Азот — ключ к усвоению других питательных веществ кукурузой
Исторический анализ исследований кукурузы показал, что новые гибриды поглощают больше азота после критической стадии цветения, чем старые сорта. Это указывает направление для адаптации растений с целью повышения урожайности.
Исследователи изучали сроки поглощения питательных веществ кукурузой и их влияние на урожай. Они обнаружили, что современные гибриды (после 1990 года) поглотили из почвы на 27% больше общего азота после цветения, чем растения до 1990 года. В среднем 56% общего азота в зерне у после-1990 гибридов поступило из нового поглощения азота из почвы в период налива зерна, а не из ремобилизации из листьев и стеблей.
Более высокое количество и продолжительность поглощения азота способствовали повышению урожайности зерна, даже несмотря на снижение фактической концентрации азота в зерне.
Оптимальный уровень азота повышает способность растений поглощать фосфор, калий и серу. При адекватном азотном питании более высокий процент общего фосфора, калия и серы растения в итоге оказывается в зерне при уборке.
«Нужно думать в терминах баланса питательных веществ. Если у растения больше биомассы и выше урожай, оно будет поглощать больше питательных веществ сбалансированно, в соответствии с потребностями и стадиями роста», — отметил Игнасио Чиампитти.
Современные гибриды используют азот эффективнее, поэтому его требуется меньше на единицу урожая. Однако по мере роста утилизации азота растения увеличивают поглощение других питательных веществ. Это влияет на то, сколько этих веществ нужно вносить аграриям и когда.
«В какой-то момент им придется увеличить количество вносимых других питательных веществ по мере дальнейшего роста урожайности», — сказал Тони Вин.
Исследователи также выяснили, что сроки поглощения питательных веществ важны для прогнозирования урожайности и эффективности их использования. Экономически выгодно было бы определять простые признаки растений на ранней стадии для прогноза итогового урожая, но самый ранний срок, когда урожай можно было предсказать хотя бы с 50%-ной уверенностью, — стадия цветения.
«Желательно оценивать урожайность и эффективность использования питательных веществ у новых генотипов на ранней стадии, но приходится ждать до времени цветения», — пояснил Вин. — «К стадии цветения в растении присутствует большая часть общего поглощенного калия, при этом пропорционально большее поглощение фосфора по сравнению с азотом может происходить позже у современных гибридов кукурузы. Но все скорости поглощения питательных веществ зависят от конкретного взаимодействия гибридов с окружающей средой и факторами управления, такими как густота растений и доступность питательных веществ в почве».
Биомассу и содержание питательных веществ измеряли за две недели до, во время и через две недели после цветения, чтобы попытаться спрогнозировать урожай. Эти периоды критически важны, потому что в современных гибридах именно в это время формируется большая часть биомассы кукурузы, если нет дефицита воды.
Результаты исследований опубликованы в двух статьях: обзор изменений источников азота — в Crop Science, а результаты по накоплению и распределению питательных веществ — в Agronomy Journal.