Удобрення зернобобових культур

Зернобобові – цінні продовольчі та кормові культури. Під час складання для них системи удобрення слід одночасно враховувати потреби підвищення врожаю і поліпшення якості продукції, оскільки ці культури мають велике значення для виробництва рослинного білка. Це пояснюється тим, що в насіннєві більшості зернобобових культур його міститься 25–30 %, а в соломі – до 10–15 %. Амінокислотний склад білків збалансований і має високий вміст таких цінних амінокислот, як лізин, метіонін, триптофан.

На кореневій системі бобових рослин можуть розвиватися бульбочкові бактерії, що фіксують газоподібний азот з атмосфери. Для ефективного використання цієї біологічної особливості бобових потрібно добре знати вимоги бульбочкових бактерій до умов середовища і продуктивності їх у симбіозі з культурними рослинами.

Бульбочкові бактерії нормально ростуть і розвиваються за оптимальних вологості й температури ґрунту, нейтральної або слабокислої реакції ґрунтового розчину, достатнього надходження до бульбочок вуглеводів, фосфору, калію та інших елементів. За pH 5,5 і нижче ґрунт потрібно вапнувати. Після вапнування бор і манган стають важкодоступними для рослин. У такому разі проводять позакореневі підживлення мікродобривами. На кислих ґрунтах рекомендується вносити молібден. Для цього насіння обробляють молібдатом амонію з розрахунку 80–100 г/л робочого розчину. Молібден входить до складу ферментів, які беруть активну участь у фіксації молекулярного азоту бульбочковими бактеріями.

Позитивну дію вапнування на вміст білка у зерні бобових культур і показники його якості деякою мірою пояснюють підвищенням рухливості й доступності для рослин молібдену.

Нині, за значної розораності сільськогосподарських угідь і досить низького рівня застосування мінеральних добрив у зв'язку з великими енерговитратами на їх виробництво, держава має стимулювати вирощування бобових культур і застосування азотфіксувальних препаратів за рахунок зменшення площ посіву просапних культур. Тому в системі удобрення зернобобових культур важливо оптимально поєднувати біологічний азот та азот мінеральних добрив у живленні рослин, що дасть змогу збалансувати його колообіг у сівозміні. Вони залишають на полі післяжнивні рештки з високим вмістом азоту. Це не лише сприяє його накопиченню, а й пришвидшує мінералізацію рослинних решток, підвищує доступність елементів живлення, збільшує врожай наступних культур.

Для зернобобових культур важливо правильно поєднувати основне і припосівне удобрення та підживлення. Фосфорні й калійні добрива вносять восени під зяблевий обробіток ґрунту або навесні – під культивацію, особливо ефективне локальне їх внесення. В умовах нестійкого і недостатнього зволоження ефективність добрив великою мірою залежить від глибини загортання їх у вологий ґрунт. Фосфор і калій з добрив найліпше засвоюються тоді, коли їх зароблено в шар ґрунту 12–25 см. Це пояснюється тим, що в шарі ґрунту 0–20 см зосереджено 65–80 % загальної кількості коренів шару 0–70 см. Азотні добрива вносять навесні. За достатнього зволоження до початку цвітіння можна провести підживлення культур азотними добривами дозою 30 кг/га д. р., але не слід забувати, що це подовжить вегетаційний період рослин на 5–10 діб. Нестача в живленні зернобобових культур азоту дуже різко знижує врожай і вміст у зерні білка.

Зернобобові культури за оптимальних умов вирощування (реакція ґрунту близька до нейтральної, достатнє фосфорно-калійне живлення, застосування нітрагінізації) засвоюють з повітря за допомогою бульбочкових бактерій близько 60–70 % азоту загального його вмісту в рослинах. Тому вважають, що у більшості випадків достатньо внести лише стартову дозу азотних добрив (20–60 кг/га д. р.) під передпосівну культивацію або в рядки при сівбі, щоб отримати високий урожай з добрими показниками якості продукції. Це сприяє забезпеченню рослин азотом на початку росту, коли діяльність бульбочкових бактерій ще слабка. Внесення невеликої стартової дози мінерального азоту особливо важливе на бідних ґрунтах, так як сприяє ліпшому розвитку бульбочкових бактерій на початку вегетації рослин. Фіксація азоту починається через 2–3 тижні після сівби і триває аж до достигання насіння. Проте на перших етапах росту і розвитку рослини неспроможні повністю забезпечити себе азотом. Тому, особливо в холодні затяжні весни, бобові потребують додаткового азотного живлення. Звідси й позитивна реакція на внесення оптимальних норм органічних і мінеральних добрив без зменшення кількості фіксованого атмосферного азоту. У разі внесення високих норм азотних добрив розвиток бульбочкових бактерій на коренях гальмується, знижується їх азотфіксувальна активність, зернобобові культури переходять на живлення азотом, який був унесений з мінеральними добривами. Визначити потребу азотного підживлення можна за розвитком бульбочок на кореневій системі: якщо їх менше п'яти на рослині і вони сірого кольору всередині – є потреба в підживленні. Якщо бульбочок багато, вони крупні, з рожевою м'якоттю – азотфіксація відбувається активно і підживлення не потрібне. Зазвичай, наприклад для сої, використовують таку шкалу заселеності кореневої системи азотфіксувальними бактеріями за кількістю бульбочок: дуже слабке – 0–4 шт/рослина; слабке – 5–10; добре – 11 – 15; дуже добре – більш як 15 шт/рослина.

За нульового обробітку ґрунту найбільша доза азоту мінеральних добрив, яка може бути внесена разом з насінням без пошкодження проростків – 40 (на супіщаних ґрунтах) і 60 кг/га (на глинистих ґрунтах), особливо при змішуванні з карбамідом. Зі збільшенням ширини міжрядь дозу рядкового удобрення відповідно зменшують. Для такого внесення найліпшою формою азотного добрива є вапняно-аміачна селітра, бо відомо, що коли в момент проростання насіння знаходиться в середовищі з pH 6–7, то рослини нормально розвиватимуться навіть за різкого відхилення реакції ґрунтового розчину в наступний період. Тому меліорація насіннєвого ложа сприяє підвищенню продуктивності рослин.

Поряд зі створенням оптимальних умов зовнішнього середовища для життєдіяльності бульбочкових бактерій ефективність їх симбіозу забезпечує інокуляція насіння зернобобових культур спеціальними активними расами бактерій – нітрагіном. За оптимальних умов біологічна фіксація азоту може досягати від 135 кг/га у гороху до 390 кг/га у сої. За звичайних умов вона коливається в межах 40–120 кг/га, а приріст урожаю від симбіотичного азоту може бути: гороху – 10 %, люпину – 15, вики – 18, сої – 24% (І. А. Тихонович, 2007), тоді як витрати на проведення інокуляції не перевищують 3–5 % отриманого прибутку. При цьому також зменшуються потреби у внесенні азотних добрив. Обробка насіння бактеріальним препаратом не тільки поліпшує азотне живлення, а й підвищує імунітет рослин до низки грибкових захворювань.

Ефективність біопрепарату вища на ґрунтах легкого гранулометричного складу, що пов'язано з меншою активністю природних популяцій азот фіксаторів, а також після вапнування ґрунту та внесення мікроелементів, насамперед молібдену і бору.

За складом зерна і соломи зернобобові різняться від інших культур, зокрема і від зернових злаків, підвищеним вмістом макроелементів. Потреба в елементах живлення визначається біологічними особливостями культур. На початку вегетації рослини розвиваються повільно. Від появи сходів до цвітіння їм потрібна незначна кількість елементів живлення. З наближенням до фази цвітіння вимоги культур до умов живлення значно зростають. У період від цвітіння до масового наливання бобів у них найбільша потреба в елементах живлення, засвоєння яких також залежить від особливостей розвитку рослин. Горох і вика завершують засвоєння елементів живлення наприкінці цвітіння, люпин і боби кормові – під час достигання бобів на головному стеблі. На формування 1 т зерна та відповідної кількості соломи горох використовує 45–65 кг азоту, 15–20 – Р205, 20–30 кг К20; вика -г відповідно 50–60, 12–16, 16-20; люпин – 70–80, 15–25, 40–50, соя – 70–75, 18–20, 20–25. Важливою особливістю гороху і люпину є здатність засвоювати фосфор із важкорозчинних форм добрив і ґрунту за порівняно великої загальної потреби у цьому елементі.

Зернобобові культури середньочутливі до сірки. Вони засвоюють її 30–40 кг/га, тобто приблизно стільки ж, як і фосфору. Сірка належить до макроелементів. За її нестачі в живленні рослин сповільнюється синтез білків, накопичується азот у небілковій формі або у формі нітратів, знижується життєдіяльність бульбочкових бактерій. Застосовувати сірчані добрива потрібно в дозах, що визначаються вмістом рухомої сульфатної сірки в орному шарі ґрунту (табл. 10.3).

Наприклад, азотні добрива можна внести під передпосівну культивацію у вигляді сульфату амонію. Коли ймовірний дефіцит сірки, внесення невеликої її кількості (10–20 кг/га S) обійдеться дешевше, ніж проведення аналізу ґрунту.

Підвищений винос азоту зернобобовими культурами значною мірою покривається фіксацією атмосферного азоту. Оскільки надземна частина врожаю вида-

Таблиця 10.3. Дози сірчаних добрив під зернобобові культури залежно від умісту рухомих сполук сірки в ґрунті

ллється з поля, то після збирання зернобобової культури азот у ґрунті зазвичай не накопичується, можливе навіть деяке зменшення його вмісту, особливо при видаленні з поля крім зерна ше й соломи.

Норму азотних добрив під зернобобові культури визначають таким методом. Наприклад, якщо планується врожайність гороху 3,0 т/га, то за витрат на формування 1 т зерна і відповідної маси соломи 50 кг азоту загальний винос його становитиме 150 кг/га (3 • 50). Приблизно половина азоту від господарського виносу міститься в пожнивно-кореневих рештках, тобто 75 кг/га. Тому в біологічному врожаї гороху на 1 га міститься (150 + 75) 225 кг/га азоту. За оптимальних умов росту й розвитку зернобобові культури 1/3 азоту використовують з ґрунту і 2/3 з повітря. У нашому прикладі рослини з ґрунту засвоюють близько 75 кг/га азоту (1/3 від 225 кг/га), тобто стільки само, скільки його залишається у пожнивно-кореневих рештках у ґрунті – 75 кг/га. Якщо припустити, що рослини засвоюють з ґрунту 50 % азоту, то з добрив буде засвоєно також 50 %, тобто (75 : 2) 37,5 кг/га азоту. За коефіцієнта використання азоту рослинами з азотних добрив 50 % його норма має бути 75 кг/га д. р. На чорноземах вона менша, бо рослини засвоюють більше азоту з ґрунту і повітря.

На посівах зернобобових культур ефективно проводити позакореневе азотне підживлення до початку утворення бобів 3-5%-м розчином карбаміду в поєднанні з 0,05%-ю борною кислотою для зменшення абортивності бобів, унаслідок чого вміст білка в зерні та його якість зростають через підвищення вмісту незамінних амінокислот. На цей час вміст азоту мінеральних сполук у ґрунті та інтенсивність симбіотичної фіксації азоту знижуються, тоді як рослина особливо потребує азоту для формування урожаю насіння. Крім того, дефіцит азотного живлення в цей період знижує стійкість рослин до посухи. Для запобігання сонячним опікам підживлення проводять у ранкові або вечірні години. Визначають потребу азотних підживлень за розвитком бульбочок на кореневій системі. Листкові підживлення азотними добривами зазвичай застосовують за проблем з інокуляцією, але ефективність їх обмежена.

Підвищенню вмісту білка в зерні бобових культур на 1 – 1,5 % і більше сприяє поліпшення фосфорно-калійного живлення. Внесення фосфорних і калійних добрив по 40–60 кг/га д. р. також істотно збільшує врожай зернобобових культур. Фосфорні добрива ефективніше вносити під зернобобові культури на слабоокультурених ґрунтах, особливо на чорноземах, калійні – на дерново-підзолистих ґрунтах легкого гранулометричного складу. Як основне добриво під зернобобові можна застосовувати фосфоритне борошно та інші водонерозчинні форми фосфорних добрив. Вносити їх потрібно восени під зяблевий обробіток ґрунту. Листкові підживлення фосфорними добривами ефективні лише на початку вегетації для ліпшого формування кореневої системи.

Калій великою мірою визначає величину врожаю, тому калійний дефіцит у живленні рослин досить поширений. З калійних добрив можна використовувати всі форми, але превагу потрібно віддавати безхлорним. Наприклад, не переносить хлору люпин. Це типовий хлорофоб. Тому хлоровмісні калійні добрива зазвичай вносять восени. Листкові підживлення калійними добривами малопоширені, але можуть бути необхідними для зниження його дефіциту в живленні рослин.

Люпин виносить з фунту багато калію, добре росте на кислих фунтах (pH 4,0– 5,0), тоді як оптимальне значення pH для інших зернобобових культур становить 6–7. При внесенні вапна під люпин норми калійних добрив збільшують на 30– 50 %. Забезпеченість калієм визначає рівень урожаю зерна люпину. Це також стосується і бобів кормових.

Соя за нестачі калію більше пошкоджується соєвою попелицею. Причиною цього є зменшення частки аспарагіну в загальній сумі амінокислот флоемного соку. Попелиця споживає азот з амінокислот. Якщо рослини зазнають стресу від нестачі калію, вони більше виділяють у флоему амінокислот, таких як аспарагін, для врівноваження осмотичного дисбалансу. Живлячись таким соком, попелиця швидше розвивається і дає потомство.

Зернобобові культури добре реагують на внесення магнієвих добрив, зокрема на кислих фунтах (30–50 кг/га MgO). Ефективно проводити листкові підживлення, але обробки мають бути ранніми.

Горох, вика, боби кормові, соя вибагливіші до родючості фунту, ніж люпин. Вони ліпше ростуть на ґрунтах важкого гранулометричного складу, добре реагують на післядію органічних добрив. Проте за безпосереднього внесення органічних добрив люпин дуже гілкується, його вегетаційний період подовжується, а горох і вика нарощують велику вегетативну масу, внаслідок чого рослини вилягають. Отже, гній потрібно вносити лише під бобові культури, які не схильні до вилягання і призначені на зелену масу, для приготування силосу або заорювання на зелене добриво.

Боби кормові потребують більшої кількості добрив, оскільки в них збігаються періоди інтенсивного росту, цвітіння і формування зерна. Тому під них можна вносити органічні добрива (до 30 т/га).

Як уже зазначалося, зернобобові належать до групи рослин, які порівняно добре використовують запаси фосфору з ґрунту. Проте на початку росту вони мають слаборозвинену кореневу систему, тому добре реагують на внесення невеликої кількості водорозчинних сполук фосфору. В зв'язку з цим обов'язковим афотехнологічним заходом на всіх типах фунтів має бути стартове (рядкове) внесення фосфорних добрив у дозі 10-20 кг/га Р205. Під час сівби можна вносити різні форми фосфоровмісних добрив – суперфосфати, амофос, нітроамофос тощо. На початку росту рослини живляться фосфором, переважно запасеним у поживних речовинах насіння. На площах, де основне удобрення не застосовували, особливо ефективно вносити його в рядки під час сівби в дозі N10-20P10-20K10-20. Залежно від культури прирости врожайності від цього прийому становлять 3–5 ц/га. Люпин відрізняється від інших зернобобових культур ліпшою здатністю засвоювати фосфор із важкорозчинних форм добрив і запасів ґрунту.

Важлива роль в удобренні зернобобових культур належить мікродобривам, зокрема тим, що містить молібден, кобальт, бор, залізо, манган, цинк. Вони підвищують стійкість рослин до хвороб, посухи, екстремальних температур, посилюють азотфіксацію з повітря, поліпшують синтез хлорофілу, активізують процес фотосинтезу. Потреба бобових у мікродобривах зростає при застосуванні підвищених норм макродобрив.

Найбільше значення має молібден, оскільки винос його зернобобовими культурами значно більший, ніж злаковими. Наприклад, в 1 кг сухої речовини ячменю його міститься близько 1 мг, а квасолі – 20 мг. Молібден сприяє росту коренів, пришвидшує розвиток і стимулює діяльність бульбочкових бактерій, бере участь у фосфорному та азотному обмінах, інтенсифікує синтез хлорофілу. Він входить до складу ферменту нітрогенази, що сприяє біологічній фіксації азоту з повітря. Молібден особливо ефективний на кислих ґрунтах (із pH < 5,5) та коли вміст його рухомих сполук менший за 0,3 мг/кг ґрунту. При цьому насіння рекомендується обробляти 0,5%-м водним розчином молібдату амонію. Застосування молібденових добрив під бобові культури підвищує врожайність зерна на 2–5 ц/га і більше. У результаті вапнування зростає рухливість ґрунтових сполук молібдену, тому потреба рослин у ньому часто знижується, однак може проявлятися дефіцит заліза.

Кобальт підвищує інтенсивність засвоєння атмосферного азоту, сприяє розмноженню бульбочкових бактерій. За нестачі бору хворіють і відмирають точки росту, оскільки він відповідає за формування стінок клітин.

Залізо значно впливає на величину врожаю зернобобових культур і на вміст білка. Залізні добрива в ґрунт не вносять, а застосовують ранні позакореневі підживлення хелатними сполуками.

Манган. Визначає рівень врожаю зернобобових культур. Внесення його в ґрунт малоефективне, тому застосовують листкові підживлення.

Мікродобрива можна вносити в ґрунт до початку сівби (наприклад, 1,0-1,5 кг/га Mo, 1,5-2,0 кг/га В), під час сівби разом з фосфорними добривами або застосовують його під час оброблення насіння бактеріальними препаратами (150 г Мо, 70 г Со і 30 г В на 1 т насіння), а також для позакореневих підживлень. Оптимальні строки їх проведення, наприклад для сої, у фази трьох трійчастих листків, галуження та початку утворення бобів.