Эффективность азотного удобрения озимой пшеницы в зависимости от серы – опыт Польши
Оптимизация азотных удобрений на пшенице находится в фокусе внимания ученых, так как азотные удобрения не только дороги, но и несут определенные экологические риски
Группа ученых из Сельскохозяйственного университета в Кракове, Польша, в ходе трехлетнего эксперимента проверяли эффективность нового удобрения для озимой пшеницы с содержанием азота и серы. Исследование опубликовано на портале Agronomy (авторы Моника Табак, Анджей Лепярчик, Барбара Филипек-Мазур, Анета Лисовска).
В своей работе ученые пишут следующее.
Пшеница была одним из первых одомашненных растений и на протяжении многих тысяч лет являлась основным продуктом питания в Европе, Западной Азии и Северной Африки. Одомашнивание пшеницы стало, вероятно, самым важным шагом в переходе человечества от охотников-собирателей и кочевых пастухов к оседлым фермерам.
В настоящее время пшеница продолжает оставаться экономически важной культурой. Это один из трех главных злаков (после риса и кукурузы), на общее мировое потребление которых приходится более 90% общего потребления зерновых культур.
В 2018 году пшеница выращивалась на 214 млн га земель по всему миру. Производство составило 734 миллиона тонн при средней урожайности около 3,4 тонны с гектара.
Согласно прогнозам, в 2020 году в мире будет произведено 761,5 млн тонн пшеницы.
В 2018 году Азия произвела 44,7% мирового урожая пшеницы, Европа — 33,0%, Америка — 15,4%. Двадцать восемь государств-членов Европейского союза (ЕС) произвели 138 миллионов тонн этого злака на площади 25,5 миллиона га при средней урожайности около 5,5 тонны с гектара. Основными производителями пшеницы в ЕС являются Франция, Германия, Великобритания, Румыния и Польша.
В 2018 году пшеница в Польше выращивалась на 2,4 млн га, что дало урожай 9,8 млн тонн (средняя урожайность составила 4,1 тонны с гектара).
Популярность пшеницы в основном объясняется тем, что культура не имеет себе равных в своем диапазоне возделывания. Ее выращивают на сельхозугодьях с разными погодными условиями, высотой и свойствами почвы. Для удобрения можно использовать не только обычные минеральные удобрения, но и органические материалы. Кроме того, пшеница поставляет больше белков и калорий населению мира, чем любой другой сельскохозяйственный продукт.
Урожайность пшеницы — это совокупность многих природных и агротехнических факторов и их взаимосвязей (генотип сельскохозяйственных культур, тип почвы, методы выращивания, концентрация атмосферного диоксида и погодные условия).
Мировые производственные системы существенно различаются не только климатическими условиями, но и плодородием почвы.
Во всех сельскохозяйственных системах необходимо обеспечить растениям доступ к адекватным элементам, вводимым в соответствующих дозах — как правило, питательные вещества поставляются в виде удобрений в районах с развитым производством.
Минеральные удобрения играют важную роль в восполнении нехватки питательных веществ для растений, повышении урожайности сельскохозяйственных культур и предотвращении потерь количества и качества урожая.
Общий мировой спрос на удобрения (азотные, фосфорные, калийные) превысил 185 миллионов тонн в 2016 году, из которых потребность в азотных удобрениях составила более 105 миллионов тонн.
Общий мировой спрос на азотные удобрения в 2022 году достигнет 112 миллионов тонн. Что касается регионов мира, то самый высокий спрос на азотные удобрения в 2016 году был зафиксирован в Азии (59,2 миллиона тонн). В Северной и Южной Америке и Европе спрос на азотные удобрения значительно ниже. Однако в мировом масштабе эти страны идут сразу после Азии, т.е. потребность в 2016 году составила 23,4 и 16,5 млн тонн соответственно.
В 2022 г. потребность в азотных удобрениях в Азии, Америке и Европе достигнет 62,0, 25,0 и 17,6 млн тонн соответственно. В то же время обращено внимание на необходимость сокращения использования минеральных удобрений по экологическим причинам.
Неправильное управление азотными удобрениями может не только снизить урожай пшеницы, но также привести к потерям этого питательного вещества, вызванным вымыванием, стоком, испарением или денитрификацией.
Следовательно, оптимизация использования азотных удобрений важна, поскольку она обеспечивает экономическую устойчивость, и в то же время снижая экологические угрозы, вызываемые внесенным азотом. Кроме того, на азотные удобрения приходятся самые крупные производственные затраты, а цены на них продолжают расти.
Правильное снабжение растений другими питательными веществами имеет значение в контексте применения азотных подкормок. Поэтому влияние азотных (N) и серных (S) удобрений широко исследуется, и эти питательные вещества обычно считаются ключевыми факторами при производстве зерновых.
Так, содержание белка в зерне – основной параметр качества пшеницы, который определяется последующим эффектом внесения азотных и серных удобрений. Эти макроэлементы создают блоки белков.
Азотные удобрения повышают содержание белка в зерне, а серные удобрения влияют на белковый состав зерна. Из-за недостаточного поступления серы пшеница не может достичь своего полного потенциала урожая, и использование азота для синтеза белка сокращено.
Целью данного исследования было определение эффективности удобрения озимой пшеницы нитратом аммония, обогащенным сульфатом аммония. Было проанализировано влияние нового удобрения (содержащего 30% N и 6% S), доступного на польском рынке.
По результатам трехлетнего полевого эксперимента были рассчитаны следующие параметры: оптимальная доза азота и максимальный урожай озимых зерновых для этой дозы, предельная эффективность удобрения, агрономическая эффективность, потребление азота, кажущееся восстановление азота, физиологическая эффективность.
Для сравнения взяли другие методы: контроль без удобрений; удобрение нитратом аммония (34% N); удобрение стандартными азотными и серными удобрениями с добавкой азота нитратом аммония. Дозы азота составляли 150, 200 и 250 кг N на гектар. Серу вносили в дозах 30, 40 и 50 кг S га гектар.
Наблюдался положительный эффект от использования удобрений, содержащих азот и серу, в пропорциях, предназначенных для выращивания зерновых.
Наибольшая средняя оптимальная доза азота и максимальная урожайность озимой пшеницы были отмечены в случае применения нового удобрения с добавлением серы (217 кг N/га и 8251 кг/га соответственно).
Наивысшая агрономическая эффективность и физиологическая эффективность азотных удобрений, а также наивысшее очевидное извлечение азота были получены после внесения удобрений 150 кг N на гектар, чем после внесения удобрений 200 кг и 250 кг N/ га.
Однако по сравнению с азотными удобрениями без серы, серные удобрения увеличивают извлечение азота. Добавление серы с новым удобрением также значительно повысило агрономическую эффективность (для 200 кг и 250 кг N/га) и физиологическую эффективность (для 200 кг N/ га) азотных удобрений озимой пшеницы.
Источник
Не проспите подкормку пшеницы серой
Почему важны серосодержащие удобрения для урожайности пшеницы и их варианты
Сера является четвертым по важности питательным веществом в производстве пшеницы после азота, фосфора и калия. Раньше заводы бесплатно доставляли серу на поля посредством загрязненных дождей, но по мере совершенствования очистных выбросов количество серы, выпадаемой с дождями, резко уменьшилось. И аграриям приходится раскошелиться на удобрения с серой, так как в противном случае урожайность культуры может снизиться, рассказывает Билл Шпигель в своей статье на портале www.agriculture.com.
Дефицит серы у растений пшеницы выглядит следующим образом.
«Как правило, пшеница с дефицитом серы желтая и низкорослая и наблюдается на участках поля, где ранее была эрозия почвы, — объясняет Доривар Руис Диас, специалист по плодородию почвы из Университета штата Канзас. — Вы можете увидеть участки с дефицитом серы на вершинах холмов или склонах, где произошла эрозия и уменьшилось содержание органических веществ. Или пшеница на участках, где был удален верхний слой почвы или сделаны разрезы — например, террасированные или выровненные поля – посеянная там пшеница также может проявлять симптомы».
«Обратите внимание: дефицит S в растущих культурах часто ошибочно принимают за недостаток азота (N). Однако, в отличие от дефицита азота, когда старые листья «горят» и желтеют, при дефиците серы бледно-желтые симптомы часто появляются сначала на молодых или самых верхних листьях. Растения пшеницы с дефицитом S в конечном итоге становятся хлоротичными», — объясняет Руис Диас.
Дефицит серы в пшенице проявляется рано весной, до того, как органическая S будет минерализована из органического вещества почвы, и до того, как корни пшеницы смогут прорасти глубже для использования любых доступных накоплений S (сульфата).
«Недостаток серы часто бывает трудно идентифицировать, потому что хлороз не всегда очевиден, — предупреждает Руис Диас. — Культуры с дефицитом серы также могут быть низкорослыми, тонкостебельными и веретенообразными. В случае пшеницы и других зерновых культур созревание задерживается. Озимая ежегодная конкуренция сорняков также усиливается из-за более медленного роста и отсутствия хорошего кущения».
Если в истории поля уже есть установленная история дефицита серы, фермеры могут рассматривать применение S в качестве профилактической меры зимой.
Какие продукты с серой можно использовать
Есть много S-содержащих удобрений, которые хорошо подходят для сезонного внесения и устранения дефицита серы:
Сульфат аммония — сухой материал, который является источником как азота, так и S. Однако он обладает высоким кислотообразующим потенциалом, и следует контролировать pH почвы. Сульфат аммония относится к хорошим вариантам для предпосевной обработки или подкормки, чтобы исправить существующий дефицит серы.
Гипс представляет собой сульфат кальция и обычно доступен в гидратированной форме, содержащей 18,6% S, и в гранулах, что позволяет смешивать его с другими материалами. Поскольку это источник сульфатов, он будет немедленно доступен и подходит для весенней подкормки. Однако гипс не так растворим в воде, как многие удобрения, в том числе, сульфат аммония.
Новые продукты NPS, такие как Microessentials и другие, представляют собой материалы из фосфата аммония, в состав которых входит S, а в некоторых случаях и такие микроэлементы, как цинк. В большинстве этих продуктов S присутствует в виде комбинации элементарной S и сульфата.
Тиосульфат аммония является наиболее популярным S-содержащим продуктом, используемым в производстве жидких удобрений, поскольку он совместим с растворами азота и другими готовыми жидкими продуктами. Подходит для весенней подкормки.
Тиосульфат калия — прозрачный жидкий продукт, его можно смешивать с другими жидкими удобрениями. Как и тиосульфат, подходит для ранней подкормки весной.
Как четвертое по важности питательное вещество, сера играет важную роль в образовании аминокислот, белков и масел и имеет решающее значение для образования хлорофилла.
Азот и сера в определенной степени связаны, потому что сера играет роль в активации фермента «нитратредуктазы», который помогает преобразовывать нитраты в аминокислоты. Следовательно, эффективность использования азота может снизиться при недостатке серы, говорит Руис Диас.
Источник
Влияние серосодержащих удобрений на различные культуры
Сера – важный микроэлемент, необходимый для роста растения. Удобрение выпускается в разных формах: жидких, сыпучих и т.д. в соответствии с целью применения.
Зачем растениям нужна сера?
Сера входит в состав белка, витаминов, участвует в формировании ферментов. Серосодержащие удобрения предотвращают развитие небелковых форм азотистых соединений, что повышает экологичность продуктов.
Дополнительно содержание серы повышает устойчивость к температурным изменениям, засухе, радиации. Недостаток приводит к снижению фотосинтеза, распаду белка. Часто наблюдается уменьшение урожайности, снижение качества конечного продукта.
Серосодержащие препараты
Популярные варианты – сульфат калия, сульфат аммония, сульфат магния. При использовании элементарной серы ее мешают с бентонитом, гипсом. Наличие рассматриваемого элемента повышает растворимость цинка и фосфора, обогащает грунт аммофосом.
Суперфосфат
Минеральное фосфорное удобрение имеет в составе большое число полезных микроэлементов для культур. Среди них: магний, кальций, сера. Оказывает следующее воздействие:
- улучшает обменные процессы;
- увеличивает урожайность;
- повышает качество готового продукта;
- укрепляет корневую систему;
- ускоряет развитие (в т.ч. фазу бутонизации).
Соединение также увеличивает сопротивляемость насаждений к болезням.
Сульфат аммония
Применяется в промышленных и частных хозяйствах. Рекомендуется использовать комплексно с другими подпитками. Служит в качестве минеральной подкормки, имеет полный NPK-комплекс.
Подходит для капусты, репы, редьки, риса. Вещество создает благоприятную питательную среду.
Сульфат аммония-натрия
Используется как основное посевное удобрение, а также в качестве подкормки. Обеспечивает растения азотом, что благоприятно влияет на их развитие. Больший результат дает для семейства крестоцветных, сахарной свеклы.
Сульфат калия
Используется на открытом и в закрытом грунтах. Повышает уровень сахара и витаминов в овощах и ягодах, улучшает сопротивляемость к заболеваниям, гнили после созревания.
Веществом обрабатывают многолетние растения для обеспечения благополучной зимовки. При подкормке кустарников и деревьев они прекрасно переносят сильные морозы.
Калимагнезия
Повышает иммунную систему растений, насыщает насаждения калием, магнием. Культуры становятся устойчивыми к заболеваниям, вредителям. Происходит ускорение созревания плодов, повышается объем урожая.
Азофоска
Подходит для всех видов грунтов, климатических условий. Применяется только для интенсивного земледелия, когда земля полностью утратила полезные компоненты.
Азотосульфат
Увеличивает рост и производство семян у домашней рассады. При нехватке серы наблюдается сдержанность в формировании и объеме урожая, образовании небелковых форм. Азотосульфат улучшает сопротивляемость перед вредителями и болезнями.
Диаммофоска с серой
Является одним из типов комплексных подкормок. В состав входят азот, фосфор, калий, магний, железо и прочие полезные вещества. Повышает обильность цветения, плодоношения, а также вкусовые характеристики урожая. Рассматриваемое вещество является универсальным средством широкого применения.
Органические удобрения
В тонне навоза содержится примерно 1 кг серы. Однако объем компонента, проникающий в грунт, невелик. Во время попадания в землю сера, вносимая как удобрение, участвует в образовании благоприятной среды. Только после полного разложения элемент начинает питать корневую систему.
Органика, попадая в грунт, расщепляется на ионы, после чего усваивается растениями.
Однако на легких почвах компонент вымывается из верхнего слоя, поэтому важно вносить подкормку в весенний период.
Поведение серы в почве
Элемент вносится только в сульфатной форме, после минерализации органических соединений. Такой вид образуется как побочный продукт в процессе минерализации органики, предполагающем включение серы в питательную биомассу грунта.
Специфика применения
Серные удобрения подходят для всех типов грунта. Однако каждая разновидность почвы имеет свои особенности, которые влияют на выбор серного соединения. Так, в дерново-подзолистые земли лучше вносить суперфосфат: в чистой форме сера усваивается хуже.
Особенности внесения
На эффективность действия элемента влияют сроки и варианты введения, которые зависят от особенностей выращивания тех или иных растений.
Под однолетние культуры вносится азотно-фосфорное серосодержащее удобрение полосами рядом с семенами (припосевное внесение). Однако процедура требует внимательности: передозировка провоцирует стресс для корневой системы. Весной, когда корни еще не окрепли, проводится внекорневая подкормка серосодержащими удобрениями, которые растворяются в воде.
Под озимые зерновые
Для озимых подходит допосевное внесение. Оно проводится ранней весной. Серные удобрения вносятся также осенью для насыщения почвы микроорганизмами.
Под яровые зерновые
К данному семейству культур относятся пшеница, ячмень, овес. Они имеют короткий период вегетации, потому впитывают полезные компоненты в два раза быстрее, что вызывает интенсивное поглощение элементов.
Оптимальной нормой для яровых растений является 60 кг серы на 1 га площади. После выращивания многолетних трав показатель составляет 30-40 кг, зерновых и бобовых – до 90. Максимальная норма внесения серы – 120 кг/га.
Для ячменя под пивоварни количество содержащих серу препаратов снижают на 30-50%, но сохраняют объем фосфорных и калийных подкормок. Питание вносится максимально равномерно: некачественное распределение приводит к разному по величине урожаю. Зерно становится щуплым, часть плодов теряется.
Под клевер
Данной культуре нужна ранняя подкормка. Рекомендуется применять фосфорные водорастворимые удобрения, а также сульфатные формы.
При использовании хлорсодержащих веществ все процедуры проводятся осенью.
Пропашные растения
Рассматриваемой группе культур подходит междурядная обработка в случае, если фосфорное удобрение ранее вносилось в недостаточном объеме. Глубина заделки составляет от 10 до 16 см.
Влияние на сельскохозяйственные культуры
Азотные серосодержащие подпитки участвуют в формирование белка, который является основным компонентом цитоплазмы, ядра клеток. В составе таких препаратов имеются витамины, полезные органические соединения, NPS – все это играет важную роль в обменных процессах.
Реакция бобовых и крестоцветных
Для таких видов проводится подкормка серой при условии, что содержание сульфатов составляет 11-14 мг/кг.
Влияние на злаковые
Применяются удобрения при наличии вещества в грунте в количестве не менее 7 мг/кг.
Яровые культуры
Серные подкормки используются независимо от наличия элемента в почве.
Зимующие растения
Благоприятно реагирует на весенние подпитки серосодержащими сердствами.
Меры безопасности
Все процедуры с удобрениями проводятся только в спецодежде, с использованием защитных приспособлений (перчаток, очков, респираторов).
При хранении отдельных элементов рекомендуется соблюдение противопожарной безопасности. При случившемся пожаре тушение проводится только водой.
Особая осторожность соблюдается с жидкими веществами, особенно с емкостями для хранения.
Первая помощь при отравлении
При ухудшении самочувствия во время работы с химикатами необходимо обратиться к врачу. Необходимо держать аптечку и запас питьевой воды в зоне досягаемости. При попадании в глаза требуется промыть их чистой водой, после чего обратиться за медицинской помощью.
Иногда от контакта с веществом высокой концентрации возникают ожоги. Пораженные места обрабатывают 5% раствором спирта, затем накладывают марлевую повязку.
Хранение серосодержащих препаратов
Для каждого средства обозначены собственные сроки хранения, указанные на упаковке. Удобрения следует держать в темном, прохладном месте, недоступном для детей, желательно в отдельных подсобных помещениях.
Сера содержится во многих подкормках, положительно влияет на садовые и огородные культуры. Рациональное использование соединений элемента благоприятно сказывается на количественных и качественных характеристиках урожая.
Источник