Размер и интенсивность потребления элементов питания кукурузой находится в прямой зависимости от динамики нарастания сухой массы.
Особенностью кукурузы является очень медленный рост и развитие, а, следовательно, и потребление элементов питания, в начальный период от всходов до фазы 5-7 листьев (первые 25-30 дней). Корневая система кукурузы в начале вегетации развиваются медленно и, в основном в верхней части пахотного слоя почв. В это время кукуруза плохо использует питательные вещества из почвы. Поэтому, для удовлетворения потребности молодых растений в элементах питания необходимо поддерживать повышенный уровень их содержания, путем припосевного внесения удобрений. По мере роста корней и надземной массы способность усваивать кукурузой элементы питания из более глубоких слоев почвы значительно возрастает. От фазы 6-7 листьев до образования метелки и цветения у кукурузы наблюдается очень интенсивный прирост надземной массы и потребление питательных веществ. В этот период кукуруза потребляет 60-75% элементов питания от общего выноса.
Потребность в удобрениях при выращивании кукурузы (как и других культур) определяют исходя из выноса питательных элементов запланированным урожаем, содержания подвижных элементов питания в почве и их доступности растениям. При этом следует различать потребление растениями и потребность кукурузы в удобрениях. Потребление элементов питания показывает какое их количество содержится в растениях (усвоено) в данный период роста и развития растений, а потребность в удобрениях показывает какое их количество необходимо применить (внести), чтобы из них было усвоено растениям требуемое в данный период количество элементов питания. В целом потребность в удобрениях показывает какое количество удобрений следует внести в почву, чтобы они могла обеспечить получение заданной урожайности. Следовательно, потребность в удобрениях обусловлено потребностью растений в элементе трансформированного через коэффициент его использования. В 100 ц зеленой массы кукурузы содержится 28-35 кг N, 10-15 Р2О5, 40-45 К2О, 8-12 СаО и 6-8 кг MgО.
Большое влияние на потребление элементов питания оказывают погодные условия. Важно учитывать, что корневая система молодых растений кукурузы развита слабо и очень чувствительна к понижению температуры. На слабопрогреваемых почвах при холодной погоде, корни плохо растут, очень слабо усваивают элементы питания, особенно фосфор. При затяжной прохладной погоде весной, когда температура почвы 12 -14°С наблюдается явные визуальные признаки фосфорного голодания (красно-фиолетовая, багряная, часто линейная окраска листьев) даже при вполне удовлетворительном содержании подвижных фосфатов в почве. Поэтому в таких природных условиях требуется усиливать уровень содержания фосфора в верхней части пахотного слоя (зоне молодых корней) путем внесения удобрений при посеве или перед предпосевной культивацией почвы. Поскольку молодым растениям кукурузы фосфор, внесенный в качестве основного с глубокой заделкой в почву, в начале вегетации доступен слабо.
Дозы удобрений под кукурузу на силос зависят от почвенно-климатических условий ее выращивания, планируемой урожайности и плодородия почвы.
Удобрение азотом. Оптимизация азотного питания растений играет ключевую роль в повышении урожайности и качества кукурузы. Во всех зонах ее возделывания удобрение азотом обеспечивают высокую эффективность производства зерна и зеленой массы кукурузы. Азот необходим растениям на протяжении всего периода роста и, прежде всего, в периоды дифференциации и развития вегетативных и репродуктивных органов.
Для получения планируемых урожаев кукурузы при минимально возможных затратах, важно точно определить необходимую дозу и сроки внесения азота удобрений. Дозы азота удобрений определяют исходя из рекомендаций близлежащих научных учреждений, основанных на многолетних полевых опытах с этой культурой, или устанавливают расчетным методом по выносу азота урожаем кукурузы с учетом содержания перед посевом в корнеобитаемом слое почвы (0-60 или 0-80 см, в зависимости от зоны) минерального азота (Nmin) и азота текущей минерализации, образующегося в течение вегетации в результате аммонификации азотсодержащих органических соединений (гумуса, органических удобрений). Дозу азота удобрений (Ыуд) рассчитывают по формуле:
Nуд. = [Вынос Nраст. – (Nмин. ∙ K1 + Nтек. мин. ∙ K2 + Nорг. уд. ∙ K3)] ∙ K
где: Вынос Nраст. — вынос азота планируемым урожаем, кг/га; Nмин. — содержание минерального азота (N-NH4+ и. N-NH3—) в корнеобитаемом слое почвы перед посевом, кг/га; Nтек. мин. — количество минерализованного азота после посева (от посева до уборки), кг/га; Nорг. уд. — азот, внесенный с органическими удобрениями, кг/га; К, К1, К2 и К3 — соответственно, коэффициенты использования растениями азота минеральных удобрений, минерального азота почвы, азота текущей минерализации составляют 40-60% и азота органических удобрений -20-25%.
Значительное превышение доз азота удобрений над потребностью в нем растений замедляет созревание, снижает качество кукурузного силоса в результате увеличения содержания нитратов, уменьшения содержания в ней сухого вещества и образования початков из-за нарастания листостебельной массы.
В связи со значительным повышением стоимости азотных удобрений, при определении их доз и обосновании сроков внесения, необходимо учитывать содержание минерального азота в почве и доступность его растениям.
Рациональное применение азотных удобрений во многих регионах РФ и зарубежных странах базируется на обязательном учете содержания минерального азота в слое почвы 0-40 или 0-60 см, а поскольку его количество сильно варьирует в зависимости от окультуренности почвы, погодных условий, предшественника и многих других факторов, то определение его содержания проводят ежегодно весной перед посевом или в начале вегетации. В последние годы в условиях Московской области содержание Nmin весной в слое почвы 0-60 см колеблется по годам в пределах 40-65 кг/га (Кидин, 2007). Для корректировки дозы азота удобрений, найденное в корнеобитаемом слое почвы количество минерального азота (например, 40-60 кг/га или более), вычитают из нормативного значения затрат азота, которое установлено для отдельных регионов.
При небольших и умеренных дозах азотные удобрения, независимо от их формы и агрегатного состояния под кукурузу следует вносить весной перед посевом в полной дозе, чтобы обеспечить растения достаточным количеством азота.
На черноземах лесостепной и степной зоны азотные удобрения вносят обычно в один прием — перед посевом, а при отсутствии удобрений в этот период, их можно внести, без заметного ущерба для урожая, при междурядной обработке посевов в фазу 5-6 листьев, дробное внесение азота удобрений, как правило, не имеет преимущества перед разовым.
В зоне достаточного увлажнения, на серых лесных и дерново-подзолистых суглинистых почвах, умеренные дозы азота удобрений (45-60 кг/га) следует вносить в один прием до посева. При планировании высоких урожаев кукурузы, когда необходимо применять повышенные дозы азота (80-140 кг/га и более), а также на легких песчаных почвах, где велика опасность вымывания, азотные удобрения лучше вносить дробно: до посева и примерно через 35-40 дней в фазе 5-6 листьев при междурядной обработке посевов кукурузы. Твердые азотные удобрения, кроме мочевины, при междурядной подкормке кукурузы в зоне достаточного увлажнения не обязательно заделывать в почву. Важно, чтобы они не попадали в пазуху листа (листовые влагалища) и тем самым не вызывали ожоги молодых листьев. Мочевину, безводный и водный аммиак, для предотвращения потерь аммиачного азота, необходимо заделывать на нужную глубину соответствующими машинами.
Поскольку большую часть используемого азота (60-75%) кукуруза интенсивно потребляет за довольно короткий период — от фазы 6 листьев (спустя 38-45 дней после посева, когда растения достигают высоты 20-25 см) и до цветения, то высокие дозы азота удобрений для снижения его потерь следует вносить дробно. Дозы азота удобрений, предназначенные для внесение пред посевом, рассчитывают, исходя из потребности растений в азоте в первые 40-45 дней, а остальное количество азота, потребляемого растениями позже вносят при междурядной обработке почвы. Вторую часть дозы следует вносить перед началом интенсивного роста и потребления азота растениями, чтобы обеспечить в дальнейшем высокую продуктивность. В Нечерноземной зоне рекомендуется 45-50 кг/га азота удобрений вносить до посева, а остальную часть дозы — в подкормку в фазе 5-6 листьев, когда растения достигают высоты 25-30 см. На супесчаных почвах более эффективно внесение примерно 1/3 дозы азота удобрений до посева, 1/3 дозы азота при 2-м рыхлении междурядий в фазу 5-6 листьев и 1/3 — при последнем рыхлении междурядий, перед смыканием рядков. Поверхностной подкормки центробежными машинами следует избегать, так как гранулы удобрений попадают в пазухи листьев и вызывают их ожоги.
В регионах с довольно засушливым климатом всю дозу азота удобрений следует вносить перед посевом кукурузы.
Удобрение фосфором и калием. Повышенный уровень фосфорного питания кукурузы заметно улучшает качество силоса и ускоряет созревание початков. Кроме того, хорошая обеспеченность растений фосфором повышает холодостойкость кукурузы особенно в начале роста и развитие. Эффективность возрастающих доз азотных и калийных удобрений также в значительной мере зависит от уровня обеспечения кукурузы фосфором. Фосфорные и калийные удобрения обычно вносят осенью после уборки предшественника (за исключением песчаных и супесчаных почв) под основную зяблевую обработку почвы. Для этого особенно важно локализовать удобрения в нижней части пахотного слоя без перемешивания с почвой, используя плуг с предплужником, с целью уменьшения контакта фосфора и калия с почвой и снижения закрепления.
Эффективность подкормки кукурузы фосфором и калием культиватором — растениепитателем при междурядной обработке в течение вегетации, как и основного удобрения, зависит от содержания элементов питания в почве.
Для припосевного внесения фосфора следует использовать аммофос и суперфосфат в дозе 8 -12 кг/га Р2О5. Удобрения вносят комбинированной сеялкой на глубину 5-6 см и настолько же сбоку от семян кукурузы. При большем расстоянии фосфор остается пространственно недоступным для молодых корешков. Важно отметить, что небольшие («стартовые») дозы фосфора и определенной мере азота, внесенные при посеве повышает устойчивость к холоду, образование початков и урожайность кукурузы, что имеет важное значение при ее выращивании в неблагоприятных условиях. Внесение при посеве более 6-8 кг/га аммонийного азота удобрений нежелательно из-за опасности аммиачного отравления проростков растений при слабой нитрификации в прохладную погоду.
Кукуруза на формирование единицы урожая потребляет значительно больше калия, нежели другие зерновые культуры. Наряду с повышением урожайности кукурузы калий существенно повышает ее устойчивость к неблагоприятным условиям произрастания, в т. ч. к низкой и высокой температуре, корневым гнилям и полеганию. Он также необходим для образования полноценных початков, накопления сахара и крахмала. Оптимальное содержание калия К2О в растениях кукурузы в фазе 5-6 листьев составляет 4,5-5,0%.
Известкование. Кукуруза может расти при довольно широком диапазоне реакции почвенного раствора (при рНKCl от 4,8 до 8,8). Оптимальное значение рН зависит от гранулометрического состава почвы и содержания в ней органического вещества (гумуса). Для суглинистых почв наиболее высокая урожайность наблюдается при нейтральной реакции среды — рНKCl 6,5-6,8, при рНKCl 5,3-5,5 отмечается заметное снижение урожайности кукурузы, а при рНKCl < 5,0 урожайность снижается в 1,5-3 раза.
Дозы извести устанавливают по гидролитической кислотности почвы или по рНKCl и гранулометрическому составу почвы. На легких песчаных и супесчаных почвах следует использовать доломитовую муку или доломитизированную известняковую муку. Известь для полноты взаимодействия с почвой лучше вносить под предшественник кукурузы или после его уборки. В процессе известкования необходимо контролировать, чтобы известь была тщательно перемешена с почвой пахотного слоя. С этой целью после разбрасывания извести по поверхности поля, ее заделывают в почву дисковыми боронами и проводят вспашку на глубину пахотного слоя плугом без предплужника.
Большое влияние на урожай и качество кукурузы оказывают микроэлементы. Кукуруза особенно чувствительна к недостатку цинка и марганца, а также меди и бора. Установлено, что на создания 400-500 ц/га зеленой массы кукуруза в период вегетации потребляет 600-700 г/га Mn, 360-400 Zn, около 60-70 B, и 50-60 г/га Cu. На суглинистых кислых почвах лесной и лесостепной зоны кукуруза редко испытывает недостаток Mn и/или Zn, однако на известкованных дерново-подзолистых и серых лесных почвах и особенно на карбонатных черноземах и каштановых почвах степной зоны растворимость микроэлементов снижается и довольно часто встречается их дефицит (Mn, Zn, B, Cu и Fe), что значительно лимитирует урожайность. Особенно существенно возрастает роль микроэлементов при планировании высоких урожаев зерна или зеленой массы кукурузы. Поэтому при недостатке микроэлементов в почве необходимы подкормки посевов соответствующими микроудобрениями.
Исследованиями установлено, что в силу слабо развитой корневой системы в начале роста и развития растения кукурузы, она часто испытывают не только фосфорное голодание, но и страдают от недостатка Mn и Zn. В период интенсивного роста кукурузы, когда для синтетических процессов необходима высокая ферментативная активность, потребность во всех микроэлементах значительно возрастает. При выращивании кукурузы на зерно особенно следует контролировать обеспеченность растений бором и другими микроэлементами на бедных легких почвах. Бор особенно важен для оплодотворения, поскольку он способствует росту пыльцевых трубок. Его недостаток часто встречается на песчаных почвах, где следует вносить борную кислоту в дозе 2 кг/га.
Органические удобрения. Кукуруза очень отзывчива на внесение органических удобрений. Органические удобрения оказывает всестороннее положительное влияние на агрохимические, агрофизические и биологические свойства почвы, улучшая тем самым условия ее произрастания. Однако, прежде всего, они являются источником элементов питания, которые кукуруза использует значительно лучше, чем зерновые культуры, вследствие высокой потребности в них и длительного периода активной вегетации. При этом важно учитывать, что внесение под кукурузу подстилочного или жидкого бесподстилочного навоза, а также компостов на его основе, полностью удовлетворяет ее и последующие 2-3 культуры в микроэлементах. Вносят органические «твердые» удобрения в дозе 30-40 т/га на суглинистых почвах осенью под зяблевую вспашку, на песчаных почвах весной под культивацию до посева. Дозы жидкого навоза обычно в 2 раза выше, чем подстилочного и колеблются в пределах 60-80 т/га. Жидкий навоз, как и подстилочный, содержит все необходимые макро — и микроэлементы и при достаточном его внесении может в течение всей вегетации кукурузы полностью обеспечивать ее элементами питания.
Поскольку в органических удобрениях значительная часть азота и фосфора находится в составе труднодоступных соединений, и освобождаются по мере минерализации, коэффициенты использования азота, фосфора и калия из подстилочного навоза в год внесения составляют, соответственно, 20-25%, 25-30 и 50-60%, из бесподстилочного — 30-40, 30-35 и 50-60%.
При внесении твердого (традиционного) и жидкого навоза важно равномерно распределить его по полю, и после внесения быстро заделать его в почву дисковыми боронами или плугом, чтобы избежать потерь аммиака.