АЗОТНОЕ ПИТАНИЕ ГОРОХА И КОРМОВЫХ БОБОВ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ИХ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ МИНЕРАЛЬНЫМ АЗОТОМ (ОПЫТЫ С 15N) Демьянова, Татьяна Александровна

Введение к работе

Актуальность проблемы. В постановлении XXV съезда КПСС по проекту ЦК КПСС «Основные направления развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 годы» 3 марта 1976 г. отмечается необходимость расширения посевов бобовых культур. Выращивание бобовых дает возможность, с одной стороны, пополнить ресурсы пищевого л кормового белка более дешевым способом без расходования или с небольшим расходом технического азота за счет их способности к фиксации азота атмосферы; с другой стороны,— улучшить баланс почв тем количеством азота, которое остается в корневых и послеукосных остатках бобовых растений.

Увеличение производства белка для удовлетворения потребностей растущего населения планеты по всеобщему признанию является одной'из наиболее актуальных проблем современности.

Важнейшим фактором в повышении урожайности бобовых культур является применение научно-обоснованных норм всех элементов питания, в том числе и азота.

Однако вопрос о целесообразности внесения технического азота под бобовые культуры далек от окончательного решения, В литературе до сих пор нет единого мнения о целесообразности применения минерального азота под бобовые и его оптимальных нормах, позволяющих получать максимальную продуктивность этих культур и не снижающих их способности к фиксации азота атмосферы. Остаются недостаточно изученными особенности усвоения бобовыми азота из различных источников в зависимости от уровня обеспеченности минеральным азотом и его влияние на эффективность симбиоза с клубеньковыми бактериями. До сих пор окончательно не решен вопрос рационального сочетания биологического и технического азота в севообороте с бобовыми для повышения его продуктивности.

Цель исследования. Целью данной работы явилось изучение влияния различного уровня обеспеченности минеральным

limp, яаучш Шлотш ¹

Имя. щ. Леша стш. над. ни, К. А. Тіниршві

азотом на формирование урожая и размеры фиксации азота атмосферы горохом и кормовыми бобами, культурами, значительно различающимися по биологическим особенностям. Основное внимание в ходе исследований было уделено решению следующих вопросов:

1. поискам оптимальных норм минерального азота под бобовые, ис подавляющих а то же время' способности этих растений к продуктивной фиксации азота атмосферы,

2. изучению взаимосвязи уровней минерального азота и процессов формирования урожаев кормовых бобов и гороха,

3. выяснению действия различных норм азотных удобрений на общее накопление азота бобовыми растениями и баланс внесенного азота,

4. определению размеров использования горохом и кормовыми бобами азота из почвы, удобрений и атмосферы в зависимости от уровня обеспеченности минеральным азотом,

5. выяснению влияния различных уровней азотного пи^: тания на продуктивность азотфиксаццн.

Научная новизна работы. Научная значимость результатов исследований состоит в том, что впервые для серых лесных почв различной степени окультуренностн, в одном ИЗ основных районов возделывания зернобобовых культур с применением стабильного изотопа азота ^,SN в условиях вегетационных и микрополевых опытов обоснованы оптимальные нормы азотных удобрений под горох и кормовые бобы. Установлены коэффициенты использования растениями азота удобрений при различных нормах его внесения. Применение двух методов исследования азотного питания бобовых куль-тур^:—меченных ¹⁵N азотных удобрений и метода, сравнения с небобовыми культурами позволило определить размеры потребления кормовыми бобами и горохом азота из различных источников; использование азота почвы и минеральных удобрений, а также размеры фиксации азота атмосферы в различные фазы вегетации в зависимости от уровня обеспеченности растений азотом удобрений.

Практическая ценность и реализация результатов исследовании. На серой лесной почве двух уровней плодородия в Орловской области в микрополевых и вегетационных опытах определены оптимальные нормы минеральных азотных удобрений под горох и кормовые бобы, существенно не подавляющие их способности к фиксации ззота атмосферы. Полученные автором экспериментальные данные об коэффициентах использования горохом и кормовыми бобами азота удобрений, и размерах усвоения азота из отдельных источников использованы ЦИНАО для составления рекомендаций по рациональному

применению научно-обоснованных норм азотных удобрений в севооборотах с бобовыми для повышения их продуктивности.

Апробация-работы. Результаты исследований докладывались на конференции молодых ученых ТСХЛ в 1979 году, на IV Всесоюзном координационном научно-методическом совещании «Применение стабильного изотопа ~^1SN в псследова-ннях-по земледелию» в Тбилиси (1979 г.) и опубликованы в трех научных статьях.

Объем работы. Диссертация изложена на 169 страницах машинописного текста, включая 10 рисунков и 37 таблиц. Вспомогательный материал диссертации представлен в 32 приложениях. Список использованной литературы включает 160 наименований, в том числе 50 иностранных работ.

Условия и методика проведения исследований. Для решения поставленных задач в 1977—1979 гг. было проведено 4 вегетационных опыта в песчаной культуре на Агрохимической опытной станции ТСХЛ им. Д. Н. Прянишникова, 6 вегетационных опытов в почвенной культуре и 10 мнкрополевых опытов во ВНИИ зернобобовых и крупяных культур (г. Орел). В вегетационных опытах (песчаная культура) в качестве объектов исследований были использованы горох (сорт Нем-чиновский-766) и кормовые бобы (сорт Херц Фрей). Для выращивания растений применялись пластмассовые сосуды, вмещающие 6 кг песка. Повторность опытов восьмикратная, В песчаной культуре использовалась питательная смесь Ринькиса (1972), разработанная специально для бобовых культур с нашей корректировкой по микроэлементам. Азот в виде общемеченной ^,5N аммиачной селитры (^NH^NOj) с исходным обогащением — 2 ат.% в 1977 г. вносили в трех нормах (мг на 1 кг песка)—I — 50, II—100 и III—200; в 1978 г. в четырех нормах: 1 — 25, II —50, III —100 и IV —200.

Вегетационные опыты (почвенная культура) во ВНИИ зернобобовых и крупяных культур (г. Орел) проводили с горохом (сорт Уладовский 303) и кормовыми бобами (сорт Уладовские фиолетовые). Для сравнения по аналогичным схемам в тех же условиях выращивались нсбобовые .культуры— овес (сорт Астор) и гречиха (сорт Скороспелая-81). В качестве азотных удобрений использовалась меченная ^,SN аммиачная селитра (ⁱ⁵NH₄^I5N0₃) с исходным обогащением равным 19,5ат,%. На фосфорно-калнйном фоне (Р;эоК;ооМг/кг абсолютно сухой почвы) испытывзлись нормы азота; I—20, II — 50, Ш — 100 и IV — 200 м г N/кг почвы. В вегетационных опытах (почвенная культура) применялись пластмассовые сосуды емкостью 4 кг абсолютно сухой почвы. Для набивки сосудов использовался пахотный слой серой лесной почвы

Таблица 1

Агрохимическая характеристика почв

(вегетационные и микрополевые опыты)

Год проведения

Гумус по Тюрину, %

РзО* ПО

Кирсанову

почва I

почва I

почва И

с участка полевого опыта. Повторность опытов шестикратная.

Микрополевые опыты с теми же культурами, кроме овса, проводились в металлических сосудах без дна, площадью 0,05 м^г, емкостью 10 кг абсолютно сухой почвы. Сосуды уста* навливались в поле, на участке полевого опыта на глубину 20 см.

Опыты проводились на серой лесной среднесуглинистой почве 2-х уровней плодородия. Азот в виде меченного ^l!N сульфата .аммония исходного обогащения 19,8 ат.% вносился в следующих нормах: І—ЗО, ІГ—75, III —150, IV —300 кг/га на. фосфор но-калийном фоне (РзооКзоо кг/га). Повторность мнкрополевых опытов шестикратная.

Во всех опытах перед посевом семена бобовых обрабатывали активными штаммами соответствующих клубеньковых бактерий.

Агрохимическая характеристика почв, использованных при проведении вегетационных и мнкрополевых опытов, пред* ставлена в таблице 1,

В течение вегетации определялось использование растениями азота удобрений и размеры фиксации ими азота атмосферы. Определение в растениях содержания общего и белкового азота проводили методом озоления; общий азот по Кьельдалю, белковый — по методу Барнштейна.. Анализ изотопного состава проводился на масс-спектрометре ЛШ-1305. Определение размеров фиксации азота атмосферы горохом и кормовыми бобами в условиях песчаных культур проводилось с учетом использования ими азота семян и установленных размеров усвоения растениями азота из удобрений (при помощи изотопной методики). Потребление инокулированны-ми растениями гороха и кормовых бобов азота из почвы в условиях мнкрополевых и вегетационных (почвенная культура) опытов рассчитывали двумя методами — методом сравнения с небобовыми культурами (овес или. гречиха), а также по коэффициенту Хопкинсз-Питерса.

Математическую обработку урожайных данных проводили методом дисперсионного анализа.