эффективной фиксации азота, и оказывает благотворное влияние на количество и массу клубеньков и на содержание азота в растении, если последний поступает путем почвенной или внекорневой подкормки.

Признаки интоксикации и дефицита питательных веществ

Растения, которые испытывают дефицит азота, теряют цвет, их листья становятся бледно-зелеными с желтоватым оттенком. В дальнейшем листья могут стать отчетливо желтыми по всей своей поверхности. Этот признак обычно проявляется сначала на нижних листьях, но быстро распространяется на верхние части. В последнюю очередь эти симптомы появляются на молодых листьях, так как азот, отличаясь высокой мобильностью в растении, транслоцируется из старых тканей к молодым листьям. Темпы роста растений замедляются.

Признаки дефицита фосфора четко не определены. Основными симптомами являются запаздывание роста и слабые растения с мелкими, темно-зелеными или голубовато-зелеными листочками. Из-за высокой мобильности фосфора в растении при его недостатке молодые листья забирают фосфор из старых листьев. При этом признаки сначала проявляются на более старых листьях. При дефиците калия сначала желтеют края листьев, потом желтизна распространяется внутрь. Центр и основание листа остаются зелеными. В тяжелых случаях края листьев отмирают. В связи с мобильностью калия эти симптомы обычно проявляются в первую очередь на более зрелых листьях. При сильном дефиците калия соя дает сморщенные, маленькие, деформированные семена, а созревание запаздывает.

Основными признаками дефицита кальция является замедление развития меристемных тканей стебля, листьев и кончиков корней. В связи с ограниченной мобильностью кальция в растении, признаки его дефицита обычно проявляются сначала на молодых листьях и растущих верхушках.

Недостаток магния у сои проявляется в виде пожелтения между жилкового пространства, в первую очередь на старых листьях. Сначала желтеют нижние листья, и по мере обострения дефицита пожелтение в конечном итоге достигает самых молодых листьев. Признаки дефицита магния бывает трудно распознать, так как их можно спутать с симптомами дефицита калия, железа или марганца.

Молодые тройчатые листики растений сои, испытывающих дефицит серы, сначала тускнеют, после чего приобретают ярко выраженные хлоротические признаки. Хлороз начинается с края листьев и распространяется к средней жилке. Края и кончики молодых листьев отмирают и скручиваются. Сильный дефицит серы приводит к преждевременному опаданию листьев, а также к ухудшению цветения и плодоношения.

У растений, испытывающих дефицит железа, резко сокращается производство хлорофилла. Первые признаки дефицита железа всегда проявляются на молодых листьях. В начальных стадиях развития симптомов области между жилками листьев сои желтеют. По мере ухудшения ситуации прожилки также начинают желтеть, и наконец весь лист становится почти белым. На краях листов могут появиться коричневые некротические пятна.

Аномальный или замедленный рост верхушечных точек роста является важнейшим признаком дефицита бора. Самые молодые листья становятся сморщенными, часто утолщенными, темного сине-зеленого цвета. Между основными жилками может возникнуть временный хлороз. Листья и стебли становятся ломкими, что указывает на нарушение транспирации. По мере того как дефицит бора увеличивается, замедляется удлинение междоузлий, верхушечный конус нарастания отмирает, а образование цветков ограничивается или подавляется. Соя чувствительна к высокой концентрации бора в почве. Бор является токсичным для сои, даже если его уровень только лишь слегка превышает необходимый для нормального роста растений. Чаще всего токсичность наблюдается в засушливых и полузасушливых районах, где уровень бора достаточно высокий. Поэтому в этих районах особо важно контролировать содержание бора в поливной воде. Токсическое воздействие бора может привести к пожелтению кончиков листьев, за которым последует прогрессирующий некроз. Некроз обычно начинается с концов и краев и распространяется между вторичными жилками к центральной жилке листа. Листья приобретают выгоревший вид и преждевременно опадают.

Содержание алюминия во многих кислых почвах играет важную роль в связи с токсическим эффектом, которое он оказывает на растения. Листовые признаки алюминиевой интоксикации напоминают симптомы дефицита фосфора: полная остановка роста, листья мелкие, темно-зеленого цвета, кончики листьев желтеют и отмирают, замедляется созревание. Интоксикация сои алюминием похожа на симптомы дефицита кальция или ухудшения транспортировки кальция внутри растения и вызывает скручивание и завивание молодых листьев и отмирание конуса нарастания или черешков. Корни пострадавшей от воздействия алюминия сои ломкие и короткие. Кончики корней и боковые корни становятся толстыми и могут приобрести коричневый цвет. Корневая система в целом выглядит кораллообразной, с множеством щетинистых боковых корней и незначительным количеством тонких ответвлений.

Требования к содержанию питательных веществ в почвах при возделывании сои

Ограничения по содержанию питательных веществ, обнаруженные при возделывании сои, кратко обсуждаются ниже.

Дефицит азота при возделывании сои встречается редко, исключением являются случаи, если ранее при возделывании культуры не применяли инокуляцию или если эффективность фиксации азота ограничивается повышенной кислотностью почвы или дефицитом молибдена. Практически полное отсутствие клубеньков в таком случае дает в результате бледно-зеленый или желтый цвет листьев. Все, что препятствует образованию клубеньков – нематоды, фузариоз и, реже, дефицит кальция – может вызвать дефицит азота.

Дефицит фосфора может возникнуть практически во всех кислых почвах с низким содержанием рН и высокой способностью к связыванию фосфора. В дополнение к вышесказанному ограниченное обеспечение фосфором уменьшает количество, а также эффективность азотфиксирующих бактерий. Высокое содержание фосфора может вызвать дефицит цинка, поскольку высокий уровень поглощения фосфора связан с уменьшением уровня поглощения и перемещения цинка, железа и меди.

Дефицит кальция наблюдается при возделывании сои на кислых почвах. Однако симптомы, скорее всего, возникают в результате сочетания дефицита кальция и интоксикации алюминием и марганцем. Дефицит магния характерен для песчаных кислых почв с низким содержанием органического вещества, но применение доломитового известняка предотвращает дефицит обоих элементов.

Дефицит серы типичен для кислых почв с грубым механическим составом и низким содержанием органического вещества. Дефицит марганца наблюдается в почвах с высоким содержанием железа и/или алюминия и в песчаных оксисолях с избыточным содержанием извести. Применение извести и фосфора может сократить количество доступного цинка и стать причиной его дефицита. Дефицит цинка является наиболее распространенным явлением в регионах с ограниченным количеством осадков.

Дефицит железа, или «железистый хлороз», сои наиболее распространен в почвах с щелочным рН (>7,0), содержащих карбонат кальция, поэтому для описания этого явления иногда используется термин «известковый хлороз». Повышение рН почвы и наличие карбоната кальция способствуют резкому сокращению содержания железа. Разные сорта сои имеют неодинаковую восприимчивость к дефициту железа, а потребление железа может контролироваться ими на генетическом уровне. По-видимому, устойчивые сорта увеличивают усвояемость железа в корневой зоне с помощью корневых выделений различного состава.

Как правило, усвояемость марганца уменьшается с увеличением рН почвы. Дефицит марганца может возникнуть на известковых почвах при обработке сои хелатированным железом на ранних стадиях роста, когда температура еще низкая.

Дефицит цинка может стать проблемой на щелочных почвах или почвах с высоким рН, которые отличаются низким содержанием органического вещества. Проблемы, связанные с дефицитом цинка, также могут возникнуть там, где глубина почвы снижена вследствие эрозии или работ по выравниванию земли, так как большая часть доступного цинка связана с органическими веществами, сосредоточенными в верхнем слое почвы. Чрезмерное наличие фосфора также может вызывать дефицит цинка.

Лабильность молибдена уменьшается с уменьшением рН почвы или увеличением ее кислотности. Это один из основных факторов, который учитывают при определении необходимости в известковании почвы, предназначенной под посев сои.

Влияние известкования

По своей природе, под действием времени и выветривания, почва становится более кислой. Содержащиеся в почве минералы, которые служат буфером кислотности, в конечном итоге могут исчерпаться.

Проблемы возникают тогда, когда рН почвы, на которой возделывается соя, находится ниже 6. Усвояемость некоторых основных питательных веществ снижается, а содержание других элементом увеличивается до такой степени, что становится токсичным.

Кислые почвы, безусловно, следует известковать, чтобы получить с них высокие урожаи сои. Известкование кислых почв снижает токсичные уровни алюминия и марганца, повышает усвояемость питательных веществ, таких как фосфор, кальций, магний и молибден, а также повышает активность микроорганизмов, особенно азотфиксирующих бактерий. Таким образом, реакция сои на известкование может быть связана с множеством факторов.

Известкование кислых почв оказывает положительный эффект на образование клубеньков, которое прекращается при рН ниже 5. Известкование также помогает улучшить усвоение соей фосфатов в выщелоченных почвах, поскольку предотвращает связывание фосфора железом и алюминием, а также устраняет интоксикацию алюминием и марганцем. Известь также взаимодействует с калием и бором; некоторые культуры показали впечатляющую реакцию на их применение после известкования и ограниченную реакцию на применение калия или бора при его отсутствии. Большое количество исследований в Бразилии продемонстрировало впечатляющий эффект применения от 3 до более 10 т/га извести, который сохранялся в течение нескольких лет. Выбор известкового материала часто диктуется близостью к поставщикам, а нормы применения должны быть рассчитаны исходя из нейтрализационных способностей имеющегося материала.

Эффективное использование питательных веществ и биологических систем

Азот

Обеспечение бобовых сельскохозяйственных культур азотом представляет для ученых сложную и в какой-то мере парадоксальную проблему. Удобрение этих культур азотом практикуется редко, поскольку прибавка урожайности от этого приема зачастую оказывается довольно незначительной. Трудность прогнозирования уровня урожайности сои от удобрения азотом связана с множеством факторов. К некоторым из них относится свойство азотных удобрений подавлять азотфиксацию, непостоянное количество доступного азота в почве, наличие почвенной влаги и в целом условия окружающей среды. Совместное применение симбиотического азота с азотными удобрениями считалось эффективным методом для усиления роста растений. Однако исследования показали, что процесс симбиотической фиксации азота неэффективен, если бобовые подкармливают большим количеством азотных удобрений. Тем не менее так же было замечено, что применение низких стартовых доз азота может предотвратить «азотное голодание» всходов сои вследствие улучшения раннего развития корней и листьев, а это, в свою очередь, стимулирует последующее формирование клубеньков и фиксацию молекулярного азота. Для внедрения бактерий в кору корня и развития первого клубенька может понадобиться около 20–25 дней. Ученые рекомендуют применение умеренного количества азота (35 кг/га) в качестве предпосевной дозы для сои, возделываемой на почвах с дефицитом азота.

Фосфор

Реакция сои на применение фосфора зависит от кислотности почвы, содержания в ней органического вещества и глины. Результаты химического анализа состава глинистых почв, скорее всего, будут существенно отличаться от результатов анализа песчаных. Таким образом, рекомендованная доза фосфорных удобрений будет зависеть от гранулометрического состава почвы. При отсутствии почвенного анализа и возможности более точно определить их норму рекомендуется использовать 26–43 кг/га. Растворимые удобрения, такие как простой и тройной суперфосфат, моноаммонийфосфат и диаммонийфосфат, также подходят для возделывания сои на нейтральных или близких к нейтральным почвах. Доза применяемого фосфора в этом случае составляет 32–43 кг/га.

Значительное внимание уделяется совершенствованию способов внесения удобрений для повышения эффективности фосфора. Было проведено множество исследований для сравнения рядкового или поверхностного разбросного внесения фосфора и оценки возможности его внесения одновременно с посевом семян с помощью рядовой сеялки. Результаты в подавляющем большинстве были в пользу рядкового внесения/внесения фосфора в верхний слой почвы и в корневую зону. Как правило, в целях повышения эффективности фосфорных удобрений рекомендуется вносить фосфорные удобрения на несколько сантиметров в сторону и ниже семян. Такой подход применим при неинтенсивном возделывании культур и низких уровнях урожайности, но для получения мощной, устойчивой к засухе корневой системы предпочтительнее повысить содержание фосфора во всем пахотном слое путем разбросного внесения перед обработкой.

Традиционные фосфорные удобрения (тройной и одиночный суперфосфат, моноаммонийфосфат и диаммонийфосфат) отличаются высоким содержанием фосфора и высокой растворимостью в воде. Однако в последние десять лет появились другие фосфорные удобрения, в том числе частично подкисленный и кальцинированный фосфорит, известный как термофосфат. Тонкоизмельченный фосфорит, нагретый до 1000°С (термофосфат), является хорошим вариантом для корректирующего удобрения кислых почв из-за его низкой стоимости по сравнению с хорошо растворимыми фосфатами. Другие фосфорные удобрения, которые растворяются в 2 %-ной лимонной кислоте (например, фосфатшлак, дикальцийфосфат и термофосфаты), или даже тонкоизмельченные фосфориты на этих кислых почвах часто так же эффективны, как и фосфаты, но эффективность фосфоритов может варьировать в зависимости от их источника. Благодаря содержанию серы особенно эффективным считается простой суперфосфат.

Длительное внесение фосфорных удобрений может привести к накоплению доступного фосфора в почве, что снижает дозу последующего внесения фосфора.

Реакция сои на применение фосфора зависит от его содержания в почве. Необходимо применять поддерживающую дозу фосфора, эквивалентную количеству, вынесенному с предыдущим урожаем. Удобрение вертисолей поддерживающей дозой фосфора в севообороте соя–пшеница (5,84 мг/кг доступного фосфора) показало, что применение фосфора в количестве, эквивалентном вынесенному каждой культурой, а именно 5 т/га навоза и 8 кг/га фосфорных удобрений или внесение под сою 10 т/га навоза, а под пшеницу – 10 кг/га фосфорных удобрений, достаточно, чтобы получить 2 т/га сои и 4 т/га пшеницы и поддерживать количество фосфора в пределах исходного уровня.

Калий

Реакция на удобрение калием в значительной степени зависит от содержания доступных форм этого элемента в почве, равно как и от других факторов, ограничивающих рост сельскохозяйственных культур, таких как осадки и наличие других важных для растений питательных веществ. Эксперименты, проведенные в тропических и умеренных климатических зонах, показали, что культуры хорошо реагируют на калий, как недавно внесенный, так и остаточный в почве.

В тропических и субтропических регионах преобладающим глинистым минералом в латеритовых почвах является каолинит, поэтому вследствие выщелачивания общее содержание катионов в них очень низкое.

Емкость катионного обмена (ЕКО) колеблется от 1 до 7 мг-экв/100 г почвы. Удержание калия очень плохое. Необменные запасы также низки, и ситуацию с содержанием калия в почве невозможно улучшить, как это можно сделать в регионах с умеренным климатом. После нескольких лет использования в качестве удобрения исключительно фосфора, культуры начинают страдать от дефицита калия, а это снижает эффективность фосфорных удобрений. Поэтому очень важно восстановить равновесие, начав вносить калий.

Рекомендуемая доза калия для сои варьирует в зависимости от его содержания в почве. Чтобы определить необходимую норму применения калия, требуются длительные эксперименты и почвенные исследования.

Иногда фосфаты могут располагаться довольно близко к семенам, не оказывая на них никакого негативного влияния, чего нельзя сказать о калии, используемом в виде хлористого калия, который отрицательно сказывается на молодых растениях. По этой причине некоторые опыты показали отрицательную реакцию там, где ожидалось получить положительную. Лучше всего применять калий до предпосевной обработки, чтобы он распределился по всему пахотному горизонту. В некоторых тропических почвах с низкой емкостью катионного обмена (ЕКО), калий легко выщелачивается. Внося калийные удобрения в борозду вместо того, чтобы прибегнуть к разбросному внесению, можно снизить выщелачивание, но при этом увеличивается вероятность повреждения семян.

В настоящее время хлористый калий является наиболее широко используемым удобрением, но при все более частом возникновении дефицита серы целесообразнее использовать сульфат калия, особенно на всех грунтах с низким содержанием органических веществ. Если почвы засолены, следует отдать предпочтение сульфату калия, а не хлористому калию.

Удобрение калием также осуществляется на основе точных данных почвенного анализа. Так, например, на кислых почвах в Бразилии критической точкой, превышение которой перестает отражаться на урожайности, является аналитический показатель содержания калия в почвы от 50 до 80 мг/кг. Как и в случае с фосфором, эта критическая точка будет зависеть от гранулометрического состава почвы.

Сера

К постепенному снижению уровня серы в почве приводит ряд факторов. Усвояемая растениями сера образуется в основном в результате разложения растительных остатков и органических веществ в почве. Дефицит серы присущ почвам, по своей природе содержащим мало серы, с песчаной текстурой и низким содержанием органических веществ, а также почвам, подверженным сильному вымыванию. Когда простой суперфосфат, содержащий 12 % серы, находился в повсеместном использовании, сера была непреднамеренно внесена во многие почвы.

Применение хлористого кальция (содержание серы 0,15 %) обеспечивает лучший показатель доступной для растений серы в некоторых почвах. На основании ряда исследований было установлено, что оптимальная доза внесения серы под масличные культуры, в том числе сою, варьирует от 15 до 60 кг/га (табл. 1), в зависимости от содержания ее в почве.

Таблица 1

Рекомендации по внесению серных удобрений под сою в зависимости от содержания в почве доступной серы

Доступная сера в почве, мг/кг Уровень содержания серы Применяемое количество серы, кг/га
менее 5 очень низкий 60
6–10 низкий 45
11–15 средний 30
16–20 высокий 15
более 20 очень высокий 0

Поскольку потребность культур в сере выше на ранних этапах развития, ее можно вносить до посева, перед образованием бутонов или перед цветением, предпочтительно в условиях хорошего увлажнения для обеспечения высокой доступности серы и повышения урожайности.

Как и в ситуации с фосфором, постоянное применение серных удобрений в различных севооборотах приводит к ее накоплению в почве. Таким образом, очень важно для большей эффективности использовать остаточную серу, оставшуюся в почве, при возделывания следующего урожая.

Кальций и магний

Удовлетворить потребности сои в кальции и магнии можно с помощью доломитового известняка, который используют для повышения рН и улучшения качеств кислых почв.

Микроэлементы

Чаще всего соя страдает от дефицита цинка и иногда марганца, молибдена и меди. Дефицит цинка, марганца и меди эффективно устраняется сульфатной формой этих элементов. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать неравномерного внесения; равномерное распределение предотвращает возникновение побочных эффектов. Железистый хлороз или дефицит железа в почвах с высоким рН отнюдь не редки. Но этого можно избежать путем распыления на почву вдоль рядов 100–160 г/га хелата железа (DTPA – диэтилентриаминпентауксусная кислота или EDDHA – этилендиаминдигидроксифенилуксусная кислота). Опрыскивание листьев сульфатом железа, нитратом или хелатом на начальной стадии роста также может дать хорошие результаты. Если дефицит цинка критический, доза вносимого цинка может быть увеличена до 10 кг/га, что значительно повышает урожайность. Для устранения дефицита цинка в почву вносят 10–15 кг/га хелатов цинка, но так как хелаты очень дорогие по сравнению с сульфатом цинка, предпочтение отдается разбросному внесению цинка в основное удобрение. Если сроки для внесения цинка в почву пропущены, то скорректировать дефицит цинка поможет двух- и трехразовое опрыскивание 0,5 %-ным раствором сульфата цинка, нейтрализованного 0,25 %-ной известью, или 0,20 %-ным раствором хелата цинка с нормой расхода 300–500 л/га и периодичностью в 7–10 дней в период между 20 и 45 днем после прорастания. В обшей сложности, для трех-четырех опрыскиваний посевов требуется около 3–4 кг/га хелата цинка или 7–10 кг/га сульфата цинка.

Комплексное применение удобрений при возделывании сои

Применение какого-либо одного элемента питания может снизить эффективность использования удобрений. Сбалансированное внесение удобрений позволяет избежать как дефицита, так и избытка элементов питания, а также возможного отрицательного взаимодействия между ними. Все недостающие вещества необходимо вносить в оптимальных для питания культуры дозах, учитывая уровень их общего влияния на растение и друг на друга. Только в таком случае между ними возможно позитивное взаимодействие, ведущее к повышению урожайности.

Научная организация комплексного использования питательных веществ (КИПВ) показала свое преимущество перед использованием каждого компонента по отдельности для обеспечения оптимального роста, формирования урожая и его качества при различных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур в специфических агроэкологических условиях. Основная концепция, лежащая в основе принципа КИПВ, состоит в поддержании или изменении уровня содержания элементов питания в почве с целью получения заданного уровня урожая за счет оптимизации преимуществ всех возможных источников питательных веществ. Основными целями КИПВ является уменьшение потребности в минеральных удобрениях или сокращение их использования, восстановление органического вещества в почве, повышение эффективности использования питательных веществ путем синергетического взаимодействия и поддержание качества почвы с точки зрения ее физических, химических и биологических свойств. Большое количество органических удобрений не всегда может обеспечить необходимое количество элементов питания, тем не менее их роль в достижении вышеуказанных целей очень важна. Как известно, органические удобрения снижают адсорбцию/связывание фосфора и повышают его доступность в почвах. Органические анионы, образующиеся при разложении органических материалов, могут быть задействованы на тех же сорбционных участках, что и фосфор, тем самым увеличивая его доступность в почве и повышая эффективность использования фосфора сельскохозяйственными культурами. Органические удобрения играют непосредственную роль в обеспечении макро- и микроэлементами и косвенную роль в улучшении физических, химических и биологических свойств почвы. Помимо того, что эти удобрения снабжают культуру текущего сезона питательными веществами, они очень часто оказывают существенное последействие на последующие культуры севооборота. Комплексное применение минеральных удобрений и навоза оказывает заметное влияние на улучшение физических, химических и биологических свойств почвы.

Рекомендации по использованию удобрений на основе балансового метода при возделывании сои

Закон минимума Либиха гласит, что рост растений ограничивается питательным элементом, представленным в минимальном количестве, даже если все остальные имеются в достаточном количестве. К обязательным основным данным, необходимым для разработки рекомендаций по использованию удобрений согласно балансовому методу, относятся: 1) потребность в питательных веществах, кг на формирование единицы семян или другой продукции; 2) содержание в почве доступных форм питательных веществ; 3) процентная доля элементов питания, внесенных с удобрениями.

Концепция запрограммированной урожайности подводит баланс удобрение сельскохозяйственных культур–удобрение почвы. Эта процедура составляет научную основу для сбалансированной минеральной системы удобрения и баланса применяемых и содержащихся в почве питательных веществ. Подход запрограммированной урожайности предполагает, что существует линейная зависимость между урожаем семян и поглощением питательных веществ сельскохозяйственной культурой, т.е. для получения определенной урожайности растение должно поглотить определенное количество питательных веществ. Как только это количество, необходимое для получения данного уровня урожайности, будет определено, можно будет оценить потребность в удобрениях с учетом доли доступных в почве питательных веществ.

Условия для успешного применения балансового метода приведены ниже.

1) балансовый метод следует использовать на аналогичных почвах, встречающихся в отдельно взятом агропромышленном экорегионе.

2) запрограммированный уровень урожая не должен быть чрезмерно высоким или низким и должен находиться в пределах урожая, полученного в опытах.

3) корректировочные уравнения должны быть использованы в рамках экспериментального диапазона аналитических показателей почвы и не могут быть экстраполированы.

4) при возделывании культур необходимо прибегать к рекомендуемым агроприемам.

5) другие макро- и микроэлементы не должны ограничивать урожайность.

6) для бобовых культур, таких как соя, следует применять минимальную дозу азота (20–30 кг/га).

Комплексное рациональное использование удобрений и водных ресурсов в засушливых условиях

Благодаря стержневой корневой системе, соя имеет возможность использовать почвенную влагу из более глубоких слоев почвы, произрастать в богарных условиях и максимально эффективно использовать влагу. Большая часть корневой системы сои расположена на глубине 5–35 см. а при благоприятных условиях влажности и структуре нижнего слоя почвы некоторые корни могут достигать глубины 2 м. Потребность сои в воде может изменяться в зависимости от температуры, но в среднем на 3,5 т/га урожая в период между 1 июля и 20 сентября требуется 600 мм воды.

Поглощение питательных веществ растением зависит от диффузии, потока веществ и распространения корней в почве. Влажность почвы влияет на растворимость питательных веществ, скорость их движения к корням и скорость роста корней. Таким образом, усвояемость питательных веществ растениями сильно зависит от влажности почвы.

Соя, возделываемая в богарных условиях в сезон дождей, как правило, не подвергается дополнительному орошению. Многие регионы часто страдают от засухи, которая может быть основной причиной нестабильности урожая сои. Ущерб, причиненный урожаю сои засухой, зависит от интенсивности испарения, длительности без дождевого периода, фазы развития культуры и состояния почвы. Дефицит воды (т.е. высушивание почвы) выражается в прогрессивном закрытии устьиц и уменьшении интенсивности транспирации и фотосинтеза.

Должные обработка почвы и возделывание сельскохозяйственных культур могут повысить урожайность сои в районах, характеризующихся частыми засухами. Чтобы избежать недобора урожая в случае раннего завершения сезона дождей, на стадии налива семян может возникнуть необходимость в одном-двух поливах.

Рентабельность использования удобрений

Как правило, производители не вносят под сою удобрения в рекомендуемых дозах из-за высоких цен, нестабильных поставок и рисков, которые влечет за собой возделывание сои в богарных условиях. Тем не менее эффективное и рациональное использование удобрений имеет большое значение. Типичный метод определения потенциала рентабельности – с помощью показателя окупаемости удобрений (ОУ), который представляет собой значение избыточного урожая, произведенного на единицу удобрений. Чем выше ОУ, тем эффективнее использование удобрений.

Большинство экономических анализов внесения удобрений под различные культуры ограничивалось одной культурой или сезоном. Но экономические показатели различных вариантов рационального использования питательных веществ при возделывании различных культур в различных технологиях следует анализировать, основываясь на всей системе земледелия, а не на одной культуре, и тому есть множество причин, среди которых: 1) большинство удобрений, особенно фосфорных и серных, имеют сильное остаточное действие; 2) внесение под одну культуру таких микроэлементов, как цинк, удовлетворяет потребности в нем следующих культур в системе земледелия; 3) сочетание органических удобрений с минеральными позволяет снизить дозу удобрений, используемых для последующих культур, в связи с их остаточным действием.

Post scriptum. Соя занимает очень важное место в мировом масло-семенном производстве, а также является основным источником белка в питании вегетарианцев. Продуктивность сои во многих странах составляет около 2,0 т/га, с разрывом в 1,0 т/га между потенциальной и полученной урожайностью. Проявляющийся дефицит многих питательных веществ (например, азота, фосфора, серы, цинка, железа, бора) в почвах, в сочетании с внесением под основные сельскохозяйственные культуры только азота и фосфора (и в более низких дозах, чем рекомендовано), является одной из главных причин низкой урожайности. Посевы сои также часто страдают от дефицита серы, потому что в качестве источника фосфора производители предпочитают использовать диаммонийфосфат, а не серосодержащий простой суперфосфат.

Недавние исследования убедительно доказали, что продуктивность сои можно увеличить и поддерживать за счет оптимального использования питательных веществ. На бедных азотом почвах рекомендуется стартовое применение азота в дозе 35 кг/га. Оптимальные дозы применения фосфора и калия зависят от их наличия в почве. Если почва содержит более высокую концентрацию доступного фосфора, рекомендуется поддерживающее удобрение. Многократное применение фосфора и серы приводит к их накоплению в почве, что, в свою очередь, позволяет сократить дозы их внесения под последующие культуры. Таким образом, базой для применения этих удобрений должна служить система земледелия как одно целое, а не отдельно взятая сельскохозяйственная культура.

Что касается микроэлементов, то чаще всего наблюдается дефицит цинка. Учитывая дефицит многих питательных веществ, сбалансированное применение всех элементов питания в рекомендуемых дозах может иметь большое значение для получения высоких урожаев. Применение балансового метода расчета доз удобрений с учетом запрограммированного урожая позволит сэкономить на дорогостоящих удобрениях. Много мелких производителей, ведущих свое хозяйство на малоплодородных землях в развивающихся странах, считают, что применение удобрений является рискованным, так как нет никаких гарантий, что они дадут возможность собрать хороший урожай сои, пока существуют другие факторы риска, сказывающиеся на урожайности (например, вредители, сорняки и заболачивание). Таким образом, следует рекомендовать и популяризировать в виде комплекса мер улучшенные технологии рационального использования питательных веществ среди хозяйств в сочетании с эффективными методами борьбы с вредителями и сорняками и рационального использования водных ресурсов.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *