Применение микроудобрений для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур в интенсивном земледелии

Интенсивная система земледелия с культивированием наиболее продуктивных сортов, внесением высококонцентрированных безбалластных азотнофосфорно-калийных удобрений привела к снижению содержания доступных растениям форм микроэлементов в почвах и, как следствие, к необходимости широкого применения микроудобрений, т.е. удобрений, действующим веществом которых являются микроэлементы. В Российской Федерации и странах ближнего зарубежья во внесении борных удобрений нуждается до 59,5 % пахотных земель, кобальтовых – 90,8, марганцевых – 41,3, медных – 64,5, молибденовых – 75,3, цинковых – 83,0 %. Потребность этих государств в борных удобрениях в данный момент составляет 12350 т, кобальтовых – 310, марганцевых – 11550, медных – 8740, молибденовых – 2100, цинковых – 7450 т в пересчете на элемент. Эти расчеты произведены на основании агрохимических анализов почв и сложившегося на данном этапе уровня урожайности основных сельскохозяйственных культур. При дальнейшем повышении продуктивности культурных растений потребность в микроудобрениях будет возрастать.

Необходимость внесения микроудобрений устанавливается по содержанию подвижных форм микроэлементов в почве, которое определяется характером материнских пород и растительностью, типом и биологической активностью почвы (табл. 74; Куркаев В.Т., Шеуджен А.Х., 2000).

Таблица 74 – Содержание в почвах доступных растениям форм микроэлементов, мг/кг (экстракты по Пейве-Ринькису) Почвы В Со Мn Сu Mo Zn

 Дерново-
               0,08–0,38   0,12–3,0   50–150    0,05–5,0   0,04–0,97 0,12–20,0
 подзолистые
 Черноземы     0,38–1,58 1,10–2,2      1,0–75   4,5–10,0   0,02–0,33   0,10–0,25
 Сероземы      0,23–0,62 0,90–1,5     1,5–125   2,5–10,0   0,03–0,15   0,09–1,12
 Каштановые    0,30–0,90 0,10–6,0      1,5–75   8,0–14,0   0,09–0,62   0,06–0,14
 Бурые         0,38–1,95 0,57–2,25     1,5–75   6,0–12,0   0,06–0,12   0,03–0,20

Доступные растениям (подвижные) формы микроэлементов в почве подразделяются на слабоподвижные, которые определяются в вытяжках сильных кислот; среднеподвижные, извлекаемые растворами слабых кислот, а также щелочей и кислотными буферами; легкорастворимые, определяемые в водных и углекислотных вытяжках. Важно, чтобы избранная вытяжка при определении подвижной формы того или иного микроэлемента в наибольшей степени соответствовала усвояющей способности корневой системы конкретного растения и объективно отражала степень нуждаемости данного растения в микроудобрении.

Определяющим критерием суждения об обеспеченности почв элементами питания растений, в т. ч. и микроэлементами, является полевой опыт. В нем экспериментально устанавливается соответствие между содержанием в почве подвижных форм элементов, их количеством в растениях и выносом с урожаем, а также соответствие между запасом элемента в почве и эффективностью удобрений. Существует дифференцированный подход к выбору методов определения подвижных форм микроэлементов в почве в зависимости от ее типа, свойств и агрохимической характеристики.

Для почв дерново-подзолистого типа наиболее широкое распространение нашла система вытяжек, предложенная Я.В. Пейве и Г.Я. Ринькисом. Ацетатно-аммонийный буферный раствор с рН 4,8, предложенный Н.К. Крупским и А.М. Александровой, используют при анализе черноземов, каштановых и серых лесных почв для определения подвижных форм марганца, меди, кобальта и цинка. Бор во всех почвах определяют в водной вытяжке, молибден извлекают оксалатным буферным раствором с рН 3,3 по Дж. Ц. Григгу.

По обеспеченности отдельными микроэлементами и потребности в применении микроудобрений почвы делятся на три группы: низко-, средне- и высокообеспеченные (табл. 75; Куркаев В.Т., Шеуджен А.Х., 2000).

Таблица 75 – Группировка почв по обеспеченности растений микроэлементами, мг/кг Обеспе- ченность В Со Мn Сu Mo Zn

                             Экстракты по Пейве-Ринькису
 Низкая 1           <0,1        <0,3      <15       <0,5      <0,05        <0,3
 Средняя 1         0,1–0,3     0,3–1     15–30     0,5–1,5  0,05–0,15     0,3–1,5
 Высокая 1          >0,3         >1       >30       >1,5      >0,15        >1,5
 Низкая 2           <0,3         <1       <45        <2        <0,2        <1,5
 Средняя 2         0,3–0,5      1–3      45–70       2–4     0,2–0,3       1,5–3
 Высокая 2          >0,5         >3       >70        >4        >0,3         >3
 Низкая 3           <0,5         <3      <100        <5        <0,3         <3
 Средняя 3          0,5–1       3–5     100–150      5–7     0,3–0,5        3–5
 Высокая 3           >1          >5      >150        >7        >0,5         >5
                        Экстракты по Крупскому–Александровой
 Низкая 1           <0,1       <0,07       <5       <0,1      <0,05         <1
 Средняя 1         0,1–0,3   00,7–0,15    5–10     0,1–0,2  0,05–0,15       1–2
 Высокая 1          >0,3       >0,15      >10       >0,2      >0,15         >2
 Низкая 2           <0,3       <0,15      <10       <0,2       <0,2         <2
 Средняя 2         0,3–0,5   0,15–0,30   10–20     0,2–0,5   0,2–0,3        2–5
 Высокая 2          >0,5        >0,3      >20       >0,5       >0,3         >5
 Низкая 3           <0,5        <0,3      <20       <0,5       <0,3         <5
 Средняя 3          0,5–1     0,3–0,7    20–40      0,5–1    0,3–0,5       5–10
 Высокая 3           >1         >0,7      >40        >1        >0,5        >10

Примечание: 1 – для растений с невысоким выносом микроэлементов;

2 – для растений с повышенным выносом микроэлементов;

Потребность культур в микроэлементах и особенности почвенного анализа

Потребность сельскохозяйственных культур в микроэлементах существенно различается. Картофель, зерновые и зернобобовые культуры отличаются невысоким выносом микроэлементов при относительно высокой способности усваивать их из почвы. Корнеплоды, овощи, подсолнечник, хлопчатник, кормовые травы, плодовые деревья и виноградники требуют повышенного количества микроэлементов. При этом в условиях орошения и при использовании интенсивных технологий вынос микроэлементов из почвы резко возрастает.

При планировании системы питания важно учитывать, что результаты анализа почвы на обеспеченность микроэлементами зависят от применяемого метода. Разные экстрагенты извлекают неодинаковое количество подвижных форм. Из-за этого группировка почв по результатам различных анализов часто не совпадает.

• Марганец (ацетатно-аммонийная вытяжка pH 4,8 к вытяжке 0,1 н H2SO4) — меньше в 3–4 раза
• Цинк (ацетатно-аммонийная вытяжка к 1 н KCl) — больше в 2–4 раза
• Медь и кобальт (буферный раствор к 1 н HCl и 1 н HNO3) — меньше в 6–8 раз

Влияние микроудобрений на урожайность и иммунитет культур

Внесение микроудобрений на почвах с низким содержанием элементов питания повышает урожайность на 10–15 %. При возделывании интенсивных сортов подкормки эффективны не только на бедных, но и на средних по обеспеченности почвах. Однако микроудобрения сработают в полную силу только при высоком общем уровне агротехники. Недопустимо пытаться компенсировать огрехи вспашки и общей подготовки почвы исключительно внесением микроэлементов.

Микроэлементы также повышают устойчивость растений к вредителям и болезням. Например, предпосевная обработка семян гороха молибденом, цинком и кобальтом снижает численность личинок клубеньковых долгоносиков на корнях. Внесение марганца, меди и бора повышает устойчивость зерновых культур к гессенской мухе. Борные, молибденовые, медные и цинковые удобрения снижают вредоносность ржавчины, полиспороза и антракноза, а кобальтовые и марганцевые — эффективны против мучнистой росы зерновых и фитофтороза томатов.

Применение микроудобрений позволяет не только скорректировать питание растений, но и существенно снизить вредоносность распространенных болезней. Микроэлементы выступают в роли протекторов, повышая физиологическую устойчивость культур к инфекциям. Они стимулируют утолщение кутикулы и эпидермиса, способствуют формированию защитных корковых слоев и синтезу фитоалексинов. Кроме того, они ускоряют развитие растений в критические фазы онтогенеза, снижают репродуктивную способность патогенов и замедляют их распространение.

Для снижения вредоносности конкретных заболеваний на практике применяют направленные подкормки:

• Зерновые культуры: марганец (против гельминтоспориоза);
• Хлопчатник: бор и медь (против вертициллеза), марганец (против корневой гнили), цинк (против фузариозного увядания);
• Сахарная свекла: цинк (против корнееда);
• Картофель: медь и марганец (против ризоктониоза, фитофтороза и черной ножки), молибден (против фитофтороза), кобальт (против вертициллеза);
• Капуста: марганец и бор (против килы);
• Морковь: бор (против фомоза);
• Яблоня: бор и марганец (против черного рака);
• Клубника: марганец (против серой гнили).

Контроль накопления микроэлементов и учет сопутствующего внесения

Для предотвращения токсичности необходимо контролировать коэффициент биологического поглощения (КБП). Он рассчитывается по формуле: КБП = Ср / Сп, где Ср — содержание элемента в золе растения (мг/кг), а Сп — валовое содержание этого же элемента в почве (мг/кг). Этот показатель помогает оценить, насколько интенсивно культура забирает металлы из почвы.

• Энергичное накопление (КБП) — 10–100
• Сильное накопление (КБП) — 1–10
• Слабое накопление (КБП) — 0,1–1,0
• Доля подвижных форм в минеральных удобрениях — 70–75 %
• Доля подвижных форм в навозе — до 25 %

При расчете дозировок учитывайте объемы микроэлементов, которые попадают на поля вместе с основными удобрениями. Мочевина, аммиачная селитра, двойной суперфосфат и хлористый калий практически не содержат микроэлементов. Напротив, простой суперфосфат и фосфоритная мука содержат их в значительных количествах.

Также важно обращать внимание на форму соединений. В минеральных туках до 70–75 % микроэлементов находятся в подвижной форме, тогда как в навозе — не более 25 %. При этом регулярное использование органических удобрений способно полностью закрыть потребность культур в микроэлементах.