Содержание к диссертации
Введение
1. История и состояние изученности вопроса... 8
1.1 Календула лекарственная - история культуры, ее распространение, биологические особенности и хозяйственное значение 10
1.2 Технология возделывания календулы лекарственной 19
1.3 Особенности питания и влияние удобрений на продуктивность календулы лекарственной 26
2. Объекты, методика и условия проведения исследований 31
2.1 Объекты и методика проведения исследований 31
2.2 Условия проведения исследований 34
2.2.1 Почвенно-климатические особенности зоны 34
2.2.2 Метеорологические условия в годы проведения опытов 37
2.2.3 Характеристика почвенных условий 40
3. Система «прод» как комплексный подход в практике применения удобрений 44
3.1 Диагностика потребности календулы лекарственной в удобрениях на основе полевого опыта 47
3.2 Оценка доли участия каждого элемента (N, Р, К) в создании прибавки урожая календулы лекарственной 53
4. Почвенная диагностика минерального питания календулы лекарственной на лугово- черноземных почвах 58
5. Растительная диагностика 71
5.1 Влияние удобрений на химический состав растений календулы лекарственной 79
5.2 Математические модели химического состава растений календулы лекарственной от содержания элементов питания в почве 84
5.3 Зависимость формирования урожайности соцветий календулы лекарственной от содержания элементов питания в растениях 87
5.4 Оптимальный уровень содержания и соотношения элементов питания в растениях и расчет доз удобрений 89
6. Агрохимические и физиологические характеристики потребности в элементах питания календулы лекарственной и ее способности усваивать их из почвы и удобрений 93
7. Влияние удобрений на качество урожая календулы лекарственной 102
8. Экономическая эффективность применения минеральных удобрений под календулу лекарственную 112
Выводы 118
Предложения производству 121
Библиографический список 122
Приложения 139
- Технология возделывания календулы лекарственной
- Почвенно-климатические особенности зоны
- Оценка доли участия каждого элемента (N, Р, К) в создании прибавки урожая календулы лекарственной
- Математические модели химического состава растений календулы лекарственной от содержания элементов питания в почве
Введение к работе
В настоящее время лекарственные препараты из растений составляют около 40% всех лечебных средств. Препараты растительного происхождения обладают стойким терапевтическим действием, малотоксичны и редко оказывают побочное действие. Для лечения многих тяжелых хронических заболеваний используют преимущественно растительные препараты.
Известно, что химический состав растений является функцией
химического состава почвы: Xp=JXn, а величина и качество растений (У) зависит от содержания и соотношения химических элементов, поступивших непосредственно в растительный организм (Храст.) и может быть выражена в виде общей формулы:
У = р(раст- Отсюда нарушение баланса минеральных веществ в
почве неизбежно приведет к изменению химического состава, к нарушению жизненных процессов внутри растительного организма и тем самым к снижению продуктивности и качества урожая.
5 В связи с этим внедрение системы «ГТРОД»- ОмГАУ (почвен-но-растительной оперативной диагностики) при возделывании лекарственных растений в условиях Омской области и получении на их основе ценных препаратов является актуальной проблемой.
В настоящее время действие минеральных удобрений в условиях Омского Прииртышья на календулу лекарственную не изучено.
В связи с этим целью данной работы является разработка научно-обоснованной системы применения минеральных удобрений на основе «ПРОД»-ОмГАУ под календулу лекарственную для получения более высоких урожаев соцветий, соответствующих показателям качества. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
определить оптимальные дозы удобрений с учетом содержания N,P, К в почве и растениях;
установить взаимосвязь между химическим составом почвы, растения календулы лекарственной, дозами применяемых минеральных удобрений, величиной и качеством урожая соцветий;
установить для календулы лекарственной оптимальные уровни и соотношения элементов питания в лугово-черноземных почвах Омского Прииртышья;
определить оптимальные уровни и соотношения элементов питания в тканях растений календулы лекарственной для диагностирования потребности их в удобрениях;
установить нормативные количественные показатели выноса, коэффициенты использования питательных веществ из почвы, интенсивность действия единицы удобрений на химический состав почвы и растений;
дать оценку экономической эффективности применяемых
>
удобрений на основе почвенно-растительной диагностики.
Научная новизна исследований. На основании полевых опытов и лабораторных исследований определены оптимальные дозы минеральных удобрений под календулу лекарственную; выявлены математические закономерности в действии минеральных удобрений на продуктивность культуры; установлено оптимальное содержание и уравновешенный баланс валовых элементов питания в целых растениях по фазам развития; установлена математическая зависимость величины урожая соцветий от содержания элементов питания в тканях исследуемых растений на ранних этапах развития; определены нормативные показатели выноса основных элементов питания урожаем, коэффициенты использования питательных веществ, как из почвы, так и удобрений; установлена интенсивность действия единицы удобрений на химический состав почвы и растений.
Основные положения, выносимые на защиту:
влияние минеральных удобрений на урожайность и качество календулы лекарственной;
модели питания и прогнозирования продуктивности календулы лекарственной;
количественные параметры содержания, расхода и выноса элементов питания календулой лекарственной.
Практическая ценность и реализация результатов работы. На основе предложенных формул можно быстро, с достаточной точностью определить дозы минеральных удобрений для основного внесения и для коррекции режима питания в период вегетации. Выявленные математические зависимости позволяют по ходу процесса роста и развития растений диагностировать потребность в элементах питания, и этим самым избегать чрезмерной концен-
7 трации химических веществ в почве и растениях и снизить затраты на удобрения.
Применение комплексной системы почвенно-растительной диагностики в практике применения минеральных удобрений под календулу лекарственную создает возможность оперативного агрохимического контроля питания и качества урожая данной культуры.
Результаты исследований прошли производственную проверку в ООО «Нейрон» Москаленского района Омской области на общей площади 2 га и обеспечили увеличение урожайности сухой массы цветов календулы лекарственной на 0,74 т/га (Приложение К). Чистый доход составил 70 300 руб. с 1 га.
Апробация работы. Основные результаты исследований и положения работы были представлены докладами с обсуждениями на ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ОмГАУ (2004-2006 гг.), опубликованы в 4 печатных работах общим объемом - 0,6 п.л.
Автор выражает искреннюю благодарность за методическое руководство и всестороннюю помощь научному руководителю доктору с.-х. наук, профессору, заслуженному деятелю науки РФ Ю.И. Ермохину, а также преподавателям кафедры агрохимии, сотрудникам, лаборантам и студентам факультета агрохимии, почвоведения и экологии ФГОУ ВПО ОмГАУ.
Технология возделывания календулы лекарственной
Лекарственные, как и другие культурные растения, предпочитают почвы с оптимальными физическими и агрохимическими свойствами: легкие и средние по гранулометрическому составу, хорошо дренируемые, выровненные по рельефу местности, равномерно освещенные, обеспеченные питательными веществами, со слабокислой или близкой к нейтральной реакцией среды (рН сол. 5,5-6,0) (Загуменников В.Б. и др., 2001).
Наиболее высокую урожайность цветочных корзинок ноготков лекарственных (до 20 - 25 ц/га) и семян (до 5 ц/га) получают на плодородных почвах, с оптимальными физическими и агрохимическими свойствами. Не пригодны для выращивания ноготков песчаные и заболоченнные почвы, овражно-балочные и притененные места.
Календулу не рекомендуется выращивать на одном месте в I течение нескольких лет. Это приводит к истощению почвы, усили- ( вается поражаемость растении болезнями и вредителями, возникает аллелопатическое почвоутомление (Анищенко Л.В. и др., 1993). При возделывании календулы как монокультуры (на одном месте), урожайность ее на каждый последующий год падает на 10-25% (Каниски А., 1996, 1997).
Календула образует много растительной массы, требовательна к питательным веществам и поэтому может включаться в севооборот после культур, под которые вносились органические удобрения. Лучшими предшественниками под календулу являются: чистый пар; озимые, идущие после многолетних трав и удобренного пара; однолетние кормовые травосмеси; бобовые культуры; корнеплоды и клубнеплоды (Исмагилов P.P. и др., 2000).
Для ранневесенних посевов календулы проводится ранняя обработка зяби с целью создания изолирующего слоя, предохраняющего почву от испарения воды. К задачам последующей культивации почв относятся: очистка верхнего слоя почвы от оставшихся в нем жизнеспособных семян сорняков; создание рыхлого, комковатого (структурного), аэрируемого и водопроницаемого слоя почвы; сохранение влаги, особенно при уплотнении почвы после дождей и при образовании корки. На супесчаных и легкосуглинистых почвах лучим способом предпосевной обработки будет боронование в 2-3 следа шлейф- боронами (ШБ-2,5) или зубовыми боронами; сначала тяжелыми (БЗТС-1,0), затем средними (БЗСС-1,0). В настоящее время предпосевную обработку почвы под лекарственные культуры выполняют комбинированными агрегатами, позволяющие в одном проходе совместить несколько операций: рыхление, измельчение, выравнивание (шлейфование), прикатывание (РВК-3,6, ВИП-5,6, АКШ-7,2). В ряде случаев, для достижения необходимого уплотнения и лучшего выравнивания почвы, проводят второй проход комбинированным агрегатом в поперечном направлении (Исмагилов P.P. и др., 2000). Посев ноготков лекарственных осуществляется одновременно
с ранними яровыми зерновыми культурами на глубину 2-3 см, с междурядьями 45 - 60 см при норме высева 8-10 кг/га. Подготовленное к посеву поле должно иметь выровненную мелко комковатую поверхность и достаточно высокий запас влаги в верхнем слое почвы. Плохо подготовленная почва (наличие глыб, комьев, греб-нистости, неровностей) - основная причина неравномерной заделки семян и изреженности всходов. При возможности механизированной уборки соцветий ширину междурядий сокращают до 22,5 -30 см, норму высева семян увеличивают до 15 кг/га, а сроки посева отодвигают на 15-20 дней с целью проведения предпосевной культивации. Посев осуществляется вслед за предпосевной обработкой почвы, специализированными сеялками СОН-2,8, СО-4,2 и СУПЦ-5,4, оборудованными ограничителями глубины заделки семян (ребордами).
Всходы ноготков лекарственных появляются через 6-12 дней после посева. При обозначении рядков проводят первую междурядную обработку бритвами на глубину 4-6 см. В дальнейшем, по мере появления сорняков, междурядные обработки повторяют, увеличивая глубину обработки до 8 - 10 см. При проведении ручной прополки в рядках посевы прореживают, оставляя на одном погонном метре по 5 - 6 растений.
Одной из главных проблем ухода за посевами ноготков является борьба сорняками (Бондаренко Б.С, 1986). В зависимости от скорости развития посевов, «быстрорастущая» календула, при паровой, полупаровой и сдвоенной паровой и полупаровой обработке теряет до 25% урожая в интервале от 6 до 10 недель после совместного произрастания с сорняками. При зяблевой обработке - до 6 - 8 недель. Помимо скорости развития посевов, на продолжитель 22 ность безопасного произрастания календулы лекарственной влияют количественный и качественный состав сорняков, сформированный предшествующей обработкой почвы, условия минерального питания и обеспеченность растений влагой. Проблему борьбы с сорняками решают проведением комплекса взаимосвязанных и дополняющих друг друга агротехнических операций. Качественной обработкой почвы, осуществляемой в течение 2-3 месяцев после уборки парового или полупарового предшественники, добиваются почти полной ликвидации многолетних корневищных и корнеот-прысковых сорняков, на 25 - 30% ликвидируют запасы малолетних и однолетних сорняков; решают сопутствующие задачи связанные с внесением и заделкой органических и минеральных удобрений, углублением и окультуриванием пахотного горизонта, культивированием и выравниванием пашни перед посевом. Применением гербицидов в предшествующий период и при посеве обеспечивают стартовое преимущество лекарственных культур перед сорняками в начале вегетации, отодвигают сроки и облегчает проведение ручной прополки. Боронованием всходов и механизированной обработкой междурядий ликвидируют сорняки в части рядков и в защитных зонах, улучшают условия аэрации, водоснабжения и питания растений, повышают эффективность корневых подкормок. Для борьбы с однолетними злаковыми и двудольными сорняками в посевах календулы разрешены гербициды трефлан (4 кг/га под предпосевную культивацию) и дуал (2,1 кг/га до всходов).
Почвенно-климатические особенности зоны
Территория Омской области расположена в южной части Западно-Сибирской низменности, по среднему течению Иртыша. Протяженность территории с севера на юг составляет почти 600 км, с запада на восток - более 300 км. Общая площадь 14118,5 тыс. га, или 141,2 тыс. км2.
На юге она граничит с Казахстаном, на востоке - с Новосибирской, северо-востоке - Томской, севере и западе - Тюменской областями.
По природным условиям Омская область разделяется на четыре природно-климатические зоны: тайгу, подтайгу, лесостепь (северную и южную) и степь. Опыты по оптимизации минерального питания календулы лекарственной были заложены в подзоне южной колочной лесостепи, которая узкой полосой проходит через Омскую, Новосибирскую области и Приобско-Алтайский район Алтайского края (Ковалёв Р.В. и др., 1966).
Это приподнятая слабоволнистая равнина с годовой суммой осадков 280-350 мм и коэффициентом увлажнения 0,5-0,7, что является недостаточным для промачивания почвы и выноса водно 35 растворимых солей, образующихся в процессе почвообразования. Поэтому вымываются они неглубоко и находятся нередко в пределах первого метра. Карбонаты, как труднорастворимые соли, находятся в первом полуметре и весьма часто с поверхности.
Почвообразующими породами служат третичные глины и суглинки, сильно карбонатные, а иногда и засоленные. Локально распространены лессовидные суглинки и глины четвертичного периода. Породы легкого гранулометрического состава выделяются по Прииртышскому увалу. Зональными почвами подзоны являются чернозёмы обыкновенные (преимущественно мало-среднемощные и мало-среднегумусовые), лугово-чернозёмные и различные их комплексы с интразональными почвами - луговыми, солонцами, солончаками, солодями. Зона лесостепи расположена в центральной части Сибирского Прииртышья. Климат зоны континентальный. Основные признаки температурного режима: суровая холодная зима, теплое, зачастую жаркое, непродолжительное лето, короткие весна и осень, короткий безморозный период, резкие колебания температур от месяца к месяцу, от одного дня к другому и даже в течение суток. Среднемесячная температура июля- в пределах 19-20 С, января--16-22 С. Летом максимальная температура достигает 40 С и более, морозы зимой - -40-50 С. Сумма эффективных температур составляет 2000-2100 С. Безморозный период - 110-120 дней. Возвраты холодов возможны в конце мая, а осенние заморозки вероятны уже в начале сентября. Период вегетации в лесостепи составляет 160-165 дней. Период активной вегетации- 125-130 дней. Зона южной лесостепи характеризуется неустойчивым и неравномерным распределением осадков в течение периода вегетации. По многолетним данным, максимальное количество осадков приходится на июль. Годы с ранневесенней засухой часто сменяются годами с достаточным количеством влаги в период вегетации. В среднем за год выпадает 300-350 мм осадков, среднемноголетнее количество осадков за вегетационный период - 184 мм (в пределах 165-210 мм). Однако показатели реальной погоды имеют значительные отклонения от среднемноголетних значений. При этом соотношение типов погод (норма, ниже нормы, выше нормы) значительно колеблется. Так, среднемноголетняя сумма осадков в условиях лесостепи за июль бывает в 42 % лет, в 36 % - больше нормы, а меньше нормы в 22 % лет. Такие же закономерности выявляются и в целом по летним осадкам. Период май - август имеет различную влагообеспеченность по годам (%): сухие - 20, среднесухие -26,7, средние - 20, средневлажные - 20, влажные - 13,3. Довольно частое явление для условий южной лесостепи почвенная и атмосферная засухи, которые проявляются как ранней весной, так и в июне. Причем ранневесенняя засуха сопровождается низкой температурой и низкой влажностью воздуха, а июньская - повышенной температурой и также низкой влажностью воздуха. Относительная влажность воздуха составляет за летний период 65 %. Наименьшая влажность воздуха приходится на май, а наибольшая - на август. ГТК (гидротермический коэффициент) за вегетационный период равен 1,0. Индекс аридности составляет от 19,0 до 30,5, за год в целом - 36,4. Снежный покров колеблется в пределах 20-25 см. Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы на начало активной вегетации в зоне составляют в среднем 90-120 мм, или 60-70 % наименьшей полевой влагоемкости, что означает недостаточность влагозапасов (Агроклиматические ресурсы Омской области, 1971; Агроклиматический справочник по Омской области, 1959). К внешним погодным факторам, отрицательно воздействующим на растения, следует отнести: - недостаточное количество осадков на юге (менее 300 мм), большой дефицит почвенной влаги и выраженное физическое ее испарение с открытой поверхности; - низкую температуру воздуха при малоснежных зимах, особенно на юге, в связи с этим глубокое промерзание почвы и позднее оттаивание; - короткий безморозный период; - высокие среднегодовые скорости ветра (3-5 м/с), иногда достигающие 15 м/с; - поздние весенние и ранние осенние заморозки. В целом, несмотря на ряд неблагоприятных факторов климата в условиях южной лесостепи Западной Сибири при соблюдении соответствующей агротехники календулу лекарственную можно возделывать.
Оценка доли участия каждого элемента (N, Р, К) в создании прибавки урожая календулы лекарственной
Диагностическая схема (0, NP, NK, РК, ИРК)позволяет определить потребность сельскохозяйственных культур в элементах питания (Магницкий К.П., 1972; Ермохин Ю.И., 2004 и др.). Для оценки эффективности того или иного элемента в зависимости от сопутствующих питательных веществ в почве или вносимых удобрений нужно знать действие каждого элемента питания на урожайность в зависимости от фона в парных и тройных сочетаниях, т.е. долю участия его в создании максимальной прибавки (Ермохин Ю.И., 2004). Рассмотрим интерпретацию данных полевых опытов наших исследований с календулой лекарственной: Расчет 1: Вариант Урожайность на контроле и прибавка от удобрений,т/га Контроль 1,40 РзоКзо 0,10 N30P30 0,53 N3oK3o 0,49 N30P30K30 0,52 Из схемы мы можем определить влияние элементов питания на фоне двух других на урожай календулы лекарственной: Расчет 2: N (на фоне РК)= NPK-PK=1,92-1,50=0,42 т/га (1) Р (на фоне NK)= NPK-NK=1,92-1,89=0,03 т/га (2) К (на фоне NP)=NPK-NP=1,92-1,93=-0,01 т/га (3) Сумма 0,44 т/га
Данный способ оценки отдельных видов удобрений считается в настоящее время единственным способом и широко используется в агрохимии. Однако он не может характеризовать процент участия отдельно азота, фосфора и калия в создании прибавки урожая, о чем свидетельствует несовпадение суммы вычисленной при помощи его прибавок от азота, фосфора и калия (расчет 2, 0,44 т/га) от NPK (0,52 т/га). Потому как на урожайность культуры кроме количественной стороны содержания элементов минерального питания в почве влияет и качественная -соотношения.
Таким образом, возникает необходимость учитывать эффективность каждого элемента (азота, фосфора, калия) при парных сочетаниях, т.е. на фоне отдельных двух других элементов. Со 55 поставив прибавки урожая соцветий календулы лекарственной от отдельных пар удобрений (NP=0,53; NK=0,49; РК=0,Ю) вычисляем среднее влияние азота на фоне фосфора и калия (NP,K), фосфора на фоне азота и калия (PN,K) калия на фоне азота и фосфора (KNiP) в отдельности. Расчет 3: Np,K=l/2(NP+ NK- РК)=1/2(0,53+0,49-0,10)=0,46 т/га (4) PN,K=1/2(NP+ РК- NK)=1 /2(0,53+0,10-0,49)=0,07 т/га (5) KN,P=1/2(NK+ РК- NP)=l/2(0,49+0,10-0,53)=0,03 т/га (6) Сумма 0,56 т/га Таким образом определяем среднюю прибавку урожая от азота в NP и NK, от фосфора в NP и РК и от калия в NK и РК, отнимая в первом случае расчета 3 - РК, затем NK и NP и полученные разницы делим на два.
Вычисленные показатели средней эффективности Np;K; PN,K5 KN) р являются фактически теми частями прибавок урожая, которые были получены от соответствующих парных сочетаний NP, NK, РК (расчет 1). Расчет 4: NP=NPIK+PN,K=0,46+0,07=0,53 (7) NK=NP)FC+KN)P=0,46+0,03=0,49 (8) PK=PN K+KN)P=0,07+0,03=0,10 (9) Сумма = 1,12 Эти расчеты (3 и 4) показывают, что сумма эффективности от NP;K; PN.KI KN, р (расчет 3), равная 0,56 т/га составляет половину вариантов (NP+NK+PK), равную 1,12 т/га. Для определения средней эффективности каждого элемента питания на всех фонах вычисляем средний эффект N на фонах РК, Р, К; фосфора на фонах NK, N, К и калия на фонах NP, N, Р: Расчет 5: NPK,P,K=1/3(NPK+NP+NK-2PK)= 1/3(0,52+0,53+0,49-2 0,10)=0,44 (10) PNK,N,K=1/3(NPK+NP+PK-2NK)= 1/3(0,52+0,53+0,10-2 0,49)=0,06 (l 1) KNP)N,P= 1 /3 (NPK+NK+PK-2NP)= 1/3(0,52+0,49+0,10-2 0,53)=0,02 (12) Сумма 0,52 Таким образом, средние прибавки урожая соцветий календулы лекарственной от N, Р, К на всех фонах (расчет 5) являются составными частями прибавки от NPK (0,52 т/га, расчет 1). Согласно способу расчета 5 (среднего эффекта элементов питания на всех фонах) расчленяем прибавку 0,52 т/га от NPK на отдельные величины, которые были получены от азота, фосфора и калия:
Прибавка от N=0,44 100/1,40=31,6% (13) Прибавка от Р=0,06 100/1,40=4,0% (14) Прибавка от К=0,02 100/1,40=1,2% (15) Сумма 36,8% Следовательно, урожайность соцветий календулы лекарственной за счет удобрений увеличилась на 36,8%). Максимальную прибавку урожая обеспечивает азот (31,6%) на различных фонах РК, Р, К, затем фосфор (4%) на фоне NK, N, К. Низкая эффективность была от калийных удобрений (1,2%) независимо от азотно-фосфорных фонов.
Экспериментальные данные полевых опытов с удобрениями показали, что эффективность суммы NPK (азотно-фосфорно-калийных удобрений) на урожайность календулы по сравнению с неудобренным вариантом (расчет 1) составляет 0,52 т/га. Если сравнить эффективность элементов удобрений на фоне двух дру 57 гих (расчет 2), затем на фоне отдельных элементов (расчет 3) и среднюю эффективность на всех фонах (NPK) - расчет 1, то обнаруживается взаимосвязь между показателями, имеющими общую величину прибавки урожая - 0,52 т/га. Расчет 6: NPK+PN,K+KNIP=0,42+0,07+0,03=0,52 т/га (16) PNK+NP)K+KN,P=0,03+0,46+0,03=0,52 т/га (17) KNp+ NK,P+PN,K=-0,01+0,46+0,07=0,52 т/га (18) В заключении можно сделать вывод, что предлагаемая методика анализа экспериментальных данных полевых опытов с удобрениями по пятерной схеме позволяет получить важные сведения, об эффективности видов удобрений на разных фонах, о доле участия каждого элемента удобрений в создании прибавки урожая на данной почве и о количественной характеристике минимумов питательных веществ в почве, и проблеме взаимодействия удобрений.
Математические модели химического состава растений календулы лекарственной от содержания элементов питания в почве
Исследования, проведенные нами в системе «почва-растение», дали возможность получить математические модели, отображающие зависимости содержания элементов питания в растениях календулы (у, мг%) от содержания их в почве (х, мг/кг). Математические модели были построены с помощью статистического метода анализа исследуемой системы (рисунок 11-14).
В результате получены эмпирические уравнения регрессионного типа, которые описывают зависимости между содержанием элементов питания в почве (х, мг/кг) и химическим составом листьев календулы лекарственной (у, мг/100 г) на рисунках 11-14 . Р205 у=0,13х+1,45 (50) 0,83 Полученные уравнения регрессии (47-50) указывают на тесную связь между содержанием ЭМП в почве и химическим составом растений. Коэффициент корреляции для N-NO3 в фазу розетки составил 0,92, в фазу бутонизации снизился до 0,86. Коэффициент, характеризующий взаимосвязь Р2О5 от фазы розетки к фазе бутонизации повысился от 0,73 до 0,83, соответственно (таблица 9).
Учитывая высокий г, можно сделать вывод, что с увеличением содержания N-NO3 и повышением фосфора в почве на 1 мг/100 г в растениях календулы лекарственной возрастает на определенную величину содержание неорганического азота и фосфора (коэффициент «Ь»). В таблице 10 приведены данные нормативные характеристики изменения содержания неорганического азота и фосфора в растениях при повышении количества подвижных ЭМП в почве на 1 мг/кг.
В проведенных исследованиях нами была установлена связь между содержанием в неорганической форме азота (NH) и фос 88 фора (Рн) в растениях календулы в фазу розетки и её урожайностью (У, т/га). Данная зависимость описывается следующими уравнениями: а) Y = 0,017x- 0,02; г = 0,71 (51), где Y - урожайность соцветий календулы, т/га, х - содержание N-NO3 в тканях календулы, мг/100 г; б) Y = 0,22х + 0,29; г = 0,70 (52), где Y - урожайность соцветий календулы, т/га, где х - содержание Рн в тканях календулы, мг/100 г. Использование приведённых уровней с достаточно высокой вероятностью может позволить прогнозировать урожайность календулы лекарственной на основе растительной тканевой диагностики, корректировать условия питания на ранних стадиях развития растений. Пример использования данных математических взаимосвязей в системе «растение-урожай» приведен в таблице 11 на примере двух вариантов.
Анализ абсолютной и относительной ошибок прогноза, которые колеблются в пределах от 0,01 до 0,11 и от 0,4 до 5,0%, соответственно, позволяет использовать данные уравнения для корректировки минерального питания при возделывании календулы лекарственной на основе растительной диагностики. Исходя из оптимальных вариантов, на которых была получена максимальная урожайность календулы (N60P30K30 и N30P60K30) можно говорить об оптимальных уровнях минеральных форм элементов питания в растениях. Таблица 12 - Оптимальные уровни содержания и соотношения минеральных форм элементов питания в растениях календулы лекарственной Фаза развития Содержание в растениях, мг/ЮОг ОптимальноесоотношениеNH: Рн: Кс NH Рн Кс Розетка 119 7,6 310,3 NH 15 PH-0,4 KC Бутонизация 107 8,0 263,5 ,NH 13 PH 0,4 KC Согласно оптимальным уровням (таблица 12) и уравнениям 51, 52 можно получить величину урожая по азоту 1,9 т/га, по фосфору 2,1 т/га.
В проведенных исследованиях, на вариантах с наибольшей урожайностью для фазы розетки фактическое содержание N-NO3 в тканях календулы составляло 107,2 -123,6, неорганического фосфора - 8,1-8,6, свободного калия - 300,0-320,7 мг/100 г. Для фазы бутонизации составило 90,9-112,6, 7,6-8,3 и 243,6-283,8 мг/100 г каждой из перечисленных форм элементов, соответственно (таблица 6,7).
Для того чтобы правильно оценить условия минерального питания растений, одних показателей содержания элементов в органе-индикаторе недостаточно. Если процентное содержание элементов в листе велико, то для характеристики условий питания приобретает важное значение установление соотношений между ними (Журбицкий З.И., 1963; Магницкий К.П., 1964; Цер-линг В.В., 1978). Поэтому А.Ю. Левицкий и А.А. Лесюкова (1935), и другие предложили для выяснения "качества питания" определять соотношение между элементами в листьях, в том числе и между минеральными формами (Ермохин Ю.И., 1995).
В опытах было установлено, что фактическое соотношение между содержанием нитратного азота и неорганического фосфора в тканях календулы лекарственной в фазу розетки составляло 13,2-14,4, в то время как в фазу бутонизации оно было более широкое - 10,9-14,7 (таблица 13). Полученные в опытах соотношения очень близкие к оптимальным (таблица 12, 13).
Превышение и снижение этого соотношения, которое отмечалось в растениях многих других вариантов, сопровождалось меньшей продуктивностью календулы лекарственной по сравнению с оптимальным вариантом. Соотношение между содержанием нитратного азота и свободного калия в растениях календулы лекарственной при гармоническом сочетании составляло в пределах 0,4 в фазы розетки и бутонизации.
Располагая коэффициентами «Ь» интенсивности действия удобрений на содержание N-N03, Рн в растениях (таблица 8), представляется возможность на основе тканевой диагностики проводить коррекции в питании растений, располагая установленными оптимальными уровнями питательных элементов в растениях по формуле 42.
Используя эту формулу можно доводить сложившийся фактический уровень содержания элементов питания до оптимального состава. При этом необходим учет взаимосвязей между элементами в растениях в зависимости от вида и норм удобрений. Данная формула расчета доз удобрений апробирована в условиях Западной Сибири более чем на 25-ти культурах.
