Содержание к диссертации
Введение
1. Влияние удобрений на рост, развитие и продуктивность земляники 8
1.1 Биологические особенности земляники 8
1.2 Продуктивность земляники в зависимости от условий питания и окультуренности почвы 11
1.3 Содержание и соотношение элементов питания в растениях земляники 16
1.4 Применение биоудобрений при выращивании сельскохозяйственных культур, их свойства и влияние на плодородие почвы 19
1.5 Повышение продуктивности и качества земляники путем некорневых подкормок микроэлементами 24
2. Программа, методы и условия проведения исследований 30
2.1 Изучение действия биоудобрений в вегетационных опытах 30
2.2 Изучение некорневой обработки в полевом и вегетационном опытах 32
3. Агрохимическая характеристика почвы полевого и вегетационных опытов 36
3.1 Действие биоудобрений на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы 36
3.2 Агрохимические свойства почвы опытов с подкормкой микроэлементами. 41
4. Результаты исследования влияния биоудобрений и микроэлементов на биометрические показатели земляники 46
4.1 Особенности действия биоудобрений на биометрические показатели земляники 46
4.2 Изменение биометрических показателей земляники под действием микроэлементов 60
5. Накопление биогенных элементов и хлорофилла в листьях земляники под влиянием биоудобрений и микроэлементов 79
6. Повышение продуктивности земляники при внесении биоудобрений и микроэлементов 85
7. Действие биоудобрений и микроэлементов на накопление Сахаров в ягодах земляники 99
Выводы
- Продуктивность земляники в зависимости от условий питания и окультуренности почвы
- Действие биоудобрений на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы
- Изменение биометрических показателей земляники под действием микроэлементов
- Действие биоудобрений и микроэлементов на накопление Сахаров в ягодах земляники
Продуктивность земляники в зависимости от условий питания и окультуренности почвы
В связи с невысокой отзывчивостью земляники в Нечерноземной полосе на минеральное удобрение необходимо искать пути повышения эффективности минеральных удобрений и урожайности земляники. Для этого при изучении важно учитывать биологические особенности культуры. Коэффициент использования азота из минеральных удобрений остается низким. При внесении в виде минерального удобрения до 50% азота и выше теряется и не используется растениями. В результате не удается создать условия для равномерного потребления растениями земляники азота из минеральных удобрений. Одним из наиболее широко применяемых в сельском хозяйстве азотных удобрений под широкий набор различных культур, в том числе и ягодных, таких как земляника (Деревянчук A.M., 1977) - является мочевина. Мы в своих опытах также использовали мочевину, как традиционное минеральное азотное удобрение. Данное удобрение характеризуется высокой эффективностью действия, связанного со значительным содержанием в нем основного действующего вещества - азота, хорошей его усвояемостью растениями и почвенной микрофлорой. Однако, коэффициент использования, в особенности при его внесении в почву в повышенных дозах невелик, что обусловлено высокой растворимостью (51,8г/л воды при температуре 20 гр. С), лабильностью и другими физико-химическими свойствами, способствующими потерям вносимого с удобрением в почву азота: газообразным потерям, вымыванию из почвы, переводом в недоступные растениям соединения, биологической фиксации почвенной микрофлорой и др. В опытах Раузиной М.И. (1980) земляника в среднем за год использует из удобрений 24,9% азота, 7,9% фосфора и 72% калия. А при некорневой обработке бором 3 8,4%.
Кондаков А.К. (1987) считает, что причиной слабой эффективности азотных удобрений является их ежегодное поверхностное внесение на фоне внесения под основную обработку фосфорных и калийных удобрений перед закладкой ягодных насаждений. При таком внесении вглубь почвы азот проникает в форме лишь нитратного иона, несущего как и фосфатный ион, отрицательный электронный заряд. Одноименность зарядов создает между фосфатным и нитратным ионами конкурирующие отношения при их поступлении в корни растений. Кроме того, под влиянием высокого содержания нитратов снижается количество доступного для растений фосфора. В результате ухудшается и азотное и фосфорное питание, что ослабляет рост и снижает урожай ягодных культур. Ион аммония в отличие от нитратного иона и фосфат-ион взаимно усиливают поступление друг друга в растение.
Одними из первых опыты по удобрению земляники стали закладывать в институте садоводства. Наибольший вклад в выяснении особенностей питания и реакции земляники на различные способы удобрения внесли К.А. Левицкая, М.Н. Язвицкий и Н.Д. Спиваковский. Опыты К.А. Левицкой (1948) на Московской плодово-ягодной опытной станции показали, что эффективность удобрения земляники в сильной степени зависит от предшествующей заправки почвы. Особое внимание стоит уделить работам М.Н. Язвицкого. Он подчеркивал, что земляника является культурой менее требовательной к количеству вносимых удобрений, чем другие ягодные культуры. Но это не значит, что можно вообще обойтись без удобрений. М.Н. Язвицкий считал, что удобрение является обязательным условием правильной культуры земляники, но вносить его можно меньше, чем под другие, более требовательные ягодники - малину, смородину и крыжовник. Спиваковский Н.Д., обобщив опыты Московской плодово-ягодной опытной станции, сделал вывод, что потребность земляники в различных элементах пищи при ежегодном внесении навоза существенно изменяется с возрастом плантации. Результаты опыта (1927-1930) показали, что один навоз в полной норме при ежегодном внесении хотя и обеспечивает значительный урожай земляники, но не создает наилучших условий питания для растений. Более эффективно оказалось сочетание 1/4 дозы навоза с 3/4 нормы NPK.
И.М. Ладченко в 1962-1965гг занималась хозяйственно-биологическим изучением сортов земляники на разных фонах питания. Она пришла к заключению, что почва, которую можно охарактеризовать как среднеплодородную, обеспечивает достаточное минеральное питание большинству сортов земляники. Все хозяйственно-ценные биологические признаки и свойства земляники в полной мере проявлялись в условиях среднеплодородной почвы без дополнительного внесения удобрений.
В 1962-1965гг в отделе агрохимии НИЗИСНП Тельнова М.М. проводила опыты с различными дозами и соотношениями элементов питания в удобрениях под землянику. Она установила, что в первые месяцы после посадки земляника более чувствительна к недостатку фосфора, менее к недостатку калия и мало чувствительна к недостатку азота, потребность в котором возрастает во второй половине первого же вегетационного периода. В первые 1-2 года плодоношения наблюдается повышенная потребность в азотно-фосфорных удобрениях, затем к 3-4 году, также, и в калийных. Практически все упомянутые выше ученые склонны считать, что азотные удобрения под землянику следует вносить в умеренных дозах, иначе она будет реагировать на внесение высоких доз бурным вегетативным ростом в ущерб развитию генеративных органов и, соответственно, урожаю (Albreghts Е.Е.,19 Saxena G.K., Locascio S J., 1992, Locascio S.J., Saxena G.K.,1967). В опытах Бадриевой М.Д.(2002) при увеличении нормы азотных удобрений на сорте Зенга-Зенгана отмечено значительное повышение облиственности и размеров листовой поверхности.
По тем же причинам единовременное внесение азотных удобрений в запас, особенно высоких доз, нецелесообразно (Деревянчук A.M., 1977). Поэтому обычно под землянику их вносят несколько раз за вегетацию в невысоких дозах.
Щербак А.В.(1987) отмечает отрицательное действие высокого содержания в почве азота и калия, большее, чем содержание фосфора. Оптимальное содержание в слое 0-20 см серой лесной почвы нитратного азота - 2,5-5,2 мг/ЮОг, калия - 13,5 мг/100г и фосфора - 20-24 мг/100г. Наиболее благоприятные условия роста и продуктивности земляники наблюдались при внесении торфокомпоста в дозе 80 т/га и органических удобрений вместе с минеральными, причем азот в дозе 60 кг/га в два срока, фосфор и калий по 120 кг/га. В других опытах с земляникой (Щербак А.В., 1988) на дерново-подзолистой почве оптимальная доза азотных удобрений на фоне торфокомпоста составляла 60 кг/га в два срока, а дальнейшее увеличение доз азотных удобрений приводило к снижению урожая. Оптимальное содержание в почве фосфора - 16,3-22,2 мг/100г, но более 25 мг/ЮОг не обеспечивало повышения урожая, оптимальное содержание калия - 5-8 мг/ЮОг. Щербак А.В. считает, что фосфорные удобрения необходимо вносить в дозе 120 кг/га, а калийные в дозе 360 кг/га.
Действие биоудобрений на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы
В вегетационном опыте внесение биоудобрений способствовало увеличению рН с 5,8 на контроле до 6,0-6,4. Максимальное значение было на варианте с экудом и пудретом. Известно, что реакция среды непосредственно влияет на подвижность и скорость поступления анионов и катионов в корни растений, и косвенно — на формирование соответствующего микробоценоза в ризосфере и ризоплане растений, поэтому рН почвенного раствора является одним из основных параметров, почвенного плодородия, определяющим продуктивность растений. Результаты наших опытов показывают, что внесение биоудобрений в разной степени снижает кислотность дерново-подзолистой почвы.
Содержание подвижного фосфора возросло с 348 мг/кг. на контроле до 437 мг/кг на вариантах с навозом и биоудобрениями. Максимальное содержание оказалось на варианте с Пудретом. Содержание азота и калия варьировало незначительно, однако, самое высокое содержание легкогидролизуемого азота было на варианте с пудретом, навозом и экудом, а калия на варианте с навозом и омугом.
Содержание доступных форм азота (таблица 2) возрастало по сравнению с контролем на вариантах с биоудобрениями и навозом. На варианте с навозом доля аммиачного азота была выше, чем на вариантах с биоудобрениями, где преобладали нитратные формы. В работах Pahnenko и др.(2000), а также Дурыниной Е.П. и др. (2001) отмечено позитивное влияние биоудобрений на формирование нитратного пула почвы.
В опыте по изучению возрастающих доз минеральных и биоудобрений показатель рН увеличивался при увеличении дозы биоудобрений и навоза, и оставался практически неизменным при внесении минерального азота (таблица 3).
Гидролитическая кислотность значительно снижалась на вариантах с навозом, экудом и пудретом. Содержание азота увеличивалось при внесении минерального азотного удобрения, особенно при переходе от одной к двум дозам. Содержание фосфора увеличивалось на всех вариантах с биоудобрениями, а содержание доступного калия на всех, за исключением варианта с бамилом.
Анализ почвы в период плодоношения показал (таблица 4), что максимальное содержание нитратного азота и суммы нитратного и аммиачного азота наблюдается при внесении минерального удобрения. Этим объясняется сильный рост вегетативной массы земляники на этом варианте. На варианте с навозом доля аммиачного азота выше, чем на вариантах с биоудобрениями. Из биоудобрений наибольшее содержание нитратов наблюдается на варианте с бамилом. Сумма нитратного и аммиачного азота по вариантам с биоудобрениями и навозом различается несильно, за исключением омуга, где получены самые низкие результаты по этому показателю.
Таким образом, внесение биоудобрений в разной степени снижает кислотность дерново-подзолистой почвы, увеличивает содержание нитратных и аммиачных форм азота, доступных форм фосфора и калия.
Изменение биометрических показателей земляники под действием микроэлементов
Данные по учету в сентябре 2000 года биометрических показателей в полевом опыте представлены в таблице 17.
Внесение полного минерального удобрения на контрольном фоне увеличило количество листьев сорта Кама на 66%, количество усов - на 42%. На фоне 80 т/га количество листьев увеличилось на 52% по сравнению с контролем, рожков на 50%. При внесении на этот фон полного минерального удобрения - количество листьев увеличилось еще на 41% и усов на 142% по сравнению с фоном 80 т/га+N. А по сравнению с контролем - на 114%, 75% и 142%, соответственно. Фон 40 т/га способствовал несколько меньшему увеличению количества листьев и рожков, чем фон 80 т/га+N.
На фоне 40 т/га количество листьев увеличилось на 38%, рожков - на 25% по сравнению с контролем, а при внесении по этому фону полного минерального удобрения листьев - еще на 41% по сравнению с фоном 40 т/га, а по сравнению с контролем на 95% листьев и 50% рожков.
Таким образом, фон 80 т/га+N способствовал образованию наибольшего количества листьев, рожков и усов сорта Кама, а внесение на этот фон полного минерального удобрения еще более повышало эти показатели.
Сорт Эстафета увеличил количество листьев, рожков и усов на фонах 80 и 40 т/га по сравнению с контролем. Внесение по этим фонам полного минерального удобрения не способствовало увеличению этих показателей. Увеличение количества листьев на 25% при внесении полного минерального удобрения произошло только на контрольном фоне, то есть на фоне с самой низкой обеспеченностью почвы элементами питания. На фоне с самой высокой обеспеченностью почвы элементами питания, то есть на фоне 80 т/га+N внесение полного минерального удобрения даже снизило количество листьев, но увеличило количество усов. Таким образом, сорт Эстафета оказался слабо отзывчивым на внесение минеральных удобрений.
Сорт Зенга-Зенгана несколько увеличил количество листьев (на 25%) и усов на фоне 80 т/га+N по сравнению с контролем. На фоне 40 т/га не произошло ощутимого изменения этих показателей. Зато при внесении полного минерального удобрения произошло увеличение всех показателей по всем трем фонам: количество листьев на 27-61%, рожков на 40-75%), усов на 43-67% в зависимости от фона. Количество листьев и усов оказалось наибольшим на фоне 80 т/га+N.
В 2000 году у всех трех сортов максимальное количество рожков (рисунок 3), листьев (рисунок 4) и усов сформировалось на фоне 80 т/га+N. На полное минеральное удобрение при формировании вегетативных органов оказались отзывчивы сорта Кама и Зенга-Зенгана, причем сорт Зенга-Зенгана был наиболее отзывчивым. Сорт Эстафета был отзывчив только на фоне с самой низкой обеспеченностью почвы элементами питания. В 2001 году были проведены следующие учеты: весной - количество цветоносов, цветов, летом - урожай ягод, осенью - количество листьев и рожков (табл. 18, рисунок 5). Также отбирались почвенные и растительные образцы (ягоды и листья земляники) на агрохимический анализ.
У сорта Кама на контрольном фоне количество цветоносов значимо не отличалось по вариантам. Количество цветов на варианте с опрыскиванием бором было максимальным.
На фоне 80 т/га+N количество цветоносов увеличилось на 58% по сравнению с контрольным фоном. При внесении по этому фону дополнительно N,P,K количество цветоносов снизилось на 31% по сравнению с этим фоном. Опрыскивание бором и молибденом по варианту с внесением N,P,K увеличило количество цветоносов и цветов на 20-28% и 31-33% соответственно.
На фоне 40т/га+РК количество цветоносов увеличилось на 42%, цветов на 31% по сравнению с контрольным фоном. Дополнительное внесение N,P,K, как и на фоне 80 т/га+N, снизило количество цветоносов. Опрыскивание бором и молибденом по варианту с внесением NPK увеличило число цветоносов на 27-33% и цветов на 30-32%. Отмечено, что опрыскивание молибденом влияло на количество цветоносов и цветов сильнее, чем опрыскивание бором.
У сорта Эстафета на. контрольном фоне количество цветоносов увеличилось только при опрыскивании молибденом.
На фоне 80 т/га+N количество цветоносов увеличилось на 80%, а цветов на 53% по сравнению с контрольным фоном. При внесении по этому фону NPK количество цветоносов снизилось на 20% по сравнению с этим фоном. Опрыскивание бором по варианту с внесением NPK не повлияло, а молибденом увеличило количество цветоносов на 16%.
На фоне 40т/га+РК количество цветоносов увеличилось на 50%, цветов на 35% по сравнению с контрольным фоном. Дополнительное внесение NPK, как и на фоне 80 т/га+N, снизило количество цветоносов. Опрыскивание бором и молибденом по варианту с внесением NPK увеличило число цветоносов на 20-23%.
У сорта Зенга-Зенгана на контрольном фоне количество цветоносов значимо не отличалось по вариантам. Внесение на этом фоне NPK близко к существенному увеличило количество цветоносов.
На фоне 80 т/га+N количество цветоносов увеличилось на 28% по сравнению с контрольным фоном, а цветов на 24%.
На фонах 80 т/га+N и 40т/га+РК близко к существенному было увеличение количества цветоносов только при опрыскивании молибденом по сравнению с вариантами фон+NPK.
Таким образом, у сорта раннего срока созревания Кама и сорта среднего срока созревания Эстафета максимальным количество цветоносов и цветов было на фоне 80 т/га+N. Внесение по фонам 80 т/га+N и 40т/га+РК NPK снижало эти показатели, а опрыскивание этих фонов по варианту фон+NPK бором и молибденом оказалось эффективно по сравнению с вариантом фон+NPK. Отмечено, что опрыскивание молибденом было эффективнее опрыскивания бором. Сорт позднего срока созревания Зенга-Зенгана значимо не снижал количества цветоносов и цветов при внесении NPK в отличие от сортов раннего и среднего сроков созревания. Близко к существенному увеличивалось количество цветоносов только при опрыскивании молибденом, причем максимальное количество цветоносов было при опрыскивании молибденом по варианту фон+NPK.
Действие биоудобрений и микроэлементов на накопление Сахаров в ягодах земляники
Содержание Сахаров на вариантах с биоудобрениями различалось незначительно, однако суммарное содержание (г/сосуд) было выше, чем на контроле и варианте с навозом. Максимальное содержание отмечено на варианте экуд и пудрет (табл. 37).
Максимальное содержание Сахаров в опыте с возрастающими дозами минеральных и биоудобрений отмечено на контроле. Внесение минерального азота в одинарной дозе значительно снизило содержание, но увеличило общий сбор сахара с одного сосуда (таблица 38). На двойной дозе азота и содержание, и общий сбор сахара были самыми низкими. На вариантах с биоудобрениями содержание сахара было выше, чем на варианте с минеральным азотом, особенно при внесении двойной дозы, где также значительно возрос сбор сахара с сосуда.
Сумма Сахаров в ягодах полевого опыта (таблица 39) снижалась при внесении минеральных удобрений. Наибольшей сахаристостью обладали ягоды с контрольного фона. Увеличение содержания Сахаров и общего сбора сахара с единицы площади наблюдалось при опрыскивании бором и молибденом.
В вегетационном опыте по изучению влияния некорневых обработок при внесении одной дозы азота содержание Сахаров снизилось незначительно, в отличие от двойной дозы, где произошло заметное снижение содержания и сбора сахара на сосуд. Некорневая обработка молибденом увеличила содержание Сахаров, и за счет более высокого урожая на этом варианте общий сбор сахара здесь был выше (таблица 40).
