Подсолнечник, несмотря на хорошо развитую корневую систему, предъявляет довольно высокие требования к условиям минерального питания.
Из почвы он выносит большое количество элементов питания: N и Р2О5 в 1,6-2 раза, К2О в 6-10 раз больше, нежели зерновые культуры. Вынос элементов питания подсолнечником определяется урожайностью и плодородием почвы. В зависимости от условий возделывания и сортовых особенностей подсолнечника, на формирование 10 ц семян и соответствующего количества побочной продукции (стебли, листья, вымолоченные корзинки) затраты элементов питания составляют: N — 50-60 кг, Р2О5 — 25-30, К2О — 150-180, Са — 14 и Mg -12 кг. Биологический вынос элементов питания (надземной массой растений и корнями) примерно на 28-35% выше по сравнению с хозяйственным выносом. С урожаем 2022 ц/га семян и соответствующего количества побочной продукции выносится N 110-130 кг/га, Р2О5 — 50, К2О — 300-350 кг/га, а при урожае семян 30 ц/га хозяйственный основных питательных веществ составляет: N — 135-180 кг/га, Р2О5 — 7590, К2О — 450-500, Са — 35-45 и Mg — 30-35 кг/га.
Потребность подсолнечника в элементах питания наблюдается в течение всего периода прироста вегетативной массы. Наиболее интенсивное потребление азота и фосфора азота подсолнечником происходит от фазы образования корзинок до налива семянок, калия — от начала налива семянок до начала созревания. Эта особенность питания указывает на возможность регулирования роста и развития подсолнечника за счёт целенаправленного применения удобрений.
Потребность подсолнечника в отдельных элементах питания в определенные фазы развития различна, в зависимости от этого различна и интенсивность их поглощения растениями.
Соотношение между потреблением подсолнечником элементов питания на формирование урожая и возвратом их в почву с послеуборочными растительными остатками разных питательных веществ неодинаковое.
Поглощение подсолнечником минерального азота почвы начинается после появления всходов и продолжается до цветения. Наибольшее потребление его растениями происходит в период интенсивного роста стебля и листьев (от фазы 6-8 листьев до начала цветения). В период массового цветения потребление азота почвы подсолнечником довольно быстро ослабевает и прекращается. В дальнейшем поступление азота на формирование и налив семян происходит в результате гидролиза белков стебля и листьев и перемещения аминокислот (реутилизации азота) в репродуктивные органы.
Достаточная обеспеченность растений после всходов имеет ключевое значение для получения планируемой урожайности, поскольку на ранних этапах органогенеза в конусе нарастания формируется зачаточная меристема вегетативных (листьев) и репродуктивных органов. При недостатке в этот период азота и других элементов питания закладывается значительно меньше листьев и цветков. При хорошей обеспеченности растений азотом, напротив, образуется большая поверхность и масса листьев, в которых создается резерв азотсодержащих органических веществ для дальнейшего перемещения их в семена во время налива, листья медленнее стареют после цветения, снижается количество неоплодотворенных цветков.
Несмотря на довольно высокий биологический вынос азота подсолнечником, оптимальные дозы азотных удобрений составляют 60-80 кг N/га. Более высокие дозы азота значительно снижают его устойчивость к полеганию и болезнями, задерживают налив и созревание семян.
При расчете доз азотных удобрений под подсолнечник необходимо учитывать пред посевом содержание минерального азота (Nмин.) в корнеобитаемом слое почвы 0-60 см. В случае если содержание нитратного азота (N-NO3) в этом слое почвы выше 100-120 кг/га азотные удобрения на высокогумусированных почвах можно не вносить; при N мин.70-90 кг/га вносят умеренные дозы азота — 40-60 кг/га, а при содержании минерального азота в слое почвы 0-60 см менее 60 кг/га, дозу азота удобрений следует увеличить до 80 к/га.
Содержание минерального азота в почве перед посевом является довольно важным диагностическим показателем обеспеченности растений в азотном питании. Однако на основе содержания минерального азота в почве до посева можно определить лишь примерные дозы азотных удобрений, поскольку не учитывается используемый растениями в течение вегетации азот текущей минерализации органических азотсодержащих соединений почвы. Размер текущей минерализации азота почвы обусловливается многими факторами, среди которых определяющими являются: содержание гумуса, длительность периода вегетации растений, рН, водный, температурный и воздушный режимы почвы.
Азотные удобрения под подсолнечник вносят обычно в один прием перед посевом, лишь на легких почвах, на которых возделывают его довольно редко, дозы азота более 80 кг/га целесообразно вносить дробно: пример, 0,5 дозы до посева, а остальную половину при замыкании рядов.
Потребность подсолнечника в фосфоре значительно меньше, чем в калии или азоте.
Характер потребления подсолнечником фосфора заметно отличается от потребления азота. Период от всходов подсолнечника до образования корзинки является критическим в потреблении фосфора. Даже кратковременное исключение его из питательной среды снижает способность корней поглощать азот и другие элементы питания и приводит к существенному снижению урожая. Фосфор, внесённый через 25-30 дней после всходов, используется примерно так же, как и внесённый до всходов, однако эффективность его значительно ниже (Ветер В. И., 2004). При недостатке фосфорного питания в первый период роста и развития подсолнечника образуется меньше листьев, уменьшается их поверхность и длина стебля. Фосфорные удобрения способствуют развитию репродуктивных органов с большим количеством цветков в корзинке. Дефицит фосфора приводит к тому, что в корзинке закладывается меньшее число цветков и образуется меньше семян.
Растения потребляют фосфор из почвы от всходов до конца цветения. Первоначально высокое содержание фосфора в стеблях и днищах корзинок, а после цветения он постепенно перемещается в семена, где сосредотачивается к периоду полного созревания семян около 75% фосфора, потребляемого подсолнечником и поэтому отчуждается с поля.
При достаточном фосфорном питании ускоряется развитие растений, более экономно расходуется ими влага, в результате чего они лучше переносят недостаток влаги в почве. При хорошей обеспеченности растений фосфором происходит максимальное накопление масла в семенах. По своему действию азотные и фосфорные удобрения дополняют друг друга. После цветения подсолнечник менее требователен к уровню фосфорного питания.
Потребление подсолнечником калия зависит от фазы развития, интенсивности роста и уровня калийного питания растений в предшествующий период. При высоком уровне содержания калия в почве растения способны накапливать его в различных органах, поэтому кратковременное исключение калия из питательной среды не вызывает заметных нарушений роста и развития подсолнечника. Однако при пониженном и умеренном уровнях калийного питания, дефицит калия в период образования корзинки приводит к значительному снижению урожая семян, что, вероятно, связано с усилением в этот период накопления сухого вещества в растении важной ролью калия в передвижении ассимилянтов в генеративные органы. В то же время применение одних калийных удобрений, так и азотно-фосфорных удобрений часто не повышает урожай семян в сухостепной зоне.
Таким образом, удобрения оказывают разностороннее действие на рост, развитие и урожай подсолнечника. Наибольшие прибавки урожая подсолнечника обеспечивают азотные и фосфорное удобрение. Калийные удобрения на южных черноземах и каштановых почвах часто не повышают урожай даже в сочетании с азотно-фосфорными. На этих почвах подсолнечник удовлетворяет свои потребности в калии за счёт его больших естественных запасов в пахотном и подпахотных горизонтах почвы. Высокая отзывчивость подсолнечника на калийные удобрения наблюдается на почвах бедных калием — тёмно-серых лесных почвах, оподзоленных и выщелоченных, а также на дерново-подзолистых почвах при возделывании его на силос или зеленую массу.
Усиление уровня азотного и фосфорного питания подсолнечника за счет применения удобрений имеет важное значение в молодом возрасте от всходов до образование 5-6 пар листьев. В дальнейшем, роль удобрений в питании растений заметно снижается, что связано, по-видимому, со значительным нарастанием к этому времени массы корней, проникновением их в более глубокие подпахотные горизонты почвы и способностью подсолнечника использовать калий и фосфор из труднорастворимых соединений почвы.
Оптимальная доза удобрений под подсолнечник, в зоне неустойчивого увлажнения — N30-45 P40-60 K30. Дальнейшее увеличение доз удобрений непосредственно под подсолнечник не обеспечивает существенной прибавки, а иногда даже снижает урожайность по сравнению с контролем, что приводит к неоправданно большим прямым и производственным затратам. В благоприятные по влагообеспеченности годы оптимальные дозы удобрений составляют N50-60P60-70K40.
Наиболее высокая эффективность внесения фосфорных и калийных удобрений под подсолнечник наблюдается при внесении их под зяблевую вспашку и наименьшая — весной под предпосевную культивацию, поскольку в условиях засушливой весны и лета верхний слой почвы сильно пересыхает и элементы питания, оказываются вне зоны действия корневой системы и поэтому плохо используются растениями.
Довольно высокую прибавку урожая подсолнечника обеспечивает также припосевное внесение малых доз фосфорных (суперфоса, суперфосфата) и азотно-фосфорных (аммофоса или диаммофоса) удобрений рядом с гнёздами семян подсолнечника. Вносить удобрения непосредственно в гнездо вместе с семенами подсолнечника не следует, поскольку при контакте удобрений с семенами снижается их всхожесть.
При содержании в почве (140-180 мг/кг Р2О5 по Чирикову или 30-40 мг/кг по Мачигину) подвижного фосфора, дозы фосфорных удобрений (Р2О5) под подсолнечник составляют 60-80 кг/га. При этом часть фосфорных удобрений (10-15 кг/га Р2О5) следует вносить при посеве, а основную часть удобрений (50-70 кг/га Р2О5) осенью под глубокую вспашку плугом с предплужником. Потребность подсолнечника в калии несопоставимо выше, чем фосфора. Содержание его в товарной части урожая (семенах) незначительно, по сравнению с побочной продукцией, поэтому в отличие от азота и фосфора почти весь калий (около 90%) остается в поле (возвращается в почву) с растительными остатками. Недостаток калия проявляется в виде краевого ожога — побурении и отмирании краев листьев. Однако в основных (степных) районах возделывания подсолнечника на семена, недостаток калия встречается довольно редко вследствие повышенного содержания его в пахотном и подпахотных слоях почвы. При среднем и повышенном содержании обменного калия в почве (150-180 мг/кг К2О по Чирикову или 30-35 мг/кг по Мачигину) дозы калийных удобрений (К2О) под подсолнечник на типичных и выщелоченных черноземах составляют 80-100 кг/га, южных черноземах и каштановых почвах — 40-60 кг/га. Вносят калийные удобрения под зяблевую вспашку осенью. Применение магний — и серосодержащих удобрений при возделывании подсолнечника в степных районах неэффективно.
К содержанию кальция в почве и реакции почвенного раствора подсолнечник довольно толерантен. Оптимальное значение рНKCl почвы 6,2-7,0.
Из микроэлементов для подсолнечника наибольшее значение имеет бор.
На создание 10 ц семян и соответствующее количество побочной продукции подсолнечник потребляет 50-70 г бора, при этом около 20% его выносится с семенами. Основное количество бора (70-80%) потребляется подсолнечником от фазы 5-6 листьев до цветения. Потребность подсолнечника в боре значительно выше, чем у других сельскохозяйственных культур: капусты, сахарной свеклы, клевера. Дефицит бора наиболее заметно проявляется на карбонатных и легких почвах со щелочной реакцией среды, поскольку при рН > 7 бор становится малодоступным. При недостатке бора на стебле появляются трещины, наблюдается отмирание точек роста, ветвление стебля (образование боковых стеблей), нарушается образование и оплодотворение цветков в результате чего формируется большое количество мелких корзинок и значительное снижение урожайности семян.