Вплив строків і норм внесення азоту на урожайність озимої пшениці

Однак такий вплив елементу на продуктивність рослин залежить від джерела азоту, строків та норми його внесення. Тож вносити азот перед сівбою чи безпосередньо по вегетації? Та яка норма внесення впливає на збільшення урожайності?

На це питання зробили спробу відповісти американські дослідники, які протягом двох років вивчали взаємодію чинників строків і норм внесення азоту на озимій пшениці. 

Обґрунтування потреби досліджувати строки і норми внесення азоту

Дослідження строків внесення азоту перед сівбою важливе, оскільки загальний показник КВД для зернових культур є низьким та знаходиться на рівні 33%.

Зазвичай азотні добрива вносять з однаковою нормою щороку. Така система базується на традиційному розумінні того, що потреби в сільському господарстві щороку залишаються незмінними. Однак дослідження китайських вчених (Jian Dai, Zhaohui Wang та ін.) в 2015 р. довели: безперервне внесення тих самих норм азоту щороку призводить до накопичення його нітратної форми в ґрунті до 18 кг/га, що вказує на необхідність коригування норм азоту індивідуально кожного сезону. 

Строки внесення азоту вивчали вчені у багатьох країнах і результати досліджень різняться в силу різних природно-кліматичних умов країн та інших чинників в роки експериментів. Зокрема, попередньо в США, досліджуючи строки підживлення азотом, відмітили, що вони мало впливають на врожайність пшениці та на залишок амонію (NH4–N) в ґрунті. Однак в інших дослідженнях застосування азоту у фазі кущення сприяло підвищенню врожаю пшениці порівняно до внесення під час сівби. Цікаве спостереження було і щодо вмісту білку в зерні. Попри те, що осіннє внесення азоту навесні (березень-травень) не призводило до суттєвої прибавки врожаю на відміну від осіннього внесення (вересень-грудень), вміст білка в зерні озимої пшениці за весняного внесення, як правило, був вищий. Це пов’язано з тим, що азот, внесений безпосередньо перед формуванням зерна, засвоюється краще. Втім, застосування азоту, особливо у великих дозах, восени, як було помічено, призводить до зниження коефіцієнту використання добрив (КВД) порівняно з азотом, застосованим навесні. 

Дослідження Роберта Малера (1994) показали, що ефективність використання азоту може бути підвищена шляхом роздільного застосування восени та навесні (прим. ред — такі практики відомі і в Україні). КВД при цьому сягав 60% порівняно до одноразового весення восени (55%) або навесні (53%).

Користь від удобрення перед сівбою деякі вчені пояснюють тим, що польові умови для цього є найкращими, зокрема менша ймовірність ущільнення ґрунту. У деяких випадках аграрії вносять азот за тиждень-два до сівби, а в інших навіть за 21 добу перед сівбою, що пояснює використання інгібіторів нітрифікації для уповільнення швидкості перетворення амонію (NH4+) у нітрат (NO3–). 

Незважаючи на все те, що вже відомо про зниження ефективності використання азоту перед сівбою, питання впливу строків та норм на врожайність озимої пшениці та КВД залишається відкритим. 

Ми у Telegram

Тримай руку на пульсі важливих агрономічних новин та подій

Умови експерименту 

Гіпотеза дослідження: терміни внесення азоту за 7 або 30 діб до сівби призведуть до зниження врожайності та КВД в порівнянні з внесенням у фазу кущення, а чинники норми і термінів внесення будуть взаємодіяти, впливаючи на згадані показники.

Дослідження проводилися в штаті Оклахома (США) у передмістях Стіллуотер та Лахома протягом 2018-19 рр. Тип ґрунту в м. Стіллуотер — суглинок Норге (тонко-мулистий, змішаний, термічний), тоді як в м. Лахома — суглинок Гранта (тонко-мулистий, змішаний, суперактивний). Схема досліду передбачала 12 рандомно розміщених комбінацій у трьох повтореннях. 

Досліджувані чинники:

• норми внесення азоту: 0 кг/га (контроль), 45 кг/га, 90 кг/га і 135 кг/га;
• строки внесення: за 7 або 30 діб до сівби та у фазі кущення (стадія FK5 за системою Feekes). 

Кожного дослідного року перед внесенням азоту перед сівбою збирали зразки ґрунту на глибині від 0 до 15 см та аналізували на вміст NO3–, NH4+, P, K та рН ґрунту. 

Початкові хімічні властивості ґрунту в Ефау (Стіллуотер) та Лахома

Як джерело азоту вносили карбамід 46:0:0. Крім азоту вносили фосфор у нормі 19,6 кг/га у всіх експериментальних одиницях для запобігання дефіциту елементу. Боротьба з бур’янами здійснювалась за допомогою досходових та післясходових гербіцидів.

Сівба озимої пшениці і строки внесення азоту

Результати досліджень 

У ході досліджень з’ясували, що взаємодія між строком та нормою внесення азоту не впливала на врожайність озимої пшениці у трьох з чотирьох випадків (P ≥0,08). Значний ефект від взаємодії цих чинників був відмічений лише в 2019 р. (P = 0,03). 

Норма внесення азоту суттєво вплинула на врожайність озимої пшениці в Стіллуотер у 2020 р. та Лахомі в 2019 та 2020 рр. (P <,01). При цьому, урожайність зростала зі збільшенням норми внесення азоту з 0 до 135 кг/га. 

Зокрема, у досліді в м. Стіллуотер (2020) урожайність на контролі без удобрення становила 3,1 т/га, тоді як у Лахомі показники на контролі були 1,8 та 2,1 т/га у 2019 та 2020 рр. відповідно. Загалом урожайність на контрольних ділянках була щонайменше на 15% нижчою порівняно до урожаю з ділянок, де вносився азот на рівні 90 кг/га. 

Значний ефект від внесення азоту в Лахомі у 2019 р. був відмічений навіть за норми 45 кг/га, де урожайність порівняно до контролю була вищою на 31,5%. 

Це пояснюється тим, що вміст азоту в ґрунті за рахунок мінералізації був низьким, що дозволило сільськогосподарським культурам реагувати на нижчі норми. Це підтверджує необхідність проведення аналізу ґрунту перед сівбою. Загалом внесення норм азоту 45 і 90 кг/га впливали на урожайність однаково протягом усіх дослідних років. Суттєвої різниці між значеннями не було.

Аналогічно схожі показники врожайності були отримані при застосуванні 90 і 135 кг/га азоту (за винятком дослідів у Лахомі в 2019 р., коли норма 135 кг/га сприяла збільшенню урожайності на 15,6% порівняно до 90 кг/га). При цьому якість врожаю, отриманого за норми 135 кг/га також відрізнялася від такої за норми 45 кг/га. 

Оскільки не було різниці врожайності між нормами 45 та 90 кг/га, імовірно, що 45 кг/га азоту забезпечить значно нижчу врожайність порівняно з нормою, що перевищує 90 кг/га. Однак важливо пам’ятати, що 90 кг/га ймовірно забезпечить значну прибавку врожайності озимої пшениці порівняно до варіанту без азотного підживлення.

Реакція озимої пшениці на неорганічні азотні добрива відбулася скоріше за все через низький потенціал мінералізації ґрунту. Ймовірно, реакція знизиться в середовищі з високим потенціалом мінералізації та доступною для рослин вологою. Культури, що ростуть у такому середовищі, можуть компенсувати дефіцит азоту протягом вегетаційного періоду. Тож, внесення азоту за правильної норми призводить до підвищення врожаю за рахунок збільшення кількості колосків та зерен. При збільшенні норм внесення азоту, урожайність зменшується як тільки вміст азоту досягає певного рівня.

Значна різниця в урожайності через взаємодію між строками та нормою внесення азоту у Стіллуотер (2019) свідчить про те, що вплив строків внесення на врожайність озимої пшениці залежав від норми внесення. Крім того, вплив норми азоту на врожайність також залежав від часу, коли добриво застосовувалося. Так, збільшення норми внесення до 135 кг/га та її застосування у фазі кущення сприяло отриманню найвищого врожаю (4,2 т/га). Це на 83,6% вище порівняно до контролю. А внесення азоту раніше перед сівбою сприяло врожайності лише за низьких норм внесення.

Крім того, внесення 135 кг/га азоту у фазі кущення забезпечило значно більший урожай порівняно до внесення норми 90 кг/га за 30 днів до посіву (різниця в урожайності 20,7%). І хоча норма внесення азоту 135 кг/га була нижчою за оптимальну, вона, очевидно, була близькою до оптимальної норми для досягнення максимальної врожайності. Це пояснюється тим, що фаза кущення — стадія, на якій поглинання азоту культурами є найвищим. Однак низька норма внесення азоту у цій фазі навряд чи призведе до максимальної врожайності. Подібне спостерігалося у дослідженнях Абеді та ін. (2011), але в деяких випадках урожайність знижувалася у випадку, якщо норма внесення азоту перевищувала 240 кг/га. Результат, отриманий у Стіллуотер свідчить на користь визначення оптимальних строку та норми внесення азоту для підвищення врожайності озимої пшениці.

Строки внесення азоту суттєво впливали на врожайність озимої пшениці в м. Лахома (2019) та Стіллуотері (2020) (P <01). В той же час впливу строків внесення азоту на урожайність в Лахомі у 2020 р. відмічено не було (Р = 42). За внесення азоту як за 30, так і за 7 діб перед сівбою показники урожайності були подібні та становили в середньому 2,7 т/га (у дослідах в Лахомі) та 3,3 т/га (у Стіллуотер).

Проте в обох випадках урожайність за передпосівних строків внесення помітно відрізнявся від такої за внесення у фазі кущення (P = 0,01). У Лахомі (2019) внесення азоту перед посівом збільшило урожайність на 29,2% (2,7 т/га), ніж внесення у фазі кущення. Цей результат, можливо, пов’язаний із випаровуванням, яке могло відбутися через сильний дощ після внесення. 

І навпаки, застосування азоту (у Стіллуотер, 2020) у фазі кущення призвело до збільшення врожайності озимої пшениці на 17,1% порівняно до передпосівних строків (у середньому 3,3 т/га). Такий результат може бути пов’язаний із підвищеною вірогідністю втрати азоту шляхом вилуговування або денітрифікації. 

На дослідних ділянках в Лахомі (2020) врожайність була подібною за різних строків внесення N, в середньому 2,6 т/га. Це може бути пов’язано з тим, що ґрунт був здатний забезпечувати велику частину азоту завдяки мінералізації, що знизило реакцію озимини на добриво. Друге можливе пояснення цього полягає в тому, що втрати і поглинання азоту відбуваються з однаковою швидкістю за різних строків внесення під час пікового попиту на елемент живлення. При цьому, відомо, що азот, внесений в кінці сезону, може не споживатися рослинами належним чином через дефіцит вологи. В 2020 р. кількість опадів була постійною протягом вегетаційного періоду, що могло призвести до втрат азоту за різних термінів внесення і призвело до однакової врожайності. 

Підтримайте наші агромедіа

Будь-яка сума допоможе працювати на інформаційному аграрному фронті для вас

Ефективність використання азоту озимою пшеницею

На ефективність використання азоту не впливала взаємодія між строком і нормою внесення азоту (P  ≥ 0,36). Не було виявлено впливу і норми внесення (P  ≥ 0,39). Ефективність використання азоту за різних норм була в середньому 20,2 та 21,1% у дослідах в Стіллуотер та Лахомі відповідно. Це може бути пов’язано з тим, що значна частина внесеного азоту була спрямована на підвищення врожайності за рахунок накопичення більшої кількості крохмалю та пов’язаних з ним органічних сполук, таким чином розбавляючи концентрацію азоту в зерні. 

Строки внесення азоту мали великий вплив на ефективність використання азоту в дослідах в Лахомі як у 2019, так і в 2020 (P ≤ 0,11). 

Терміни внесення азоту у фазі кущення підвищили ефективність використання азоту щонайменше на 7,3% порівняно з показником 15,6%, досягнутим при внесенні азоту за 30 діб до сівби. Аналогічно і щодо варіанту із внесенням азоту за 7 діб до сівби, в середньому 24,0 і 22,6% відповідно. При тому, що переваги врожайності за строків внесення за 7 або 30 діб не було. Однак, перевага підвищення ефективності використання азоту свідчить про те, що вікно втрат елементу через вилуговування, денітрифікацію, випаровування тощо збільшується при його внесенні за 30 діб до сівби. Внесення азоту якомога ближче до дати сівби або після сівби (в фазі кущення) підвищує потенціал відновлення азоту в зерні. Тобто, застосування азоту протягом сезону дає більші шанси збільшити накопичення біомаси та мінімізує втрати самого елемента, роблячи його більш доступним для поглинання через потік транспірації.

Протягом обох років досліджень у досліді в Стіллуотер значення ефективності використання азоту за різних строків внесення були подібними. В середньому показник становив 23,3 та 17,1% у 2019 та 2020 рр. відповідно. 

У підсумку варто відмітити, що строки внесення азоту мали непостійний вплив на врожайність зерна озимої пшениці. Так, зокрема, за внесення у фазу кущення (FK5) урожайність була значно нижчою, але в той час і вищою порівняно до врожайності від застосування азоту перед за 7 та 30 діб перед сівбою. Різниця врожаю була незначна. Однак перевага застосування азоту у фазу кущення в тому, що в цій стадії менший потенціал втрати азоту через випаровування, денітрифікацію, вилуговування тощо. Це було засвідчено коефіцієнтом використання добрив, де його значення, отримані у варіанті внесення азоту у фазі кущення, було на 7% вищим порівняно до інших термінів внесення. 

Оптимальною нормою в досліді для отримання врожаю відмінного від контролю стала 90 кг/га. На противагу висунутій гіпотезі, взаємодія між строками та нормами внесення азоту впливала на врожайність лише в одному варіантів. Тим не менше, це дало змогу зрозуміти необхідність строку і норми внесення азоту для досягнення вищої врожайності.

Джерело: Department of Plant and Soil Sciences, Oklahoma State University. Ця стаття була опублікована на сайті Американського товариства агрономії, сільськогосподарських наук та ґрунтознавства Америки.

Переклад: SuperAgronom.com