Перевод статьи Use of Starter Fertilizers in Corn Production с официального сайта компании-производителя Pioneer. Оригинал можно найти по ссылке https://www.pioneer.com/home/site/us/agronomy/library/starter-fertilizer-corn/

 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТАРТОВЫХ УДОБРЕНИЙ В ВЫРАЩИВАНИИ КУКУРУЗЫ

Научная работа "Исследование культуры" написано Джейком Воссенкемпером и Джоном Санахом

ОБЗОР

  • Стартовые удобрения являются малой долей питательных веществ, которые необходимо располагать в близости к семени, предположительно при посеве.
  • Стартовые удобрения способствуют развитию кукурузы в случаях, когда: рост узловых корней приостановлен погодными условиями; затрудненными условиями посева; при повреждениях вредителями или другими факторами.
  • Если ранние сезонные стрессы единичные на поле, стартовые удобрения могут помочь уменьшить развитие снижения стойкости растения и потерю урожайности, которая часто зависит от таких условий.
  • Результаты исследования показывают, что стартовые удобрения могут предоставить фермерам наибольшую выгоду при использовании технологии ноу-тилл; там, где пожнивные остатки не собираются с поля; у фермеров из южных штатов; тех, у кого песчаная либо илистая почва, или другие типы грунтов с низким уровнем фосфора.

в дополнение, фермеры, которые обычно сеют очень рано в холод, во влажные почвы могут потенциально иметь преимущество.

  • Исследование также показывает, что стартовые удобрения не всегда будут увеличивать урожайность кукурузы, и будут особенно противоречивы в условиях обычной обработки умеренной или осушенной почвы с высокими показателями фосфора и калия.
  • Высокие цены на кукурузу и изменения в практике ведения сельского хозяйства могут создать новые условия для использования стартовых удобрений; больше исследований необходимо провести для определения их потенциального применения.

Применения стартовых удобрений в выращивании традиционно было рекомендовано для полей с низкими температурами почвы, включая исключительно ранние посевы или поля с технологиями ноу-тилл, имеющими высокий уровень пожнивных остатков, или поля в южных штатах. В прохладных почвенных условиях, стартовые удобрения, внесенные рядом с развивающимся растением, обеспечивают легкодоступные полезные вещества до момента улучшения почвенных условий и развития адекватной корневой системы. Внесение стартовых удобрений так же рекомендовано для полей с низким уровнем фосфора, и данные исследования доказали ценность этой практики. Тем не менее, некоторые фермеры, стремящиеся использовать текущие цены на зерно, размышляют, может ли применение стартовых удобрений играть более значимую роль в увеличении урожайности кукурузы. «Обзор Урожая» обсудит внесение стартовых удобрений, их традиционную роль в производстве кукурузы, и рассмотрит их возможное применение вне исторических целей.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАРТОВЫХ УДОБРЕНИЙ

Стартовые удобрения определяются как небольшое количество питательных веществ для растений, – азота (N), фосфора (P) и калия (K), – внесенных рядом с семенем, обычно при посеве (Хергерт и Уортманн, 2006). Внесение может быть непосредственно под, сбоку, или и под, и сбоку семечки. Фермеры иногда считают внесение жидких удобрений поверх почвы «стартовым»; тем не менее такое применение не может считаться стартовым из-за позиционирования, которое не даст прироста раннему посеву. Чтобы считаться «стартовым», питательным веществам необходимо быть стратегически размещенными для повышения эффективности развития ранних всходов.

12

Рисунок 1. Трактора Case IH и John Deere оборудованы баками для внесения стартовых жидких удобрений во время посева.

Стартовые удобрения, расположенные вместе с зерном («всплывающие» удобрения для прорастания) – еще одна опция, но её использование требует большой осторожности, чтоб предотвратить возможное преждевременное прорастание и травмирование зерна. Безопасная норма внесения всплывающих удобрений лимитирована, и зависит от используемого типа удобрений и свойств почвы. Например, стартовые удобрения, содержащие тиосульфат аммония, не должны контактировать с зерном (Хергерт и Уортманн, 2006).

Стартовые удобрения обычно состоят из двух или более питательных веществ. В большинстве случаев, комбинация азота и фосфора представляет собой эффективный стартовый материал. Жидкая пропорция 10-34-0 и сухая 18-46-0 являются наиболее обобщенными стартовыми материалами. Жидкая 7-21-7 и сухая 8-32-16 так же часто используемые. Существуют и другие формулы использования стартовых удобрений, например, добавление цинка и/или серы может быть задействовано для песчаных грунтов с низким содержанием органических веществ.

Чтобы в полной мере понять роль стартовых удобрений в обеспечении основного питания зерна кукурузы, было бы полезно проанализировать физиологию развития ранней корневой системы.

РАННЕЕ РАЗВИТИЕ КОРНЕВОЙ СИСТЕМЫ

После того, как зерна кукурузы впитают достаточное количество воды для прорастания, первая проявляющаяся корневая система будет являтся основополагающей для последующих зародышевых корней (Рисунок 2). Зародышевые корни не принимают значительного количества питательных веществ; вместо этого молодой зародыш опирается прежде всего на сохраненные питательные вещества самого зерна на этой стадии развития.

root

Рисунок 2.Ранняя корневая структура кукурузы

Вскоре после прорастания (VE) молодые кукурзные растения начнут развивать свою узловую корневую систему и первичные корни для поглощения воды и питательных веществ (Рисунок 2). Если нормальное развитие узловых корней затруднено и запасы эндосперма истощаются, растение будет испытывать недостаток основных питательных веществ для оптимального роста. Если узловым корням возникают препятствия, существует вероятность образования надземных симптомов, в виде снижения энергичности всхожести или недостаточно зеленый цвет растения.

К стадии V2 (видимые 2 скрученные листка) очень важно, чтоб растения кукурузы активно получали питательные вещества, такие как N (азот) (Рисунок 2). Несмотря на то, что эти питательные вещества необходимы в очень ограниченных количествах, они, тем не менее, позволят растениям развивать их способность к фотосинтезу.

РАЗРУШЕНИЕ УЗЛОВЫХ КОРНЕЙ СТРЕССОМ

Стрессы, препятствующие развитию узловых корней, могут быть вызваны живыми (биотическими) организмами, такими как насекомые или болезни, или неживыми (абиотическими) физическими или химическими факторами, такими как грунтовые препятствия, условия влажности почвы, холодные температуры, размещение удобрений. Стрессы могут быть продолжительными в поле, или могут проявиться спонтанно на отдельных участках поля.

Непрерывные или равномерные стрессы, влияющие на растения одинаково, часто включают в себя холодные влажные почвенные условия или температуру воздуха ниже оптимальной. Несмотря на то, что они пагубно влияют на рост, а иногда на урожайность, эти стрессы менее разрушительны чем спонтанные, влияющие только на одно растение, а не на его соседей. Это связано с тем, что индивидуально пораженные растения, вероятно, отстают на стадиях физиологического роста, если условия остаются неблагоприятными.

Как только растение начинает отставать от двух или более этапов роста, ему становится все труднее догонять фазы развития. Обычно это считается следствием затенения со стороны конкурирующих соседей. Затенение замедляет скорость роста растения, что еще больше уменьшает удлинение корня и поглощение им питательных веществ. Таким образом, проблема конкуренции за ограниченные ресурсы усугубится, скорее всего, на оставшуюся часть жизненного цикла растения.

Спонтанные или изменчивые стрессы в поле могут быть более вредными для урожайности, чем постоянные стрессы. Спонтанные стрессы включают в себя: неравномерное распределение пожнивных остатков, сухая или комковатая почва, влажные места, диагональные безводные аммиачные полосы, повреждение соляными удобрениями, уплотнение почвы от колес, уплотнение семяложа (боковых стенок), повреждение корней насекомыми или гербицидами и заболевания почвенного покрова.

Неравномерные всходы показывают, что урожайность кукурузы снижается от 6% до 23% в зависимости от суровости климата (Нильсен, 2010; Нафзигер, и др., 1991).

Эти потери в урожайности могут быть значительно уменьшены, используя стартовые удобрения, в случаях, когда основной причиной неравномерности всходов является невозможность узловых корней получить доступ к достаточному количеству питательных веществ.

depth

Рисунок 3. Неравномерность всходов из-за мокрой почвы. Заметьте, что различные зоны почвы по-разному влияют на растения

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ СТАРТОВЫХ УДОБРЕНИЙ НА КУКУРУЗУ

Применения стартовых удобрений для кукурузы были хорошо исследованы и задокументированы. Научная литература показывает многочисленные случаи, когда стартовые удобрения показали положительный, скудный или никакой прирост урожайности кукурузы. Этот массив результатов означает, что положительное влияние на урожайность, вероятно, связано как с экологическими, так и с культурными взаимодействиями. Ниже отображены несколько важных исследований.

Результаты применения стартовых удобрений, исходя из географии применения и наличия питательных веществ

  • Исследователи из Миннесоты обнаружили прирост в урожайности кукурузы при применении азотных (N), фосфорных (P) и калийных (K) стартовых удобрений независимо от типа обработки почвы. (Веч и Рандал, 2002). Эти и другие результаты исследований показывают, что основным географическим регионом, который может последовательно и позитивно реагировать на применение стартовых удобрений, являются районы северного кукурузного пояса.
  • В центральных и северных штатах Кукурузного пояса: Иллинойс, Висконсин и Айова, исследователи обнаружили аналогичные результаты, когда использовались удобрения с N, P и K. Тем не менее, урожайность была намного более устойчивой в почвах, имеющих низкие показания Р, плохо дренированными или обрабатываемыми по технологии ноу-тилл или мини-тилл (Уолковски, 2000; Малларино и др., 1999; Рандал и Хоэфт, 1988)
  • Исследователи из Индианы зафиксировали прирост урожайности при применении стартовых удобрений с P и K только на одном участке при обычной обработке почвы (весенняя обработка чизельным плугом), но при этом убедились, что более стабильное увеличение урожайности наблюдалось, когда почву обрабатывали по технологии ноу-тилл (Мэнгел и др., 1988).

Поскольку эксперименты с применением стартовых удобрений часто проводятся с использованием N, P и K, не всегда четко видно, какое питательное вещество обеспечивало увеличение урожая; тем не менее:

  • Исследователи из штата Айова провели эксперименты на полях с ноу-тилл, с высоким содержанием P с применением обоих P и N стартовых удобрений и обнаружили, что N в большей мере отвечает за увеличение урожайности (Бермудез и Малларино, 2003).
  • В других исследованиях показывают ответную реакцию на стартовые только с N, применительно к влажным почвам, которые приподымают с помощью чизельного плуга или стрип-тилла (Тачтон и Карим, 1986).

Выводы:если фермеры в центральных регионах Кукурузного пояса используют высокую норму внесения стартовых удобрений (P и K) по отдельной программе, то изменение в урожайности в этом случае будет менее последовательными и маловероятными, особенно если используются обычные методы обработки почвы (Кайзер и др., 2005).

Результаты исследований по типам почв

Устойчивое влияние стартовых удобрений может быть ожидаемо на почвах с низкими органическими веществами или почвами, имеющими грубую (песчаную) текстуру. Многочисленные типы почв, образованные намывами от реки Миссисипи вдоль центральной Миннесоты и до Мексиканского залива, соответствуют этому описанию. В нескольких исследованиях сообщается о результатах по типу почвы:

  • Исследователи из Луизианы отметили дефицит P на суглинках и супесчаных почвах с содержанием органического вещества менее 1 процента (Масканьи и др., 1996; Масканьи и др., 2007).

- Эти исследователи обнаружили, что применение стартовых удобрений N и P значительно увеличило урожайность кукурузы в пяти из 15-ти окружающих сред (и численно увеличило урожайность в 12-ти из 15-ти сред), даже при труднообрабатываемых почвах с высоким содержанием P (Рисунок 4).

-  Кроме того, средний показатель увеличения урожайности составлял 12,5 бушелей на акр (770 кг/га) при планируемом усреднении по всем годам и местоположениям не более 0,05.

- В дополнении, был сделан вывод о том, что ожидаемая отдача урожайности должна быть больше от применения Р в стартовых удобрениях, а наибольшая отдача должна быть на тяжелых (песчаных) почвах (Масканьи и др., 2007).

pic4

Рисунок 4.  Влияние стартовых удобрений на урожайность кукурузы на нанесенных супесчано-иловых почвах реки Миссисипи на северо-восточной исследовательской станции в Сент-Джозефе, Луизиана, Масканьи и др., 2007.НЗ = Не значительно на уровне вероятности 0,05

  • Соответствующие исследования в других южных штатах на песчано-суглинистых почвах, когда уровни P и K были высокими, свидетельствуют о последовательных приростах урожайности от стартовых удобрений. Более того, урожайность была значительно выше с одним N; однако они были немного выше в другие годы, когда были добавлены P и K (Тачтон и Карим, 1986).
  • С другой стороны, исследования в Северной Каролине не показали повышения урожайности добавления P и N по сравнению с применением только N на песчаных почвах, когда уровни P были высокими (Чейл и др., 2007).

Выводы: Из обзорной литературы видно, что стартовые удобрения N, P и K в супесчаных и грубо-текстурированных почвах могут быть оправданы, даже если уровни P и K являются высокими. Однако из-за противоречивых результатов в этих средах невозможно определить, нужны ли N, P и K или просто N.

Прирост по гибридам от применения стартовых удобрений

Исследователи из штата Канзас изучали пять гибридов зрелого периода от 103 до 113 относительной спелости, с и без применения стартовых удобрений (N и P) по технологии ноу-тилл (Гордон 1997). Данное исследование показало, что стартовые удобрения значительно увеличили рост в начале сезона, поглощение N и P в фазе V6 и концентрацию N и P зародышем листа. Однако никакого гибрида при взаимодействии стартовых удобрений не было выделено (т. е. все гибриды реагировали одинаково к применению стартовых удобрений). В исследовании также измерялись единицы степени роста (ЕСР) для опыления. Все гибриды требовали меньше тепловых единиц для начала опыления при использовании стартовых удобрений (Таблица 1). Это ключевое открытие для производства кукурузы в Канзасе, где урожайность часто ограничивается посушливым стрессом в конце сезона. Более того, более раннее опыление в этих условиях может продлить период заполнения зерна и увеличить потенциал урожайности кукурузы.

Таблица 1. Влияние стартовых удобрений на урожайность и ЕСР при опылении гибридов кукурузы. (Адаптировано от Гордона, 1997.)

tab1

*Значительно при уровне вероятности 0.05

 

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЛЕНТОЧНОГО ВНЕСЕНИЯ

Применение P как стартового удобрения обычно более эффективно, чем разбрасываемые удобрения, особенно при недостатке уровня P или для известковых почв с повышенной кислотностью (Шапиро и др., 2003). Например, рекомендуемая норма P может быть уменьшена вдвое, при применении ленточного внесения в сравнении с разбрасываемыми удобрениями (Таблица 2). Это вызвано тем, что ленточное внесение стартовых удобрений приводят к меньшему количеству перемещения почвы и большему количеству доступного P в сравнении с разбрасываемыми удобрениями, особенно для почв с повышенной кислотностью и низким уровнем P. Использование ленточного внесения P в стартовых удобрениях - особенно привлекательная альтернатива разбрасываемым удобрениям при их чрезвычайной дороговизне.

Таблица 2. Рекомендации по фосфорным удобрениям1.

tab2

1Шапиро и др. 2003.

2 Bray P-1 для кислых и нейтральных почв, Mehlich-3 для всех почв.

3 Olsen P для известковых почв.

4Это уравнение обеспечивает альтернативу использованию значений таблицы:
Если
Bray-P < 25 млн-1: P норма (фунт P2O5/акр) = (25-Bray-P) x 4
Если
Bray-P > 25 млн-1: P норма (фунт P2O5/акр) = 0
Bray-P = Bray-1 фосфор (млн-1) в 0-8 дюймов глубины

5 Внесение полосно перед посевом или рядом с семяложем при посеве.

 

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ СОЛЯНОГО ТРАВМИРОВАНИЯ СТАРТОВЫМИ УДОБРЕНИЯМИ

Уровень внесения стартовых удобрений зависит от содержания соли или индекса удобрения, близости к зерну и структуры почвы (Херджерт и Вортманн, 2006). Солевой индекс является зависимостью суммы азота, калия и серы, присутствующих в удобрениях. Солевые индексы общих стартовых удобрений показаны в Таблице 3.

Таблица 3. Сравнения солевых индексов для наиболее распространенных стартовых удобрений, выраженных в фунтах солевого эффекта на галлон относительно 10-34-0.

tab3

Из Дж.Дж. Мортвед,Расчёт солевого индекса

У таких продуктов, как полифосфат аммония (10-34-0) есть низкое значение солевого индекса (2,28 фунта/галлон (0,27 кг/литр)), в то время как тиосульфат аммония 12-0-0-26 обладает высоким значением солевого индекса (30,9 фунта/галлон (3,7 кг/литр)). Пределы норм внесения 10-34-0 созданы, чтобы помочь избежать солевой травмы в зависимости от размещения удобрений или текстуры почвы (Таблица 4). Солевые повреждение являются самыми явным при низкой влажности почвы, поэтому достаточная влажность почвы при посеве или осадках помогает минимизировать соль. Чтобы уменьшить вероятность солевой травмы, постарайтесь не злоупотреблять азотными, калиевыми или серными удобрениями близко к зерну.

Таблица 4. Кол-во/акр 10-34-06которые могут безопасно применяться для кукурузы7с междурядием 30-дюймов8при условиях расстояния от зерна и текстуры почвы (Хергерт и Уортман, 2006.)

tab4

6 Определите безопасные нормы внесения для других удобрений разделив значения Таблицы 4 на графу «Значение относительно к 10-34-0” из Таблицы 3.

7 Безопасная норма внесения удобрений для сои - 1/2 от этих значений.

8Для междурядий уже чем 30 дюймов (76 см) норма внесения может быть увеличена. Умножьте значения на 1,5 для 20 дюймовой междурядки (50см), на 1,36 для 22 дюймовой (56см), и на 2 для 15дюймовой междурядки (38см)

 

ВЫВОДЫ

Урожайность кукурузы увеличивается с применением стартовых удобрений в:

  • В северных частях Кукурузного пояса, независимо от методов обработки почвы
  • При использовании технологий ноу-тилл или мини-тилл
  • На грубо текстурированных почвах или почвах с низким количеством органических веществ
  • На слабо дренированных или холодных почвах
  • На почвах с низким значением P и K
  • Когда центральным узловым корням препятствуют биотические или абиотические стрессы
  • Когда кислотность грунта необычно высокая или низкая
  • Когда существует вероятность засухи 

Высокие цены на кукурузу и изменения в методах ведения сельского хозяйства (например, ранний посев) могут создать новые роли для стартовых удобрений вне их традиционных применений. Одна из таких ролей может быть страховка от длительных, неблагоприятных погодных условий, происходящих вскоре после посева. Фермеры и агрономы поощряют продолжение тестирования стартовых удобрений во множестве полевых ситуаций, чтоб в дальнейшем определить, когда и где это применение может быть самым отзывчивым.

 

Список литературы

Bermudez, M., and A.P. Mallarino. 2003. Does N or P starter fertilizer increase yield of no-till corn in high-testing soils? In 2003 annual meeting abstracts [CD-ROM]. ASA, CSSA, and SSSA, Madison, WI.

Cahill, Sheri Johnson, Amy Osmond, Deanna Hardy, David. 2008. Response of corn and cotton to starter phosphorus on soils testing very high in phosphorus. Agron. J. 100: 537-542.

Gordon, W. B., d. L. Fjell, and D. A. Whitney. 1997. Corn hybrid response to starter fertilizer in a no-tillage, dryland environment. J. Prod. Agric., 10:401-404.

Hergert, G.W. and C.S. Wortmann. 2006. Using starter fertilizers for corn, grain sorghum and soybeans. NebGuide  G361.  Univ. of Nebraska Coop. Ext. Service, Lincoln. http://extensionpublications.unl.edu/assets/pdf/g361.pdf. (Rev. Oct. 2012)

Kaiser, D. E. Mallarino, A. P.Bermudez, M. 2005. Corn grain yield, early growth, and early nutrient uptake as affected by broadcast and in-furrow star http://www.spectrumanalytic.com/support/library/ff/salt_index_calculation.htmter fertilization Agron. J. 97: 620-626.

Mallarino, A.P., J.M. Bordoli, and R. Borges. 1999. Phosphorus and potassium placement effects on early growth and nutrient uptake of no-till corn and relationships with grain yield. Agron. J. 91:37-45.

Mascagni, Henry J., Boquet, Donald J. 1996. Starter fertilizer and planting date effects on corn rotated with cotton. Agron. J. 88: 975-982.

Mascagni, Henry J. Boquet, Bubba B. 2007. Influence of starter fertilizer on corn yield and plant development on Mississippi River alluvial soils. Better Crops. Vol. 91.2.

Mengel, D.B., S.E. Hawkins, and P. Walker. 1988. Phosphorus and potassium placement for no-till and spring plowed corn. J. Fert. Issues 5:31-36.

Mortvedt, J.J. Calculating salt index. Spectrum Analytic website. (Verified March 24, 2011). http://www.spectrumanalytic.com/support/library/ff/salt_index_calculation.htm

Nafziger, E.D.,Carter, P.R., Graham, E.E.1991. Response of corn to uneven emergence. Crop Sci. 1991 31: 811-815.

Nielsen, RL (Bob). 2010. The emergence process in corn. Corny News Network, Purdue Univ. (On-Line). Available at http://www.agry.purdue.edu/ext/corn/news/timeless/Emergence.html. (Verified March 24, 2011).

Randall, G.W., and R.G. Hoeft. 1988. Placement methods for improved efficiency of P and K fertilizers: A review. J. Prod. Agric. 1:70-79.

Shapiro, C.A., R.B. Ferguson, G.W. Hergert, A. Dobermann, and C.S. Wortmann. 2003. Fertilizer suggestions for corn. NebGuide G74-174-A. Univ. of Nebraska Coop. Ext. Service, Lincoln.

Touchton, J.T, and F. Karim. 1986. Corn growth and yield response in conservation-tillage systems. Soil Tillage Res. 7:135-144.

Vetsch, J.A., and G.W. Randall. 2002. Corn production as affected by tillage system and starter fertilizer. Agron. J. 94:532-540.

Wolkowski, R.P. 2000. Row-placed fertilizer for maize grown with an in-row crop residue management system in southern Wisconsin. Soil Tillage Res. 54:55-62.

®ICI is a registered trademark of Imperial Chemical Industries PLC.
®Dekalb is a registered trademark of Monsanto Company.

 

Мы, команда АГ ПРОСТИР, ни коем образом не претендуем на авторство в данной статье. Её перевод и размещение на нашем сайте носит сугубо образовательных характер, так как более доступной информации по исследованиям данного вопроса на понятном всем языке мы практичесски не обнаружили.   

Спасибо Андрею Пилипчуку за перевод статьи