Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Влияние условий минерального питания на продуктивность и качество зерна пшеницы (обзор литературы) 8
1.1. Особенности минерального питания пшеницы 9
1.2. Влияние условий минерального питания на продуктивность и качество зерна пшеницы 16
1.2.1. Минеральные удобрения и продуктивность пшеницы 17
1.2.2. Минеральные удобрения и качество зерна пшеницы 20
ГЛАВА 2. Методика, обьекты и условия проведения исследований 26
2.1. Методика исследований 26
2.2. Характеристика изучаемых сортов яровой пшеницы 28
2.3. Метеорологические условия проведения опытов 31
ГЛАВА 3. Эколого-географические условия почвообразования и характеристика светло-серых лесных почв приангарья 37
3.1. Почвенно-климатические ресурсы 37
3.2. Характеристика светло-серых лесных почв 39
ГЛАВА 4. Динамика содержания подвижных форм пита тельных веществ в светло-серой лесной почве при внесении минеральных удобрений (по результатам исследований) 42
4.1. Динамика аммонийного и нитратного азота в почве 42
4.2. Динамика подвижного фосфора и обменного калия в почве ... 50
ГЛАВА 5. Обеспеченность растений изучаемых сортов яровой пшеницы N, Р и К в зависимости от применения минеральных удобрений 58
ГЛАВА 6. Влияние минеральных удобрений на продуктив ность изучаемых сортов яровой пшеницы 69
6.1 Влияние минеральных удобрений на площадь листьев яровой пшеницы 6^
6.2 Влияние минеральных удобрений на урожайность зерна яровой пшеницы районированных сортов Ангара 86, Тулун 15, Ту-лунская 12 иИргины
ГЛАВА 7. Качество зерна взятых для изучения сортов яровой пшеницы в зависимости от применения минеральных удобрений 80
7.1 Посевные качества семян яровой пшеницы в зависимости от применения минеральных удобрений 82
7.2. Физические показатели качества зерна пшеницы в зависимости от применения минеральных удобрений 85
7.3. Содержание белка в зерне пшеницы в зависимости от применения минеральных удобрений 90
7.4. Технологические и хлебопекарные качества зерна яровой пшеницы в зависимости от применения минеральных удобрений 94
7.5. Зависимость качественных показателей зерна взятых для изучения сортов яровой пшеницы от обеспеченности элемента ми минерального питания
ГЛАВА 8. Биоэнергетическая эффективность применения минеральных удобрений под изучаемые сорта яровой пшеницы 108
Выводы 111
Предложения производству 112
Список литературы
- Влияние условий минерального питания на продуктивность и качество зерна пшеницы
- Характеристика изучаемых сортов яровой пшеницы
- Характеристика светло-серых лесных почв
- Динамика подвижного фосфора и обменного калия в почве
Введение к работе
Актуальность темы. Светло-серые лесные почвы в лесостепи Приан-гарья (Иркутская область) занимают более 12% пашни. Однако их продуктивность остается крайне низкой. Это связано с неблагоприятными агрохимическими показателями этих почв: низким содержанием гумуса, общего азота, обменного калия. В этой связи, применение минеральных удобрений на светло-серых лесных почвах позволяет значительно улучшить их питательный режим и повысить урожайность зерновых культур.
Яровая пшеница является основной продовольственной культурой в Иркутской области. Одним из условий решения проблемы продовольственного обеспечения области является получение стабильных урожаев с высоким качеством зерна яровой пшеницы. Однако уровень урожайности и качество получаемого зерна не всегда отвечают этим требованиям. Своеобразие почвенно-климатических ресурсов Сибирского региона ограничивает высокие потенциальные возможности пшеницы и качественные показатели ее товарной продукции. Короткий безморозный период обуславливает дефицит доступных элементов минерального питания на светло-серых лесных почвах региона, и так характеризующихся низким уровнем почвенного плодородия. Вследствие этого продуктивность исследуемых почв остается низкой. Одним из путей решения данной проблемы является применение минеральных удобрений. Наилучшая реализация потенциальных возможностей проявляется при уравновешенном сбалансированном питании, которое и оказывает положительное влияние на рост и развитие растений. Особое значение здесь отводится роли сорта, специфика минерального питания которого генетически контролируется. Существуют сорта, способные не только поглощать из почвы и удобрений значительно больше азота, фосфора и калия, но и синтезировать на единицу элемента больше органического вещества, чем другие (Гам-зикова, 1994). В Иркутской области возделываются сорта пшеницы, которые при благоприятных погодных условиях формируют хороший урожай с высококачественным зерном. В связи с этим остро стоит вопрос реализации по тенциала продуктивности сорта и формирования качественного зерна пшеницы в зависимости от конкретных условий выращивания. Поэтому оценка отзывчивости современных высокопродуктивных сортов яровой пшеницы на внесение минеральных удобрений, рассчитанных на продуктивность 50 ц/га +N30 азотная подкормка в фазе цветения, приобретает особую значимость. Это связано с тем, что потенциально сильные сорта яровой пшеницы предъявляют высокие требования к уровню плодородия почв. Последнее обусловлено и тем, что ранее подобных исследований на светло-серых лесных почвах Приангарья не проводились. Вопрос получения стабильного урожая пшеницы и формирования зерна высокого качества в зависимости от сортовых особенностей, почвенно-климатических условий, технологии возделывания является актуальным.
Цель исследований - реализация потенциала продуктивности и качества зерна разных районированных сортов яровой пшеницы на светло-серой лесной почве Приангарья под влиянием вносимых минеральных удобрений.
В задачи исследований входило:
- изучить динамику содержания минерального азота, подвижного фосфора и обменного калия в почве и определить обеспеченность растений изучаемых сортов яровой пшеницы элементами питания по основным фазам роста и развития под влиянием вносимых удобрений;
- выявить особенности нарастания листовой поверхности у районированных сортов яровой пшеницы и ее роль в формировании урожая и его качества;
- изучить сортовую специфику продуктивности и качественных показателей зерна разных сортов яровой пшеницы;
- оценить биоэнергетическую эффективность применения минеральных удобрений под районированные сорта яровой пшеницы.
Научная новизна. Впервые в Приангарье выявлены способы оптимизации минерального питания районированных сортов яровой пшеницы путем применения N30 в виде азотной подкормки в фазе цветения на фоне NPK, рассчитанных на продуктивность 50 ц/га, позволяющие получать высокий урожай зерна с качеством, предъявляемым к сильным пшеницам на светлосерой лесной почве. Определена биоэнергетическая эффективность применения минеральных удобрений под взятые для изучения сорта яровой пшеницы.
Защищаемые положения:
- Научно-обоснованное применение минеральных удобрений на светлосерой лесной почве Приангарья способствует повышению уровня обеспеченности растений пшеницы элементами питания и положительно влияет на ее продуктивность и качество зерна;
- Сбалансированное минеральное питание, рассчитанное на продуктивность 50 ц/га + N30 в фазе цветения на светло-серой лесной почве Приангарья позволяет получить высокий урожай зерна с качеством, соответствующим сильным пшеницам.
Практическая значимость. Результаты исследований могут служить основой при разработке интенсивной технологии возделывания яровой пшеницы на продовольственные цели.
Соблюдение рекомендаций по применению удобрений под яровую пшеницу в условиях лесостепи Приангарья обеспечит получение стабильных урожаев зерна с качеством сильных пшениц.
Апробация работы: Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: научных конференциях профессорско-преподавательского состава в Ир. ГСХА (г. Иркутск, 1999, 2000, 2004, 2006); международной научной конференции «Плодородие почв, эффективность средств химизации и методы оптимизации питания растений» (Иркутск, 2005); научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Я.В. Пейве (Краснодар, 2006). По теме диссертации опубликовано девять работ.
Исследования проведены на кафедре микробиологии, физиологии растений и агрохимии Ир.ГСХА в 1997-1999 гг. Автор выражает благодарность коллективу кафедры агрохимии за помощь в выполнении данной работы.
Содержание работы. Диссертация представляет собой рукопись объемом 133 страницы машинописного текста и содержит 29 таблиц, 9 рисунков и 39 приложений. Состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству. Библиография представлена 232 наименованиями, в том числе 11 зарубежных авторов.
Влияние условий минерального питания на продуктивность и качество зерна пшеницы
Низкая урожайность является следствием недостаточной обеспеченности серых лесных почв питательными веществами (Мальцев, 2001). Серые лесные почвы Иркутской области по данным Л.В. Помазкиной (1985) характеризуются низкими запасами гумуса в слое 0-20 см 5-106 т/га и общего азота 3.8-5.8 т/га, а также незначительными темпами минерализации органического вещества и накопления минерального азота. В соответствии с системой показателей гумусного состояния почв (Гришина, Орлов, 1987) по содержанию гумуса в пахотном горизонте исследуемые серые лесные почвы характеризуются как «низкообеспеченные». Опыты А.И. Кузнецовой (1969), Л.В. Помазкиной (1985), Н.Е. Абашеевой (1983, 1992), В.Т. Мальцева (2000) и других ученых свидетельствуют о том, что минеральные удобрения на серых лесных почвах - основной фактор получения стабильных урожаев сельскохозяйственных культур.
Многолетние исследования СП. Городецкой (1975), Н.А. Арнаутовой (1980), а также исследования В.И. Никитишена (1984) показали, что систематическое внесение удобрений повышает урожайность полевых культур на 35-50% и поддерживает плодородие почвы на сравнительно высоком уровне. Особенно велика роль азотных удобрений.
Высокая эффективность азотных удобрений в отношении урожайности яровой пшеницы в Восточной Сибири была отмечена в работах И.Н. Рынкса (1965), В.Т. Мальцева (1968, 1988, 1990, 2001), А.Н. Угарова (1969), Э.В. Пятниковой (1972), И.М. Кошкарева (1974), Л.В. Помазкиной (1985), В.А. Останина (1995), В.А. Шелковникова (2003).
Обязательное условие минерального питания это достаточное обеспечение почв наряду с азотом подвижными формами фосфора и калия. Такая оптимизация проводится на основе растительной и почвенной диагностики с учетом реакции почвенного раствора.
ГЛ. Гамзиков (1981) в своих исследованиях отмечал, что недостаток азота все же в первую очередь определяет уровень урожайности и эффективность фосфорных и калийных туков. Но в свою очередь в почвах, недостаточно обеспеченных фосфором и калием, слабо протекают процессы мобилизации азотных соединений, сдерживается накопление и усвоение растениями нитратного азота.
Многими авторами установлена положительная роль фосфора и калия в продуктивном использовании растениями азотных удобрений (Кореньков и др., 1977; Гамзиков, 1985). Оптимальное сочетание азотных, фосфорных и калийных удобрений на серых лесных почвах лесостепи позволяет получить максимальные прибавки урожаев 4.3-9 ц/га (Гамзиков, 1981). При внесении удобрений усиливается потребление почвенного азота (Турчин, 1964; Кореньков, 1967). Образуется «добавочный» или «экстра» азот (Турчин, 1964).
В.Т. Мальцев (2001) также отмечает, что фосфорные и калийные удобрения увеличивают вынос азота растениями. Вынос азота урожаем складыва ется из использования его из внесенных удобрений и почвы. Основную долю - от 55 до 76% - составляет азот почвы. Наибольший положительный эффект в накоплении «экстра» азота достигнут при внесении азотных удобрений на фоне Р К (предшественник - чистый пар 77.2%). Минеральные удобрения повышают содержание в почве нитратного и аммиачного азота, подвижного фосфора и обменного калия (Шелковников, 2003).
Большую роль в продуктивности и качестве яровой пшеницы играет предшественник. Самая низкая урожайность отмечается по зерновому предшественнику, а наибольшая - по чистому и занятому парам (Абашеева и др., 1983; Помазкина, 1985; Мальцев, 2001). В.Т. Мальцевым многолетними опытами с удобрениями на серой лесной почве было установлено, что по сидеральному и чистому парам азотные удобрения следует вносить только на фоне фосфорных и калийных. Применение азотных удобрений на фоне фосфора и калия повышает их эффективность в 1.4 - 2 раза.
С.Н. Иванов (1985) при внесении полной дозы NPK установил (использование изотопной метки), что внесенный азот увеличивает использование фосфорных и калийных удобрений, фосфор - калийных, а калий незначительно увеличивает эффективность азотных и фосфорных удобрений. При этом обеспеченность в ранние фазы фосфором способствует развитию более мощной корневой системы, что способствует активному поглощению других элементов питания и влаги.
Отрицательное влияние низких температур на урожайность сельскохозяйственных культур происходит за счет снижения интенсивности поступления питательных веществ и собственно фосфора в начале вегетации. Внесенные фосфорные удобрения в определенной мере снижают это явление в условиях холодного климата (Дадыкин, 1952).
Н.М. Майбородой (1982) в Красноярском крае было установлено, что по всем предшественникам, включая чистый пар, внесение гранулированного суперфосфата в рядки с семенами яровой пшеницы в дозе Р20 позволяет увеличить урожай зерна на 3-5% . Длительные наблюдения В.И. Никитишена (1984), Т.Н. Кулаковской (1990), Н.А. Кирпичникова и др. (1993), показали, что доступность подвижного фосфора и эффективность вносимых удобрений существенно зависят от гранулометрического состава почвы, значений рН почвенного раствора, условий влагообеспеченности культуры.
В.В. Житов, изучая динамику подвижных форм азота и фосфора в почве под пшеницей в Иркутской области, отмечает, что в усвоении пшеницей азота и фосфора есть прямая зависимость (Житов, 1967, 1972). В критические периоды одновременно с фосфорными следует вносить азотные удобрения. Под действием удобрений повышается содержание доступных элементов в почве.
Недостаточная обеспеченность калием приводит к затягиванию развития растений и удлинению вегетационного периода. На темно-серых лесных почвах Алтайского края отмечено возрастание эффективности калийных удобрений на фоне азота и фосфора в холодные и дождливые годы (Остров-лянчик, 1962). Та же закономерность в Забайкалье отмечена Н.Е. Абашеевой и др. (1983).
Характеристика изучаемых сортов яровой пшеницы
Характеристика изучаемых сортов Сорт Ангара 86 выведен на кафедре растениеводства ИГСХА методом индивидуального отбора из гибридной популяции Безостая 1 (яровая) х Ударница М.С. Наумовой, Ю.П. Логиновым, Ш.К. Хуснидиновым, В.И. Наумовым, А.Г. Абрамовым. Разновидность Лютесценс. Колос белый, безостый, неопушенный, крупный, цилиндрической формы, плотный, средней длины. Колосковая чешуя овально-яйцевидная. Плечо широкое, почти одинаковое на всем протяжении колоса, чаще слегка скошенное. Килевой зубец прямой, тупой, короткий. Киль хорошо выражен. Зерно красное, стекловид ное и полустекловидное. Овальной формы, крупное. Масса 1000 зерен 32-40 г. Длина стебля - 85 см. Сорт очень устойчив к полеганию. Скороспелый, созревает на 5-8 дней раньше сорта Скала. Период вегетации 75-80 дней. Сорт высокоурожайный, интенсивного типа. Потенциальная урожайность 50-70 ц/га. Отзывчив на высокий агрофон. Более засухоустойчив по сравнению с сортом Скала. Меньше поражается пыльной головней и корневыми гнилями. Среднеустойчив к бурой ржавчине. Хлебопекарные качества средние и хорошие - 3,6-4,3 балла. Районирован в области с 1989 года.
Сорт Тулун 15 выведен на Тулунской ГСС А.Е Юдиным индивидуальным отбором из гибрида сорта Харьковская 93 и сорта Тулунчанка. Разновидность Лютесценс. Колос пирамидальной формы, средней длины (6-7см), средней плотности (17-21 колосок на 10 см длины колосового стержня), колосковые чешуи яйцевидные, средней длины, нервация слабая и средняя. Киль выражен в слабой и средней степени. Зубец колосковой чешуи короткий, прямой, тупой. Плечо колосковой чешуи широкое, прямое. Зерновка яйцевидная, светло-красной окраски, бороздка средняя. Масса 1000 зерен составляет 32.9-36 г. Сорт скороспелый. Вегетационный период в среднем 79 дней, у стандарта Ангары-86 80-86 дней. Ежегодно вызревает и дает кондиционные семена в северных и подтаежных районах Иркутской области. Этот сорт лучше других способен вызревать при прохладной влажной погоде. Высокая устойчивость к полеганию, осыпанию, но сорт неустойчив к весенне-летней засухе. Поражение пыльной головней составило в среднем 0.3%, у Ангары 86-0.6%. За 5 лет на государственных сортоучастках Иркутской области средний урожай по пару равнялся 22.4 ц/га, а у стандарта 23.1 ц/га. На Киренском ГСУ в среднем за 5 лет урожай зерна составил по пару 36.6 ц/га. В конкурсном сортоиспытании на Тулунской ГСС в 1989 году урожай зерна получен 51.7 ц/га. В Иркутской области в производственных условиях максимальная урожайность составила - 44.9 ц/га. Тулун 15 хорошо отзывается на применение минеральных удобрений. Рекомендуется к возделыванию по интенсивной технологии. Особенностью сорта Тулун 15 является его высокая белковость зерна и хорошие хлебопекарные качества. Причем это отмечается ежегодно и изменчивость этого показателя по годам меньше, чем у стандарта Ангара 86. По результатам анализов, проведенных в Алтайской лаборатории - содержание белка в среднем 15.9%, на 1.5% выше, чем у Ангары 86, стек-ловидность57% на 4% выше стандарта. Содержание сырой клейковины 39.4%). Общая хлебопекарная оценка 4.4 балла на 0.3 балла выше (Ангара 86 -4.1 балла). Районирован в Иркутской области с 1996 года.
Сорт Тулунская 12 получен на Тулунской ГСС методом отбора из гибридной популяции Безостая 1 (яровая) х Бирюсинка А.Е. Юдиным. Разновидность Лютесценс. Колос цилиндрический, средней длины, плотный, белый, неопушенный, безостый. Колосковая чешуя овальная; нервация слабая. Килевой зубец тупой, прямой, короткий. Киль выражен слабо. Зерно красное, яйцевидной формы, средней крупности и крупное. Масса 1000 семян - 33-36 г. Сорт среднеранний, среднескороспелый, созревает одновременно или на 2-3 дня раньше, чем сорт Скала. Устойчив к полеганию. Более устойчив, чем сорт Скала, к поражению пыльной головней; бурой и стеблевой ржавчиной поражается выше среднего, от слабой до средней степени переносит почвенную засуху. Высокоурожайный, с потенциальной продуктивностью до 50-60 ц/га. Рекомендуется к возделыванию по интенсивной технологии. Хорошо отзывается на внесение минеральных удобрений. Хлебопекарные качества хорошие 3,8-4,5 балла. Сорт сильной пшеницы. Районирован в Иркутской области с 1989 г.
Иргина сорт среднеранней группы. Выведен на Красноуфимской селекционной станции. Разновидность Мильтурум. Колос красный, безостый, неопушенный, слабоветереновидной формы, средней длины и плотности. Колосовая чешуйка яйцевидно-овальная. Килевой зубец прямой, короткий. Киль хорошо выражен. Зерно красное, стекловидное, крупное. Масса тысячи зерен 35-41 г. Средняя длина стебля - 85 см. Сорт устойчив к полеганию и прорастанию на корню. Устойчив к осыпанию, засухе. Пыльной и твердой головней поражается слабо, бурой ржавчиной средне. Сорт высокоурожай ный с потенциальной продуктивностью 40-50 ц/га. Сорт очень требовательный к условиям произрастания, хорошо отзывается на внесение минеральных удобрений. Рекомендуется к возделыванию по интенсивной технологии. Созревает на 2-3 дня позже Тулунской 12. Хлебопекарные качества высокие. По данным Алтайской химико-технологической лаборатории стекловидность зерна на Куйтуиском ГСУ составила 61%, на 6% выше стандарта, сырой клейковины 38.8% на 3.2% больше стандарта. Общая хлебопекарная оценка 4.2 балла против 3.9 у стандарта. Отнесен к сортам сильной пшеницы. Районирован в области с 1993 года. В 2004 году был снят с районирования.
Погодные условия в годы проведения опытов складывались неодинаково (табл. 3, 4; рис.1, 2). Данные свидетельствуют о том, что годы проведения опытов отличались между собой по степени увлажнения и по температурному режиму. Среднее многолетнее количество осадков за вегетационный период составляет 322.9 мм. Самым увлажненным был 1998 г., когда выпало 411 мм, а самыми засушливыми - 1997 и 1999 гг., соответственно выпало 285 и 203.9 мм. Характер выпадения осадков в годы исследований аналогичен средней многолетней закономерности. Малым увлажнением во все годы характеризовались май-июнь. В увлажненный 1998 г. в эти месяцы выпало 145 мм, а в засушливые: 1997, 1999 гг. всего выпало соответственно 53 и 51.2 мм. Максимальное поступление осадков имело место в июле и августе. Следует отметить неблагоприятное распределение осадков в вегетационные периоды 1997 и 1999 гг. На май-июнь в эти годы пришлось осадков в 2-3 раза меньше средней многолетней величины. Острый дефицит влаги в этот период формирования колоса резко снизил его размеры и озерненность, что отрицательно сказалось на общей продуктивности растений. И хотя в последующие месяцы вегетации осадков выпало в пределах нормы, эффекта для растений они не дали. Наиболее благоприятными по распределению осадков и обеспеченности растений водой был 1998 г.
Средняя температура воздуха за вегетацию в 1997 г. составила 14С, что немного выше среднемноголетнего показателя. При анализе температур по месяцам этого года видно, что май и июнь были несколько теплее. Максимальная декадная температура вегетационного периода была 19.6С, а минимальная - 7.7С. В 1998 г. среднемесячная температура воздуха за вегетационный период была на уровне среднемноголетних значений и составила 13.7С. Максимальная декадная температура вегетации была 19.6С, а минимальная - 6С. Среднемесячная температура воздуха за вегетацию в 1999 г. была выше среднемноголетних значений и составила 14.4С.
Характеристика светло-серых лесных почв
Почва опытного участка определена как светло-серая лесная (Малахова, 1960). Подавляющее большинство этих почв делятся на две почвенные разности: легкосуглинистую иловато-пылеватую и тяжелосуглинистую ило вато-пылеватую (Надеждин, 1961). По описанию, выполненному почвоведом В.И. Малаховой, приводим морфологическую характеристику светло-серой лесной почвы на опытном поле кафедры агрохимии:
А пах. 0-20 см Серый. Легкая глина. Пылевато-комковатой структуры. Рыхлый. При подсыхании видна кремнеземистая присыпка. Переход постепенный. А-В. 20-40 см Светло-серый тяжелый суглинок. Пылевато-комковатой структуры. Много кремнеземистой присыпки. Переход постепенный. В-1. 41-73 см Желто-бурая легкая глина. Зернисто-ореховатой структуры. Обильная кремнеземистая присыпка. Имеются пятна полуторных окислов. Плотный. Переход постепенный. В-2. 73-116 см Желто-бурый с белесоватым оттенком. Легкая глина. Слегка уплотненный, комковатый. Много ржавых пятен железа. Есть кремнеземистая присыпка, встречаются глеевые пятна В-С. 116-155 см Желто-бурый с сизоватым оттенком и ржавыми прожилками. Легкая глина. Вскипание от кислоты отсутствует на всю глубину. С глубиной их количество возрастает. Водопрочных агрегатов в этой почве 19...24,3%, при низком содержании агрегатов размером 1...10 мм (до 1,1...1,6).
Исследователями почвенного покрова Приангарья (Костюхин, 1969; Бровкин, 1970; Житов, 1968; Мальцев 1968, 2001 и др.) установлено, что светло-серые лесные почвы Иркутской области отличаются от аналогов Западной Сибири и Европейской России высокой буферной способностью. Вследствие высоких показателей степени насыщенности почв основаниями (75-90%), более высокой емкости поглощения и высоким содержании глинистых частиц, при среднекислой реакции среды. Последнее обусловлено преобладанием в минеральной части повышенного содержания в материнских породах Са и Mg , почвенного минерала монтмориллонита, для которого характерно высокое поглощение катионов и анионов, низкое содержание обменного алюминия. В противоположность исследованиям, проведенным в других почвенно-климатических зонах (Арнаутова, 1974; Жукова, 1980; Ни-китишен, 1984 и др.), в Иркутской области не наблюдается подкисления почвы и снижения суммы поглощенных оснований при систематическом внесении азотных удобрений в дозе 60 кг д. в.-ва на га. Исследования В.Т. Маль цева (2001) по влиянию длительного применения азотных удобрений на содержание гумуса и общего азота показали, что их наличие в серой лесной почве стабилизируется и практически не изменяется по сравнению с вариантом без удобрений и исходным содержанием. Однако там, где не вносились удобрения, ежегодно содержание гумуса снижается по сравнению с исходным на 7.5%, или 16 т/га, что составляет 615 кг. Автор отмечает, полученный факт свидетельствует, о том, что если не вносить азотных удобрений - одних или в сочетании с фосфором и калием, то плодородие почвы постоянно снижается. В многолетних исследованиях на кафедре агрохимии Ир.ГСХА отмечается, что внесение умеренных доз минеральных удобрений на уровне выноса способствует стабилизации показателя гумусности в пахотном горизонте светло-серых лесных почв за счет увеличения биологического урожая и пожнивных остатков (Житов В.В., Наумова О.С., 2005).
При оценке плодородия почвы необходим комплексный подход. Пшеница, например, может возделываться на почвах с широким диапазоном плодородия, но она предъявляет высокие требования к уровню агротехники. Эта культура дает максимальный выход товарной продукции лишь на почвах, имеющих достаточные запасы элементов минерального питания и продуктивной влаги. В связи с этим, регулирование питательного режима почв накопление и сбережение влаги, особенно в весенний период, высокий уровень агротехнических мероприятий являются обязательными приемами по управлению ростом и развитием пшеницы, формированию ее продуктивности и качества.
Д.Н. Прянишниковым (1945) и другими учеными установлена огромная роль азота при возделывании сельскохозяйственных культур и первостепенное значение азотного баланса в земледелии. Основная площадь пашни Восточной Сибири характеризуется невысокими потенциальными запасами азота из-за низкого содержания гумуса в гумусовом горизонте и его укороченное. К тому же потенциальные запасы азота мало доступны для питания растений по причине медленной мобилизации азота из-за климатических особенностей региона. Лишь по паровому предшественнику, а также раннему пласту многолетних бобовых трав возможно получение достаточно высоких урожаев без внесения азотных удобрений. Поэтому в условиях Восточной Сибири для поддержания почвенного плодородия и получения достаточно высоких урожаев с хорошим качеством и необходимо применение минеральных удобрений.
Динамика подвижного фосфора и обменного калия в почве
Природно-климатические условия района вносят много разнообразия в пищевой режим почвы, характер питания растений и физиологическое действие удобрений. Низкая температура почвы, особенно весной, обуславливает слабую микробиологическую активность. В связи с этим естественное возобновление доступных растениям форм элементов питания происходит медленно. Применение минеральных удобрений способствует решению этой проблемы. Наибольшее влияние на содержание азота в растениях оказывают их возраст и условия минерального питания. Недостаток азота отрицательно сказывается на фосфорном обмене, снижает синтез белковых соединений, а на фоне повышенного обеспечения фосфором и калием замедляет новообразование белка и отток ассимилянтов в репродуктивные органы (Прянишников, 1976; Кретович, 1981). При достаточном снабжении азотом в период закладки репродуктивных органов и последующим обеспечением их этим элементом, зерно образуется с высоким содержанием азота, а при недостатке азота в этот период - с более низким (Церлинг, 1990). Усиленное азотное питание удлиняет время деятельности меристемы, а это увеличивает количество структурных элементов растения (Церлинг, 1978; Качур, 1988). Однако избыток азота подавляет формирование репродуктивных органов, способствует полеганию пшеницы, что усиливает щуплость зерна, значительно затягивает период созревания семян (Авдонин, 1975). Таким образом, регулированием азотного питания растений, оказывающего большое влияние на развитие репродуктивных и вегетативных органов и на размеры образующейся ассимилирующей поверхности листьев, можно добиваться значительного увеличения общей продуктивности.
А.И. Коровин (1972) установил, что в холодной почве растения испытывают фосфорное голодание даже при наличии подвижной фракции этого элемента. По его утверждению, внесение повышенных доз фосфора в сочетаний с повышенными по отношению к азоту дозами калия благоприятствуют формированию высокого урожая, и ускоряет созревание растений. Оптимальное обеспечение растений питательными веществами при благоприятном водоснабжении и высокой агротехнике возделывания гарантирует проявление потенциальных возможностей сорта в повышении урожайности (Да-дыкин, 1952; Климашевский, 1991; Гамзикова, 1994).
Для оценки характера минерального питания растений при формировании того или иного уровня продуктивности и для установления оптимальной обеспеченности питательными веществами широко используются растительная химическая (листовая) диагностика, в основу которой положена зависимость между ростом растении (урожаем) и концентрацией элементов питания в органах. Основные положения растительной диагностики были сформулированы и развиты в работах Н.К. Болдырева (1962; 1972; 1983; 1987), З.И. Журбицкого (1977), В.В. Церлинг (1978; 1990). Исследованиями Н.К. Болдырева (1972) установлено, что в полевых опытах на черноземах Западной Сибири оптимальное содержание элементов питания в растениях яровой пшеницы в фазе кущения составляло в % 4,35 N; 0,87 Р и 5,0 К. По данным исследований В.И. Никитишена (1977) на черноземах Воронежской области оптимальному уровню питания в фазе кущения соответствовало содержание элементов питания в соотношении N 4,9%, Р 0,9%, К 5,2%. Во время выхода в трубку растений пшеницы это соотношение изменялось и было равно N 2,9%, Р 0,8% и К 4,0%.
Многие исследователи (Никитишен, 1975; Болдырев, 1983; Хавкин, 1984) считают, что наиболее точное представление об уровнях питания зерновых дает содержание элементов в листьях в фазе цветения, так как к этому времени заканчивается в основном рост растений и усвоение питательных веществ. По данным Н.К. Болдырева (1972), содержание питательных элементов в листьях в фазе цветения соответствует следующему соотношению: N 2,6-3,0%; Р 0,52-0,60%), К 2,6-3,0%, что свидетельствует о высокой обеспеченности растений яровой пшеницы питательными веществами. По данным
В.В. Церлинг(1990), оптимальным содержанием NPK для яровой пшеницы в фазе кущения в надземной части является: N-4,5-5,5%, Р-0,35-0,45%, К-3,3-4,4%, в фазе трубкования; N-3,5-4,2%, Р-0,30-0,45%, К-2,5-3,%, в фазе цветения; N-1,8-2,5%, Р-0,25-0,30%, К-1,5-1,6%.
Наши исследования показали, что на светло-серой лесной почве, содержание питательных веществ в яровой пшенице у всех изучаемых сортов в фазе кущения при благоприятных гидротермических условиях соответствовало оптимальным значениям, установленными вышеназванными авторами.
По полученным нами данным содержание азота в листьях в фазе кущения на удобренных вариантах по годам колебалось у сортов в пределах 4,00 -5,60%, фосфора - 0,35 - 0,49%, калия -2,57 - 3,41% (табл. 10, 11, 12. 13). Некоторые отклонения от оптимальных значений в сторону понижения были обнаружены на контрольных вариантах и в засушливые вегетационные периоды 1997 и 1999 годов.
Во все годы исследований четко проявлялась закономерность улучшения азотного питания на удобренных вариантах. Отмеченная разница в обеспеченности азотом растений удобренных и неудобренных вариантов сохранялась до конца вегетации и была характерна для всех изучаемых сортов. В 1998 г. в условиях достаточного водоснабжения в фазе кущения на удобренных вариантах у растений пшеницы по сортам содержалось азота в пределах 4.70-5.56%). В условиях недостатка влаги в этот период в 1997 и 1999 гг. наблюдалось меньшее содержание азота 4.05-5.05%). В фазе трубкования концентрация азота в растениях находилась в пределах 3.2-3.8%. Далее к фазе цветения концентрация азота в надземной части в 1997 и 1999 гг. повысилась в пределах 1.60-2.80%, в колосе-1.60-2.14%. В 1998 г. в надземной части и колосе содержалось меньше азота, соответственно 1.55-1.75% и 1,42-1.80% (1.8-2.5%. опт. по Церлинг в надземной части, 2.6-3.0% опт. по Болдыреву в листьях).
