Содержание к диссертации
Введение
1. Особенности оптимизации содержания нитратов в овощеводческой продукции, выращиваемой в условиях чернозема выщелоченного кубани 8
1.1. Влияние органических и минеральных удобрений на изменение агрохимических свойств почвы, содержание нитратов в растениеводческой продукции 8
1.1.1. Изменение агрохимических свойств почвы 8
1.1.2. Содержание нитратов в растениеводческой продукции 15
1.2. Изменение азотного режима почвы под влиянием удобрений 22
1.3. Нитратонакопление в растениях в зависимости от удобрений и биологических особенностей культур 30
1.4. Влияние агроэкологических факторов на накопление нитратов в овощах и пути их снижения 36
1.5. Медико-экологический аспект опасности нитратов и пути поступления их в растения и организм человека 39
1.6. Пути снижения содержания нитратов в сельскохозяйственной продукции 43
2. Условия и методика проведения исследований 55
2.1 Климатические и погодные условия 55
2.2 Агрохимическая характеристика почвы 58
2.3. Схема опыта и методика проведения исследований 60
2.4 Агротехника возделываемых овощных культур в опыте 63
3. Влияние норм и сроков внесения минеральных удобрений на динамику элементов питания и плодородие почвы 64
3.1. Нитратный азот и нитрификационная способность вчерноземе выщелоченном 65
3.2. Подвижный фосфор и обменный калий в черноземе выщелоченном . 84
3.3 Влияние удобрений на плодородие чернозема выщелоченного 93
4. Накопление нитрат-ионов в зависимости от биологических особенностей овощных культур, норм и сроков вносимых удобрений 100
4.1. Влияние норм внесения удобрений на содержание нитратов в растениях по основным фазам развития культур 100
4.2. Влияние сроков внесения удобрений на содержание нитратов по основным фазам развития овощных культур 61 -2810003 (2271x3433x2 tiff) 107
5. Действие удобрений на урожайность и качество картофеля, лука и огурцов 112
5.1. Влияние норм и сроков внесения удобрений на урожай овощных культур 113
5.2. Влияние норм и сроков внесения удобрений на качество продукции овощных культур 121
6. Особенности оптимизации содержания нитратов в товарной продукции овощей 129
7. Экономическая и энергетическая эффективность применения удобрений под овощные культуры 135
Выводы 142
Предложения производству 142
Литература 147
Приложения 162
- Нитратонакопление в растениях в зависимости от удобрений и биологических особенностей культур
- Медико-экологический аспект опасности нитратов и пути поступления их в растения и организм человека
- Подвижный фосфор и обменный калий в черноземе выщелоченном
- Влияние норм и сроков внесения удобрений на качество продукции овощных культур
Введение к работе
Актуальность темы. В решении проблемы продовольствия Краснодарского края значительная роль отводится овощам, как одному из важных источников витаминов в питании человека, легкоусвояемых углеводов, органических кислот, ароматических и минеральных веществ. Увеличение производства овощей и улучшение их качества является одной из важнейших задач сельскохозяйственной науки и практики.
Резервы роста урожайности и их качества могут быть вскрыты за счет улучшения агротехнических приемов и оптимизированных доз удобрений.
Для успешного решения этих вопросов важно знать потребность отдельных овощных культур в элементах минерального питания, уровень плодородия почвы в хозяйствах края, возможности его использования растениями, отзывчивость культур на вносимые удобрения в конкретных поч-венно-климатических условиях, а также влияние их на плодородие почвы и качество продукции.
Необходимо обратить внимание на агротехнические, послеуборочные мероприятия, хранение и переработку, а также на ассортимент овощей и их качество. Поэтому производство овощей представляет собой весьма сложный участок агропромышленного комплекса.
На Кубани, по сравнению с высокоразвитым аграрным сектором, потребление овощей на душу населения на 30% ниже рекомендуемой нормы. Более того имеется тенденция к снижению их потребления, которая составляет 103кг сырой массы.
Потребление овощей в достаточном количестве должно стать «нормой» питания человека, но при этом важно, чтобы они были высокого качества и содержали вредные для здоровья человека вещества на минимально допустимом уровне. Это в определенной степени связано с проблемой повышенного содержания нитратов и нитритов в пищевых продук-
61-2810005 (2286x3443x2 tiff)
тах. В последние годы отмечается и такой фактор, как возможность образования канцерогенных нитрозоаминов при взаимодействии нитратов с вторичными и третичными аминами, содержащимися в пище.
В связи с этим большую актуальность приобретают исследования, направленные на оптимизацию содержания нитратов в овощеводческой продукции, с учетом почвы, уровня ее плодородия и конкретной культуры, с учетом почвенных условий и возделываемой культуры.
Целью исследований являлось изучение влияния систематического применения минеральных и органических удобрений на плодородие чернозема выщелоченного Кубани, определение уровней, закономерностей и особенностей накопления нитратов в почве и в овощеводческой продукции (огурец, лук, картофель) с целью оптимизации урожая и качества их товарной продукции с помощью математического моделирования и прогнозирования.
В задачу исследований входило изучение:
1. Влияния норм и сроков внесения минеральных удобрений на динамику
элементов питания и плодородие чернозема выщелоченного:
Нитратный азот и нитрификационную способность почвы;
Динамику подвижного фосфора и обменного калия в почве;
Влияния удобрений на плодородие почвы
2. Накопления нитратов по основным фазам развития овощных культур
(огурец, лук, картофель), в зависимости от норм и сроков вносимых удоб
рений:
Влияния норм внесения удобрений на содержание нитратов по основным фазам развития культур;
Влияния сроков внесения удобрений на содержание нитратов по основным фазам развития овощных культур.
3. Особенностей влияния удобрений на урожай и качество овощных культур
и картофеля.
61-2810006 (2288x3444x2 tiff)
3.1. Влияние норм и сроков внесения удобрений на урожай овощных
культур и картофеля;
3.2. Влияние норм и сроков внесения удобрений на качество овощных
культур и картофеля.
Оптимизация содержания нитратов в товарной продукции овощей.
Экономической и энергетической эффективности применения удобрений под огурец, лук и картофель.
Научная новизна исследований. В условиях чернозема выщелоченного Центральной зоны Краснодарского края, изучена динамика питательных элементов в почве, их влияние на накопление нитратов в растениях, получены данные по эффективности различных норм и сочетаний, способов и сроков внесения минеральных и органических удобрений на рост, развитие и продуктивность огурца, лука и картофеля, а также на урожайность и качество названных овощных культур.
На основании результатов исследований были созданы математические модели с использованием факторного и корреляционно-регрессионного анализов, показывающие доли влияние некоторых агро-экологических факторов на урожай и оптимизацию содержания нитратов в товарной овощеводческой продукции.
Практическая значимость работы. В результате исследований предложены оптимальные нормы и сроки внесения минеральных и органических удобрений, позволяющие повысить экономическую эффективность используемых удобрений в результате снижения производственных затрат, при одновременном росте урожайности и повышения качества товарной продукции с содержанием нитратов, не превышающем ПДК.
Положения выносимые на защиту:
Рекомендации оптимальных сроков и норм внесения минеральных и органических удобрений на черноземе выщелоченном с целью его
сохранения, позволяющих достигать высокой экономической эф-
61-2810007 (2292x3447x2 tiff)
фективности и применения в результате снижения производственных затрат, обеспечивающих при одновременном получении высоких урожаев и экологически чистой товарной продукции с содержанием нитратов, не превышающем ПДК. 3. Возможность оптимизации накопления нитратов в растениях, товарной продукции на основании математического моделирования с использованием факторного и корреляционно-регрессионного анализов, учитывающих взаимосвязь и долю влияния каждого из агроэкологических факторов. Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили положительную оценку на научных конференциях Краснодарского научно- исследовательского института Агрохимии и Почвоведения в 1990-1992гг., а также на ежегодных заседаниях ученого совета института. По теме диссертации автором опубликовано пять научных статей.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 223 страницах компьютерного текста, состоит из введения и 7 глав, выводов и предложений производству, содержит 40 таблиц в основном тексте и 63 в приложении, 22 рисунка. Список литературы включает 192 наименования, в том числе 35 иностранных авторов.
Исследования проводились в многолетних стационарных опытах, заложенных в 1974 году институтом овощного и картофельного хозяйства.
Автор выражает свою искреннюю благодарность научному руководителю доктору с.х. наук профессору кафедры агрохимии КубГАУ А.И. Столярову, сердечную благодарность к.б.н. Л.Л. Кныр за помощь в разработке программы и методики выполненных исследований, оформлении их результатов в виде диссертации, к. с-х.н. Г.В. Чуварлеевой, к.с-х.н. К.М. Авакяну. Автор выражает благодарность сотрудникам института овощного и картофельного хозяйства А.А. Фаниной и З.С. Севастьяновой, за помощь в проведении полевых исследований и аналитической работы, а также со-
61-2810008 (2290x3445x2 tiff)
трудникам отдела земледелия и агропочвоведения КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко, доктору биологических наук Ю.Ф. Осипову и инженеру-программисту СИ. Потапову, В.К. Бугаевскому за поддержку.
Нитратонакопление в растениях в зависимости от удобрений и биологических особенностей культур
В качестве интегрального показателя экологического состояния почв и характеристики их потенциального плодородия используется биопродуктивность ценозов, а для почв агроценозов - их средняя урожайность.
Получение высокого урожая сельскохозяйственных культур - это цель, к которой стремится человек с тех пор, как он сделал первые шаги в земледелии, посеяв горсть зерна около дома, и до наших дней, когда он занимается земледелием на научной основе, используя современную технику, средства и высокоурожайные сорта растений. Растения находятся в многосторонней и тесной связи с окружающей средой. Недостаток одного из условий жизни растений угнетает их развитие, а отсутствие - приводит к гибели. При благоприятном сочетании всех факторов жизни они дают максимальную продуктивность и качество урожая (Панников В.Д., Минеев В.Г, 1987).
Правильное применение удобрений способствует не только улучшению роста и развития сельскохозяйственных культур, но и значительно увеличивает урожай и содержание в нем важных для человека биофильных элементов. Внедрение научно обоснованных способов применения удобрений позволяет повысить не только урожай зерновых, технических, овощных культур и других сельскохозяйственных растений, но и их качество (Толстоусов В.П., 1987).
Применение органических и минеральных удобрений в условиях даже Нечерноземной полосы обеспечивает 4/5 прироста урожая (Минеев В.Г., 1973). На урожай и качество сельскохозяйственных культур оказывает влияние соотношения между основными элементами питания. Поскольку при оптимальных соотношениях растения более интенсивно их используют (Кирюшин В.И., 1991). Орошение резко увеличивает продуктивность сельскохозяйственных культур, вынос элементов питания урожаем и изменяет эффективность отдельных видов удобрений (Юркин С.Н., 1978). Прибавки урожайности большинства орошаемых культур за счет удобрений составляют от 39 до 100% по сравнению с неудобренным орошаемым участком. В этих условиях наиболее отзывчивы азотные, а затем фосфорные, а в богарных условиях - фосфорные удобрения. Азотные удобрения при орошении дают максимальный эффект только при достаточном количестве доступного растениям фосфора. Внесение минеральных удобрений влияет на поступление элементов питания в растения. Так, улучшение питательного режима почвы вызывало усиление накопления азота в зеленой массе кукурузы, вико-овсяной смеси, зерне ржи, пшеницы, ячменя. При внесении полного минерального удобрения несколько повышалось содержание фосфора и калия в зеленой массе клевера (.Иванов А.В, 1991). В.Д.Судаков и А.И.Дейко (1992), проводя опыты с применением фосфорных и калийных удобрений в севообороте на супесчаных почвах, установили, что на урожай и качество продукции влияет азотное удобрение, действие же запасов фосфора и калия в почве было очень слабым. К таким же заключениям пришел Асгелиль Дибабе (1988), проводя опыты с кукурузой на выщелоченном черноземе. М.А.Диброва (1978) определила, что на выщелоченном черноземе Кубани минеральные удобрения, вносимые под зябь с осени, повышали на 50-70ц/га урожайность сахарной свеклы и улучшали ее технологические качества. По многочисленным данным опытных учреждений Поволжья, внесение удобрений под орошаемые культуры повышало урожайность яровой и озимой пшеницы в среднем на 10-25ц, зерна кукурузы - на 25-30, зеленой массы на 100-120, картофеля и сахарной свеклы-на 80-100ц/га (Костин И.С., 1971). Внесение минеральных удобрений под репчатый лук способствовало повышению его урожайности и улучшению биохимического состава луковицы (Кузнецов А.В. с соавторами , 1978). Н.А.Туртуряну (1970) установил, что при систематическом применении удобрений в севообороте урожайность полевых культур значительно повышались. В среднем за пять лет на лучших вариантах урожайность зерна озимой пшеницы увеличился на 11,4ц/га, сахарной свеклы - на 18,5, кукурузы - на 16-17 и гороха - а 3,8-4,1 ц/га. В условиях дерново-подзолистых почв особенно сильное действие удобрения оказывало на урожайность озимых хлебов, картофеля и сена многолетних трав (Пискарет А.Н., 1970). Широкое и эффективное использование органических и минеральных удобрений - самое сильнодействующее средство повышения плодородия почвы. Удобрение - это "хлеб" растений. Они оказывают положительное влияние на урожайность не только той культуры, под которую внесены, но и на последующие (Мацко В.Н. с соавторами, 1976). Основоположник науки о почвах, профессор В.В.Докучаев, после своих поездок по Северному Кавказу, отмечал, что, как и всюду и всегда, наибольшее значение имеет царь почвы - русский чернозем, подчеркивая этим большие потенциальные возможности черноземов этой зоны. Эти почвы и составляют основу земледелия края (Симакин А.И., 1981). О кубанских черноземах принято говорить, как о кладовых несметных богатств, но практика показывает, что для получения высоких и устойчивых урожаев черноземы Кубани также нуждаются в постоянном внесении минеральных и органических удобрений. Органические удобрения -самые многосторонние из всех видов удобрений. По количеству и содержанию питательных веществ, дешевизне производства и продолжительности действия на почву первое место среди них принадлежит навозу. Нет таких почв, на которых правильное применение навоза не дало бы высокого эффекта. А.И.Столяров (1973) своими исследованиями показал, что под влиянием удобрений значительно возрастал урожай овощных культур и картофеля. Наибольший эффект получен от минеральных удобрений в сочетании с органическими. М.С.Мацына (1973) установил такую же закономерность на озимой пшенице когда, совместное внесение органических и минеральных удобрений увеличивало количество белка в зерне и улучшало качество продукции. Каждая тонна навоза при систематическом внесении в севообороте и при учете его действия на все культуры дает прибавку около 1ц в переводе на зерновые единицы (Прянишников Д.В., 1963). По данным Куйбышевского сельскохозяйственного института, урожайность озимой пшеницы при внесении 30т навоза увеличивался с 26,1 до 29,3ц в богарных условиях и с 33,9 до 42,8ц с 1га при орошении. Учитывая высокую эффективность удобрений, дальнейшее увеличение степени удобренности полей, внедрение передовых приемов их использования и впредь остается важнейшей задачей. Важным дополнительным индикатором степени загрязнения агро-ландшафта и его компонентов служит доля продукции, не соответствующая требованиям нормативов экологической безопасности по содержанию нитратов, нитритов и других лимитируемых компонентов.
Медико-экологический аспект опасности нитратов и пути поступления их в растения и организм человека
В последние годы содержанию нитратов в пищевых продуктах стали придавать значение в связи с имеющими место метгемоглобинемией и канцерогенезом. С июня 1988г установлены временные предельные нормы содержания нитратов в овощной продукции. Данные о нитратах как предшественниках синтеза канцерогенных нитрозосоединении и возможном их мутагенном и тератогенном эффекте требует пересмотра норм их содержания в растительной продукции в сторону резкого снижения. Если 1/3 предельной суточной нормы нитратов человек потребляет с водой, то оставшиеся 200мг не гарантируют безопасность применения овощной диеты, т.к., к примеру, в свекле допустимая норма нитратов составляет 1400мг/кг, в капусте - 450мг/кг. Выпущенные в 1987г. ЦИНАО "Регламенты по применению азотных удобрений под картофель, кормовые и овощные культуры" хотя и позволяют регионально получить продукцию, соответствующую установленным предельным нормам содержания нитратов, но при этом не для всех регионов гарантируется ее безопасность для здоровья людей.
Опытами на животных установлено, что при содержании нитратов в капусте на уровне ПДК, установленных в 1984г. (300мг/кг), и ежедневном кормлении в течение месяца ею кроликов, в печени животных через год наблюдались патологические изменения на клеточном уровне: расширение портативных трактов, в печеночных дольках увеличилось число двуядер-ных гепатоцитов, наблюдалось разрастание ретикулиновых волокон вдоль кровеносных сосудов. В тонкой кишке была заметна отечность слизистой ворсинки.
Данными исследованиями показано, что безопасна для здоровья не та продукция, в которой содержание нитратов не выше предельно-допустимого а та, от употребления которой не наблюдаются изменения на клеточном уровне (Банкина Т.А., Иванова Н.А., Орлов В.В., 1989).
Нитраты - естественный составной компонент биосферы, существовавший много миллионов лет до появления человека. Лишь в последние десятилетия взрывной рост применения азотных удобрений, а также все увеличивающееся поступление в окружающую среду нитратов из других источников привели к возникновению новой медико-биологической проблемы, связанной с резко возросшей нагрузкой на человека. В разных странах, по данным литературных источников, она колеблется от 50 до 300мг/чел в сутки. В условиях России суточная нагрузка нитратами оценивается на уровне 150-350мг/чел и продолжает возрастать.
Долгое время основная опасность поступления нитратов в организм человека связывалась с возникновением метгемоглобинемии, а позднее - с образованием канцерогенных нитрозосоединений. В последние годы была установлена их способность к иммунодепрессивному действию, а также к снижению резистентности организма к действию канцерогенных и мутагенных агентов. Это новое направление исследований.
Все возрастающий интерес вызывает эндогенное образование нитратов и нитритов в организме человека, а также факторы, влияющие на его интенсивность. В своей совокупности результаты экспериментальных и эпидемиологических исследований, проведенных в нашей стране и за рубежом, свидетельствуют о необходимости дальнейшего изучения медицинских аспектов проблемы накопления нитратов в окружающей среде (Ильницкий А.И., 1989).
Способность растений аккумулировать нитраты, как уже не раз отмечалось, в значительной степени зависит от их вида и сорта. Влияние сорта растения на содержание нитратов обусловлено рядом факторов. Одним из них является морфологическая особенность растений того или иного сорта. В различных частях растений содержится разное количество нитратов. Больше всего их в тех частях, в которых находится большая доля ксилемной ткани и в клетках, с хорошо развитыми вакуолями, т.е. в частях, обеспечивающих транспорт питательных веществ в растении. Отсюда очень важно, какая часть растения используется в пищу. Наибольшее количество нитратов содержится в жилках листьев, листовых черешках и стеблях, наименьшее - в мякоти листьев и плодах. В кожице и поверхностных слоях плода содержание нитратов значительно выше. Так, в различных частях кресс-салата нитраты распределены следующим образом (%) (J.G.Kathan, 1983):
В моркови нитраты преимущественно содержатся в средней части корнеплода. Тибенска и Сынек (М. Tibenska, М. Synek, 1982) экспериментально доказали, что примерно 80-90% общего количества нитратов сосредотачивается во внутренней части корнеплода. При ее удалении содержаниє нитратов в моркови уменьшалось примерно в два раза. Каллио и сот. (Н. КаШо, 1983), исследуя распределение нитратов в корнеплоде столовой свеклы установили, что основное их количество содержится в верхней части корнеплода.
Несмотря на изложенное выше, важнейшим фактором, обусловливающим накопление нитратов в растительных продуктах в современных условиях интенсификации и химизации сельскохозяйственного производства является применение минеральных удобрений. Высокая концентрация нитратов в растениях - следствие чрезмерного содержания азота в почве. Внесение большого количества азотных удобрений, что часто имеет место, уже не способствует соответствующему повышению урожая, но зато значительно ухудшает питательную, технологическую и гигиеническую ценность продуктов, осложняет послеуборочную их обработку и хранение. Кроме того, переудобрение почвы азотом сопровождается все возрастающей контаминацией грунтовых и поверхностных вод, что особенно отмечается в последнее время. Эта проблема остро стоит сейчас во всем мире.
Отрицательные явления имеют место, как уже отмечалось, в том случае, если растение поглощают избыточное количество азота, которое они в силу своих генетических особенностей или других причин не в состоянии использовать обычным физиологическим путем. В связи с этим необходимо систематически контролировать содержание азота в почве и поддерживать его на предельно-оптимальном уровне путем рациональной агротехники. Это один из важнейших критериев дальнейшего развития сельскохозяйственного производства.
Подвижный фосфор и обменный калий в черноземе выщелоченном
Наши исследования согласуются с данными(автораР. Bielek (1980), показывавшему что нитрифицирующие бактерии окисляют аммиачные соединения до нитратов при минимальных запасах влаги, которые складываются в момент уборки. Судя по средним данным, содержание нитратов (табл. 4-9) в почве, занятой различными овощными культурами, имеются довольно четкие различия. Так, снижение содержания нитратов в пахотном слое под картофелем на контроле с 4,1 до 1,3мг/100г, на варианте с внесением N180P90K90 с 5,9 до 1,Змг/100, а на варианте с внесением навоза ЗОт/га + N9n Р90 К90 с 5,0 до 0,9мг/100г почвы, при практически одинаковой нитри-фикационной способности почв, свидетельствует о значительном потреб- лении нитратов на всех фазах развития культуры (табл. 4,5).
Для огурца (табл. 8,9, рис. 14-19) и в меньшей степени для лука (табл. 6,7), при одинаковых условиях проведения опыта и внесения минеральных удобрений закономерности иные. Так, под огурцом происходит достоверное повышение нитратов (слой 0-20см): на контроле с 4,2 до 7,2мг/ЮОг, на варианте с внесением Ni80 Р90 К90 с 4,1 до 16,2мг/ 100г, а на варианте с внесением навоза ЗОт/га + N90P90K90C 3,3 до 15,1мг/100г почвы. То есть, если в почве под картофелем происходит снижение нитратов в 3,15, 4,54 и 5,56 раза, то под огурцом на аналогичных вариантах содержание нитратов в почве повышается на 1,71, 3,95 и 4,58 раза, а под луком на тех же вариантах в 2,61, 5,38 и 1,45 раза.
Важным было изучение взаимосвязи между содержанием нитратов и нитрификационной способностью почв, т.е. нитратами, накопленными в результате компостирования, без вычета их исходного содержания. Коэффициенты корреляции (г) этой взаимосвязи при использовании органо-минеральной системы удобрения под разными овощными культурами разные: для картофеля г = 0,8111; для лука г = 0,4458; для огурца г = 0,1472, при использовании только органических удобрений эти же коэффициенты составили: 0,73; 0,1 и 0,58 соответственно.
Непосредственная зависимость одного фактора от другого более точно измеряется коэффициентом детерминации на основании которого можно сказать, что при внесении минеральных и органических удобрений наличие нитратов в почве (слой 0-20см) зависит от нитрификационной способности - для картофеля на 20,42%; для лука на 47,3% и для огурца на 49,45%о. При использовании только органических удобрений в этих же условиях наличие нитратов от нитрификационной способности зависит: для картофеля на 25,2%, для лука на 41,93 и для огурца на 40%.
Наибольшая взаимосвязь нитратов с нитрификационной способностью почв выявлена под картофелем. Здесь из-за более равномерного питания этой культуры по всем фазам развития, в отличие от лука и огурца, основное питание азотом приходится на начало вегетации.
Анализируя полученные данные, представленные в таблицах 4-9, можно отметить, что внесение возрастающих доз органо-минеральных удобрений способствует накоплению нитратов под огурцом и луком и уменьшению его количества под картофелем от появления всходов и до урожая, хотя по абсолютным значениям содержание нитратов под картофелем выше. Это свидетельствует о разных условиях питания исследуемых овощных культур, а соответственно и разных особенностях накопления нитрат-ионов. Так, культура картофеля оказывает влияние на накопление нитратов в почве. По-видимому за счет того, что корни (клубни) дают эксудат некоторого органического вещества или отбрасывают свои отмершие остатки, что вызывает размножение бактерий примерно в 1,5-1,6 раза больше, чем под луком и огурцом. Фосфорные удобрения, внесенные в почву, являются главными источниками фосфора для питания растений.
Для получения урожаев высокого качества необходимо создавать резервные запасы фосфора, который не вымывается из почвы и сохраняет свое влияние в течение длительного времени. Однако, повышенные запасы фосфора и калия увеличивают содержание нитратов в плодах огурцов и значительно меньше в картофеле и луке (Столяров А.И., Лешков А.П. и др., 1991).
Исследования показали, что на черноземных почвах по эффективности стоит фосфор на первом месте, на втором - азот, а затем калий. Несмотря на большое потребление картофелем калия, эффективность калийных удобрений слабее, чем азотных, а часто и фосфорных удобрений. Потребность в калии увеличивается при внесении высоких норм азота и фосфора.
Агрохимические показатели в почве под овощными культурами представлены в таблицах 10,11,12,13,14,15. Они показывают, что систематическое внесение органических и минеральных удобрений способствует накоплению в верхнем слое почвы повышенного количества, питательных веществ в том числе и легкорастворимых фосфатов/и постепенном умень-шени# их с глубиной. На черноземе выщелоченном в начале вегетации содержание фосфатов достоверно выше, а в летнее время количество их заметно уменьшается. Так, для картофеля (табл. 10,11) до посева содержание фосфатов было в пределах 433-540мг/кг по вариантам опыта, не зависимо от вносимой дозы, а по всходам и во время массового сбора это содержание уменьшается до 297-398мг/кг почвы. Причем, эта закономерность сохраняется при внесении повышенных норм минеральных и органо-минеральных удобрений. Для лука (табл. 12,13) и огурца (табл. 14,15) также характерна отзывчивость на фосфорные удобрения. Для лука отмечается математически достоверное уменьшение содержания фосфатов с 455 (до посева культуры) до 350- и даже 168мг/кг в период начала плодоношения, а для огурца с 490 до 313мг/кг соответственно в эти же периоды при внесении минеральных удобрений, так и сочетании их с органическими.
В течении вегетационного периода, как свидетельствуют результаты исследований, удобренные варианты отличались между собой не значительно. Это объясняется интенсивностью нарастания вегетативной массы и следовательно, потреблением фосфатов исследуемыми культурами.
Влияние норм и сроков внесения удобрений на качество продукции овощных культур
В настоящее время важной проблемой, возникшей как результат усиления антропогенной нагрузки на экосистемы, является проблема накопления и оптимизации содержания нитратов в агробиоценозе.
Одной из причин накопления нитратов является несбалансированное питание растений, при котором нарушается нормальный ход ассимиляции нитратов в растениях. Недостаток фосфора косвенно может способствовать накоплению нитратов, но однозначного мнения о его влиянии нет. Потому что, в одних опытах внесение удобрений снижает уровень нитратов в овощах, в других приводит к накоплению. Известно только, что при совместном внесении азота, калия и фосфора в растении увеличивается содержание органического азота, а минерального (нитратов) снижается (Дроздов С.Н. и др., 1999). Среди факторов внешней среды наибольшее влияние на содержание нитратов в растении оказывают влажность, температура воздуха и почвы, которые, действуя в комплексе, усиливают или ослабляют друг друга а также сроки уборки урожая (Т.A. Kenny, 1975).
Высокая концентрация нитратов в растениях порой является следствием чрезмерного содержания азота в почве. Поэтому, часто внесение большого количества азотных удобрений не способствует повышению урожая, а ухудшает питательную, технологическую и генетическую ценность продуктов, осложняет послеуборочную их обработку и хранение. Зная растения (Пру-гар Я., Пругарова А., 1990),, которые в силу своих генетических особенностей или других причин не в состоянии использовать азот обычным физиологическим путем, необходимо систематически контролировать содержание азота в почве по фазам вегетации и поддерживать его на должном уровне путем правильного применения приемов агротехники.
Различные культуры на усиление азотного питания реагируют неодинаково. Доля азотных удобрений в накоплении нитратов в растениях изменяется в зависимости от уровня азотного питания.
Согласно нашим данным, содержание нитратов в овощах в условиях выщелоченного чернозема, зависит как от культуры, так и от внесения удобрений. Под влиянием повышенных доз азотных удобрений (N27o) отмечались значительные изменения в содержании нитратов. В вегетативной массе лука, огурца и картофеля содержание нитратов по сравнению с контролем повысилось в 3 раза (табл. 20-21). При внесении возрастающих доз азота 90, 180, 270кг/га в сравнении с контрольным вариантом накопление нитратов в овощах увеличивалось на 15-20%.
У растений огурца большая доля нитратов содержится в стеблевой и листовой частях растений, а содержание нитратов в плодах на одной плети изменяется в 2 раза. Количество их возрастает от верхушки к основанию. Хороший эффект наблюдается при внесении фосфора и калия. В вариантах, где вносили фосфорно-калийные удобрения Р90К90 содержание N-N03 в плодах было меньше, чем при применении азотного удобрения. При усилении азотного питания повышается содержание нитратов N90, iso, 210, навоз 30т/га + N90 - соответственно содержание их составило 119; 161; 183; 192; 191мг/кг. Опытами подтверждено, что в молодых плодах нитратов накапливается больше, чем в зрелых. Количество нитратов увеличивалось в вариантах с внесением азотных удобрений от всходов до готовности культуры к уборке в 10 раз и более (табл. 20).
Особенно повышенное содержание наблюдается в вариантах 10, 11, 12, 13, 15, где оно превышало ПДК (150мг/кг) и доходило в вариантах 13, 15 до 192мг/кг (вариант 13 - навоз 3От/га и 15 - навоз 3 От/га + N90P90K90 ). В общем в огурцах повышенное содержание нитратов отмечалось даже в вариантах с внесением N9o, Niso В отличии от огурца - лук более саморегулирующая культура. Накопление нитратов к моменту уборки было в пределах ПДК (60-70мг/кг) и ниже. Лишь в вариантах с повышенными дозами N iso-270 и в вариантах с навозом (варианты 13,15), количество нитратов было от 40 до70мг/кг. По сравнению с контролем (табл.21) их содержание увеличивалось в 2 раза.
Если на контроле NCV 28,6мг/кг, то в вариантах с повышенными дозами азотных удобрений N]8o, N270 - их содержание увеличивалось до 49,6мг/кг, а в вариантах 13,15 соответственно 64,9; 71,3мг/кг. Результаты исследований по влиянию возрастающих доз азотных удобрений показали, что в наиболее благоприятных условиях использование 90кг/га азота не приводило к избыточному накоплению нитратов в овощах в отличие от повышенных доз азота. Установлено также, что применением органических удобрений, содержащих одновременно макро- и микроэлементы, также можно регулировать содержание нитратов в овощах. Наименьшее количество нитратов содержится в средней части луковицы, тогда как в верхней и нижней части их содержание выше примерно в 2 раза. Наибольшее их содержание в донце луковицы. Концентрация нитратов в растениях во многом определяется наличием нитратной формы азота в почве.
Накопление нитратов в луке было закономерно ниже - в пределах ПДК (60-80мг/кг) и ниже. Лишь на вариантах с повышенными дозами N 18о, по и с навозом (варианты 13,15), количество нитратов было от 40 до 70мг/кг. Картофель является культурой требовательной к минеральному питанию. Наши опыты установили факт, что на выщелоченном черноземе в клубнях картофеля низкий уровень нитратов обнаружен в мякоти. В кожуре и сердцевине содержится в 1,1-1,3 раза больше нитратов.
Похожие диссертации на Оптимизация содержания нитратов в овощах и картофеле, выращиваемых на черноземе выщелоченном Кубани
