Оптимальные дозы и сроки проведения листовыхподкормок озимой пшеницы калиевой селитрой

Сбалансированное минеральное питание – ключевой фактор формирования высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Оптимизация форм, доз, сроков и способов внесения удобрений повышает экономическую отдачу при возделывании зерновых культур. Большое количество исследований указывает на то, что листовые подкормки азотом и калием повышают урожайность и качество зерна озимой пшеницы (Raun и Johnson, 1999; Emam и Borjian, 2000; Zecevic и др., 2004; El-Abady и др., 2009; Khan и др., 2009; Zheng и др., 2010). Положительные стороны использования листовой подкормки – это повышение потребления элементов питания растениями, а также снижение потерь азота вследствие вымывания и денитрификации (Powlson и др., 1987). Данный способ внесения азота высокоэффективен на зерновых культурах. Листовые подкормки жидкими азотными удобрениями с целью повышения содержания белка в зерне широко практикуются во многих странах мира.
Калиевая селитра (KNO₃) служит одновременно источником азота и калия для растений. Она представляет собой кристаллический порошок белого цвета и полностью растворима в воде. Удобрение вносится в растворенном виде с помощью опрыскивателей. В полевых опытах, проведенных Барраклаухом и Хейнесом (Barraclough и Haynes, 1996), озимая пшеница обрабатывалась 2.6% раствором KNO₃ на трех этапах развития: развернутый первый лист, конец колошения и молочная спелость зерна. По BBCH-шкале (Meier, 2001) это стадии 11, 59 и 71 соответственно. Исследователи не выявили значительного влияния листовых подкормок на урожайность зерна и содержание азота в зерне даже при тройной обработке раствором KNO₃. Они объяснили этот факт высоким плодородием почвы – хорошей обеспеченностью доступными растениям формами азота и калия. Женг с соавт. (Zheng и др., 2010) в вегетационном опыте получили увеличение массы 1000 зерен и урожайности зерна озимой пшеницы при обработке 0.01 M раствором KNO₃ в фазу колошения. Однако при этом наблюдалось снижение содержания белка в зерне. Авторы предположили, что это могло быть вызвано солевым стрессом у растений, поскольку они выращивались в условиях засоления (в качестве субстрата исследователи использовали вермикулит с добавлением NaCl). Дас и Саркар (Das и Sarkar, 1981) в полевых опытах установили, что листовая подкормка 0.5% раствором KNO₃ после фазы цветения дает прибавку урожайности зерна и соломы пшеницы.
В странах Восточной Европы подобных работ по изучению эффективности листовых подкормок озимой пшеницы растворами KNO₃ не проводилось. Цель данного исследования – изучение влияния периодичности проведения листовых подкормок и концентрации раствора KNO₃ на урожайность и качество зерна озимой пшеницы, возделываемой на почвах с низким содержанием органического вещества в условиях умеренного климата с высоким количеством осадков и значительным вымыванием элементов питания из почвы. Полевой опыт был проведен в 2009-2010 гг. на Опытной станции «Броды» Познаньского университета естественных наук в 50 км к западу от г. Познань (Польша). Данный регион характеризуется влажным континентальным климатом с холодной зимой и теплым летом. Средние температуры января и июля − 3.1°C и 18.3°C соответственно. Среднегодовое количество осадков − 500 мм с максимумом в июле. Зима 2010 г. была в целом благоприятна для перезимовки растений, однако в феврале и в течение первой недели марта растения пострадали от сильных морозов (ниже -20°C). Температуры в апреле были несколько выше, чем обычно. Наблюдалась также небольшая задержка осадков, однако количество осадков в мае компенсировало их недостаток в апреле (рис. 1).


Рис. 1. Динамика осадков в 2010 г. относительно среднемноголетних данных.

Почва опытного участка – дерново-подзолистая, гранулометрический состав – опесчаненный суглинок. Исходная агрохимическая характеристика почвы представлена в табл. 1. Удобрения – аммиачную селитру, двойной суперфосфат и хлористый калий вносили осенью перед посевом в дозах 70 кг N/га, 40 кг P₂O₅/га и 80 кг K₂O/га соответственно (фон – контроль). Схема опыта включала 9 вариантов с листовыми подкормками растворами KNO₃ (табл. 2). Обработка проводилась в следующие фазы развития растений: возобновление весенней вегетации, выход в трубку и колошение – стадии 25, 31 и 50 по BBCH-шкале. В эксперименте использовались концентрации раствора KNO₃ в пределах от 3 до 7%. Расход рабочего раствора составил 350 л/га. В контрольном варианте опыта проводили обработку растений водой соответственно трехкратному внесению растворов. Выращивалась озимая пшеница сорта Торас (Triticum aestivum L.). Общая площадь делянок – 25 м², повторность – 4-х кратная.

Таблица 1. Исходная агрохимическая характеристика почвы опытного участка (слой 0-30 см).
рНКСl	Гумус, %	Подвижный P	Подвижный K	Обменный Mg	N-NH4	N-NO3
		мг/кг почвы (в расчете на элемент)			кг/га
5.4	2.6	92	168	82	11	45
Примечание: подвижные формы фосфора и калия определялись в вытяжке 0.2 М CH3COONH4 + 0.2 М CH3COOH + 0.1 М 2(C3H5O3)·Ca (лактат Са) + 0.1 М НCl, обменный Mg – в вытяжке 1.0 M KCl.

Таблица 2. Схема полевого опыта.
№	Вариант опыта	Концентрация раствора KNO3 (%) в зависимости от фазы развития растений
		ВВВВ (BBCH 25)	Выход в трубку (BBCH 31)	Колошение (BBCH 50)
1	N70P40K80 – фон (контроль)	-	-	-
2	+ 1 обработка (3%)	3	-	-
3	+ 2 обработки (3%+3%)	3	3	-
4	+ 3 обработки (3%+3%+3%)	3	3	3
5	+ 1 обработка (5%)	5	-	-
6	+ 2 обработки (5%+3%)	5	3	-
7	+ 3 обработки (5%+3%+3%)	5	3	3
8	+ 1 обработка (7%)	7	-	-
9	+ 2 обработки (7%+5%)	7	5	-
10	+ 3 обработки (7%+5%+3%)	7	5	3

Образцы надземной биомассы растений отбирались при уборке (стадия 91 по BBCH-шкале) и высушивались в сушильном шкафу при температуре 65°C. Содержание общего азота определяли по методу Кьельдаля (AOAC, 1990). Содержание белка в зерне рассчитывалось путем умножения содержания общего азота на 5.74.
Содержание фосфора определялось спектрофотометрическим методом (Richards, 1954); калия – пламенно-фотометрическим методом (Jackson, 1973); кальция и магния – методом атомной спектроскопии; Fe, Mn, Zn, Cu – методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-АЭС) на приборе JY 238.
Содержание общего азота и калия было значительно ниже в стеблях по сравнению с листьями растений (табл. 3). Максимальное содержание азота в листьях – 1.83-1.89% наблюдалось при проведении трех обработок раствором KNO₃ (3%+3%+3% и 7%+5%+3% соответственно). Листовые подкормки KNO₃ существенно повышали содержание калия как в листьях, так и в стеблях только в одном варианте опыта – с проведением одной обработки 7% раствором.

Таблица 3. Влияние листовой подкормки KNO3 на содержание азота и калия в листьях и стеблях озимой пшеницы (%) при уборке.
Вариант опыта	Листья			Стебли
	N	K*	K:N	N	K*	K:N
1	1.54	1.18	0.77	0.70	0.82	1.17
2	1.24	1.08	0.87	0.54	0.82	1.52
3	1.21	1.38	1.14	0.77	1.00	1.30
4	1.89	1.26	0.67	0.61	0.91	1.49
5	1.47	1.06	0.72	0.69	0.66	0.96
6	1.46	1.17	0.80	0.59	0.89	1.51
7	1.66	1.10	0.66	0.50	0.89	1.78
8	1.72	1.58	0.92	0.70	1.21	1.73
9	1.61	1.25	0.78	0.66	0.93	1.41
10	1.83	1.13	0.62	0.55	0.73	1.33
*В расчете на элемент.

Максимальное содержание общего азота в зерне было получено в варианте с проведением одной обработки 7% раствором KNO₃ при возобновлении весенней вегетации растений (табл. 4). Следует отметить тенденцию к увеличению накопления фосфора в зерне при проведении листовых подкормок KNO₃. Заметных изменений в содержании в зерне таких макро- и микроэлементов, как K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn и Cu выявлено не было.

Таблица 4. Влияние листовой подкормки KNO3 на содержание макро- и микроэлементов в зерне озимой пшеницы (в расчете на элемент).
Вариант опыта	N	P	K	Mg	Ca	Fe	Mn	Zn	Cu
	%					мг/кг
1	2.42	0.05	0.44	0.05	0.04	28.5	38.9	30.9	2.05
2	2.13	0.09	0.46	0.05	0.03	27.9	37.1	32.1	1.95
3	2.40	0.13	0.50	0.06	0.04	33.0	46.0	33.0	2.25
4	2.37	0.11	0.44	0.05	0.04	29.9	41.5	30.8	2.15
5	2.37	0.15	0.42	0.05	0.04	25.6	32.8	27.8	2.00
6	2.40	0.12	0.48	0.06	0.04	28.5	41.5	31.5	2.00
7	2.55	0.10	0.52	0.05	0.04	31.2	41.9	31.2	2.20
8	2.69	0.12	0.40	0.05	0.05	28.6	40.1	29.0	2.45
9	2.23	0.13	0.52	0.06	0.04	29.2	40.9	34.2	2.60
10	2.16	0.12	0.48	0.06	0.04	27.9	37.5	30.0	2.05

Влияние листовой подкормки KNO₃ на некоторые элементы структуры урожая озимой пшеницы показано в табл. 5. Достоверное увеличение числа зерен в колосе по сравнению с контролем было получено во всех вариантах опыта, где проводилось три обработки, а также в вариантах с двумя обработками (5%+3% и 7%+5%). Статистически значимое увеличение массы 1000 зерен при проведении листовых подкормок KNO₃ наблюдалось только в одном варианте опыта, в котором проводилось две обработки растений (5%+3%).

Таблица 5. Влияние листовой подкормки KNO3 на некоторые элементы структуры урожая и качество зерна озимой пшеницы.
Вариант опыта	Число колосьев, шт./м2	Число зерен в колосе, шт.	Масса 1000 зерен, г	Белок, %
1	422	22.8	44.3	13.9
2	457	20.4	48.5	12.5
3	405	24.8	45.8	13.8
4	387	27.0	45.3	13.6
5	424	23.1	46.5	13.6
6	403	25.8	49.4	13.8
7	436	28.2	44.2	14.7
8	418	22.8	45.1	15.5
9	396	25.4	47.4	12.8
10	462	25.7	46.3	12.4
НСР0.05	42	2.5	4.6	1.4

Доля зерна в надземной биомассе растений была максимальной при проведении трех подкормок растворами KNO₃ (5%+3%+3% и 7%+5%+3%). Данный показатель составил 43 и 39% соответственно (рис. 2). В обоих случаях более высокая доля зерна в надземной биомассе была получена за счет снижения доли половы (до 25%). Таким образом, листовые подкормки растворами KNO₃ в оптимальных дозах и в оптимальные сроки оказывают положительное влияние на соотношение вегетативных и репродуктивных органов у озимой пшеницы.


Рис. 3. Влияние листовой подкормки KNO₃ на урожайность зерна озимой пшеницы. (НСР_0.05 = 0.48).

Урожайность зерна в контрольном варианте опыта (N70P40K80 – фон) составила 4.30 т/га (рис. 3). Следует отметить, что доза азота, равная 70 кг N/га, соответствует средней практике хозяйств. Достоверная прибавка урожайности зерна по сравнению с контролем наблюдалась в трех вариантах опыта с листовыми подкормками раствором KNO₃. Так, урожайность зерна повысилась на 0.77 т/га (на 18%) при проведении двух подкормок (5%+3%). Наибольшие прибавки урожайности – 1.19 и 1.25 т/га (на 28 и 29%) наблюдались при проведении трех подкормок (5%+3%+3% и 7%+5%+3% соответственно). В последнем варианте опыта была получена максимальная урожайность зерна – 5.55 т/га. В вышеуказанных вариантах, как отмечено выше, наблюдалось достоверное увеличение числа зерен в колосе, а также доли зерна в надземной биомассе растений по сравнению с контролем. В нашем исследовании почва была менее обеспечена минеральным азотом и подвижным калием, чем в опытах, проведенных Барраклаухом и Хейнесом (Barraclough и Haynes, 1996), поэтому при проведении листовой подкормки раствором KNO₃ и был получен значительный эффект. К аналогичным выводам пришли и другие исследователи (Zheng и др. 2010).


Рис. 3. Влияние листовой подкормки KNO₃ на урожайность зерна озимой пшеницы. (НСР_0.05 = 0.48).

Результаты проведенного полевого опыта свидетельствуют о том, что максимальное содержание белка в зерне, как и содержание общего азота, отмечается в варианте с проведением одной обработки 7% раствором KNO₃ при возобновлении весенней вегетации растений (табл. 5). Содержание белка в зерне в данном варианте достоверно повысилось до 15.5% по сравнению с 13.9% в контроле. Урожайность зерна при этом не изменилась.

Выводы

Согласно полученным результатам, максимальная прибавка урожайности зерна при проведении листовых подкормок растворами KNO₃ наблюдалась при проведении трех обработок: при возобновлении весенней вегетации, в фазу выхода в трубку и в колошение. Концентрации раствора KNO₃ при этом составили 5%+3%+3% и 7%+5%+3%. В последнем случае была получена максимальная урожайность зерна – 5.55 т/га. Прирост урожайности зерна был достигнут за счет увеличения числа зерен в колосе и повышения доли зерна в надземной биомассе растений.

Полтораднев М.С. – агроном-консультант; e-mail: maksim.poltoradnev@uralchem.com.

Гребенникова Т.В. – руководитель департамента маркетинга и продвижения продукции; e-mail: tatiana.grebennikova@uralchem.com.

ОАО «ОХК «УРАЛХИМ» (г. Москва, Россия).

Гржебиш В. – профессор-менеджер, Познаньский университет естественных наук (г. Познань, Польша).

Авторы признательны региональному директору Международного института питания растений по Югу и Востоку России В.В. Носову за помощь в подготовке статьи.

Литература

Raun, W.R. and G.V. Johnson. 1999. Agron. J. 91: 357-363.

Emam, Y. and A.R. Borjian. 2000. J. Agr. Sci. Tech. 2: 263-270.
Zecevic, V., Dokic, D., Knezevic, D. and D. Micanovic. 2004. Kragujevac J. Sci. 26: 85-90.
El-Abady, M.I., Seadh, S.E., El-Ward, A., Ibrahim, A. and A.M. El-Amam. 2009. Int. J. Sustain. Crop Prod. 4 (4): 33-39.
Khan, P., Memon, M.Y., Imitiaz, M. and M. Aslam. 2009. Pak. J. Bot. 41 (3): 1197-1204.
Zheng, Y., Xu, X., Simmons, M., Zhang, C., Gao, F. and Z. Li. 2010. J. Plant Nutr. Soil Sci. 173: 444-452.
Powlson, D.S., Poulton, P.R., Penny, A., and M.V. Hewitt. 1987. J. Sci. Food Agric. 41: 195-203.
Barraclough, P.B., and J. Haynes. 1996. Fert. Res. 44: 217-223.
Meier, U. 2001. Growth stages of mono- and dicotyledonous plants. BBCH Monograph. Federal Biological Research Centre for Agriculture and Forestry.
Das, S. and A.K. Sarkar. 1981. Indian Agriculturist 25: 267-273.
AOAC. 1990. Official Methods of Analysis. Washington, DC: AOAC.
Richards, L.A. 1954. Diagnosis and Improvement of Saline Alkali Soils. USDA Handbook No. 60. Washington, DC: USDA.
Jackson, M.L. 1973. Soil Chemical Analysis. New Delhi: Prentice Hall of India Pvt. Ltd.