1.3. Влияние минерального питания на повышение продуктивности и качества корнеплодов фабричной сахарной свеклы

Под питанием растения понимают процесс потребления минеральных элементов, а увеличение в массе воспринимается как рост растения. Оба эти процесса настолько связаны между собой, что их рассматривают как две стороны одного и того же явления. В более обобщенном виде под питанием растения понимают постоянно действующий обмен веществ между растениями и окружающей средой [106].

Производство минеральных удобрений в мире уже превысило 128 млн т питательных веществ в пересчете на азот, фосфор и калий. Причем удобрения справедливо рассматриваются как фактор, без которого немыслимо ведение сельского хозяйства на современном уровне [86,122].

Цель внесения удобрений – добавление в почву тех питательных веществ, которых не хватает растениям. Нельзя правильно и экономно удобрять почву, не зная её свойств и главного из них – её плодородия. Академик Д.Н. Прянишников писал: «Недостаток знаний нельзя заменить избытком удобрений». Избыток – не только излишние затраты, но и риск ухудшить качество урожая, отравить водоемы [127].

Удобрение может быть не только мощным средством поднятия урожая, но также средством воздействия на его химический состав, а следовательно, и на качество культурного растения. Результаты многих исследований и производственная практика убедительно доказывают высокую эффективность применения удобрений в повышении урожая сахарной свеклы [39].

С этой целью нормы внесения удобрений следует устанавливать с учетом выноса питательных веществ с урожаем, их наличия в почве, планируемого урожая, а также степени использования культурой питательных элементов почвы и удобрений.

Потребление питательных веществ растением идет в течение всего вегетационного периода. Интенсивность использования элементов питания меняется по периодам жизни растений [119].

П.А. Власюк отмечает, что существенную роль в поступлении питательных веществ в растения играет соотношение питательных элементов, содержащихся в почве [59].

В настоящее время все почвы нуждаются в дополнительном внесении питательных веществ, поскольку их содержание в почве не всегда соответствует уровню потребления свеклой. Так, при недостатке азота светло-зеленые листья быстро желтеют и усыхают, прирост листьев и корнеплода затухает; недостаток фосфора замедляет рост и развитие корневой системы, накопление питательных веществ и построение скелета, а дефицит калия задерживает отток сахаров из листьев в корнеплод.

Потребление питательных веществ зависит от содержания в почве влаги: в зоне неустойчивого и недостаточного увлажнения 0-12 см слой почвы лишь весной содержит влагу, но чаще в минимальном количестве. В зоне достаточного увлажнения верхний слой почвы постоянно увлажнен. Во всех зонах слой почвы глубже 20 см лучше обеспечен влагой; основная масса корневой системы сосредоточена в 20-60 см слое почвы [91].

В условиях зоны недостаточного увлажнения недостаток влаги в сочетании с высокими температурами в период интенсивного сахаронакопления вызывает нарушение физиологических процессов, увеличивает содержание общего и вредного азота в корнеплодах фабричной сахарной свеклы [96].

В опытах П.В. Лысенко, И.С. Кочетова, Ш.Л. Пашкова для условий ЦЧР установлено, что при внесении удобрений расход воды на образование 1 ц корнеплодов сахарной свеклы сократился на 27,8 % [98].

Многими исследователями установлено, что в условиях недостатка влаги осеннее внесение удобрений под вспашку имеет преимущество по сравнению с весенним внесением туков под предпосевную культивацию [1].

В.И. Кураков отмечает, что лучшими почвами для сахарной свеклы являются хорошо оструктуренные, поддерживающие оптимальную плотность с нейтральной кислотностью, высокой влагоёмкостью и воздухопроницаемостью, богатые гумусом и доступными формами питательных веществ. Но даже «царь» почв, типичный мощный чернозем нуждается в дополнительном внесении удобрений. Система удобрения сахарной свеклы должна быть технологичной и экономичной, учитывая почвенно-климатические условия. Так, азотные удобрения быстро растворяются в почвенном растворе и вместе с влагой мигрируют по профилю, фосфорные и калийные быстро связываются с почвой и практически остаются в том слое, где внесены туки. Эффективность удобрений на черноземе выщелоченном несколько выше, чем на типичном и обыкновенном.

Каждый элемент питания выполняет определенную роль –замена, как и увеличение дозы одного из них за счет другого, не дает положительного результата. Исследования ВНИИСС, обобщение результатов опытов других научных учреждений и свекловодов свидетельствуют, что на основных почвах в зоне свеклосеяния наивысшая продуктивность сахарной свеклы достигается при внесении удобрений в соотношении N: Р: К: как 1 : 1-1,2 : 1 [28].

Творческое применение научно обоснованных норм, соотношения элементов питания, рациональные сроки их внесения в условиях дефицита минеральных удобрений позволяют получать стабильно высокие урожаи сахарной свеклы хорошего качества [93].

Важнейшая задача свекловодов – использовать удобрения с наибольшей эффективностью. Увеличение в 2-3 раза дозы полного минерального удобрения урожайность корнеплодов существенно не повышает, а содержание сахара снижает. Наибольшая доза полного минерального питания, несмотря на рост биологического урожая, по выходу сахара не отличается от контроля из-за ухудшения технологических качеств сырья [103, 133, 150, 161].

Система удобрений должна быть экономична и экологична, а значит, каждый внесенный килограмм питательных веществ должен обеспечивать наибольшую прибавку в натуральном и денежном выражении, не нарушая при этом экологического равновесия [92].

Исследованиями А.Е. Максимовича установлено, что путем регулирования доз и соотношений питательных веществ, вносимых под сахарную свеклу, представляется возможным обеспечить потребность растений в элементах питания, изменить их рост и развитие, а также достичь высокого урожая этой культуры [59].

По данным В.И. Лазарева, анализ продуктивности сахарной свеклы показал, что ее изменение на 43,2% обусловлено воздействием сложившихся погодных условий, на 25,8% – влиянием минеральных удобрений и на 4,1% связано с выращиванием этой культуры в различных полевых севооборотах [95].

Более стабильная величина – сахаристость корнеплодов. Здесь 66,3% изменений обусловлено погодными условиями, 3,6% – уровнем удобренности и 2,5% – видом севооборота. Таким образом, результаты многолетних стационарных исследований свидетельствуют, что в настоящее время стабилизировать урожайность сахарной свеклы можно путем творческого подхода к выбору вида севооборота и систематического применения удобрений [95].

Учитывая важную роль элементов питания, система применения удобрений под сахарную свеклу должна быть построена таким образом, чтобы основное количество питательных веществ поступало в растение в период его интенсивного роста. При разработке системы удобрений сахарной свеклы следует учитывать почвенное плодородие, потребность растений в элементах питания как в отдельности, так и в сочетании друг с другом [3].

Опытами Б.С. Носко, В.И. Бабылина установлено, что внесение калийных удобрений в повышенных и высоких дозах способствовало накоплению в пахотном слое чернозема остаточного калия в обменной и слабосвязанной форме. При этом снижалась окупаемость удобрений [118, 126].

У сахарной свеклы калий увеличивает площадь листовой поверхности. Е.Н. Алексеева установила, что повышение дозы калия в основном удобрении способствует возрастанию сбора сахара, не увеличивая урожая [4].

Ряд исследователей (В.Д. Кулик, Н.Н. Никитаева, Н.Н. Горбунов, В.М. Воронин) в своих работах отмечают, что увеличение корневого питания растений сахарной свеклы за последнее время не привело к приросту продуктивности растений [30, 90, 114].

Е.А. Тонкаль считает, что удобрения являются главным производственным ресурсом в сельском хозяйстве [162].

Б.А. Паншин полагает, что растения сахарной свеклы малотребовательны к физическому строению почвы. В подтверждение этому он приводит результаты опытов по развитию свеклы в вегетационных сосудах с прокаленным песком и увлажняемых питательными растворами (опыты с текучими растворами академика Д.Н. Прянишникова). Автор считает, что данная культура может быть высокопродуктивна при выращивании на любом типе почвы, но при соответствующих корневом питании и агротехнике [123].

Исследования В.В. Никитина в полевых опытах оптимальных доз удобрений под сахарную свеклу позволяют сделать вывод о возможности получения урожаев более 50 т корнеплодов с гектара при рациональном применении удобрений [115].

А.Т. Пономарева, Ю.Г. Карцев считают, что в целях экономного расходования ресурсов необходимо не увеличивать дозы удобрений, а лишь компенсировать вынос соответствующих элементов из почвы [75, 27].

Сахарная свекла характеризуется следующими технологическими показателями: сахаристостью, спелостью, состоянием тургора, степенью загрязненности, концентрацией несахаров в свекловичном соке. Чем выше сахаристость, меньше содержание несахаров и загрязненность корнеплодов, тем качество свеклы выше. Основные технологические требования к сахарной свекле как к сырью для выработки сахара характеризуют её пригодность для промышленной переработки и хранения и определяются ГОСТ 17421 – 82 «Свекла сахарная для промышленной переработки. Требования при заготовках. Технические условия».

На технологические качества корнеплодов сахарной свеклы влияют следующие факторы: сортовые особенности, погодные условия, климатические условия, удобрения и агротехника, размеры и спелость корнеплодов.

Минеральные удобрения – одно из эффективных средств повышения продуктивности сахарной свеклы. Вместе с тем они снижают сахаристость и ухудшают технологические качества сырья. Одновременно в них повышается содержание зольных элементов, которые при переработке свеклы уменьшают выход сахара. Поэтому поиск путей снижения отрицательного влияния минеральных удобрений на качество продукции представляет большую актуальность [11, 102].

Многие исследования доказывают, что свекла, выращенная на фоне высоких доз удобрений без учета соотношения между элементами питания и несвоевременного их внесения, имеет низкие технологические качества, хотя отмечен рост урожайности [38,164,168].

При увеличении доз азота сахаристость корнеплодов снижается на 0,4-0,7%, а при повышении доз фосфора и калия она возрастает на 0,2-0,5%. Перенасыщение почвы азотом приводит к ухудшению технологических качеств сырья: уменьшается содержание сухих веществ, возрастает количество золы и элементов минерального питания, особенно растворимого азота, снижается чистота сока на 0,6-1,3%, повышаются потери сахара в мелассе на 0,6-0,9%. В результате выход сахара с единицы сырья сокращается на 0,5-1,4% [128,152].

По данным В.И. Куракова, уже при дозах N90P120K90 на полях ОПХ ВНИИСС и N120P120К120 на опытных полях содержание сахара в корнеплодах снижалось соответственно на 0,1-0,2 и 0,5%, при удвоении этих доз – соответственно на 0,3-0,9 и 1,2%, и если дальнейшее увеличение доз удобрений давало прибавку урожайности корнеплодов, то качество их резко ухудшалось [93].

Аналогичные результаты получены в опытах Л.М. Пахомовой, Г.Я. Ринькис, И.В. Мосолова, вследствие чего авторы считают, что при увеличении доз удобрений с N45P60K45 до N180P240K108 происходит рост урожайности корнеплодов сахарной свеклы, но качественные показатели только ухудшаются [107,124,144].

Е.Н. Камышев, В.П. Поддубный, Н.К. Шиманская считают, что фосфорно-калийные удобрения положительно влияют как на урожай, так и на качество корнеплодов сахарной свеклы. По их опытным данным, фосфорно-калийные удобрения повышают урожайность свеклы на 2,0-12,7 т/га, а содержание сахара – до 1,9% [70,133,176].

Фосфор и калий минеральных удобрений способствуют повышению урожайности и сахаристости свеклы, снижают потери сахара в мелассе, содержание растворимого азота в соке и повышают его доброкачественность [118,126].

По данным И.З. Каримова (2006 г.), микроудобрения в форме хелатных соединений усваиваются растениями в 4-5 раз лучше, чем минеральные. Кроме того, в отличие от традиционных микроэлементов они обладают более высокими стимулирующими свойствами и меньше переходят в труднодоступные формы. Несмотря на наличие большого количества положительных свойств, «Акварин 5» не испытывали на посевах люцерны. Использование для некорневой подкормки «Акварина» в дозе 6 кг/га увеличивает кормовую массу люцерны на 0,58-1,64 т/га и способствует повышению семенной продуктивности люцерны на 0,34 и 0,36 ц/га по сравнению с контролем без применения этих препаратов.

«Акварин 5» – комплексное, полностью растворимое в воде минеральное удобрение, содержит N18P18K18, а также комплекс микроэлементов: В, Сu, Mn, Zn, Fe, Mo. Механизм действия этого препарата заключается в регуляции физиологических процессов в клетках растений, что приводит к активации ферментов. В результате увеличивается использование элементов питания из почвы, а также повышается устойчивость растений к пониженным температурам, недостатку или избытку влаги, недостатку энергии света.

И.И. Гуреевым и Е.П. Проценко в 2003-2004 гг. в СХПК «Комсомолец» Черемисиновского района Курской области был заложен опыт по влиянию минерального удобрения «Акварина 5» на посевах сахарной свеклы. Проведенный анализ показал, что применение «Акварина 5» в дозе 2 х 1,5 кг/га во всех вариантах опыта способствовало прибавке урожайности корнеплодов, и соответственно, сбора сахара.

По данным профессора М.И. Корсунова, некорневая подкормка озимой пшеницы «Акварином 5» способствует накоплению сухого вещества в фазу трубкования и в фазу молочной спелости, а также приросту урожайности на 3,5-8,7 ц/га, что составляет 4,8-11,9% по сравнению с контролем. Наряду с повышением урожайности при некорневой подкормке озимой пшеницы комплексным удобрением "Акварин-5" изменяются химический состав и технологические качества зерна.

Для повышения качества и выхода однолетнего посадочного материала яблони на черноземных почвах А.В. Седых (2008 г.) рекомендуется двукратная обработка растений во втором поле питомника комплексными препаратами «Акварин 5» и мастер в концентрации 0,5% в фазу интенсивного роста побегов (июнь).

По данным А.И. Елисеева, при обработке посевов кукурузы комплексными водорастворимыми удобрениями «Акварин 5,9,13» произошло увеличение массы одного початка, соответственно увеличился выход зерна и масса 1000 зерен, а также данные препараты обеспечили прибавку урожая зерна в среднем на 7,4-7,9 ц/га.

В связи с неодинаковым действием основного минерального удобрения на технологические качества корнеплодов сахарной свеклы более важное значение имеет правильное соотношение между элементами питания, входящими в состав полного основного минерального удобрения. Поэтому удобрения под сахарную свеклу необходимо вносить в дозах, дающих возможность высоко поднять урожайность корнеплодов, сбор сахара и не ухудшающих технологические качества сырья [59].