Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ
1 БИОГЕОХИМИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ 11
Бор 11
Ванадий 22
Цинк 32
Медь 40
Молибден 46
Марганец 53
Кобальт 57
Микроэлементы в питании и жизнедеятельности растений 61
1.9 Теория и практика применения микроудобрений в
сельском хозяйстве 76
1Л 0 Экологические факторы жизни сельскохозяйственных
культур 97
1.11 Цель, задачи и условия проведения исследований 113
2 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 121
Почвы и их агрохимическая характеристика 121
Агрохимическая характеристика почв опытных участков 131
Бор 136
Ванадий 166 Заключение 193
Содержаниеидинамикамикроэлементоввпочвахрисовыхполей 200 Заключение 221
2.6 Динамика накопления микроэлементов в органах растений риса
и вынос их с урожаем 225
Заключение 230
3 РОСТ, РАЗВИТИЕ» ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
И АЗОТНЫЙ ОБМЕН В РАСТЕНИЯХ РИСА ПРИ ПРИМЕНЕНИИ
МИКРОУДОБРЕНИЙ 232
Энергия прорастания и всхожесть семян риса 232
Рост и развитие растений риса 237
Ассимиляционная поверхность листьев 239 3-4 Содержание фотосинтетических пигментов в листьях риса при
предпосевном смачивании семян ванадатом аммония 241
3.5 Азотный обмен в растениях риса при применении микроудобрений 243
4 УРОЖАЙНОСТЬ РИСА ПРИ ПРИМЕНЕНИИ
МИКРОУДОБРЕНИЙ 253
Комбинированное применение микроудобрений 285
Микроудобрения на производственных посевах риса» 290 Заключение 293
5 ВЛИЯНИЕ МИКРОУДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО
ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР 296
Соя 296
Подсолнечник 305
Озимая пшеница 313 Заключение 316
6 ИСПЫТАНИЕ НОВЫХ КОМПЛЕКСНЫХ ОРГАНО-
МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ (ОМУ) «РИСОВОЕ» И «ОП»
В КАЧЕСТВЕ ПРЕДПОСЕВНОГО УДОБРЕНИЯ И
КОМПЛЕКСНОГО МИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ
«АКВАРИН-5» В КАЧЕСТВЕ ПОДКОРМКИ НА ПОСЕВАХ
РИСА И ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ 320
6Л Комплексное органо-минеральное удобрение (ОМУ) «Рисовое»
как предпосевное удобрение на посевах риса 320
6.2 Комплексное органо-минеральное удобрение (ОМУ) «ОП» и комплексное минеральное удобрение «Акварин-5» на посевах
*
озимой пшеницы 326
6.3 Комплексные органо-минеральные удобрения (ОМУ) «Рисовое»
и «ОП» как предпосевное удобрение и комплексное минеральное
«Акварин-5» на производственных посевах 332
Заключение 333
7 УЛЬТРАМИКРОЭЛЕМЕНТЫ В ПОЧВООБРАЗУЮЩИХ
ПОРОДАХ, ПОЧВАХ, РАСТЕНИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО
ПРЕДКАВКАЗЬЯ 335
Титан 335
Стронций и барий 348
Хром 360
Никель 372 Заключение 381
8 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
МИКРОУДОБРЕНИЙ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ РИСА
И ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР 384
ВЫВОДЫ 396
ПРЕДЛОЖЕНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ВНЕДРЕНИЯ
В ПРОИЗВОДСТВО 404
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 407
ПРИЛОЖЕНИЯ 456
Введение к работе
*
Наука биогеохимия о распространении химических элементов в объектах окружающей среды как в природных, так и техногенных условиях создана трудами отечественных и зарубежных ученых В.И.Вернадского, А.П.Виноградова, П.А.Власюка, М.В.Катальшова, В.В-Ковальского, Я.В.Пейве, М-Я.Школьника,
В.А.Ковды, R.LJMitchell, A,L.Page, HJ.MBowen» J.F.Hodson, Исследования ка-
сались не только распределения элементов в пространстве — времени, но и закономерностей их миграции, аккумуляции, и действия на живые организмы.
Химизация земледелия является материальной основой повышения плодородия почв и достижения высоких и устойчивых урожаев всех сельскохозяйственных культур, В связи с этим важнейшее значение для повышения сбора растениеводческой продукции имеет улучшение обеспеченности сельскохозяйст-
венных культур элементами минерального питания. Высокие урожаи возможны только при условии полного обеспечения растений всеми необходимыми элементами питания включая и микроэлементы (Попов Г.Н., Егоров Б.В., 1987).
Проявление положительного действия микроэлементов на рост и продуктивность сельскохозяйственных растений послужило основанием для исполь-зования их в сельском хозяйстве в качестве микроудобрений. Применение таких микроудобрений, в состав которых входят Mo, Mn, Си, Zn, В, V и Со, способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур и улучшению качественного состава продукции растениеводства.
Недооценка роли микроэлементов в жизни растений, животных, человека может иметь неблагоприятные последствия - снижение продуктивности растениеводства и животноводства, ухудшение их качества. И наоборот, своевременное применение микроудобрений в сочетании с макроудобрениями позволяет при сравнительно небольших затратах существенно увеличить производство сельскохозяйственной продукции.
В перспективе сельское хозяйство будет испытывать все большую потребность в микроудобрениях. Это объясняется бедностью большинства почв
подвижными формами микроэлементов, уменьшением и без того низких запасов их в почве в связи с всевозрастающим применением безбаластных удобрений (Ягодин Б-А., Муравин Э.А,, 1963).
По данным крупномасштабного агрохимического обследования почв нашей страны на содержание подвижных форм микроэлементов во внесении борных удобрений нуждается до 59,5%, кобальтовых - 90,8%, марганцевых -41,3%, медных - 64,5%, молибденовых — 75,3%, цинковых - 83% пахотных земель (Аристархов А.Н., Поляков А.Н., Собачкин А.А-, Чумаченко ИЛ., 1988), С повышением продуктивности сельскохозяйственных культур потребность в микроудобрениях, соответственно, будет возрастать.
Поскольку почва служит основным источником поступления микроэлементов в растения и через них в организм животных и человека, без учета содержания и доступности микроэлементов в почвах невозможно дать теоретическое обоснование рекомендаций сельскохозяйственному производству по дифференцированному применению микроудобрений под культуры, планировать их производство. Поэтому исследование содержания и форм соединений микроэлементов в конкретных почвенно-климатических условиях, изучение путей миграции в ландшафтах, круговорота в системе почва - растение, выявление этих элементов в повышении урожайности сельскохозяйственных культур, наличие мелкомасштабных почвенных картосхем по содержанию валовых и доступных растениям форм соединений микроэлементов является одной из важнейших задач агрономической химии. Такого рода исследования могут выявить дополнительные возможности повышения урожайности сельскохозяйственных культур за счет микроэлементов.
Важным условием эффективного применения микроудобрений в сельском хозяйстве является исследование содержания подвижных форм микроэлементов в различных типах почв, а также в зависимости между основными агрохимическими показателями и количеством микроэлементов в почве. Применение микроудобрений без учета содержания микроэлементов в почвах может не дать положительного результата, а при избытке их может оказать и отрицательное действие (Тонконоженко Е.В., 1973).
Потребность сельскохозяйственных культур в микроудобрениях особенно резко возросла за последние годы с районированием по зонам Краснодарского края высокоурожайных сортов, требующих повышенного обеспечения всеми необходимыми макро- и микроэлементами.
Несмотря на то, что с каждым годом все больше появляется работ по применению микроудобрений под рис и полевые культуры, однако мало работ для почвенно-климатических условий Кубани, слабо разработаны теоретические основы роли микроэлементов в усвоении, обмене и динамике азота, фосфора, калия. Недостаточно исследований по влиянию микроэлементов на рост, развитие и на фотосинтетическую деятельность растений. Ограничены данные по диагностике питания растений микроэлементами, что необходимо для рационального использования микроудобрений. Не были разработаны градации обеспеченности почв валовыми и подвижными формами микроэлементов.
Изучение практических аспектов применения микроудобрений под рис и полевые культуры - норм, форм, сроков и способов их применения заслуживает особого внимания.
Почвы Краснодарского края сравнительно хорошо изучены в генетическом и агрохимическом отношениях, однако большой интерес представляет и другая сторона вопроса — выявление роли почвенного покрова в биогеохимии микроэлементов.
Большое научное и практическое значение изучения микроэлементов в почвенном покрове и полное отсутствие данных о содержании многих микроэлементов в материнских породах и почвах Краснодарского края и отсутствие рекомендаций по применению микроудобрений под рис и полевые культуры, послужили причиной для постановки наших исследований, которые были направлены на решение поставленных задач.
Целью исследований было изучение содержания и распределения микро-и ультрамикроэлементов в природных объектах Краснодарского края, определение отзывчивости сельскохозяйственных культур озимой пшеницы, риса, сои и подсолнечника на внесение микроудобрения и разработка экологически безо-
пасных и экономически эффективных способов их применения.
Научная новизна. Установлено валовое содержание бора, ванадия, марганца, меди, молибдена, цинка и подвижных форм этих микроэлементов в поч-вообразующих породах и почвах Краснодарского края. Составлены картограммы содержания валового бора и ванадия и подвижных форм в почвах. Получены данные по содержанию и распределению ультрамикроэлементов титана, стронция, бария, никеля и хрома в растениях, почвообразующих породах и почвах края. Установлено содержание микроэлементов в растениях, их вынос с урожаем культур, а также показана высокая отзывчивость риса, сои, подсолнечника и озимой пшеницы на микроудобрения при возделывании на почвах с низкой и средней обеспеченностью подвижными формами микроэлементов. Изучено влияние микроудобрений на рост, развитие и продуктивность сельскохозяйственных культур. Впервые в качестве микроудобрений испытаны новые комплексные минеральные "Акварин-5" и органо-минеральные удобрения под озимую пшеницу и рис. Дана экономическая оценка способам применения различных видов микроудобрений под озимую пшеницу, рис, сою и подсолнечник.
Практическая ценность и реализация результатов исследований. Обследованы почвообразующие породы, почвы Краснодарского края на общее содержание и подвижные формы микроэлементов. Получены данные по содержанию микроэлементов в растениях, произрастающих на территории края. Составлены картограммы обеспеченности почв бором и ванадием. Установлена закономерность распределения подвижных форм цинка, меди и молибдена в луговых карбонатах и выщелоченных почвах. Доказана экологическая безопасность и необходимость включения микроэлементов в систему удобрения озимой пшеницы, риса, сои и подсолнечника при возделывании этих культур на низко и среднеобеспеченных подвижными формами микроэлементов почвах Краснодарского края. Установлена высокая эффективность комплексных минеральных "Акварина-5м и органо-минеральных удобрений на посевах озимой пшеницы и риса. Выявлены оптимальные нормы, сроки и способы применения микроудобрений под озимую пшеницу, рис, сою и подсолнечник. Производству предложены экологически
эффективные безопасные и экономически рекомендации по применению мнкроудобрений под
рис и культуры полевого севооборота в Краснодарском крае. Разработанные нами рекомендации нашли применение на производственных посевах риса в хозяйствах "Славянский", "Новопеїровский" Славянского района, в колхозе "Россия" Абин-ского района, в ПСХ "Красноармейское" им. А.М. Майстренко, в учебно-опытном хозяйстве "Кубань" Кубанского ГАУ и озимой пшеницы в ЗАО "Воля" Каневского района, в колхозе "Родина" Новокубанского района, агрофирме "Луч", ООО «Лазурное», ГУЛ «Рассвет», племзавод им, «Чапаева» Динского района, учхоз «Краснодарский» Кубанского ГАУ и в кооперативе «За мир и труд» Павловского района. На защиту выносятся следующие основные положения:
Результаты распределения биологически активных микроэлементов: В, V, Zn, Mo, Си, Мп в почвообразующих породах, почвах и растениях. Картограммы содержания валовых и подвижных форм бора и ванадия в почвах Краснодарского края,
Динамика подвижных форм микроэлементов Mo, Zn, Cu,V и Мп в луговых почвах по фазам вегетации риса,
Нормы, формы, сроки и способы применения микроудобрений под рис, сою, подсолнечник и озимую пшеницу.
Влияние микроэлементов на энергию прорастания, всхожесть семян, ассимиляционную поверхность листьев, пигментов, на рост и развитие риса и полевых культур.
Содержание и распределение ультрамикроэлементов: титана, стронция, бария, хрома и никеля в почвообразующих породах, почвах и аккумуляция их культурными растениями в Краснодарском крае.
Исследования проведены в соответствии с научно-исследовательской программой кафедры агрохимии Кубанского государственного аграрного университета.
Пользуясь случаем хочу выразить самую глубокую признательность научному консультанту доктору биологических наук, профессору Шеуджену А.Х. за ценные указания и советы в моей научной деятельности.
Автор сердечно благодарит доктора сельскохозяйственных наук, профессора ВТ, Куркаева, доктора сельскохозяйственных наук, профессора А-И. Столярова и доктора сельскохозяйственных наук, профессора Н.С. Котлярова, кандидата сельскохозяйственных наук, профессора Л.П. Леплявченко за консультативную помощь; доцентов кафедры агрохимии Б_А. Савенко, Л.И. Громову, Л.М. Онищенко за содействие и всяческую помощь в проведении исследований, доцента Гаршину B.C. за помощь в расчетах экономической эффективности, автор приносит искреннюю благодарность специалистам сельского хозяйства упомянутых в работе хозяйств, студентам Жерлицииу Е.В., Николаевой Л.А., Фролову Е.В. и многим другим, и студентам, и аспирантам зарубежных стран: Джайналу Абедину, Текое Фови, Иссака Дауда, Вачира Чхим, Хавьер Руису за посильную помощь в выполнении данной работы.
Автор считает своим долгом почтить память своих учителей Е.В. Тонко-ноженко и Н.Г. Зырина, чьи идеи питали, вдохновляли и поддерживали наш интерес к проблеме биогеохимии и агрохимии элементов.
