Применение фосфорно-калийных удобрений традиционно считается важным приемом, улучшающим фитосанитарное состояние агроценозов [2]. Повышение уровня калийного питания растений обеспечивает формирование у них более прочных скелетных тканей, а также клеточных стенок и кутикулы, что препятствует проникновению фитопатогенов внутрь клетки. Более того, при усилении процессов метаболизма в оптимальных условиях калийного питания замедляется распад органических веществ, таким образом, в растениях отсутствуют низкомолекулярные углеводы и растворимые азотные соединения, которые служат питательным субстратом для патогенной микрофлоры. В условиях достаточного калийного питания в растении активизируется биосинтез фенольных соединений, играющих важную роль в иммунитете растений [4; 6;7]

Имеются данные, что применение калийных удобрений повышает устойчивость многих культурных растений к мучнистой росе и ржавчине, корнеплодов – к гнилям при хранении.

С другой стороны, азотные удобрения, создавая избыток нитратов в почве, усиливают ее кондуктивные свойства, в результате чего фитопатогенные микромицеты не только становятся преобладающими, но и способны при оптимальных условиях активно заражать восприимчивые растения. Известны случаи повышения восприимчивости растений к ржавчине и мучнистой росе при внесении избытка азотных удобрений.

Более того, по данным В.А. Чулкиной и др. (2009), при избытке нитратов многие бактерии-антагонисты утрачивают способность продуцировать антибиотики и другие биологически активные вещества. В этих условиях увеличивается численность фитопатогенных грибов в почве и усиливается поражение растений корневой гнилью[9].

Но известны и противоположные факты, например, повышение устойчивости к пероноспорозу табака и подсолнечника при некотором избытке азота.

Таким образом, в каждом отдельном случае требуется оценка влияния удобрений на поражаемость сельскохозяйственных культур теми и иными заболеваниями.

Цель исследования

Заключается в оптимизации применения удобрений на основе балансовых методов расчета норм туков для достижения программируемого уровня урожайности озимой пшеницы в зоне умеренного увлажнения Ставропольского края.

Материалы и методы исследования

Почвенный покров хозяйства однороден, отмечается залегание почв большими контурами. Почвы хозяйства представлены черноземом выщелоченным, мощным, малогумусным, тяжелосуглинистым, основанным на лессовидном суглинке. Содержание органического вещества в слое почвы 0-20 см. находится в пределах 5 ,8 до 6,2%. Его запасы в 0-100 см. слое достигают 500-550 т/га. Концентрация ­ подвижного фосфора по Мачигину – 21-26 мг, обменного калия – 260 – 280 мг/кг почвы. Почвы имеют довольно плотное сложение 1,15-1,36 г/см3. Реакция почвенного раствора слабокислая и нейтральная рН 5,6-6,5. Почвы имеют среднюю обеспеченность подвижным фосфором, среднюю и высокую по калию.

Методика исследований: делянки размещены по методу рендомизированных повторений, повторность опыта 3-х кратная. Ширина – 12, длинна 80 м, общая S опыта – 960м2, учетная S опыта – 528м2 [3].

Опыт двухфакторный, представленный следующими факторами: Фактор А – планируемая урожайность озимой пшеницы – сорт Зустрич 4,0, 5,0 и 6,0 т/га Фактор В – способы расчета минеральных удобрений:

Схема опыта представлена следующим образом:

1.контроль – без удобрений

2. рекомендованная – N60P60K30 (Агеев В.В. и др.);

3.планируемый урожай 4,0 т/га по методике СНИИСХ и агрохимцентр «Ставропольский» (1987г.) – N60P34K34*;

4. планируемый урожай 4,0 т/га по методике Агеева В.В. – N68P44K24;

5. планируемый урожай 5,0 т/га по методике СНИИСХ и агрохимцентр «Ставропольский» (1987г.)- N105P60K60*

6. планируемый урожай 5,0 т/га по методике Агеева В.В. – N90P67K40*;

7. планируемый урожай 6,0 т/га по методике СНИИСХ и агрохимцентр «Ставропольский» (1987г.) – N126P80K72*

8. планируемый урожай 6,0 т/га по методике Агеева В.В. – N110P82K51*

* - дозы удобрений на основе агрохимического анализа

Расчет доз минеральных удобрений на планируемую урожайность озимой пшеницы 4.0, 5.0 и 6.0 т/га проводился по двум методикам. В соответствии с первым подходом, разработанным В.В. Агеевым [1], дозы фосфорных и калийных удобрений рассчитывались следующим образом:

, где:

Д–доза Р2О5и К2О, кг/га;

В – вынос Р2О5  и К2О с планируемым урожаем зерна, кг/га;

Кn– коэффициент использования фосфора и калия из почвы от выноса с планируемым урожаем зерна (0.47-0.66 для фосфора и 0.58-0.70 для калия с учетом содержания в почвах подвижных форм фосфора и калия и планируемой урожайности);

Ку – коэффициент использования фосфора и калия из удобрений(40 и 70% соответственно).

Дозы азотных удобрений рассчитывались по преобразованной формуле:

, где:

К – отношение выноса N с планируемым урожаем зерна к выносу Р2О5  с планируемым урожаем зерна;

Ку – коэффициент использования азота из удобрений (70%).

Согласно второй методике, разработанной специалистами Ставропольского НИИСХ и ГЦАС «Ставропольский» [5], дозы удобрений были рассчитаны по формуле:

, где:

У – планируемая урожайность зерна, ц/га;

В – вынос N, Р2О5  и К2О с 1 ц планируемого урожая зерна, кг;

Кк– коэффициент компенсации выноса элементов питания за счет удобрений (0.49-0.52 для азота, 1.10-1.36 для фосфора и 0.30-0.43 для калия в зависимости от планируемого уровня урожайности).

Кроме того, был включен контрольный вариант (без удобрений) и вариант со средне-рекомендованными дозами удобрений для данной почвенно-климатической зоны. Хлористый калий вносили под вспашку, аммофос – при посеве, аммиачную селитру – в ранневесеннюю подкормку[8].

Результаты исследования и их обсуждение

Согласно многолетних данных в месте проведения опытов отмечается повышенный температурный режим в летний и осенний периоды. В зимний период температурный режим и снежный покров неустойчив. Весна затяжная, холодная, температурный режим неустойчив. Среднее количество осадков выпадающих в год – 623 мм. Средняя годовая температура воздуха – 9,2 °

Результаты по оценке биологической эффективности различных доз удобрений и соотношения в них азота и калия в отношении корневой гнили озимой пшеницы представлены на рисунке 1.

Исследования показали, что снижение дозы калия ниже K30 не оправдывает себя с фитосанитарной точки зрения, так как приводит к увеличению развития корневой гнили до уровня контроля без удобрений. Рекомендованная доза удобрений  N60P60K30 позволяет снизить данный показатель в 1,9 раза.

Анализ пораженности растений озимой пшеницы корневой гнилью в зависимости от дозы удобрений при увеличении планируемой урожайности до 5-6 т/га приводит к выводу о фитосанитарном значении пропорции между элементами питания. Установлено, наиболее оптимальным с фитосанитарной точки зрения является соотношение азота и калия 1,7:1, которое позволяет удерживать развитие заболевание в пределах экономического порога вредоносности ЭПВ=10-15%.

Рисунок 1. – Пораженность растений озимой пшеницы корневой гнилью в зависимости от дозы минерального питания (среднее за 2010-2014 гг.):

1 – контроль (без удобрений); 2 – N60P60K30; 3 – N60P34K34; 4 – N68P44K24;  5 – N105P60K60; 6 –  N90P67K40; 7– N126P80K72; 8 – N110P82K51.

Смещение в сторону повышения данного соотношения до 2,2-2,8:1 приводит к развитию заболевания в пределах верхнего уровня ЭПВ и выше.

Из данных приведенных в таблице 1 видно, что в среднем за 4 года исследований оба метода расчета норм удобрений обеспечили программированный уровень урожайности озимой пшеницы 4 т/га N60P34K34 и N68P44K24. Программированный уровень 5,0 и 6,0 т/га достигнут не был, но  наибольшая достоверность программирования 99% была получена при внесении дозы N126P80K72 на планируемы урожай 6,0 т/га по методике расчета В.В. Агеева [8].

Таким образом, мы видим, что чем выше дозы удобрений, тем пораженность озимой пшеницы корневой гнилью меньше, а продуктивность будет выше.

Таблица 1

Урожайность озимой пшеницы в умеренно-влажной зоне Ставропольского края на основе оптимизации минерального питания за 2010-2014 гг.

* 1- Методика расчета по Агееву В.В.

* 2- Методика расчета ученых СНИИСХ и  агрохимцентр «Ставропольский»

Вывод

Таким образом, результаты исследований свидетельствуют, что регулирование оптимального и сбалансированного уровня минерального питания растений является одним из факторов оздоровления фитосанитарного состояния посевов озимой пшеницы.

Рецензенты:

Цховребов В.С., д.с.-х.н., профессор, заведующий кафедрой почвоведения имени В.И. Тюльпанова, ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», г. Ставрополь;

Дорожко Г.Р., д.с.-х.н., профессор кафедры общего и мелиоративного земледелия, ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», г. Ставрополь.