Однією з провідних зернових культур України і світу є кукурудза. Порівняно з іншими культурами, кукурудза має високий потенціал продуктивності – до 15 т/га. Такого рівня врожайності досягають за внесення норм добрив, які значно вищі, ніж під інші зернові культури. Але не завжди це вирішує питання одержання високої врожайності належної якості.
Досягти успіху у вирішенні цієї проблеми можливо за рахунок оптимізації живлення, зокрема застосування мікродобрив нового покоління. Їх рекомендують і для позакореневого підживлення, і для передпосівної обробки насіння.
Окрім макроелементів, рослини кукурудзи потребують для засвоєння багато мікроелементів. Їх потреба неоднакова на певних етапах росту і розвитку рослин. Встановлено, що на формування 1 т зерна з відповідною масою побічної продукції гібриди кукурудзи, залежно від групи стиглості, засвоюють з ґрунту та добрив у середньому 24–30 кг азоту, 10–12 кг фосфору, 25–30 кг калію, 6–10 кг магнію і кальцію, 3–4 кг сірки, 11 г бору, 14 г міді, 110 г марганцю, 0,9 г молібдену, 85 г цинку, 200 г заліза. Щоб забезпечити рослини кукурудзи елементами марганцю, цинку, сірки, молібдену, застосовують цілий перелік різних мікродобрив. Так як кукурудза утворює за відносно короткий період інтенсивного росту велику кількість вегетативної маси, для цього потрібно достатню кількість елементів живлення. Оптимальний розвиток рослин кукурудзи забезпечують мікроелементи. У життєдіяльності рослин вони відіграють важливу роль. Окисновідновні процеси, ферментні реакції відбуваються за їх участю. Іноді мікроелементи, за наявності їх у ґрунті, перебувають у недоступній для рослин формі. Тому у формуванні врожайності вони можуть стати лімітуючими чинниками. Для усунення дефіциту того чи іншого елементу в ґрунті практикують позакореневе підживлення рослин.
Коренева система рослин кукурудзи має високу здатність засвоювати елементи з ґрунту та ефективно використовує залишки поживних речовин із добрив, внесених під попередник. Традиційно кукурудзу вважають «індикатором» вмісту мікроелементів у ґрунті. Особливо чутлива кукурудза до нестачі цинку (Zn), марганцю (Mn), міді (Cu) та бору (B), що позначається на розвитку рослин і призводить до зниження продуктивності культури. Найбільш критичними щодо забезпеченості у розвитку рослин кукурудзи макро- та мікроелементами вважаються фази трьох-п’яти та шести-восьми листків. У фазу трьох-п’яти справжніх листків у кукурудзи формуються генеративні органи, які в подальшому визначають майбутню врожайність культури.
Від наявності елементів живлення для кукурудзи, особливо фосфору, залежатиме кількість і величина елементів продуктивності, зокрема качанів на рослині та зерен на них. Молода рослина кукурудзи росте слабо. Її коренева система ще недостатньо розвинена. Вона не може засвоювати поживні речовини з важкодоступних сполук. Тому для стимулювання росту коренів важливо забезпечити рослини кукурудзи не лише сполуками фосфору, а ще й марганцем (Mn), цинком (Zn) та бором (B). У фазі шести-восьми листків у кукурудзи відбувається швидкий ріст вегетативної маси. Відповідно, у рослин зростають потреби в елементах живлення. Часто буває, що рослини кукурудзи підпадають під дію гербіцидного стресу. Тому для підживлення в цей період бажано використовувати композиції мікродобрив з вмістом амінокислот, фосфітів, фітогормонів.
З огляду на те, що у більшості випадків у ґрунтових запасах доступних мікроелементів не достатньо, для забезпечення ними рослин у необхідних кількостях, або з певних причин вони малодоступні для кореневих систем рослин, виникає потреба у додатковому внесенні мікроелементів у критичні періоди росту і розвитку. Найбільш ефективним є внесення мікроелементів шляхом позакореневих підживлень мікродобривами у формі хелатів.
Для успішного вирощування кукурудзи агрономам слід враховувати, які саме мікроелементи є найбільш важливими для правильного росту та розвитку культури. Вважається, що кукурудза найбільш чутлива до нестачі цинку. Це один із найважливіших для кукурудзи елементів живлення. Цинк не лише бере участь у синтезі хлорофілу та одразу кількох вітамінів у рослинах, а й підвищує стійкість кукурудзи до температурних стресів (зокрема, заморозків і різких перепадів атмосферних температур). Добрива, які містять цинк, вносять у нормі 1–2 кг/га під сівбу або відразу після неї. Якщо сівозміна перенасичена кукурудзою й агроном бажає зробити «профілактику» дефіциту цинку на найближчі 2–3 роки, вносити слід 4–5 кг/га цинкових добрив у діючій речовині. Особливо прояв даного недоліку спостерігається на перших стадіях розвитку. У той час, коли коріння кукурудзи ще не встигло зміцніти, а також на піщаних ґрунтах з них цинк легко вимивається. Кукурудза на зерно виносить близько 70 грам цинку на 1 тонну врожаю основної продукції. Потреба кукурудзи в цинку збільшується, коли в ґрунті присутній надлишок мінеральних добрив, особливо за високого вмісту фосфору і з високим рівнем pH ґрунту. Надмірний вміст у ґрунті фосфорних добрив так само роблять цинк більш важкодоступним для рослини.
Без цинку повноцінно розвиватися рослина не здатна. Також цинк позитивно впливає на формування качанів кукурудзи. Він збільшує їх кількість, допомагає рослині боротися з несприятливими умовами навколишнього середовища, зокрема з посухою, заморозками, холодом і спекою. Також забезпечує імунітет і витривалість до бактеріальних і грибних захворювань. У рослині цинк регулює біосинтез вітамінів, а разом з ним білковий, вуглеводний і фосфорний обмін поживних речовин. Визначити, що кукурудзі не вистачає цинку, дуже просто, адже кукурудза – це унікальна у своєму роді «рослина-індикатор». Якщо цій культурі не вистачає того чи іншого мікроелементу, рослина відразу подає сигнал своїм зовнішнім виглядом.
Нестача цинку, зазвичай, стає помітною за два тижні до цвітіння качанів. Перш за все, дана культура починає сильно відставати в рості. На листках, по обидва боки, можна розгледіти біло-жовті смужки між жилок. Забарвлення молодого листя стає жовтуватим, а нижні листки взагалі відмирають. Верхівка рослини стає блідою, а також відзначається укорочення міжвузлів. Цинкове голодування кукурудзи є основною причиною низьких і неякісних врожаїв. Ознаки можуть проявлятися ще з фази 5-го листка. На більш молодих листках з’являються знебарвлені білуваті ділянки у нижній третині листка з обох боків від центральної жилки. Згодом ці ділянки стають прозорими й відмирають, водночас центральна жилка і краї листка лишаються зеленими. Знебарвлення зазвичай проявляється смугами (так звана блідо-жовта смугастість листя), при цьому старіші листки вражаються вкрай рідко. За значного дефіциту листя може набувати червонуватого кольору, кількість зерна в качані зменшується. Причинами дефіциту цинку можуть бути високий вміст органічної складової (гумусу) у ґрунті, високий вміст фосфору або понаднормове внесення фосфорних добрив, підвищена лужність ґрунтів, холодна та волога погода, що заважає засвоєнню цинку рослинами. За внесення цинкових добрив також слід пам’ятати, що вони не повинні містити міді, оскільки ці два елементи є антагоністами й нейтралізують дію один одного, тому дефіцит лише збільшиться.
Магній також дуже важливий елемент живлення, який входить до складу хлорофілу, є учасником синтезу амінокислот та білків у рослині, впливає на цвітіння та запилення. З метою запобігання дефіциту та забезпечення культури магнієм рекомендовано вносити магнієві добрива під сівбу. Для бідних ґрунтів із низькою кислотністю краще обирати оксиди магнію, для кислих ґрунтів — кальцієво-магнієві сполуки (доломіти). Сульфат магнію краще застосовувати для внесення по листку. У фазі 5–6 листків забарвлення листя змінюється на блідо-зелене або жовтувате, на старішому листі жовте забарвлення нерівномірно з’являється поміж жилками, через що листя виглядає смугастим. Може проявлятися у вигляді білих цяток на червонуватому фоні (на старому листі). Інколи ознаки дефіциту більш виражені на кінчику листка, водночас його краї набувають червонуватого відтінку. У більш тяжких випадках листя всихає коло стебла. Листки видовжуються та опускаються. Причини такого дефіциту – піщані ґрунти та суглинки, підвищена кислотність, переущільнення ґрунтів, високий вміст у ґрунті калію, холодна та волога погода.
Марганець — елемент, який відіграє важливу роль у процесах фотосинтезу та білкового синтезу в рослині. Впливає на відновлення нітратів, а також активує деякі ферменти, таким чином значно впливаючи на метаболізм рослин. Вносити марганець у ґрунт не рекомендовано через низьку засвоюваність його рослинами та мізерний ефект від таких внесень. Для профілактики дефіциту слід приділити увагу правильному обробітку ґрунту: уникати занадто глибокого або занадто поверхневого обробітку. За явного дефіциту марганець вноситься по листку в будь-якій формі: сульфат, оксид, хелатне добриво. За нестачі марганцю все поле виглядає жовтуватим, листя кукурудзи набуває блідо-жовтого забарвлення, з’являється міжжилковий хлороз на старіших листках. Листя видовжується й опускається, міжвузля короткі, листкові пластинки мають хвилясті краї. По краях та на верхівках старих листків з’являються некротизовані ділянки, за серйозної нестачі вони є також у середній частині листка. Причини дефіциту – піщані або погано структуровані та рихлі ґрунти, високий вміст гумусу, висока кислотність, вапнування, холодна та волога погода.
Бор не лише відіграє важливу роль у вуглеводному обміні, а й водночас є регулятором синтезу стимуляторів та інгібіторів росту рослини. Бор сприяє кращому засвоєнню кальцію та азоту рослинами. Він бере участь у поділі клітин і формуванні клітинної мембрани, має вплив на запліднення квіток та формування пилку. За дефіциту бору велика вірогідність втратити урожай повністю. Хоча, слід визнати, трапляється такий дефіцит дуже рідко, і запобігти негативним наслідкам можна шляхом обприскування посівів борвмісним добривом із розрахунку 300 г/га у діючій речовині.
Дефіцит бору. Трапляється надзвичайно рідко. Починаючи з фази 6–7 листків, листя рослини підняте строго вгору, після появи 7-го листка листя починає біліти між жилками, поступово побіління поширюється і листки набувають смугастості, стебло стає дуже твердим. Репродуктивні органи рослини не утворюються, через що врожаю чекати марно. Зазвичай такий дефіцит може виникати на ґрунтах, що містять мало бору (найчастіше – через вимивання), а також на піщаних ґрунтах, де нещодавно провели вапнування. Внесення борвмісних добрив із розрахунку 300–400 г/га у діючій речовині дозволить виправити ситуацію, проте діяти слід оперативно.
Залізо – важливий для життєдіяльності рослини елемент, який активно бере участь у синтезі білків та хлорофілу, а також у фотосинтезі. Ризик дефіциту заліза з’являється, зокрема, на погано дренованих ґрунтах, що потрібно врахувати під час планування вирощування кукурудзи. Починаючи з фази 5–6 листка, листя стає блідим, краї листків поступово всихають. Ріст рослин помітно пригальмовується, верхівки молодих листків схиляються донизу. Причини: високий вміст гумусу у ґрунті, високий вміст кальцію або заліза, рекультивовані ґрунти, застосування надто високих норм азотних добрив.
Мідь активує окисно-відновні процеси, за рахунок чого є важливим чинником вмісту білка та цукру в зерні кукурудзи. Бере участь у синтезі лігніну клітинною стінкою, підвищує активність продукування зерна. Починаючи з фази 5–6 листка, листя стає блідим, краї листків поступово всихають. Ріст рослин помітно пригальмовується, верхівки молодих листків схиляються донизу. Причини: високий вміст гумусу у ґрунті, високий вміст кальцію або заліза, рекультивовані ґрунти, застосування надто високих норм азотних добрив.
Останнім часом нерідким явищем у виробничих посівах кукурудзи, особливо на темно-каштанових ґрунтах Степу, є дефіцит сірки. У фазі 4–5 листків кукурудза виглядає жовтуватою, причому найжовтішим буде листок, котрий виріс останнім. На молодому листі виникає знебарвлення ділянок поміж жилками, інколи пожовтіння розповсюджується на старіше листя, але часто воно залишається зеленим. Причинами дефіциту можуть бути ґрунти з низьким вмістом гумусу та ґрунти, схильні до залуження. За перших ознак дефіциту сірки рекомендується внести 25–50 кг/га сірчаних добрив у діючій речовині (норма підбирається залежно від ступеню нестачі). До того ж слід відрізняти ознаки дефіциту сірки від дефіциту магнію: якщо за нестачі сірки рослини виглядають рівномірно жовтуватими та прояви найбільш помітні на молодому листі, то за дефіциту магнію найбільше вражається старіше листя і з’являються білі цятки з червонуватою облямівкою.
За результатами проведення наукових досліджень встановлено, що рослини кукурудзи найбільше потребують поживних речовин у період викидання волоті – початок цвітіння та ще близько місяця після початку цвітіння. За даними Д. Шпаара, кукурудза особливо потребує забезпечення мікроелементами цинку і марганцю, дещо менше – міді і бору. Тому сучасні мікродобрива з вмістом зазначених мікроелементів будуть наразі досить доречними. Встановлено, що позакореневе підживлення мікродобривами сприяє збільшенню висоти рослин, інших біометричних параметрів та впливає на покращення якості врожаю. Процес цвітіння волоті (чоловічого суцвіття кукурудзи) з подальшим заплідненням і формуванням зернівок багато в чому залежить від погоднокліматичних чинників і наявності поживних елементів. За настання фази молочної стиглості процес накопичення у зернівках поживних речовин триває. В подальшому це визначить їхню масу, тому підживлення кукурудзи у цей період дозволить підвищити масу 1000 зерен.
Якщо провести позакореневе підживлення рослин мікродобривами у оптимальні строки, це дасть змогу повністю чи частково забезпечити потребу культури у поживних елементах. Відповідно, це вплине на покращення рівня врожайності. Оскільки немає єдиної думки щодо ефективної єдиної схеми використання мікродобрив у системі підживлення кукурудзи, дослідження у цьому напрямі продовжуються.
Механізм впливу на врожайність мікроелементів та азотних добрив можна розглядати через дію на лужність ґрунту, гумусу і ґрунтову мікрофлору. Наприклад, унесення у весняне підживлення озимини аміачної селітри 100 кг/га сприяє зниженню pH ґрунтового розчину від 0,5 до 1 одиниці на чорноземних ґрунтах регіону. Зниження pH ґрунту тримається близько двох місяців, тобто впродовж активного живлення рослин. А зменшення pH на одиницю відчутно збільшує рухомість основних мікроелементів, формуючи рівень мікроелементного живлення.
Порушення оптимального співвідношення мікроелементів у ґрунті також є чинником формування трофічного дефіциту. Високий вміст рухомих сполук міді та низький – заліза й цинку, що саме характерно для ґрунтів регіону, призводить до блокування надходження останніх у рослини. Перезволоження ґрунту, особливо за надлишку фосфору й дефіциту калію, призводить до зменшення рухомості заліза, але збільшує поглинання рослинами кобальту. Низька або висока температура є негативним чинником для живлення залізом. За умов підвищених температур можливий розвиток дефіциту міді, особливо в разі застосування фосфорних добрив. Тому у врегулюванні живлення сільськогосподарських рослин важливим є експрес-реагування на конкретні кліматичні умови року для цільового використання мікродобрив.
Позакореневе мікроелементне підживлення є високоефективним способом саме «швидкого реагування» у відновленні мікроелементного балансу рослин. Тому його важливо проводити у найважливіші періоди розвитку рослин відповідно до фізіологічних потреб культури на основі визначення конкретного мікроелементного дефіциту, базуючись на наукових знаннях і лабораторних дослідженнях, індивідуально для кожного типу ґрунту і рівня удобрення.
Так, підживлення цинком по листку забезпечує синтез амінокислот, активує синтез цукрів і крохмалю, білкових речовин та сприяє підвищенню стресостійкості рослин (наднормові й тривалі в часі коливання температури повітря, зниження запасів вологи). Вирощування кукурудзи на ґрунтах із умістом рухомого цинку на рівні 2,0 мг/кг потребує додаткових заходів, адже такий вміст є занизьким. Для зниження дефіциту цинку слід провести підживлення у період від трьох до восьми листків та за потреби — через 10–14 днів повторно застосувати рідкі концентровані мікродобрива з умістом цинку або комплексні мікродобрива.
Дефіцит бору можна подолати шляхом застосування рідких мікродобрив у фазі п’яти — семи листків та через 10-14 днів додатково провести ще одне підживлення.
Практикують підживлення по листку в три етапи, починаючи з фази п’ятого-шостого листка з інтервалом вісім — десять днів на основі бакової суміші 4,5–5,0 %-го водного розчину сульфату магнію та 3,5–5,0 %-го розчину карбаміду. Водночас слід контролювати концентрацію сольового розчину та стан розвитку рослин. Додатково можна застосувати в одній баковій суміші мікроелементи та страхові гербіциди (за потреби), але всі препарати перед застосуванням слід перевіряти на їхню сумісність і використовувати згідно з рекомендаціями виробника. І, звісно, бакові суміші слід застосовувати з урахуванням фаз розвитку, сумісності препаратів, насичення розчину, якості води, забезпеченості якісними обприскувачами, поточної температури повітря та швидкості вітру. Окрім сумісності препаратів та їхніх норм, слід також врахувати еректоїдний тип розміщення листків на стеблі культури, що потребує застосування прилипача. Інакше всі рідкі речовини, що потраплятимуть на поверхню листка кукурудзи, стікатимуть по ній на стебло та в зону коренів завдяки умовно створеній «воронці», тому прилипач є обов’язковою складовою в баковій суміші. В цілому це забезпечить рослину елементами живлення навіть за тривалого періоду вегетації, що є характерним для кукурудзи, особливо для пізньостиглих гібридів із ФАО 350–480, які мають високий і пролонгований період засвоєння елементів живлення.
Отже, листкове (позакореневе) підживлення — ефективний агроприйом, що допомагає швидко наситити рослину мікро- та макроелементами. Позакореневе внесення добрив має низку переваг:
- Швидка дія. Поживні речовини потрапляють безпосередньо до листка і швидко засвоюються.
- Компенсація дефіциту. Допомагає забезпечити рослину елементами, які важко засвоюються з ґрунту, наприклад, у холодну весну або за посухи.
- Підвищення стійкості до стресів. Амінокислоти, антистресанти та мікродобрива активізують обмінні процеси в рослині.
- Підвищення врожайності. За правильного підбору препаратів — покращується запилення, налив зерна, стійкість до хвороб.
Найефективнішим буде використання однокомпонентних водорозчинних, комплексних мінеральних добрив (сульфат магнію, сульфат цинку тощо) або мікроелементів у хелатній формі (моно-, або комплексних елементів).
Але в умовах Північного Степу за застосування фосфорних добрив компенсація мікроелементного дисбалансу лише позакореневими підживленням не завжди є ефективною. Ґрунтове внесення мікродобрив із подальшим позакореневим мікроелементним підживленням є більш дієвим способом запобігання полімікроелементному дефіциту, який провокує фосфорне удобрення.
Рівень удобрення, що формує приблизно однакову насиченість ґрунту фосфатами й нітратами, здебільшого потребує підживлення комплексними багатокомпонентними мікродобривами в невисоких дозах. За середньої та підвищеної забезпеченості ґрунту фосфором й азотом із перевищенням насиченості ґрунту нітратами щодо фосфатів не більше ніж у два рази без виявлення дефіциту мікроелементів аналітичним методом, застосовувати мікроелементне підживлення не потрібно. Такий рівень удобрення є оптимальним для використання ґрунтових резервів і створення збалансованого режиму мікроелементного живлення.
Оцінюючи той чи інший спосіб застосування мікродобрив, треба виходити з того, що обмежує нормальний розвиток рослин. За низького й дуже низького рівня забезпеченості ґрунту основними елементами живлення, що формується на фоні недостатнього удобрення, визначальним для врожаю мінімумом є дефіцит основних елементів живлення. Необґрунтованість використання мікродобрив може призвести до невиправданих витрат, зниження ефективності виробництва аж до 100 % падіння рентабельності.
Використання наукових основ у поєднанні макро- та мікроудобрення сприяє отриманню гарантованого економічно виправданого високоякісного приросту врожаю зернових культур за технологій і умов сільськогосподарського виробництва степового регіону. Збільшення коефіцієнта використання поживних речовин мінеральних добрив у 2–2,5 рази, забезпечення збалансованого й гармонійного живлення рослин протягом усього періоду вегетації, підвищення імунітету та стійкості рослин до несприятливих умов, збільшення гарантованого отримання сталого приросту врожаю в середньому до 15–20 % за підвищення рентабельності виробництва зерна (в окремих випадках до 49 %) й окупності мікродобрив, поліпшення елементарного складу продукції без необґрунтованих витрат на невиправдані технологічні елементи, запобігання екологічному перенавантаженню ґрунту — це неповний перелік переваг комплексного підходу щодо оптимізації живлення рослин.
О. Жуйков, доктор с.-г.н., професор, І. Давиденко, аспірант
Херсонський державний аграрно-економічний університет