Введение к работе
Актуальность темы. Ключевая проблема настоящего и будущего сельского хозяйства РФ - это увеличение производства зерна, в том числе и овса. В настоящее время многие вопросы теории и практики применения удобрений под зерновые культуры, в том числе и овес, остаются нерешенными. На первый план выдвигаются проблемы выявления относительного недостатка какого-либо элемента питания, из-за которого снижается эффективность использования удобрений. Недостаточно проработаны в научном плане и почти не находят применения в сельскохозяйственном производстве вопросы совместного использования макро- и микроудобрений под зерновые культуры, и в первую очередь марганцевых и борных. Необходимо перейти от простого эмпиризма с удобрениями к теоретическому осмыслению механизма взаимодействия компонентов в системе почва- растение - удобрение.
В связи с этим оптимизацию минерального питания культур как направленного способа воздействия через почву на формирование урожая, можно осуществить на основе почвенной и растительной диагностик, что может дать исчерпывающую информацию о режиме минерального питания овса.
Недостаточная изученность этих вопросов потребовала специальных исследований, результаты которых представлены в диссертационной работе.
Научные исследования, проведенные в этом плане, являются, на наш взгляд, весьма актуальными, особенно в современных условиях, когда исследования подобного рода в целом по России практически прекращены.
Цель работы - теоретическое и экспериментальное обоснование путей повышения эффективности удобрений, управление формированием урожая овса в зависимости от потенциального и эффективного плодородия почвы. Задачи исследований:
выявить влияние макро- и микроудобрений на формирование урожая и качества зерна овса в зависимости от содержания основных элементов питания в почве;
установить оптимальные дозы марганцевых удобрений под овёс с учетом содержания основных элементов питания в почве;
установить оптимальные концентрации раствора борной кислоты для обработки семян и некорневой подкормки растений овса;
установить зависимость между величиной урожая зерна овса, химическим составом почвы, растений, дозами применяемых удобрений;
определить оптимальное содержание и соотношение элементов питания в почве и растениях овса для диагностики потребности в удобрениях;
дать оценку экономической и биоэнергетической эффективности применения удобрений на основе комплексной диагностики минерального питания овса.
Научная новизна исследований. Впервые на Южном Урале проведены исследования по оптимизации питания растений овса макро- и микроэлементами (В и Мп) на основе почвенной и растительной диагностик. По результатам
полевого опыта разработаны оптимальные уровни содержания и соотношения элементов питания в выщелоченном черноземе и в растениях овса. В результате исследований найдены математические зависимости, связывающие урожайность с количеством применяемых удобрений, установлены оптимальные параметры содержания и уравновешенный баланс пяти элементов питания в почве (почвенная диагностика), в растениях (растительная диагностика), уточнена методика расчета норм удобрений для основного внесения. На защиту выносятся следующие положения:
эффективность влияния макро- и микроудобрений на урожай овса;
закономерность потребления элементов питания растениями овса;
оптимальные уровни и соотношения макро- и микроэлементов в почве и в растениях овса по фазам роста и развития.
Практическая значимость и реализация результатов исследований.
Полученные научные результаты позволят создать гибкую систему удобрения для получения запрограммированного урожая овса в количественном и качественном отношении.
Предложенная научно-обоснованная система удобрений на фоне зональной агротехники даст возможность стабильно получать до 3,0 т/га зерна овса хорошего качества.
Результаты исследований прошли производственную проверку на территории производственных полей Государственного учреждения «Профессиональное училище № 136» Красноармейского района Челябинской области в 2007 году на площади 2 га и позволили получить дополнительно 0,97 т зерна овса с одного гектара, при этом чистый доход составил 766,3 руб./га.
Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены, обсуждены на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Института агроэкологии - филиала ФГОУ ВПО ЧГАУ (2005 - 2008 гг.), на межрегиональной научно-практической конференции «Экологическая политика в обеспечении устойчивого развития Челябинской области» (г. Челябинск, 2005 г.), на международной научно-практической конференции «Достижения науки в реализацию национального проекта развития АПК» (г. Курган, 2006 г.), Всероссийской научно-практической конференции ученых и специалистов, посвященной 140-летию со дня рождения академика Д.Н. Прянишникова (г. Пермь, 2006 г.), и опубликованы в девяти научных работах общим объемом 2,25 п.л., в том числе три - в ведущих рецензируемых научных журналах.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 174 страницах печатного текста. Состоит из введения, восьми глав, выводов и рекомендаций производству. Содержит 34 таблицы, 15 рисунков, 7 приложений. Библиографический список включает 171 наименование, в том числе 8 на иностранных языках.
Полевые опыты с удобрениями овса были проведены на черноземе выщелоченном высокогумусном среднесуглинистом лесостепной зоны Южного Урала в 2004 - 2006 гг. (на опытном поле Института агроэкологии).
Объектами исследования являлись: растения овса сорта Орион, макро- и микроудобрения, почва - чернозем выщелоченный, связанные в едином комплексе агротехнических мероприятий и метеорологических условий.
Агрохимическую характеристику слоя почвы 0-30 см характеризовали в среднем за три года исследований: гумуса 7,0 %; N-N03 - 8,6; P2Os - 150,0; К20 - 237,0; В - 1,77; Мп - 61,0 мг/кг почвы, рНмд 6,94.
Метеорологические условия в годы проведения исследований были различными. По гидротермическим условиям 2004 год характеризовался как умеренно засушливый, 2005 и 2006 гг. как умеренно увлажненные.
Опыт однофакторный. Фактором, определяющим величину урожая в опыте, являлись различные дозы удобрений. Схема опыта следующая:
I. Контроль (без удобрений); 2. NeoPw", 3. NmIW, 4. P6oK«>; 5. N^aAo -
фон; 6. НюРыАо; 7. N,2oP«jK«); 8. N60P9oK«,; 9. М^РігоК»; 10. Фон + Мщ0;
II. Фон + Мп20; 12. Фон + Мпзо
Фон + об. сем. В 0,01% р-р + нек. под В 0,1% р-р (250 л/га)
Фон + об. сем. В 0,03% р-р + нек. под В 0,2% р-р (250 л/га)
Фон + об. сем. В 0,05% р-р + нек. под В 0,3% р-р (250 л/га)
Фон +обработка семян В 0,03% р-р
Закладка и проведение полевого опыта проводили по методике агрохимических исследований Ф.А. Юдина (Юдин Ф.А. Методика агрохимических исследований. М.: Колос, 1980. 366 с.); Б.А. Доспехова (Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985.351 с.); А.С. Пискуно-ва (Пискунов А.С. Методы агрохимических исследований М.: КолосС, 2004. 312 с,).Использованы следующие виды удобрений: аммиачная селитра (N - 34 %), суперфосфат двойной (Р205 - 49 %), калий хлористый (К20 - 60 %), борная кислота (В - 17 %), сернокислый марганец (Мп - 24,5 %). Опыт заложен в 4-кратной повторности. Общая площадь делянки составляет 54 м2 (3,6x15,0 м), учетная - 20 м .Подкормку растений овса проводили 0,1 - 0,3% раствором борной кислоты из расчёта 250 л/га в фазу цветения. Сернокислый марганец внесен в почву совместно с макроудобрениями как основное удобрение. Агротехника в опыте общепринятая для данной зоны. Посев проводился сеялкой СН-1,6.
Учёты и наблюдения за ростом и развитием растений, отбор растительных образцов были приурочены к основным фазам развития растений овса (кущение, цветение и полная спелость).
Почву отбирали до посева и в основные фазы развития растений овса. Продуктивную влагу в почве определяли методом высушивания в сушильном шка-
фу при температуре 105С в течение 6 часов. Нитратный азот в почве определяли ионометрическим методом (ГОСТ 26951 - 86), подвижный фосфор и обменный калий - по Чирикову в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26204 - 84), бор - фотометрическим методом с азометаном Аш по Бергеру и Труогу (ОСТ 10150 -88), марганец - фотометрическим методом с формальдоксимом по Крупскому и Александровой (ГОСТ 50685 - 94).
Азот, фосфор и калий в растениях определяли стандартными методами, бор - фотометрическим методом с использованием хинализарина, марганец -фотоколориметрическим методом с использованием периодата калия.
Полученные опытные данные и взаимосвязи в системе удобрение - почва -растение математически обработаны методами дисперсионного, регрессионного и корреляционного анализов по методике Б.А. Доспехова (Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. С. 247 - 251).
Похожие диссертации на Диагностика и оптимизация минерального питания овса на черноземе выщелоченном в условиях Южного Урала
