Содержание к диссертации
Введение
Гл. 1. Теоретические основы и современные представления о минеральном питании растений
1.1. Взаимодействие ионов при поступлении в растения 10
1.2. Почвенно-растительная диагностика 12
1.3. Пути регулирования и прогнозирования потребности растений в элементах питания
1.4. Роль серы и микроэлементов в питании растений 17
2.4.1. Особенности поступления тяжелых металлов (ТМ) и их токсичность 20
1.5. Минеральное питание и почвенные условия
1.5.1. Обеспеченность растений элементами питания 24
1.5.2. Роль реакции среды и известкования в питании 26
1.5.3. Органическое вещество, особенности его минерализации 29
Гл. 2. Почвенно-климатические условия и методы исследований
2.1. Климат и погодные условия 36
2.2. Почвы
2.2.1. Агрохимическая характеристика 37
2.2.2. Характеристика почв опытных участков 39
2.3. Методы исследований
2.3.1. Полевые эксперименты 41
2.3.2. Аналитические и другие исследования 45
Гл. 3. Продуктивность культур в зависимости от условий минерального питания
3.1. Продуктивность и качество растениеводческой продукции при разных системах применения минеральных удобрений 47
3.2. Энергетическая эффективность применения удобрений 60
3.3. Влияние микроэлементов на продуктивность культур 65
3.4. Известкование и продуктивность культур 69
3.5. Продуктивность культур при применении органических удобрений 73
Гл.4. Закономерности минерального питания на подзолистых почвах
4.1. Поступление макро- микроэлементов в растения и их сбалансированность
4.1.1. Картофель 81
4.1.2.0днолетние травы 97
4.1.3.Клевер 105
4.2. Баланс элементов при применении средств химизации 108
4.3. Уровень оптимизации и поступление элементов в растения 125
4.4. Влияние известковых материалов на поступление элементов 130
4.5. Влияние органических удобрений на поступление элементов 134
Гл. 5. Изменение свойств почв при применении удобрений и мелиорантов
5.1. Особенности минерализации и трансформации органического вещества 141
5.1.1. Групповой и фракционный состав гумуса при применении органических удобрений и мелиорантов 142
5.1.2. Изменение гумусного, физико-химического состояния, биологической активности почв, осушенных закрытым дренажем 149
5.1.3. Азотный режим 157
5.2. Стабилизация кислотно-основных свойств почв под действием из- , весткования
5.2.1. Изменения в почвенно-поглощающем комплексе при применении доломитовой муки
5.2.1.1. Динамика рН 165
5.2.1.2. Обменная кислотность и содержание алюминия 169
5.2.1.3. Динамика гидролитической кислотности и насыщенности почв основаниями 173
5.2.2. Свойства почвы при внесении разных видов известковых мате
риалов 178
5.3. Обеспеченность почв элементами питания в связи с применением , средств химизации
Гл. 6. Влияние тяжелых металлов на продуктивность и экологическое состояние агроландшафтов
6.1. Источники поступления и проблемы нормирования тяжелых металлов в земледелии 192
6.2. Тяжелые металлы в почвах и их подвижность 198
6.3. Содержание тяжелых металлов в подзолистых почвах 200
6.4. Поступление ТМ с удобрениями и мелиорантами
6.5. Влияние контрастного загрязнения ТМ на развитие однолетних и многолетних трав 207
6.6. Влияние возрастающих концентраций ТМ на рост и развитие однолетних трав 220
6.7. Закономерности поступления тяжелых металлов в растения 238
6.8. Нормирование ТМ при возделывании трав на подзолистых почвах 245
Заключение 251
Предложения производству 252
Выводы 254
Список литературы 257
- Пути регулирования и прогнозирования потребности растений в элементах питания
- Характеристика почв опытных участков
- Влияние микроэлементов на продуктивность культур
- Уровень оптимизации и поступление элементов в растения
Пути регулирования и прогнозирования потребности растений в элементах питания
Реализация потенциальной продуктивности сельскохозяйственных культур определяется взаимодействием многих внешних и внутренних условий - биологических особенностей растений, почвенно-климатических условий, уровня применения удобрений. При единстве и всеобщей связи факторов, роль минерального питания растений имеет принципиальное значение в оценке и управлении параметрами эффективного плодородия, функционировании и устойчивости агросистем.
Северо-Восток европейской части относится к зоне достаточного, в некоторые годы избыточного увлажнения. Ограничивающими факторами для развития растений являются недостаток тепла (65-90% нормы) и короткий вегетационный период (90-00 дней). Адаптация растений к низким температурам и активность физиологических процессов зависят от поступления элементов питания (Штраусберг, 1965; Коровин, 1972; Карманенко, Остапенко, 2002). Важная роль температуры и осадков в питании растений приводится в работах В.Д. Панникова, В.Г. Минеева (1977), Г .Я. Ринькиса и В.Ф. Ноллендорфа, (1982), Т.Н. Кулаковской (1990), Д.М. Хомякова (1991), И.Г. Юлушева (2005). При низких температурах снижается поступление фосфора (Сапожников, Корнилов, 1969; Блэк, 1973; Itoh Sumio, 2002) и других элементов (Engels, Kirkby, 2001), поэтому важна сбалансированность элементов, в частности преобладание фосфора над азотом. Фосфор к тому же ускоряет созревание растений (Магницкий, 1972), что не менее актуально для условий Севера. Калий же повышает устойчивость к неблагоприятным условиям (Прокошев, 1988).
В условиях холодного климата наряду с адаптивностью и стабильностью метаболизма растений, проявляющихся в сравнительно низком температурном оптимуме фотосинтеза, растянутом вегетативном росте и замедленном переходе к репродуктивному развитию, особое значение приобретает скорость прохождения этапов развития (Головко и др., 2002). Интенсивность ростовых процессов усиливается при высоком уровне минерального питания (Карманенко, Остапенко, 2002). Важность оптимизации питания при пониженной температуре связана также с тем, что критический в отношении большинства элементов период приходится на начальные фазы развития растений, когда корневая система слабо развита. Замедление роста корней при низкой температуре (Jungk, 2001) приводит к ограниченному поступлению азота и калия в растения (Engels, Kirkby, 2001). Особая роль в ускорении жизни растений и повышении адаптивных способностей растений к стрессовым ситуациям принадлежит микроэлементам (Пейве, 1963; Каталымов, 1965; Власюк, 1969; Ягодин, 1970; Анспок, 1978; Школьник, 1974; Ринькис, 1972; Аристархов и др., 1988).
Недостаток тепла и короткий вегетационный период в условиях Севера отчасти компенсируются длинным световым днем. Суточная продолжительность фотосинтетического обмена при более высоком содержании фотосинтетических пигментов в растениях (Куренкова, 1998), достигает 18-20 часов (Швецова, 1987), а интенсивность его определяется уровнем питания (Костюк, 1994). При такой напряженности физиологических процессов реализация продуктивности возможна при мобилизации потенциальных возможностей растений и при оптимизации минерального питания. При наличии остальных факторов жизнедеятельности оптимальные концентрации способствует нормальному прохождению всего жизненного цикла и формированию максимально высокой продуктивности хорошего качества. К нежелательным последствиям приводит изменение концентрации любого из элементов, оно влечет нарушения в поступлении других, и режима питания в целом. Продуктивность лимитируется не одним элементом, его отклонением от оптимального, но и сбалансированностью с другими элементами (Ринькис, 1972; Глазунова, 1988; Ринькис и др., 1989; Ельников, 1989, 2000; Lasgreid et al., 1999; Горшкова, 2000; Ермохин, Бобренко, 2003).
Реакция растений на поступление элементов в растения подчиняется определенным физиологическим законам, в частности "закону минимума". Выявленная Я. Либихом закономерность, свидетельствует о том, что элемент, находящийся в недостаточном количестве препятствует эффективности других или снижает их действие. При этом, чем в большем дефиците будет диагностируемый элемент (или элементы), тем большим будет его негативное влияние. Избыток, также как и недостаток, нарушает функционирование процессов жизнедеятельности растений, приводя даже их к гибели (Ермохин, 1989; Кудеярова, 1995). На современном этапе определение границ: недостаток элемента(ов) - недобор урожая, сбалансированное питание - оптимальная продуктивность, избыток элемента(ов) - снижение продуктивности и за грязнение окружающей среды является чрезвычайно важным для решения вопросов стабильности экосистем (Van Noordwijk, Cadisch G., 2002).
Соразмерность связей между элементами в растениях признавалась и учитывалась основоположниками метода растительной диагностики (Церлинг, 1978, 1964; Магницкий, 1967, 1972). На основе химического анализа выявляли дефицит элементов, их избыток, оценивали связи между поступлением элементов и продуктивностью культур (Ильин, 1991; Федоров. 2002). Взаимовлияние поступающих элементов, их сбалансированность в большей мере могут быть установлены не по абсолютным величинам, а по пропорциональным связям. Преимущественно этот анализ осуществляется в отношении основных элементов питания. З.И. Журбицкий (1964), полагая, что характер изменения пропорций является достаточно устойчивым показателем, приводит соотношение между относительным содержанием азота, фосфора и калия, представив их суммарное количество, равным 100%. Воздействуя на состав растений, автор предлагает управлять питанием растений. СП. Гордецкая (1989) на основе соотношений между макроэлементами выявила нарушение их сбалансированности при применении возрастающих доз удобрений. Оптимальные соотношения макроэлементов позволили повысить устойчивость растений к недостатку тепла и света, значительно подняв продуктивность и качество (Беляева и др., 2004). Отмечая важность уравновешенного питания, Г.Я. Ринькис, В.Ф. Ноллендорф (1982) показательным считают соотношение макро- и микроэлементов к фосфору.
Характеристика почв опытных участков
Последействие изучали в 1989 г. Для оценки действия извести на содержание и состав гумуса был включен вариант с дозой навоза 200 т/га без молотого доломита. В экспе-рименте возделывали картофель сорта "Берлихинген". Площадь делянок 5 м , повторность четырехкратная. Анализы, характеризующие гумусное состояние, выполняли в образцах, отобранных после уборки урожая в 1988 г. Содержание лабильных гумусовых веществ определяли в пробах, взятых в начале июня 1989 г.
Возможности ускоренного окультуривания мелиорированных почв путем применения повышенных доз компоста изучали в 1987-1992 гг. в совхозе "Пригородный". Участок в 1986 г. был осушен закрытым дренажем. Полевой опыт включал пять вариантов: 1. Контроль; 2. Навоз 100 т/га; 3. Компост 100 т/га; 4. Компост 200 т/га; 5. Компост 500 т/га. Компост был приготовлен из древесной коры, куриного помета и торфа в соотношении 0.5:1:1.5. Химический состав удобрений приведен в прил. 4. Удобрения вносили в 1987 и 1988 гг. методом наложения. Заделка осуществлялась путем запашки их в почву. В 1989-1992 гг. изучалось последействие. Возделывали трехкомпонентную травосмесь, состоящую из гороха, овса и подсолнечника. Площадь делянок 72 м2, повторность пятикратная.
В 1988-1992 гг. проводилось изучение действия различных видов известковых материалов, в том числе и сланцевой золы из месторождений, расположенных в южных районах РК, на физико-химические свойства почв и продуктивность культур. Известковые материалы по полной гидролитической кислотности (Нг) были внесены в 1988 г. Дозы составили: 10.5 - доломитовой, 11.2 - известняковой муки и 94 т/га сланцевой золы. Исследования проводили на фоне N90P90K90 и без него. Размер делянок 10 м2, повторность четырехкратная. В 1988-1991 г. возделывали однолетние травы, в 1992 г. - картофель (сорт Невский). Анализы выполняли в образцах почв, отобранных после уборки урожая в 1988 и 1989 гг. Влияние доломитовой муки на физико-химические показатели почв и продуктивность культур изучали в опыте 1.
Тяжелые металлы в мелкоделяночном эксперименте были внесены в почву в виде солей: CuSCv5H20, CoS04-7H20, Zn(CH3COO)2-2H20,Pb(CH3COO)2, CdCl и Hg(N03)2 2H20. По каждому элементу в дополнение к фону создали три контрастных уровня загрязнения. Для формирования первого цинк и медь вносили в количестве 500, кобальт и свинец - 100, кадмий и ртуть - 10 мг/м . Второй уровень превышал первый в 10, третий - в 100 раз. Минимальный уровень ТМ, относящихся к жизненно важным микроэлементам, соответствовал оптимальной их концентрации для расте ний среднетаежной зоны РК (Елькина, 2000); свинца, кадмия и ртути - расчетному поступлению с туками и мелиорантами в течение 10-15 лет. Площадь делянки 1 м2, повторность четырехкратная. Возделывали овес и горох в смешанном посеве в 1991г., клевер, который подсевали под травы, в 1992 и 1993 гг. и овес в 1994 г. В качестве фона использовали N60P60K60, клевер подкармливали N30P30K30.
При возделывании культур в полевых экспериментах применяли агротехнику, принятую в хозяйствах РК. Для равномерного рассева и заделки средств химизации в мелкоделяночных опытах проводили ручную обработку.
Микрополевой опыт с возрастающими концентрациями пяти ТМ (медь, цинк, кобальт, свинец, кадмий) был проведен в 1996-1997 гг. в полиэтиленовых сосудах без дна (диаметр - 20 см, высота - 30 см, вес почвы - 10 кг), зарытых в траншеи. Серию из десяти разных по содержанию ТМ почв получили путем смешивания загрязненной почвы мелкоделяночного опыта с почвой контрольных делянок. В сосуды высевали по 25 семян гороха и 15 овса.
Аналитические и другие исследования. Показатели физико-химической характеристики почв анализировали общепринятыми методами (Агрохимические , 1975). Определение содержания гумуса проводили по И.В. Тюрину, а его фракционный состав по В.В. Пономаревой, Т.А.Плотниковой. Лабильные формы гумуса извлекали пирофосфатом натрия (рН = 7). Подвижные формы фосфора и калия анализировали по Кирсанову, нитратный азот определяли в водной вытяжке колориметрическим методом с дисульфофеноловой кислотой, аммонийный азот колориметрическим методом с реактивом Несслера в водной и солевой вытяжке. Анализ валового содержания макроэлементов провели рентгено-флюоресцентным методом.
Валовое содержание ТМ в почвах после разложения смесью азотной, фтористоводородной и хлорной кислот определяли методом атомной абсорбции на приборе фирмы "Hitachi" (модель 180-80 Z). В почвах, наряду с валовым содержанием, анализировались подвижные формы, переходящие в ЇМ НС1, ацетатно-аммонийный буфер (вытяжка Н.К. Крупского и A.M. Александровой) и водную вытяжку. Определение ТМ в растениях осуществляли после разложения смесью азотной кислоты и перекиси водорода на СВЧ - минерализаторе "Минотавр-1" методом спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ПНДФ 16.1:2.3: 3.11-98).
Элементный состав растений устанавливали по Методическому руководству ... (1974). Пигменты определяли спектрофотометрически в ацетоновой вытяжке на СФ 45 (Ломо, Россия) при длинах волн 662, 644 и 440.5 нм (Шлык, 1971). Долю хлорофилла в светособирающем комплексе (ССК) рассчитывали по соотношению хлоро-филлов аибв ССК, которое принимали равным 1.2 (Lichtenthaler, 1987). Активность пероксидаз и полифенолоксидаз определяли по методу Починка (1976). Белоксинте-зирующую способность листьев оценивали по включению меченой аминокислоты в белок. Для этого пластинку из средней части флагового листа инфильтрировали раствором 14С-лейцина с удельной активностью 6.5 мкКи/мл. Затем пластинки выдержи-вали во влажной камере в течение двух часов при освещенности 300 вт/м . Включение 14С-лейцина в белок определяли в сухом материале (Осипова, 1971). Радиоактивность просчитывали на установке СП-7. Анализы выполнялись в лаборатории физиологии растений. Результаты приведены в совместной публикации (Елькина и др., 2001).
Полученные данные обрабатывались методами статистического анализа (Доспехов, 1985; Дмитриев, 1995) с использованием стандартных программ Microsoft Excel. Точность оценивалась по Е.А. Дмитриеву (1995) с учетом величины выборки.
Энергетическая эффективность применения минеральных удобрений и извести оценивалась с учетом прямых и косвенных затрат на их внесение, энергетических эквивалентов минеральных удобрений, известковых материалов, растениеводческой продукции (Булаткин, 1983; Методика ..., 1995; Методическое пособие по определению..., 1997; Методическое пособие..., 2000). За основной критерий энергетической оценки брали энергозатраты на единицу продукции, на единицу прибавки и долю энергозатрат на внесение средств химизации в обменной энергии, заключенной в растительной продукции. При этом энергетический эквивалент по известковым материалам приняли равным 2900 МДж/т, азотных удобрений - 80, фосфорных - 13.8, калийных - 8.8 МДж/кг действующего вещества. Энергоемкость микроудобрений приравняли к наиболее энергоемким азотным удобрениям. Учитывая длительное действие извести, прямые и косвенные затраты по применению доломитовой муки разделили на девять лет в течение которых проводился эксперимент.
Влияние микроэлементов на продуктивность культур
Позитивные отношения между продуцированием биомассы трав и наличием в почве аммонийной формы азота проявлялись чаще в ранневесенний и осенний сроки наблюдений, в летний период, когда интенсивно шли процессы нитрификации, они отсутствовали. В последействии эти связи также ослабевали. На проявлении их сказывались также условия вегетационного периода. Так в 1989 г. вследствие неблагоприятных условий для процессов нитрификации в почве происходило накопление азота аммонийной формы, что негативно сказалось на биомассе овса, и особенно гороха. Учитывая то, что содержание нитратов в почве в значительной мере определялось наличием аммиачного азота, связи последнего с продуктивностью носят, кроме того, и опосредованный характер, определяющийся интенсивностью процессов нитрификации. В виду этого, очень показательным является отношение N-NH4/N-NO3: при значительном преобладании аммонийных соединений азота происходило снижение продуктивности трав, особенно гороха. Симптомы токсичности и нарушения в белковом обмене, приведшие к снижению продуктивности гороха при избытке солей аммония наблюдали Н. Klein, Н. Jager (1978). Поэтому важно обеспечивать оптимальные условия для деятельности нитрифицирующих микроорганизмов. Суммарное содержание минеральных форм азота, которое в весенний период положительно коррелировало с величиной биомассы (г = 0.73-0.95, Р 0.01... Р 0.001), наряду с содержанием нитратной формы может использоваться для оценки обеспеченности почв азотом.
В целом влияние органических удобрений на рост и развитие трав возрастало с ростом норм применения (г = 0.84-0.98, Р 0.001) и значительно зависело от погодных условий. Более высокий эффект получен в годы с достаточным увлажнением (1987, 1989, 1991 гг.). Корреляционный анализ подтвердил наличие связи между продуктивностью и количеством выпавших осадков за вегетативный период (г = 0.80-0.83, Р 0.01). При этом большую значимость имели осадки, выпавшие в июне, и особенно в июле, когда шел основной рост вегетативной массы. Но в то же время превышение количества осадков над испарением в мае влияло отрицательно. Почвы даже в условиях осушения долго не успевали справиться с влагой поступившей с таянием снега и обильными майскими дождями. Растения положительно реагировали на прогревание почвы в мае (г = 0.48, Р 0.05) и июне (г = 0.78, Р 0.01): активизация микробиологической деятельности в начальный период роста и развития растений способствовала продуктивности. Наиболее тесные связи установлены для делянок с высокими дозами компоста.
Таким образом, короторфопометный компост обладал более высокой эффективностью в сравнении с традиционным удобрениями, продуктивность однолетних травах возрастала с ростом его доз. Из состава травосмеси наиболее интенсифицировался рост подсолнечника. Установлена положительная корреляция между биомассой трав и содержанием нитратного азота в почве. Значительное преобладание аммонийных соединений имело негативное действие, особенно на горох. Высокие дозы компоста имели длительное последействие. Положительное действие органических удобрений на травах возрастало в годы с достаточным увлажнением, но без избытка влаги в начале вегетации. Повышенная температура в начале вегетации наоборот способствовала продуктивности трав.
Улучшившееся минеральное питание и физические параметры почв при применении высоких доз удобрений определили высокий уровень продуктивности культур и более высокий относительный прирост продукции в менее благоприятные по погодным условиям годы. Однако применение компоста с высоким содержанием легкоразлагаемого азота вело к сверхнормативному накоплению нитратов в продукции и загрязнению ими дренажных вод. Содержание нитратного азота в травосмеси на удобренных делянках в годы внесения компоста и в первый год последействия (1987-1989 гг.) повышалось с ростом доз до 6750-18600 мг/кг сухого вещества и превышало значение ПДК (2000 мг/кг). Наиболее высоким содержанием нитратов отличался подсолнечник, несколько меньше содержали растения овса и менее всего -гороха. В последующие годы содержание нитратов снизилось во всех компонентах травосмеси, в горохе оно стало ниже уровня ПДК. Высокое содержание нитратов нами было установлено и в прилегающих хозяйственных посевах однолетних трав. Снижение содержания нитратного азота в кормах можно добиться уменьшением количества подвижных форм азота за счет сокращения доли куриного помета в составе компоста, дополнительным применением магнийсодержащих известковых материалов (нарушения в питании магнием приведены в Гл. 4) и подбором культур. Исследования, проведенные нами позднее, показали, что при дозах помета, не превышающих 25 т/га, сверхнормативного накопления нитратов не происходит. Однако высокие дозы компоста можно использовать на ограниченных площадях, с которых был полностью удален пахотный горизонт или произошло значительное подмешивание к нему малоплодородной почвенной массы нижних горизонтов при закладке дрен.
Высокий эффект и традиционных и нетрадиционных удобрений связан с низким естественным плодородием подзолистых почв и положительным действием внесенного органического вещества на гумусовое состояние, тепловой, воздушный и пищевой режимы. Эти важные в агрономическом отношении параметры продуктивности почв, за исключением режима питания, практически невозможно обеспечить внесением одних минеральных удобрений.
Уровень оптимизации и поступление элементов в растения
Проблему антагонизма между калием и кальцием в питании картофеля В.В. Прокошев и И.П. Дерюгин (2000) связывают с его биологическими особенностями. Поступление калия из почвы при известковании сильно сокращается, что требует его компенсирующего внесения. В то время как на клевере и других культурах калий в большем количестве необходим для обеспечения питанием возросшей при известковании продуктивности. Н.С. Авдонин (1969) наблюдал повышение содержания калия в почве в результате обменных процессов, однако поступление в растения из-за антагонизма с кальцием не увеличивалось. По O.K. Кедрову-Зихману (19576) при насыщении почв кальцием до 80% подвижность калия возрастает, при более высокой -уменьшается.
В наших исследованиях диспропорции между калием и двухвалентными катионами, как в почве, так и в органах картофеля привели к снижению продуктивности картофеля на третий и четвертый годы при внесении одной извести (Гл.З). В этом же направлении изменялось и содержание калия в ботве не только при известковании, но и при недостаточном внесении калия в виде удобрений. В варианте со средними дозами произошел спад в содержании калия в ботве по годам: с 2.07% в 1987 г. до 1.12% в 1989 г. (прил.8). Из приведенных закономерностей следует, что эффект извести повышается при применении калийных удобрений.
Остальные макроэлементы способствовали поступлению друг друга. Стимулирующий эффект (по содержанию в ботве) наблюдался среди пар: N-Ca, N-Mg, Р-К, Р-Са (г = 0.72...0.73, Р О.001), по содержанию в клубнях: N-Ca, N-Mg, Р-Са (г = 0.83-0.93, Р 0.001). Положительное влияние кальция на поступление нитратов приводят В.Д. Панников и В.Г. Минеев (1977), азота и калия на поглощение фосфора - В.И. Титова и др. (1998).
При сохранении общей направленности изменений в химическом составе органов картофеля наблюдали влияние условий вегетационного периода. В прохладном и дождливом 1987 г. уборочная ботва картофеля отличалась более низким и менее контрастным содержанием азота (прил.8). Во влажные годы в меньшем количестве поступали и двухвалентные катионы. Обстоятельствами тому служили разбавление концентрации почвенного раствора, менее благоприятные условия деятельности нитрифицирующих бактерий, и медленные темпы формирования корневой массы (Физиология..., 1972). Изменения в элементном составе наряду с другими явились причиной более низкой продуктивности в неблагоприятные годы. Снижение продуктивности вследствие низкого уровня питания в годы с избыточным количеством осадков приводят Д.Н. Дурманов и А.А. Горшкова (1989).
Для решения вопросов сбалансированности питания наряду с изменением содержания конкретных элементов важным является изучение соотношений между ними. Поиски связей между соотношениями элементов и продуктивностью представляют определенную сложность. При проведении опытов с возрастающими дозами вмешиваются влияние высоких концентраций основного и сопутствующих элементов, изменение величины рН, диспропорции с другими элементами. В связи, с чем четких экспериментально доказанных данных о влиянии пропорциональности между элементами на продуктивность не так уж много. Г.Я. Ринькис, В.Ф. Ноллендорф (1982) оце нивают соотношение элементов к фосфору. Соотношение N/P в листьях злаков является важным диагностическим показателем при определении обеспеченности почв этими элементами (Belander, Richards, 1999). Ряд авторов (Ефимов и др., 1997; Угубу-нов, Меркушева, 1999) приводят соотношения Са:Р, K:(Ca+Mg), K:Na, как более важные с точки зрения качества кормов. При оптимизированном питании, которое мы пытались достичь в эксперименте, поступление элементов в растения в какой-то мере приближалось к условиям беспрепятственного поглощения. Резкого преобладания какого-либо из основных элементов не наблюдалось и в других моделях. Хотя схема эксперимента предполагала определенный дисбаланс при внесении одних известковых материалов и комплекса микроэлементов.
Используя соотношения между элементами, как критерий сбалансированности, мы попытались найти взаимосвязи и взаимозависимости в поступлении элементов в растения, сопоставили их с продуктивностью. Наряду с соотношением элементов к фосфору мы проанализировали пропорциональные связи между всеми изученными элементами. Привлечение других материалов позволило бы расширить размер выборки, но привело бы к отходу от принципа единственного различия, за который мы приняли модель питания в условиях конкретного года.
Изучение сбалансированности элементов на основании соотношения к фосфору показало сужение пропорции К/Р в ботве картофеля (табл. 20) при применении доломитовой муки, и устранение дисбаланса при внесении удобрений. Известкование, как мы уже указывали, вело к снижению темпов поглощения калия, а поступление элемента с удобрениями интенсифицировало их, способствуя расширению пропорции К/Р и росту продуктивности (г = 0.86, Р 0.001). Во вносимых туках соотношение калия к фосфору (в пересчете на элементы) изменялось от 3.0:1 до 4.8:1. При этом наиболее высокие показатели, как и в растениях, соответствовали варианту с оптимизаций питания. Пропорции между содержанием подвижных форм калия и фосфора в почве при применении удобрений и мелиорантов, наоборот сузились: содержание фосфора увеличивалось более высокими темпами. За счет дефицита калия из года в год возрастала отрицательная корреляция между соотношением К/Р в почве и сбором клубней. Наиболее узкое соотношение N/P в ботве сложилось в варианте с внесением доломитовой муки в дозе 4 т/га, при применении минеральных удобрений оно расширилось. В литературе приводят как благоприятное действие азота на поглощение фосфора (Титова и др., 1998), так и антагонизм между ними в опытах с возрастающими дозами удобрений (Заболоцкая, 1985). Поскольку в нашем эксперименте резкого преобладания азота над фосфором, как и фосфора над азотом не предусматривалось, названные элементы не конкурировали между собой. Более благоприятные показатели N/P в ботве соответствовали величине 13:1, в клубнях- 6:1.
