Содержание к диссертации
Введение
1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 6
1.1. Азот, фосфор и калий почвы и их значение для жизни растений 6
1.2. Динамика питательных веществ в почве II
1.3. Действие минеральных удобрений «а урожай озимой пшеницы, кукурузы на силос и ячмень 18
1.4. Последействия минеральных удобрений 27
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 33
2.1. Почвенно-климатические условия Пензенской области и района исследований 33
2.2. Программа и методика исследований 39
2.3. Агротехника на опытном участке и погодные условия в годы исследований 43
3. ДИНАМИКА ПОДВИЖНЫХ ФОРМ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ ПОЧВЫ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА ПОД ВЛИЯНИЕМ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ 49
3.1. Динамика подвижного фосфора 49
3.2. Динамика обменного калия 56
4. ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ЗВЕНА СЕВООБОРОТА ПРИ ПРЯМОМ ДЕЙСТВИИ И ПОСЛЕДЕЙСТВИИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ 63
4.1. Влияние минеральных удобрений на урожай озимой пшеницы 63
4.2. Последействие минеральных удобрений на урожай кукурузы на силос и ячмень 71
4.3. Влияние минеральных удобрений на структуру урожая озимой пшеницы и ячменя 81
4.4. Урожай культур звена севооборота с учетом, прямого действия и двух лет последействия минеральных удобрений 85
5. КАЧЕСТВО УРОЖАЯ КУЛЬТУР ЗВЕНА СЕВООБОРОТА ОТ ДЕЙСТВИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ 92
5.1. Качество урожая озимой пшеницы под влиянием минеральных удобрений 92
5.2. Последействие минеральных удобрений на качество урожая кукурузы на силос и ячменя 95
6. ВЫНОС ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ УРОЖАЕМ КУЛЬТУР ЗВЕНА СЕВООБОРОТА. БАЛАНС АЗОТА, ФОСФОРА И КАЛИЯ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА 102
6.1. Озимая пшеница 102
6.2. Кукуруза на силос и ячмень 105
6.3. Баланс питательных веществ под культурами звена севооборота III
7. АГРОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МИНЕРАЛЬНЫХ
УДОБРЕНИЙ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА 115
ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ 125
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 129
ПРИЛОЖЕНИЯ Ш 1-37
- Азот, фосфор и калий почвы и их значение для жизни растений
- Почвенно-климатические условия Пензенской области и района исследований
- Динамика подвижного фосфора
- Влияние минеральных удобрений на урожай озимой пшеницы
- Качество урожая озимой пшеницы под влиянием минеральных удобрений
Азот, фосфор и калий почвы и их значение для жизни растений
Наиболее объективное суждение об эффективности минеральных удобрений можно иметь после изучения биологических особенностей растений, их химического состава, а также водного, воздушного, теплового и питательного режимов почв. В питании растений, как известно принимают участие большое количество химических элементов, но мы в своих исследованиях будем органичиваться наиболее необходимыми: азотом, фосфором и калием.
Азот. Работами А.Н.Лебедянцева (1927),Д.А.Сабинина (1955) И.В.Тюрина (1956), Д.Н.Прянишникова (1965),Ф.В.Турчина (1965) и других исследований с исчерпывающей полнотой выяснена исключительная роль азота в жизни растений. "Без азота не могут образовываться белковые вещества, без белковых вещестЕ не может быть протоплазмы, а следовательно,и жизни"(Д.Н.Прянишников,1965).
Кроме белков, азот ЕХОДИТ Е состав нуклеиновых кислот, играющих исключительно важную роль в обмене веществ Е организме и передаче наследственности. Азот содержится в хлорофилле,фосфатидах, алколоидах, в некоторых витаминах,ферментах и многих других органических веществах растительных клеток.
Главным источником азотного питания для большинства, растений служит азот ПОЧЕЫ, а растения из семейноства 6О6ОЕЫХ способны использовать азот почвенного воздуха.
Основная часть азота находится в почве в виде сложных органических соединений. Органический азот представлен продуктами конденсации сложных аминокислот и, по мнению Ф.В.Турчина (1964), образован на основе бактериального синтеза. Поэтому содержание
общего азота в почве "находится в известном соответствии с содержанием органического вещества в почве" ( А.А.Шмук, 1950 ). По данным И.С.Кауричева и И.П.Гречина ( 1969 ) почвенный азот составляет I/I2 - 1/20 часть гумуса, по данным / -(1970) 1/10 часть органического вещества почвы. При уменьшении содержания органического вещества в более глубоких горизонтах уменьшается содержание азота ( Дин Жуй-Син, I960; Н.И.Николаева,1965; Т.П.Славина, 1978 ).
Содержание азота в пахотном слое различных почв? даже для одной зоны колеблется в довольно широких пределах. К примеру, в пахотном слое почв Пензенской области общее количество азота в среднем составляет: в светло-серой - 0,18 , серой - 0,33 , темно-серой лесной - 0,38 , в выщелоченном черноземе - 0,45 - 0,55 %, Общий запас азота в пахотном слое выщелоченного чернозема составляет 3,6 - 11,0, а в метровом слое - II - 40 т/га ( К.А.Кузнецов 1966 ).
Сопоставляя это количество общего азота в почвах с его потреблением культурными растениями, проявляется огромное содержание азота в почве. "И тем не менее несмотря на большой запас, известны случаи азотного голодания растений. Это ясно говорит о том, что не весь азот почвы доступен корневой системе растений, а лишь некоторые его формы" ( А.А.Шмук, 1950 ).
Растения для питания используют азот в виде минеральных соединений и легкогидролизуемых соединений амидов и аминов ( Д.А. Сабинин, 1971 ), а главным источником минерального азота является гумус и растительные остатки при их минерализации в почве ( А.В.Петербургский, 1971 ).
Процесс разложения органических веществ почвы, который про - 8 -ходит при непрерывной деятельности различных микроорганизмов.является сложным биохимическим процессом ( Н.А.Красильников,1945; М.В.Федоров, 1954; Е.Н.Мищустин, 1956 ), Важнейшими стадиями этого процесса является аммонификация и нитрификация ( С.Н.Ви-ноградский, 1952 ). От скорости разложения и минерализации органических веществ зависит обеспеченность растений азотом.
Интенсивность минерализации азотосодержащих органических веществ определяется свойствами самой почвы: её водным, воздушным, тепловым режимами, реакцией среды, количеством и качеством органического вещества, составом микрофлоры и. другими факторами ( С.П.Кравков, 1923; 1925; А.А.Кудрявцева, 1927; С.Н.Виноградс-. кий, 1952; Н.С.Авдонин, 1965; А.В. Петербургский, 1971 ).
Почвенно-климатические условия Пензенской области и района исследований
Исследования проводили в центральной части Пензенской области в геоморфологическом отношении входящей в состав Приволжской возвышенности, которая в направлении с востока на запад постепенно понижается. Вблизи западной границы области Приволжская возвышенность переходит в низменную равнину Окско -Донской низменности.
Район исследований ( Пензенский район ) характеризуется сильно волнистой поверхностью, изрезанной крутыми речными долинами и оврагами. Характерной чертой рельефа является ярко выраженная неоднородность в строении берегов рек. На водоразделах и крутых склонах развит преимущественно грубообломочный материал, представляющий собой продукты выветривания коренных пород. На пологих склонах развиты делювиальные суглинки (К.А, Кузнецов, 1966 ).
Пензенская область по природным условиям относится к лесостепной зоне с умеренно-континентальным климатом ( А.А.Сперанский, 1915; В.Ф.Невзоров, 1925; С.И.Жаков, 1970 ).
Значительная протяженность территории области с запада на восток обусловливает изменение климатических показателей в сторону увеличения континентальности. Амплитуда температуры теплого и холодного месяцев равна 32-33, а абсолютная амплитуда достигает 81-87.
Зима .умеренно-холодная ( средняя температура января -- 11,3 - 13,3), лето жаркое ( средняя температура июля+18,8 , +19,9). Климат области характеризуется довольно быстрым переходом от суровой зимы к жаркому лету ( табл. 2.1. ).
Осадки по области распределяются неравномерно. Большее их количество выпадает на севере и севере-востоке области, причем наибольшее количество их приходится на теплый период года. В течение всего холодного периода преобладают ветры южной четверти, в теплый период - северной четверти.
По температурному режиму и увлажнению область делится на три агроклиматических района:
I - достаточно увлажненный ( ГТК - 1,1 - 1,0 )
П - умеренно-увлажненный ( ITK = 1,0 - 0,9 )
Ш - недостаточного увлажнения ( ITK - 0,9 )
Первый и второй агроклиматические районы делятся на два подрайона.
Пензенский район, где проводили исследования, относится к двум агроклиматическим районам, а опытный участок находится во втором районе вблизи Пензенской метеостанции, наблюдениями которой пользовались при проведении опытов.
Динамика подвижного фосфора
Как известно, корневое питание растений определяется наличием в доступной форме элементов питания в почве, а также условиями для их мобилизации и усвоения в ходе вегетации. В почве, на которой проводили исследования, содержание подвижного фосфора в пахотном горизонте ( 0-25 см) было низким и составляло от 2,9 до 5,0 мг на 100 г почвы ( метод Чирикова ). Внесение фосфорных удобрений в почву повышало его содержание в почве по тем вариантам, где доза внесения превышала 60 кг на га ( рис.3.I. и прил.2 ).
Увеличение подвижного фосфора от внесения фосфорных удобрений в дозе P4O-I2O на »4-4,9 мг на 100 г почвы наблюдал в своих исследованиях на дерново-подзолистых почвах В.Машаускас ( 1972 ).
В южных черноземах содержание подвижного фосфора возрастало до 1,5 мг на I кг почвы от внесения PCQ и 20 т/га навоза, что отмечено в исследованиях С.К. Корашвили ( 1975 ).
На основании обобщенных данных Сдобникова О.В. ( 1979 ), В.Г.Минеев ( 1980 ) сообщают, что для увеличения содержания подвижного фосфора на I мг на 100 г почвы необходимо внести не менее 80 кг на га действующего вещества фосфорных удобрений. Такие же данные приводят А.В.Постников и С.А.Шафран ( 1980 ).
В наших исследованиях внесение фосфорных удобрений под озимую пшеницу в дозах 90 и 120 кг/га фосфора совместно с азотными и калийными. увеличивало содержание фосфора в почве. Так, после завершения вегетации культуры в среднем за три года содержание подвижного фосфора в почве, достоверно превышало исходное на 0,6-1,1 мг на 100 г почвы ( Іфакт# теор. » НСР05 = 0,15 - 0.28 мг , прил.4-6 ).
В вариантах с Р30 и 90 90 отмечено снижение содержания фосфора, но это снижение находится в пределах ошибки опыта ( HCPQ5 = 0,15 - 0,28 мг ). ВО всех вариантах опыта наблюдались изменения в содержании подвижного фосфора в почве по фазам развития озимой пшеницы.
Динамичность этой формы фосфора отмечается в работах П.Г. Ддерихина ( 1956 ), Е.П.Тиховой ( 1959 ). П.Г.Дцерихин ( 1968 ) объясняет изменения содержания фосфатов самой природой их образования. Он указывает, что подвижные формы фосфатов образуются в почве в результате химических реакций и микробиологических процессов, которые в течение вегетационного периода вследствие гидротермического режима почв протекают неравномерно.
Влияние минеральных удобрений на урожай озимой пшеницы
Из всех факторов, оказывающих влияние на физиологические процессы, происходящие в растениях, а следовательно, на величину и качество урожая, ведущая роль принадлежит удобрениям. Эффективность минеральных удобрений зависит не только от вида,дозы, срока внесения, но и соотношения основных элементов в удобрении, при котором формируется максимальный урожай сельскохозяйственных культур с высокими показателями его качества. В связи с этим физиологическое обоснование соотношения основных питательных ве-щенств в удобрении является основой их эффективного применения.
Исследования, проведенные по пятнадцативариантной схеме, характеризуют влияние азота, фосфора и калия минеральных удобрений на урожай озимой пшеницы ( табл. 4.1., прил.12-14 ).
Агрохимические свойства почвы в значительной мере опереде-ляют степень действия удобрений. Низкая обеспеченность фосфором почв опытного участка и повышенная калием в различной мере обеспечивали прямое действие фосфорных и калийных удобрений на урожай озиглои пшеницы. Это хорошо прослеживается в действии парных сочетаний фоновых удобрений.
Качество урожая озимой пшеницы под влиянием минеральных удобрений
Показатели качества урожая определяются его химическим составом и, в первую очередь, содержанием азота, фосфора и калия, и других элементов в основной и побочной продукции. Внесенные удобрения способствуют большему поглощению питательных веществ растениями и в соответствии с этим от их действия изменяются качественные показатели урожая ( прил.24-26 ).
В наших исследованиях минеральные удобрения, внесенные под озимую пшеницу, не только повышали её урожай, но и изменяли содержание белка в зерне и сырого белка в соломе.
Внесение фосфорно- калийных удобрений в сравнении с контролем не изменяло этих показателей в зерне и соломе в среднем за 3 года исследований, но наметилась тенденция н снижению содержания белка в зерне и увеличению сырого белка в соломе ( табл.5.I) Азотно-калийные удобрения в большой мере, чем азотно-фосфорные как в зерне, так и соломе повышали белковые соединения. На улучшение качества зерна при внесении калийных удобрений указывали в своих исследованиях В.Н.Ремесло и др.( 1978 ); Р.К.Гусейнов, Д.З.Шабандаев ( 1978) ; В.Г.Рядчиков ( 1978 ).
В.Г.Минеев, А.Н.Павлов ( 1981 ) указывают, что получение зерна с хорошим качеством возможно только при внесении высоких норм удобрений и,прежде всего, азотных.
