Повышение продуктивности люцерны

Анновар Ислам и  Майк Байду 30 октября 2019 г.

Люцерне в больших количествах требуется калий, чтобы достичь максимального потенциала роста. Для получения здорового травостоя с оптимальной урожайностью люцерна поглощает из почвы калия больше, чем каких-либо других питательных веществ.

Будучи одним из самых главных потребителей калия, люцерна поглощает больше калия, чем требуется, если он доступен в корневой зоне. Однако существуют механизмы обратной связи, которые поддерживают баланс между потребностью и потреблением.

За вегетационный период около 100% надземной части люцерны несколько раз срезают и вывозят с полей. Это приводит к ежегодному удалению значительного количества калия из почвы.

Например, при уборке 1 тонны люцерны из почвы изымается около 70 кг калия на гектар, а это значит, что за один вегетационный период с 3 тонн люцерны из почвы извлекается около 210 кг калия на гектар.

Поэтому, когда содержание калия в почве ограничено, способность люцерны к максимальному росту и урожайности снижается задолго до появления визуальных признаков дефицита калия, таких как задержка роста, белые пятна по краям листьев и потеря листовой массы.

Как люцерна использует калий

Как правило, семена люцерны начинают прорастать через 2-3 дня после посева. Прорастающее семя получает питательные вещества из углеводов, белков и жиров, хранящихся в семядолях, до тех пор, пока настоящие листья не начнут фотосинтезировать.

После прорастания молодые корни проникают в почву в поисках питательных веществ и воды. По мере продвижения корней в почве питательные вещества, находящие рядом, поглощаются для роста растения.

Поглощение калия корнями люцерны происходит из почвенного раствора в виде ионов (К+). Скорость поглощения тесно связана с концентрацией калия в почвенном растворе.

В результате корни растут и равномерно распределяются в почве, что позволяет калию проникать через почву к корням, а затем транспортироваться в ткани растения. Это помогает укрепить фотосинтетическую систему растения, стимулировать его физиологические и биохимические процессы для ускорения роста и развития.

В результате увеличения роста увеличивается урожайность кормов. Поскольку корни люцерны проникают на большую глубину почвы, важно обеспечить потребность почвы во влаге, чтобы повысить подвижность калия.

Факторы, влияющие на усвоение калия люцерной

Внесение калийных удобрений способствует повышению урожайности люцерны за счет улучшения метаболизма растений, реакции на стрессовые ситуации и регулирования потерь влаги. На усвоение калия люцерной влияют следующие факторы:

Почвенные факторы

• Влага: Влага необходима для снабжения корней калием. В почвах с дефицитом влаги путь движения К+ становится более извилистым, что затрудняет проникновение К+ в корни. Повышение влажности почвы примерно до 30% облегчает диффузию калия, что способствует быстрому усвоению калия люцерной.
• Температура: Температура почвы оказывает значительное влияние на поглощение калия путем изменения корневой активности. Как правило, низкая температура замедляет процессы в растениях, скорость поглощения калия и рост растений за счет изменения структуры воды и водного раствора в почве. Внесение высоких доз калия — это практический подход к компенсации проблем, связанных с поглощением калия, вызванных низкими температурами.
• Аэрация: Нормальное функционирование корней зависит от достаточного поступления кислорода из почвы, который необходим для поглощения калия через корневое дыхание растений. В заболоченных или уплотненных почвах уменьшение воздушного пространства в почве снижает поступление кислорода и ограничивает рост корней и поглощение калия люцерной.
• pH: В почвах с низким pH избыток ионов алюминия (Al3+) и марганца (Mn2+) создает неблагоприятную корневую среду для поглощения калия из-за конкуренции между ионами K+, кальция (Ca2+) и магния (Mg2+). В результате повышения pH почвы уменьшается количество доступных для обмена Al3+ и Mn2+, что снижает конкуренцию и позволяет калию более успешно бороться с кальцием и магнием за доступные места обмена. В результате люцерна лучше растет, так как поглощает большее количество калия. Доступность калия в большей степени зависит от концентрации калия относительно кальция и магния, а не от общего количества калия в почве.

Растительные факторы

• Различия в сортах: Различия в сортах люцерны связаны с генетикой растения. В результате селекции возникают изменения, связанные с типом корневой системы, плотностью корней и метаболической активностью, что влияет на поглощение калия люцерной. Улучшение генетики люцерны приводит к появлению сортов с новыми признаками, обеспечивающими более высокую урожайность, а также оптимизирует процесс поглощения калия, вследствие чего обеспечивается быстрый рост и высокая урожайность.
• Плотность растений и целевые показатели урожайности: С увеличением плотности растительной массы возрастает потребность в калии для достижения высокого темпа роста и урожайности. Таким образом, поглощение калия увеличивается из-за конкуренции между растениями. В результате чего калий в почве истощается.
• Возраст растений: Молодые растения имеют более высокую метаболическую активность, чем старые. Следовательно, растениям на ранних стадиях роста требуется больше калия, чем на поздних . Это значит, что график скашивания может влиять на поглощение калия и рост люцерны.

Калий и график укосов

Из-за того, что у люцерны качество и урожайность обратно пропорциональны, время скашивания имеет решающее значение для получения максимальной урожайности, качества и долговечности люцерны.

Соответственно, время скашивания влияет на усвоение люцерной калия. Как правило, частое скашивание молодой люцерны снижает запас в корневой массе и жизнеспособность растения до следующего укоса.

При уборке молодой люцерны растение поглощает большое количество калия, который стимулирует метаболические процессы и способствует перемещению продуктов фотосинтеза к корням и корневой системе для ускорения роста до будущего укоса.

Напротив, при частых поздних сроках укоса корневой резерв растения снижается умеренно при минимальном снижении жизнеспособности.

Как итог, растения поглощают умеренное количество калия, ускоряя скорость отрастания и обеспечивая удовлетворительный рост до следующего укоса. Мы наблюдали эти особенности в нашем недавнем исследовании в Вайоминге ( таблица 1 ).

Поглощение калия люцерной оказывает большое влияние на урожайность люцерны. Когда мы составили уравнение зависимости потребление калия от урожайности, мы увидели прямую положительную связь между потреблением калия и урожайностью люцерны ( рис. 1 ).

Эти наблюдения позволяют утверждать, что график скашивания играет важную роль в определении количества калия, необходимого люцерне для оптимального роста и урожайности.

Люцерна, удобренная большим количеством калия при раннем укосе и люцерна, получившая умеренное количество калия при позднем укосе, отличались большим содержанием поглощенного калия (таблица 1). Эта особенность в конечном итоге способствовала высокой урожайности при соответствующих нормах внесения калия ( таблица 2).

Таким образом, откладывание укоса на несколько дней снижает необходимость люцерны в калии для получения высоких урожаев, и наоборот.

Исследование продолжается. Однако, основываясь на двухлетних наблюдениях, мы рекомендуем производителям люцерны учитывать графики укоса при принятии решений о внесении калийных удобрений для поддержания высокой урожайности в долгосрочной перспективе.

Оригинал: https://www.agproud.com/articles/31740-improving-alfalfa-productivity