Управление питательными веществами в черешне. Как определить какой элемент не хватает деревьям?

У многолетних плодовых деревьев основное потребление питательных веществ происходит в период между цветением и быстрым вегетативным ростом. Рост корней черешни начинается, когда температура почвы достигает примерно 15°C (59°F) весной, обычно после цветения в почвах штата Вашингтон. Согласно Artacho and Bonomelli (2016), рост корней подвоя Gisela 6 начался примерно через 30 дней после полного цветения (DAFB), в то время как самая высокая скорость роста плодов, связанная со стадией деления клеток, произошла между 21 и 28 DAFB. Этот результат подтверждает, что начальный рост: цветение, рост пыльцевой трубки, площадь листьев шпорца, ранний рост побегов и раннее развитие плодов зависят от запасов, хранящихся в корнях, почках и древесине. Таким образом, внесение мобильных питательных веществ следует планировать соответствующим образом, чтобы уменьшить потери. Вот несколько рекомендаций для черешни, выращиваемой в Восточном Вашингтоне.

▌Ключевые вопросы управления питанием:

Прежде чем разрабатывать программу управления питательными веществами, следует учитывать основные вопросы:

• Что нам нужно?
• Когда нам это нужно?

Чтобы ответить на первый вопрос, один из простых подходов — определить, сколько требует ваш урожай и деревья, основываясь на прогнозируемой урожайности и корректируя количество в соответствии с вашей системой: почва, удобрения и вода. Второй вопрос о том, когда, в основном связан с круговоротом питательных веществ в почве и растении. Для мобильных, таких как азот (N), время поглощения является важным фактором, в то время как для немобильных, таких как P, время становится неактуальным.

▌Азот (N)

• Мобильность: Подвижен в почве и растении.
• Потребность: Потребность в азоте у черешни, как правило, выше, чем запас почвы и воды, особенно в высокопродуктивных садах.
• Нормы внесения: Потребность в азоте у черешни колеблется от 1,2 до 7 кг N на тонну плодов. (Geisseler, 2016, адаптировано из Fallahi et al. 1993, Silva and Rodriguez, 1995). В 2022 г. Саллато и Уайтинг (не опубликовано) обновили значения извлечения питательных веществ для черешни WA «Chelan», «Skeena» и «Coral Champagne» (таблица 1).

▍Диагностика

• Признаки дефицита: Недостаточный рост, общий хлороз (пожелтение листьев) и более мелкий размер плодов (рисунок 1).
• Признаки избытка: Чрезмерный вегетативный рост, задержка сбора урожая и снижение качества плодов.
• Первичные симптомы: Симптомы начинаются на старых листьях.
• Методы диагностики: Анализ ткани листа на общий азот – хороший показатель дефицита или избытка азота. Важно отметить, что концентрация азота в листьях изначально очень высока (около 3%) и продолжает падать до уровня ниже 1,0% осенью. Таким образом, при использовании анализа ткани листа в качестве индикатора важно собирать недавно созревшие листья с побегов текущего сезона без плодов. Анализ почвы на азот (NO3 или NH4) не является хорошим предиктором запаса азота.

▍Управление

• Формы азота: Деревья поглощают азот в форме нитрата (NO3) и аммония (NH4).
• Расчет потребности: Рассчитайте потребность в азоте на основе ожидаемой урожайности (таблица 1).
• Источники азота: Учитывайте все возможные источники поступления азота в систему.
  • Органическое вещество (ОВ): Важнейшим источником азота в почве является органическое вещество, которого обычно мало в почвах Восточного Вашингтона. Безопасная оценка должна учитывать 4,5 кг азота на каждый процент ОВ в почве.
  • Вода для орошения: В некоторых районах вода для орошения может содержать большое количество азота в форме NO3 (легкодоступного для растений), которое можно определить с помощью лабораторного анализа.
• Определение дозы: Общая потребность минус объединенный запас даст вам оценку необходимой дозы. Помните, что азот очень подвижен, и существует множество важных потерь, ко
  торые повлияют на эффективность вашего применения. Для получения дополнительной информации и примеров посетите [плодородие почвы и питание растений в плодовых садах в Центральном Вашингтоне](ссылка на источник).

Таблица 1. Поглощение питательных веществ в фунтах (фунтах) питательных веществ на тонну произведенных фруктов (тонны США)

Питательное вещество	фунты/тонна США
Азот (N)	1,9 – 5,0
Фосфор (P)	0,5 – 0,9
Калий (K)	2,9 – 6,3
Кальций (Ca)	0,3 – 0,4
Магний (Mg)	0,2 – 0,4
Сера (S)	0,2 – 0,4

Обновлено Саллато и Уайтинг, 2024 г., для Chelan, Skeena, Coral Champagne и Benton.

▍Рекомендации

• Сроки внесения: Для неорганических продуктов, которые более доступны (мочевина, нитрат кальция, моноаммонийфосфат и т. д.), распределите внесение, начиная с опадания лепестков до месяца до сбора урожая.
• Избегайте избытка: Чрезмерное внесение азота в период, близкий к сбору урожая, может ухудшить окраску и задержать сбор урожая.
• Корректировка дозы: Если деревья слишком сильно растут или урожай низкий (из-за мороза или проблем с опылением), потребность следует скорректировать.
• Фертигация: Фертигация может помочь уменьшить потери из-за улетучивания и лучше распределить удобрения в целевой культуре, особенно на песчаных почвах.
• Внесение сухих удобрений: При внесении сухих удобрений на почву, полейте сразу после внесения, чтобы обеспечить растворение и проникновение в почвенный профиль.
• Внесение азота осенью: Осенью внекорневая подкормка азотом поможет создать запасы на следующий сезон. Внесение азота в почву осенью не рекомендуется.

▌Фосфор (P)

• Мобильность: Очень неподвижен в почве, очень подвижен в растении.
• Поглощение: Растения поглощают P в виде H2PO4 посредством активного (требующего энергии) процесса.
• Потребность: Потребность в фосфоре у черешневых садов низкая по сравнению с N и K. Согласно Silva and Rodriguez (1995), потребность черешни составляет примерно 0,7 кг P на тонну плодов. Многие почвы в Восточном Вашингтоне имеют низкий уровень доступного P, особенно в илистых почвах на более глубоких уровнях почвы, что может объяснить, почему уровни извлечения в сортах WA колеблются от 0,3 до 0,4 кг на тонну фруктов (таблица 1).

▍Диагностика

• Признаки дефицита: Дефицит может привести к снижению роста и приземистости, а также к красновато-темной окраске листьев из-за повышенного содержания пигментов антоцианов.
• Первичные симптомы: P очень подвижен в растении, поэтому дефицит в первую очередь проявляется на старых листьях (Рисунок 2).

▍Управление

• Анализ почвы: Анализ почвы на P-Olsen является хорошим индикатором доступности P.
• Уровень в почве: Уровень в почве должен поддерживаться между 15 и 40 мг/кг.
• Коррекция дефицита: Если уровень P-Olsen ниже 15 мг/кг, однократное внесение 45 кг P2O5 на акр обеспечит достаточное количество P на пару сезонов. Если уровень очень низкий (ниже 5 мг/кг), корректировка уровня P в почве займет несколько лет.
• Сроки внесения: Из-за низкой подвижности в почве P можно вносить в любое время и сразу, без риска потерь. Однако эта неподвижность затрудняет перемещение в глубину и может привести к дефициту, когда удобрение не достигает корневой зоны. Таким образом, лучшее время для удобрения P — во время подготовки почвы перед посадкой.

▍Рекомендации

• pH почвы: Доступность P снижается при pH почвы ниже 6,5 и выше 7,5. Управление pH принесет пользу общей доступности питательных веществ.
• Ограничения усвоения: Если уровень P в почве высок или адекватен, а уровень питательных веществ в растении низок, проблема, вероятно, связана с ограничениями усвоения, например нематодами, патогенами, избытком или недостатком воды, плохим здоровьем корней и т. д.

▌Калий (K)

• Мобильность: Мобильность K в почве зависит от текстуры почвы и емкости катионного обмена (CEC). На песчаных почвах K может быть очень подвижным и вымыват
  ься из корневой зоны, особенно в условиях обильного орошения. На более тяжелых почвах (суглинок, суглинок или глина) K имеет низкую подвижность и может накапливаться с годами.
• Потребность: В растении K очень подвижен, и потребность оценивается в 1,9 – 2,7 кг на тонну черешни (таблица 1).

▍Диагностика

• Признаки дефицита: Дефицит сначала развивается на старых листьях в виде пожелтения или некроза краев листьев (рисунки 2 и 3).
• Влияние дефицита: Снижение содержания K также связано с уменьшением размера плодов и содержания растворимых сухих веществ.
• Признаки избытка: О токсичности не сообщалось, однако чрезмерный уровень K в почве является антагонистичным по отношению к усвоению Ca и Mg, что приводит к дисбалансу питательных веществ и снижению качества плодов.

▍Управление

• Распространенность дефицита: Дефицит K в Восточном Вашингтоне встречается нечасто, в то время как о чрезмерном уровне сообщалось в нескольких районах выращивания (Саллато, неопубликовано).
• Уровень в почве: Поддерживайте уровень в почве между 150 и 300 мг/кг (обменный P). Если уровень выше 300 мг/кг, нет необходимости вносить K в черешню. Если уровень ниже 150 мг/кг, исправьте положение, добавив 145 кг K2O на акр.
• Коррекция дефицита: Проверьте уровень питательных веществ в следующем году, чтобы отрегулировать дозу при необходимости.
• Сроки внесения: Время не имеет значения в суглинках или более тяжелых почвах (аналогично P), однако в песчаных почвах лучше распределить внесение весной (аналогично N).

▍Рекомендации

• Чрезмерные уровни: Чрезмерные уровни наблюдались в почвах всех текстур при производстве вишни в Восточном Вашингтоне, включая песчаные почвы, если есть переменные текстуры, которые не допускают выщелачивания.
• История посевов: Высокий уровень K наблюдался в почвах, ранее засаженных картофелем или молочными фермами.
• Источник: Навоз и компост могут содержать высокий уровень K. Проверьте состав с помощью лабораторного анализа или запросите лабораторный анализ у поставщика.
• Ограничения усвоения: Если уровень K в почве высок или адекватен, а уровень питательных веществ в растении низок, могут быть другие условия, ограничивающие усвоение: нематоды, патогены, избыток или недостаток воды, плохое здоровье корней.
• Внекорневая подкормка: Если усвоение K корнями ограничено, внекорневые опрыскивания могут быть временно оправданы, но не решат проблему.

▌Кальций (Ca)

• Мобильность: Мобильность в почве зависит от текстуры и емкости катионного обмена (CEC). На песчаных почвах Ca может быть подвижным и вымываться из корневой зоны, особенно в условиях обильного орошения. На более тяжелых почвах (суглинки, суглинок или глинистый тип почв) Ca имеет более низкую подвижность и может удерживаться отрицательными зарядами почвы и OM.
• Распространенность Ca: Многие почвы Восточного WA имеют большое количество Ca (более 10 мекв/100 г), обычно связанное с высоким pH и наличием калише или извести (CaCO3). В то время как доступность Ca снижается в почвах с высоким pH (выше 9,5) или кислых почвах (ниже 5,5), доступная часть в корневой зоне находится в постоянном равновесии с недоступной частью.
• Рекомендации по внесению: В случаях с высоким уровнем Ca (выше 8 мекв/100 г) добавление большего количества Ca не улучшит усвоение. Вода для орошения также может содержать высокий уровень Ca и CaCO3, что будет способствовать количеству Ca, доступному для поглощения растениями. В Восточном WA дефицит был зарегистрирован только на очень песчаных почвах (серии почв Quincy, Mattawa и Sagemoore).
• Потребность: Что касается потребности растения, потребность в Ca оценивается в 0,14 – 0,18 кг на тонну плодов черешни.

▍Диагностика

• Роль кальция: Кальций является частью клеточной стенки и является к
  лючом к прочности клеточной стенки.
• Влияние дефицита: Дефицит кальция связан с растрескиванием и твердостью плодов черешни (Demarty et al., 1984, Christensen, 1996). Плоды с более высоким уровнем Ca имеют сниженную проницаемость кутикулы (Christensen, 1996) и большую прочность клеточной стенки (Glenn and Poovaiah, 1989).
• Связь с качеством плодов: В то время как Ca в значительной степени связан с твердостью плодов, связь с качеством плодов и способностью к хранению противоречива и еще предстоит определить в сортах, выращенных в WA.

▍Управление

• Анализ ткани листа: Анализ ткани листа является хорошим инструментом для определения усвоения, однако не так хорошо коррелирует с усвоением Ca плодами.
• Факторы, влияющие на усвоение: Несколько факторов, помимо запаса Ca, могут препятствовать перемещению Ca в плоды, например, чрезмерный N и вегетативный рост, тень, стресс и т. д. Если уровень Ca в листьях недостаточен, Ca плодов, вероятно, будет недостаточным, но адекватный уровень Ca в листьях не всегда подразумевает адекватный уровень в плодах.
• Анализ почвы: Стандартный анализ почвы на обменный Ca является полезным инструментом для определения доступности Ca в почве.
• Коррекция дефицита: Если уровень в почве ниже 4 мекв/100 г или 800 мг/кг, исправьте положение с помощью внесения в почву весной. Существует много коммерческих продуктов, которые обеспечат различные формы Ca.
• Источник Са: Гипс (CaSO4) является экономичным источником Ca, который также обеспечит сульфат. Если уровень N также низок, CaNO3 также является хорошей альтернативой. Если уровень соли в почве не является проблемой, CaCl2 является экономической альтернативой для традиционных производителей.
• Внекорневая подкормка: Внекорневая подкормка не так эффективна, как внесение в почву. Ниже приведены некоторые исключения, которые оправдывают внекорневую подкормку:
  • Чрезмерный уровень калия (K) в почве (выше 300 мг/кг или частей на миллион).
  • Холодные и сухие почвы (ниже 15 C) после полного цветения.
  • Ограничения в корневой зоне: патогены, физические ограничения, избыток или недостаток воды, нематоды и т. д.
• Внесение Ca перед сбором урожая: Сообщалось о широком применении Ca во время окна перед сбором урожая в черешне в попытках уменьшить растрескивание от дождя, однако результаты противоречивы.
• Послеуборочная обработка: Погружение после сбора урожая в растворы CaCl2 получило широкое признание в снижении растрескивания и продлении зелености стебля (Wang and Long, 2015). Wang and Long (2015) рекомендовали раствор с 0,2 – 0,5% CaCl2 (эквивалентно 2000 – 5000 частей на миллион CaCl2) в течение пяти минут, затем пропустить фрукты через холодную воду для транспортировки (0 C) в течение 15 минут, чтобы увеличить твердость и яркость кожи, а также уменьшить частоту растрескивания и побурение плодоножки.

▍Рекомендации

• Время поглощения: Поглощение Ca в черешне максимально весной, начиная примерно с 25 дней после полного цветения, с новым ростом корней.
• Управление рН: Если pH почвы выше 8,5 или CaCO3 высок, лучше управлять pH, чем пытаться добавить больше Ca в почву.
• Натриевые почвы: В натриевых почвах (высокий уровень натрия Na) внесение CaSO4 (гипса) может помочь удалить избыток Na и улучшить структуру почвы. Убедитесь, что у вас хороший дренаж.
• Ограничения: CaCl2 не рекомендуется для почв с высоким уровнем засоленности или плохим дренажом (непроницаемые слои). Не может применяться через почву в органическом производстве.

▌Магний (Mg)

• Мобильность: Мобильность в почве зависит от текстуры и емкости катионного обмена (CEC). На песчаных почвах Mg может быть подвижным и вымываться из корневой зоны, особенно в условиях обильного орошения. На более тяжелых почвах (суглинки, суглинок или глина) Mg может адсорбироваться частицами почвы.
• Распространенность Mg: Как и Ca, дефицит в Восточном WA встречается нечасто, но может быть обнаружен на песчаных почвах с чрезмерным дренажом.
• Потребность: Mg обладает умеренн
  ой подвижностью в растении. Что касается потребности растения, то она оценивается в 0,09 – 0,18 кг на тонну плодов (таблица 1).

▍Диагностика

• Признаки дефицита: Визуальные симптомы дефицита появляются сначала на старых листьях в виде межжилкового хлороза, который может привести к межжилковому некрозу (Рисунок 3).
• Анализ ткани листа: Анализ ткани листа является хорошим показателем усвоения Mg растением и плодами.

▍Управление

• Коррекция дефицита: При дефиците исправьте уровень в почве внесением 34 кг MgSO4 (английской соли).
• Внекорневая подкормка: Внекорневая подкормка MgSO4 также эффективна в снижении дефицита, когда усвоение корнями может быть ограничено или в почвах с избыточным K. Как и в случае с большинством питательных веществ, максимальное усвоение происходит весной с быстрым ростом.

▍Рекомендации

• Дисбаланс: Чрезмерный уровень калия (K) в почве (выше 300 мг/кг или частей на миллион) может препятствовать усвоению Mg.
• Ограничения усвоения: Чрезмерное внесение извести CaCO3 или CaSO4 может препятствовать усвоению Mg.

▌Сера (S)

• Мобильность: Подвижна в почве и подвижна в растении.
• Дефицит серы: Дефицит был обнаружен во многих почвах Восточного Вашингтона, но дефицит можно легко исправить.

▍Диагностика

• Признаки дефицита: Симптомы дефицита на листьях очень похожи на дефицит N, с общим пожелтением листьев и листьями меньшего размера.
• Анализ ткани листа: Анализ ткани листа может помочь диагностировать дефицит.

▍Управление

• Коррекция дефицита: Если уровень питательных веществ низок, использование удобрений на основе сульфата, таких как CaSO4, MgSO4, ZnSO4 и т. д., улучшит уровень SO4 в почве. Внесение гипса также улучшит дефицит S и Ca, если он присутствует.

▍Рекомендации

• Ожог листьев: Ожог листьев может произойти при внесении в листья, если температура воздуха выше 30 °C.

▌Бор (B)

• Мобильность: Подвижен в почве и очень низкая подвижность в растении.
• Дефицит бора: В недавнем исследовании более 170 почв Восточного WA все образцы имели дефицит B (ниже 0,5 мг/кг) (Саллато, неопубликовано). Его доступность может быть ограничена при pH почвы между 7,0 и 8,5, что очень распространено в Восточном WA. Другие факторы, такие как холодные почвы весной или сухие условия, могут ограничить усвоение B.

▍Диагностика

• Роль бора: B является фундаментальным для меристематического роста в корнях и побегах. Таким образом, очень отличительным симптомом является отмирание новых кончиков побегов. Он также важен для роста пыльцевой трубки во время процесса опыления, а дефицит также может повлиять на завязываемость плодов и урожайность.
• Анализ бора в листьях: Анализ B в листьях является хорошим индикатором общего усвоения, но не очень хорошо коррелирует с уровнем B в плодах.

▍Управление

• Поддержание уровня B: Поддерживайте адекватный уровень B в почве (между 0,5 и 1,5 мг/кг).
• Сроки внесения: В дефицитных блоках весеннее или позднее внесение на деревья очень рекомендуется для лучшей завязываемости плодов.
• Токсичность: Дозу внесения следует тщательно рассчитать, так как токсичности можно легко достичь даже при небольших дозах.
• Внекорневая подкормка: Норма внекорневого опрыскивания не должна превышать 0,5 фунта фактического B на акр.

▌Железо (Fe), Марганец (Mn), Медь (Cu) и Цинк (Zn)

• Потребность: Потребность в этих питательных веществах невелика, однако важна для роста, развития и качества плодов.
• Распространенность дефицита: Большинство дефицитов в почвах WA связано с их сниженной доступностью в почвах с высоким pH или аноксией в корневой зоне (избыток воды и недостаток кислорода). В этих условиях растворимые формы этих элементов осаждаются и недоступны для поглощения растениями.

▍Диагностика

• Признаки дефицита: Визуальные симптомы дефицита Zn и Fe отчетливы. Дефицит Zn приводит к ра
  звитию слепой древесины, маленьким листьям в розетке, с короткими междоузлиями. Дефицит Fe также очень отчетлив с пожелтением всей лопасти (рисунок 4).
• Fe, pH почвы: В почвах с высоким pH доступность Fe наиболее страдает и будет развивать симптомы, которые могут маскировать другие дефициты.
• Первичные симптомы: Дефицит начинается на молодых листьях.
• Mn и Cu дефициты: Дефицит Mn и Cu менее отличительны и обычно скрыты.
• Инструменты диагностики: Лучшим диагностическим инструментом для этих элементов является pH почвы или щелочность (вскипание) и визуальные симптомы.

▍Управление

• Управление pH почвы: Когда дефицит металлических микроэлементов связан с высоким pH почвы, корректировка уровня питательных веществ через почву неэффективна, хотя хорошие результаты были получены с хелатными формами, применяемыми в течение вегетационного периода. Рекомендуемая практика — управлять pH почвы, что улучшит доступность микроэлементов.
• Внекорневая подкормка: Внекорневая подкормка Zn весной или с задержкой показала эффективность в снижении дефицита.
• Внесение во время сезона: Если дефицит появляется во время сезона, частое внесение более эффективно, учитывая плохую подвижность в растении.

Чтобы отслеживать, находимся ли мы на правильном пути, анализ ткани листа очень полезен для определения усвоения и определения того, находятся ли деревья в дефицитном или избыточном состоянии.

Визуальные симптомы могут быть полезным инструментом для диагностики дефицита или избытка питательных веществ, но важно помнить, что симптомы можно спутать с другими проблемами. Например, насекомые, болезни, токсичность пестицидов или абиотический стресс, связанный с избытком или недостатком воды, ветром или жарой (Рисунок 5). Соответствующий диагностический процесс должен учитывать альтернативные инструменты (анализ почвы, ткани).

Управление питательными веществами в черешне основано на стандартах ткани листа, полезных для предотвращения дефицита или токсичности. Эти стандарты были разработаны путем определения концентрации питательных веществ при максимальном росте и не учитывают качество плодов или способность к хранению (т. е. не существует пищевых стандартов, связанных с оптимизацией качества плодов). В этом году преподаватели WSU Sallato, Whiting и Torres начали трехлетний проект под названием «Управление питательными веществами для высококачественной черешни», финансируемый Исследовательской комиссией по плодовым деревьям штата Вашингтон (WTFRC) и Комиссией по черешне штата Орегон (OSCC). Целью этого проекта является улучшение стратегий управления питательными веществами для повышения качества плодов и способности к хранению. Ожидаемые результаты проекта позволят лучше понять взаимосвязь между качеством плодов и питательным составом, а также значения извлечения питательных веществ для наших местных условий выращивания для конкретных сортов.

Этот материал — часть подборки: Промышленная черешня — полное руководство.