Введение к работе
Актуальность темы. Решениями по развитию агропромышленного комплекса страны предусмотрено достижение устойчивого роста сельскохозяйственного производства, надежное обеспечение страны продуктами питания и сырьем для промышленности. Поставлена задача неуклонно наращивать производство зерна. Это в полной мере относится к важной зерновой культуре орошаемого земледелия, какой является рис. В нашей стране создана крупная база рисоводства. Определились районы устойчивого рисосеяния — на Северном Кавказе, Украине, Дальнем Востоке, в Поволжье, Казахстане и Средней Азии. Намечается довести производство риса по стране до 3,3—3,5 млн тонн. В общем производстве риса по стране республики Средней Азии занимают важное место (более 20%), где культура имеет многовековую историю. Производство риса должно увеличиваться не только, за счет расширения посевных площадей, но, главным образом, благодаря повышению урожайности культуры, важным фактором которого являются минеральные удобрения. В ближайшее время в Узбекистане средние дозы азотных удобрений под рис составят 180—220, фосфорных — 90—180 и калийных—100—150 кг действующего вещества на один гектар (Рахманов А., 1986). Задачи повышения урожайности риса в связи с увеличением производства и улучшением ассортимента минеральных удобрений требуют усиленного внимания исследователей к проблеме минерального питания растений, в том числе и микроэлементами. Вопрос о которых, является одним из важных разделов этой общей проблемы. За последние три десятилетия накопилось много данных о количественном и качественном повышении урожайности различных сельскохозяйственных культур под влиянием микроэлементов. В связи с этим в сельское хозяйство стали внедрять удобрения, содержащие бор, марганец, медь, цинк, молибден и др.
Обеспеченность растений микроэлементами определяется по уровню содержания доступных форм в почве или по ко-
ЦЕНТРАЛЬНАЯ | Л
НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моек, овльскохоа. академии им. К. А. Тимирязев
личеству их в растении При использовании почвенных и растительных методов анатиза важное значение приобретает установление градации обеспеченности почв тем или иным микроэлементом для определения степени нуждаемости и установления оптимальных доз Такие исследования успешно проводятся в СССР, США, Индии, Японии, Китае и в других странах мира
В СССР применение микроудобрении в сельском хозяйстве достигнет к 2000 году 43 тыс тонн (на 100% д в ) В соответствии с с\ществующими тенденциями ассортимент представлен в большинстве случаев суперфосфатом с ра і личными микроэлементами
Дальнейшие работы в этом направлении будут развиваться по пути создания удобрений, в которых микроэлементы находятся как в быстро-, так и медленнодействующих фор мах Найдут широкое применение удобрения с микроэлементами в форме хелатов В настоящее время в Узбекистане на Самаркандском и Алмалыкском химических комбинатах ежегодно выпускается 10—13 тыс тонн медь н цинкосодержа-щего аммофоса На Чирчикском химкомбинате (УзССР), Вахшском азотно туковом заводе (ТаджССР) проведены подготовительные работы для выпуска карбамида с добавками цинка
Вопрос об эффективности применения микроудобрении в посевах риса являлся неизученным До последнего времени оставалось невыясненным, каково содержание и поведение микроэлементов в почве рисового поля Если для суходольных полевых культур по содержанию доступных растениям форм микроэлементов выработаны критерии обеспеченности растении этими элементами и \становлены градации почв, то для рисовых районов их нет Вместе с тем длительное возделывание риса на постоянных хчастках, а также повышение уровня урожаев за счет ежегодного применения все возрастающих доз азотно фосфорно калийных удобрении вызывает необходимость изучения роли микроудобрении, выявления наиболее эффективных видов, установления оптимальных доз, сроков и способов, форм их внесения, динамики питательных элементов в почве и растении, баланса прихода и выноса микроэлементов при его воиелывании Учитывая важное значение микроэлементов в жизни растении, слабую изученность этого вопроса применительно к культуре риса и отсутствие рекомендации по применению микроудобрении в рисоводстве Узбекистана и Таджикистана, нами в течение 1972—1990 гг. были проведены специальные исследования, результаты которых представлены в настоящей диссертационной работе
Цель и задачи исследований. Целью исследовании являлось установление закономерностей действия микроудобрений
(бор, марганец, медь, цинк) на рост, урожай, качество риса и разработка рекомендаций по применению их в рисосеянии Узбекской и Таджикской ССР. В задачи исследований входило установить эффективность, оптимальные дозы, сроки, способы, формы микроудобрений и их последействие на урожай и качество риса на основных почвах; изучить взаимодействие микроудобрений на минеральных и органических фонах удобрений (навоз, сидераты); определить влияние микроудобрений на содержание элементов питания в почве, растениях, активность почвенной микрофлоры; разработать градации обеспеченности рисовых почв доступными формами микроэлементов.
Научная новизна и практическая ценность результатов исследований. Впервые для риса на незасоленных болотно-луговых почвах Самаркандской области, Пенджикентского района ТаджССР (сероземная зона) и засоленных болотно-луговых почвах Хорезмской области (пустынная зона) луго-во-такырных почвах ККАССР установлены закономерности действия борных, марганцевых, медных, цинковых удобрений. На фоне рекомендуемых доз основных минеральных удобрений, сндератов, навоза проявилось положительное действие микроэлементов на рост и развитие риса, урожайность и качество зерна, активизацию микробиологических процессов в почвах. Выявлены оптимальные дозы микроудобрений при внесении в почву, некорневой подкормке и предпосевной замочке семян. Определены оптимальные сроки внесения микроудобрений, их. формы и-сочетания. Изучена динамика содержания элементов в почве и растении. Установлены периоды наибольшей потребности риса в микроэлементах. Разработана градация обеспеченности рисовых почв подвижными формами бора, марганца, меди и цинка.
Пути реализации. Полученные.данные использованы при
составлении рекомендаций по применению микроудобрений
под рис (Госагропром УзССР, ВАСХНИЛ, Самаркандский
СХИ— Самарканд, 1988). Микроудобрения практически при
меняются в ряде хозяйств Узбекской и Таджикской ССР на
площади более 3 тысяч га. - -
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Самаркандского сельскохозяйственного института в 1974—1989 гг., региональном совещании Географической сети опытов с удобрениями республик Средней Азии и Казахстана (Ташкент, 1975); Всесоюзном совещании Географической сети опытов с удобрениями (Москва, 1976— 1986); на всесоюзных научных конференциях: «Микроэлементы в биологии и их применение в медицине и сельском хозяйстве» (Чебоксары, 1986; Самарканд,. 1990); всесоюзных на-
учно методических семинарах- «Повышение эффективности интенсивных техно юпги при использовании микро\добрении в посевах дерновых культур» (Чосквл, 1987, 1988, "1989) Результаты ежегодных исследовании публиковались в методических материалах «Микроэлементы" в СССР» (Рига, 1972— 1988)
Объем работы. Диссертация изложена на 220 страницах машинописи и состоит из вветения, 9 глав, выводов, практи ческих рекомендации Работа включает 23 фотографии, 9 рисунков, 47 таблиц, ЬЗ приложения Список использованнои литературы включает 266 источников, из которых 92 иносг ранных
Публикация. Основные результаты исследований опубликованы в 22 научных работах общим объемом 12 печатных листов
Выполнение поставленных задач осуществлялось с 1972 по 1989 год п\тем постановки лабораторных, вегетационных, полевых и производственных опытов Всего было проведено 106 опытов В лабораторных опытах, которые проводились в теплице СамСХИ, изччалось воздействие микроэлементов на всхожесть, энергию прорастания и последующий рост расте нии риса при выращивании в растворах микроэлементов различной концентрации (опыт 1, 2). Семена риса в колнчест ве 10 штук помещали в чашки Петри, в которые предварительно был налит видный раствор микроэлементов равной концентрации В опытах были использованы 4 микроэлемента В, Mri, Си, Zn в трех концентрациях. 0,0025, 0,00е") 0,010%. В опыте был вариант, где рис выращивался в растворах всех вместе испытуемых микроэлементов трех концентрации Контрольный вариант — би шетиллнрованная вода С учетом испарения, по мере исполь ювания ее семенами в опыте, поддерживался постоянный уровень растворов и воды Повтор-ность опытов Ь кратная
Вегетационные опыты проводились в учхозе и теплице СамСХИ, совхозе «Карадарья» Кагтак\.рганского района Самаркандской области УзССР и колхо se «Ленинград» Пенд-жикентского района Ленинабадскои области ТаджССР, которые расположены в Зарафшанскои долине Опыты закладывались в стеклянных и полиэтиленовых сосудах, вмещающих 10 кг абсолютно с\хон почвы, взятой из пахотного слоя рисового поля и характеризующейся следующим количеством доступных форм микроэлементов, учхоз СамСХИ, совхоз «Карадарья»: бора — 0,73—1,00, марганца— 120—135, меди —
0,55—0,80, цинка — 0,90—1,15; колхоз «Ленинград»: бора — 0,80—1,00, марганца —75—125, меди — 0,70—0,90, цинка — 1,00—1,15 мг/кг. Повторность 6-кратная. Посев проводился в оптимальные сроки. В каждый сосуд равномерно по всей площади высевалось по 20 семян на глубину 0,5 см. В опыте с замочкой семена риса помещались в 0,001, 0,003 и 0,005% растворы бора, марганца, меди и цинка на. 12 часов. В сосуде оставлялось для выращивания 10 растений. Сосуды на период вегетации устанавливались в одном.из чеков рисового поля, наполненного водой, на 5—10 см ниже верхней кромки сосудов, чем достигалось их охлаждение, создание повышенной влажности воздуха и максимальное приближение условий выращивания растений к экологическим условиям, типичным для риса. В вегетационном опыте удобрения вносились до посева на глубину 8—12 см, в подкормках — в виде растворов с поливной водой. Некорневая обработка растений проводилась в фазе полного кущения ручным пульверизатором. Концентрация растворов по каждому из 4 элементов составляла 0,01, 0,03 и 0,05%. Растения опрыскивались до полного смачивания. Над поверхностью почвы в сосуде удерживался слой воды 5—10 см. В вегетационном опыте, как и в полевом, изучался рост растений и накопление сухого вещества по фазам развития, кустистость, длина метелок, количество зерен, масса корневой системы. Уборка урожая проводилась в фазу полной спелости. Растения срезались на уровне узла кущения, доводились до воздушно-сухого состояния и взвешивались.
Полевые опыты проводились в учхозе СамСХИ, совхозе «Карадарья» Каттакурганского района Самаркандской области, совхозах «Пахтакор» Пахтакорского района, № б Ильичевского района Сырдарьинской области, колхозе им. Жданова: Кошкупырского района и колхозе «Коммунизм», совхозе «Гулистан» Гурленского района, совхозе «Аль-Хорезми» Ханкинского района, совхозе «Колос» Шаватского района, совхозе «Багат» Багатского района, совхозе «Янги-арык» Янгиарыкского района Хорезмской области УзССР, совхозе «Алтынкуль» Ленинабадского района, совхозе «Май-яб» Чимбайского района ККАССР, колхозе «Ленинград», им. Жданова Пенджпкентского района Таджикской ССР, совхозе «Прогресс» Андижанской области.
Общая площадь делянки в полевых опытах составила при использовании в качестве защитки земляных валиков—56 м2, при оставлении 2-метровой защитной зоны — 86 м2, учетная — 50 м2. Повторность полевых опытов 4-кратная, производственных— 2-кратная. Учетная площадь делянки в производственных опытах составила 1000 м2. В полевых опытах изучались дозы: бора от 0,5 до 6, марганца и меди —от 2 до 6, цинка —
от 1 до 6 кг л в на I га, в вегетационном опыте бора - от 0 5 до 6, марганца и меди от 2 до Ь цинка—от I m о мг на 1 кг абсолютно сухой почвы Концентрация растворот і ія полевых и вегетационных опытов микроэлементов при некорневой подкормке составила 0 01, 0 0 и 0 05% и при »амочке семян -0,001, 0 00^ и 0,005% Эффективность vдoҐ>peнIШ для рииа изучалась на фоне основных минеральных удобрении моче вины—4b% N, простого с\перфосфата—11% Р.О \ три стого калия — Ь0% К.О, аммофоса—11 % \ и4Г Р.О в по левых опытах in расчета MniPhtKeo кг л в на 1 і а и вегега ционных \"— 1,8 Р.Об- 0 Ь, К20 — 0,6 г на сос\д. 40 0 а ют ных удобрении вносили в период полных всходов и Ь0% — в фазу полного кущения, фосфорные удобрения — 50% перед посевом и в фга\ кущення, калийные — 50% пере і посевом и по всходам
Данные дозы и сроки внесения основных минеральных удобрении разработаны для этой зоны Е И Столыпиным (1972), 3 И Лбд\жаббаровым (1986), Б К Кнырбаевым (1983), Г И Рахимовым (1987) и включены в рекомендации МСХ Уібекскои ССР и САО ВАСХНИЛ (1972, 1983. 1987) В почву удобрення вносили разбросным способом, поверхностно, с заделкой кетменем на глубину 10 см до посева, а в подкормки — при остановке подачи воды в чек (микрочдобре-ния совместно с аютно катииными) в фазу по шых всхо юв и в кущение (аютно фосфорные) Перет. внесением микроудобрения тщательно перемешивали с макроудобрениями Некорневая подкормка микроэзементамн проводилась в фазу кущения при помощи ранцевого и тракторного опрыскивателя Замачивание семян микроэлементами осхществлялось в течении 12 часов, соотношение веса раствора и семян состав ляло прн этом 1 2 В качестве микро\добреннії испо іьзовали борн\ю кислотх НзВСц— 17,5% В, сернокислые com марганца—\vinS04 5Н20 — 22 8% Мп, меди CuSCV 5Н0—25 5% Си, цинка — ZriSO* 7НгО - 22,8 , Zn
Учеты и наблюдения за ростом и ра житием растении проводит согласно методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культ\р (19Ы), методике полевых и вегетационных опытов с удобрениями (19Ь7) по след\ю-щим показатезям феноіогнческие наблю іении Jd ростом и развитием риса, общая длительность вегетационного периода в днях (от полных всходов до полной спелости), густота стояния растении (число растении на 1 м2), число метелок на растении; рост растении (замер высоты растении по фазам развития); прирост сухого вещества по периоым развития (всходы, кущение, выметывание, созревание), масса зерен главной мете чьи, масса 1000 зерен, пустозерность, пленча-тость, урожаи зерна и соломы; общая масса корней
Почвенные и растительные образцы для проведения агрохимических исследований отбирались согласно методике Географической сети опытов с. удобрениями (1965) и методическим указаниям по проведению полевых и вегетационных опытов с микроудобрениями под культуру риса (1988).
Подготовка почвенных и растительных образцов к анализам проводилась по методике М. Г. Синягиной (1960), В. Л. Муханавой (1963), Е. К. Кругловой (1973). Гумус определяли по И. В. Тюрину, валовое содержание в почве азота и фосфора — из одной навески сжиганием по К. Е. Гинзбург, М. Г. Щегловой и Е. А. Вульфиус; в последующем азот определяли методом Кьельдаля, фосфор — колориметрически по методу Дениже, калий — спеканием по Смитту с последующим определением на пламенном фотометре; нитратный азот — колориметрически по Грандваль-Ляжу, аммиачный азот в 1 % растворе КС1, колориметрически с реактивом Нес-слера, подвижные фосфаты — в 1% углеаммонийной вытяжке по Б. Н. Мачигину и в 1% углекислой вытяжке колориметрически по Дассу в модификации Д. Гусейнова и А. Шафи-бекова; обменный калий — в 1% углеаммонийной вытяжке по П. В. Протасову на пламенном фотометре; азот, фосфор, калий в растении — из одной навески колориметрически и на пламенном фотометре по К. Е. Гинзбург, М. Г. Щегловой и Е. А. Вульфиус. Валовые формы микроэлементов определяли: бор — колориметрически с хинализарином по Е. К. Кругловой Х1966); марганец—колориметрически по Ю. И. Добриц-кой (1968); медь и цинк—из одной навески колориметрически по К. В. Веригиной (1965); марганец, медь и цинк также определяли спектральным методом анализа (Иванов Л. И., Лернер Л. А., 1975). Определение доступных форм микроэлементов в почве и содержание их в растении проводилось по Е. К. Кругловой (1973) колориметрически и атомно-аб-сорбционным методом (Иванов Д. Н., Лернер Л. А., 1975). Содержание белкового азота" и крахмала в зерне — по Берн-штейну (1963) и М. Г. Бертрану (1952); микробиологические исследования — по Е. Н. Мишустину, А. Н. Петровой (1963), И. С. Вострову, Ю. Р. Долгих (1977).
Исследования проводились совместно с УзНИИР, Институтом химии АН УзССР, Институтом микробиологии АН УзССР, проблемной лабораторией микроэлементов СамГУ, ВИУА, НИУИФ, ИМГРЭ, ВИР. Математическая обработка цифрового материала осуществлялась методом дисперсионного анализа Р. А. Фишера в модификации В. Н. Перегудова (1985).
Агротехника на опытных участках — обычная, принятая в хозяйствах, для всех вариантов и повторностей одинаковая. Предшественник — рис второго года посева. До посева глу-
бина заделки vтобрении состав тяла 10 см В подкормки подача воды на участок прекращал кь Hot іе потного впитывания удобрели." в почву (через 5 дня) подача воды возобновлялась Убор і урожая с по іевьіх и вегетації ншых опытов провотитась в фазу потной спе юсти, рл (дельным способом Растени і ри^а скашивались жатками ЖРБ4.3, ЖРК Ь, вы сушива шсь и обмолачивались комбаином СКПР-4, СКД 5Р с каждого варианта и повторності! отдельно В опытах высевали сзедхющие сорта риса в Корезмскои области и ККАС< Р — УзРОС 54, Гырдарышскои У)РОС 269 Самаркандской— УзРОС, 7 13, в Пентлшкентслом раионе Тадлч-ССР — ВРОС 3716 УаРОС 39, Лвангар і
Агрохимическая характеристика почв опытных участков представлена нилче В болотно луговых почвах сероземной зоны гумуса несколько больше (1,15—2,15%), чем в почвах пустынной зоны (0 50—1,80%) Особенно мато гумуса в лугово болотных почвах легкого механического состава—0 3% (совхоз «Колос», вновь освоенные барханные пески) Содержание валового азота (0 02—0 21%) и фосфора (0,01— 0,17%) во всех почвах рисосеяния невысокое Однако содержание калня представлено значительными величинами (1,22— 2,05%) Количество подвилчных форм а юта небольшое (6— 26 мг/кг почвы) Причем количество аммиачного азота боть ше, чем нитратного Содерл\ание обменного ка шя в бо іьшин-стве почв рисосеяния высокое (ПО—363 мг/кг) В болотно-луговых почвах сероземной юны содерл%.ание валового бора колеблется от 73 до 90 мг на 1 кг почвы С глубиной количество его снижается до 5,5 мг на 1 кг почвы В засоленных лугово болотных почвах сероіемнои зоны, лугово пустынной, лугово такырной, лугово бототнои почве nvcTUHHon юны содержание валового бора повышено (94—155 мг/кг) С глубиной его количество возрастает с 67 до 173 мг на 1 кг почвы Концентрация валового марганца довотьно высокая (125— 916 мг на 1 кг почвы) По профизю почвп наб іюдается и метное снилчение его то \ ровня гр\нтови\ вот и ш млегания галечникового гориюнта Содержание вазовой меди в исследованных почвах колеблется от 17 до 56 мг на 1 кг почвы Наименьшее количество валовой меди содерллітся в л\гово пустынной почве легкого механического состаза Концентра ция цинка в гориюнте <Л> ко іеблется от И до \Ы мг на 1 кг почвы, а на глубине I метра падает до 2Ь—21 мі кг соотве* ственно Подвилчные формы микроэлементов в пахотном стог почвы рисосеяния представлены следующими величинами бор — 0,30—3 00, марганец — Ь2—257, ме іь - 0 20—3,20, цинк — 0,70—3 20 мг на 1 кг почвы Незасозенные болотно-луговые и лугово болотные почвы содержат воторастворнуюго бора 0,80—1,21, подвижного марганца — 85—145 мг на 1 кг
123 123 123 123 «23 123 123 J 23 123 |23 123 123 I 3 123 123
NIBOP60K60-q>OH ФОН + В ФОН * Mn. ФОН + Си. ФОН +1ц.
.Ц/га
/1
.5
V-
* /
/
/
К - Сакаркавдская ойласгь 5 - Хорезмская область
З-ККАССЯ? '..' — '-урожая риса-оырца,.ц/ра
I- предпосевная аомочка . 2 - Енонорновая подкормка
3 - вігосоияа в почьу — прибавці-. r.-Ылну ,.*::/\чх
Ps:C I. Эф^оэтктлюсть.разл'лчних.спосойов применения мккроудобрсіг.ііі для ркса
..«"
почвы. Большим количеством этих элементов характеризуются лугово-пустынные, лугово-такырные почвы. Здесь содержание водорастворимого бора составляло 1,32—2,40, марганца— 130—257 мг на 1 кг почвы. Содержание доступной для растений меди в почвах опытных участков в большинстве случаев колебалось от 0,25 до 1,24 мг на 1 кг почвы. В отдельных случаях оно составляло более 2—3 мг на 1 кг почвы. Количество подвижного цинка.в почвах опытных участков в основном колебалось от 0,70 до 2,20 ив редких случаях 3—4 мг на 1 кг почвы. В отфильтрованных оросительных водах фотоколориметрическим методом марганец, медь, цинк в большинстве случаев не обнаруживается. При атомно-аб-сорбционном методе содержание их колеблется по марганцу от 0,24 до 1,0, меди — от 0,7 до Л,9, цинку — от 0,10 до 0,33 мкг/л. Содержание бора в оросительных водах — 2,0— 3,5, в грунтовых — 3,0—15,0 мкг/л. Особенно богаты бором грунтовые воды Сырдарыгнской, Хорезмской областей и ККАССР.