Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние изученности вопроса регулирования водно-физических свойств дерново-подзолистых почв легкого механического состава . 8
2.Обьекты и методы исследования. 29
2.1 Природно - климатические условия. 29
2.2 Методика проведения полевых и вегетационных исследований . 37
2.3 Методика лабораторно-камеральных исследований и характеристика применявшихся средств вычислительной техники. 40
3. Действие гидрогелей на изменение водно-физических свойств и активность микроорганизмов в дерново-подзо листой супесчаной почвы . 42
3.1 Изучение сорбционных свойств гидрогелей в отношении воды. 42
3.2 Изменение водно-физических свойств почвы при использовании влагонабухающих гидрогелей . 48
3.3 Влияние гидрогелей на активность микрофлоры почвы. 63
4. Влияние гидрогеля на рост культур севооборота . 73
5.Продуктивность культур севооборота при применении влагонабухающих полимерных гидрогелей. 86
6. Влияние гидрогелей на потребление азота,фосфора и калия культурами севооборота . 100
7 Качество и экологические регламентации продук ции кормовых культур. 107
Заключение 116
Выводы. 118
Список литературы. 120
Приложения. 136
- Состояние изученности вопроса регулирования водно-физических свойств дерново-подзолистых почв легкого механического состава
- Методика проведения полевых и вегетационных исследований
- Изменение водно-физических свойств почвы при использовании влагонабухающих гидрогелей
- Влияние гидрогеля на рост культур севооборота
Введение к работе
Работа выполнена в соответствии с планом НИР Владимирского НИИ сельского хозяйства и кафедры агрономической и биологической химии ТСХА ( N государственной регистрации 01930000255 ).
Актуальность темы.Повышение плодородия песчаных и супесчаных разновидностей дерново-подзолистых почвзанимающих в центральном регионе Российской Федерации около 15 % пашни,и увеличение выхода продукции с единицы их площади обеспечиваются комплексом факторов, среди которых наибольшее значение имеют минеральное и водное условия питания растений. Последнее имеет место ввиду того обстоятельства, что на общем, относительно благоприятном, средне-многолетнем фоне выпадения осадков продуктивность культурных ценозов в значительной степени зависит от годовых и,что особенно важно,сезонных циклов колебания уровней влагообеспеченности.
В связи с этим на первый план среди задач практического земледелия выходит поиск агрохимических биофильных средств промышленного производства (альтернативой агротехническим средствам), способных прямо либо косвенно обеспечивать пролонгирование оптимальных условий водного и минерального питания в течение вегетации растений,нивелируя тем самым действие неблагоприятных природных условий.
К числу перспективных агрохимических средств,расширяющих возможности управления водным и минеральным режимами почв,относятся влагонабухающие полимерные гидрогели,синтез которых осваивается отечественной химической промышленностью.Применительно к условиям для дерново-подзолистых почв Владимирской области эти вопросы ранее не рассматривались,что определяет актуальность проблемы.
Цель и задачи исследований.Основная цель исследований заключалась в установлении качественных и количественных закономерностей действия влагонабухающих полимерных гидрогелей на изменение водно-физических свойств почвы,выявлении влияния их на физиологию возделываемых культур и для обоснования приемов их эффективного применения в кормовых ценозах региона.
Предусматривалось решение следующих задач:
-изучить сорбционные свойства гидрогеля в отношении воды и питательных веществ;
-выявить закономерности и математически формализовать изменение водно-физических свойств и микрофлоры почвы при использовании гидрогелей;
-изучить влияние гидрогелей на рост,развитие растений и характер пространственного распределения корневой массы в почве;
-установить влияние различных доз,видов и способов внесения гидрогелей на продуктивность культур севооборота и качество продукции;
-установить параметры расхода элементов питания и воды планируемым урожаем кормовых культур при использовании влагонабухающих полимерных гидрогелей.
Научная новизна.Изучены количественные изменения сорбционных свойств влагонабухающих полимерных гидрогелей в отношении воды; установлен характер действия гидрогеля на изменение водно-физических свойств почв изучаемого агрорегиона и благоприятное влияние его на условия водопотребления культур, биологическую активность почвы и пространственное распределение корневой системы, выраженное в оптимальном развитии первичной и вторичной сети,с наличием пролиферации в очагах сосредоточения гидрогеля в почве; выявлено положительное влияние оптимальных доз гидрогеля на урожай кормовых культур; проведена экологическая регламентация его качества;изучено влияние мелиоранта на поступление и использование элементов питания растениями;рассчитаны многофакторные модели указанных зависимостей.
Практическая значимость. Для условий изучаемого региона в кормовых севооборотах предлагается рациональная доза гидрогеля ( 2000 кг/га на 3 года ),обеспечивающая на фоне расчетной дозы минеральных удобрений независимо от климатических условий увеличение продуктивности звена севооборота (овес + многолетние травы) на 2,2 - 2,5 ц/га к.е.
Экспериментально установленные величины расхода элементов питания на единицу продукции,коэффициенты регрессий апроксимацион-ных зависимостей и другие параметры взаимосвязи изучаемых процессов могут быть использованы в практике планирования продуктивности кормовых культур при использовании гидрогелей на легких дерново-подзолистых почвах.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях Ученого Совета Владимирского НИИСХ (1991--1995 годы),кафедры агрономической и биологической химии ТСХА (1991-1994 годы),на научно-практических конференциях Ивановского СХИ (1994-1995 годы). По материалам диссертации опубликованы 4 работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из семи глав, выводов и приложений.Работа изложена на 183 страницах машинописного текста (47 страниц приложений), содержит 24 таблицы,иллюстрирована 18 рисунками.
Список литературы включает 175 наименований,в том числе 13 иностранных авторов.
Автор выражает свою искреннюю признательность научным руководителям: члену-корреспонденту РАСХН Иванову Андрею Леонидовичу и кандидату сельскохозяйственных наук Артюшину Аркадию Михайловичу за оказываемую ими постоянную методическую помощь в проведении исследований и подготовке настоящей работы.
Состояние изученности вопроса регулирования водно-физических свойств дерново-подзолистых почв легкого механического состава
Водно-физические свойства дерново-подзолистых почв как основной неотьемлемый элемент плодородия и фактор, в значительной мере лимитирующий продуктивность возделываемых на них культур, являлись предметом длительного и всестороннего изучения.
В первом приближении проблемы регулирования водно-физических свойств почв можно разделить на две большие группы: а) агротехнические: рациональные севообороты и набор культур структурообразователей,эффективные зональные системы обработки почвы,глинование,сидерация полей и т.д. (Саввинов, 1926; Вильяме,1935,1949;Стогошкин,1955; Костычев, 1940,1956; Битюков,1956; Зайцева,1935,1957;Денисов,1959; Абдужалалов,1961; Вериго,1963; Роде ,194?, 1963;Грибкова, 1969;Бузмаков,1971,1989;Сальчинов,1984 и ДР.) б)агрохимические: использование органических удобрений,применение специфических структурообразователей промышленного и местного происхождения, использование биофильных веществ, непосредственно гидрофилизирующих либо гидрофобизирующих коллоидную плазму почв,и др.(Вершинин,1935, 1948,1956, 1958, 1959, 1960; Талмуд, 1936, 1948; Антипов-Каратаев,1930,1948;Колясев,1935, 1937,1948;Захаров ,1954, 1964;Гуссак,1961;Масленкова, 1961, 1962,1 966; Качинский, 1933,1947,1962,1967;Афанасьев, 1970;Мосолова, 1970; Эпштейн,1976; Кульман,1982;Сабитов,1990;Минеев,1990, и др.).
Что касается первой группы(агротехнических приемов),то следует признать,что этот аспект проблемы представляется более изу - 9 ченным.Так,известны,например,обобщающие зональные схемы С.С.Сдоб-никова(1989,1994),А.Н.Каштанова(1984) и др., получившие широкое распространение в агрономической практике России.Во Владимирской области изучению эффективных агрономических приемов, улучшающих водно-физические свойства почв.посвящены исследования А.Т.Воло-щука (1982),Н.А.Батяхиной(1986) и др..
Агрохимические способы являются менее изученными,хотя приоритеты в этом вопросе принадлежат отечественным ученым (Иоффе, 1959;Вершинин,1935;Талмуд,1936 и др.). Первые работы по искусственному структурообразованию путем введения в смесь почвы и песка гуминовых веществ,выделенных из черноземных почв, были проведены А.А.Фадеевым и В.Р.Вильямсом (1902).Впоследствии Н.И.Саввинов(1935) испытывал в этих целях гу-маты аммония и калия,полученные из торфов.Сухие гуматы легко переходят в воде в истинный раствор,легко коагулируемый катионами Ca,Fe,Al в необратимые гели,придающие почвенным агрегатам прочность. Новые идеи по искусственному структурообразованию исходили из того,что водопрочность структуры почвы может обуславливаться не только гуминовыми кислотами.В этих целях агрофизическим институтом в лабораториях и полевых условиях был проведен ряд опытов по созданию искусственной структуры почв,где в качестве структурообразователеи были изучены разнообразные органические соединения: целлюлоза,гемицеллюлоза,лигнин,гуминовая кислота, битумы и торфяной клей(Вершинин,1958). Было показано, что обработка бесструктурной почвы этими веществами повышала количество водопрочных агрегатов до 80 %. На суглинистых сероземах Узбекистана в качестве структурообразователеи были применены клеющие вещества из стеблей тростника и гузапаи, обогащенные лигнином, что также повысило водопрочность структуры почвы (Вершинин,1959). Ф.Е.Коля-сев (193?) в качестве структурообразователей предложил щелочную вытяжку торфа,клей из сульфитных щелоков,гераниевых отходов и вискозу. Этот прием способствовал увеличению влагонакопления в почве,уменьшению испарения и повышению урожайности. По мнению Н.Г.Грибковой (1969), органические коллоиды и клеи в качестве структурообразователей положительно влияют на физико-химические свойства почвы,уменьшая ее кислотность,увеличивая содержание гумуса и изменяя содержание азота в почве,тем не менее являются нестойкими и широкого распространения не получили. Дозы этих веществ для получения высоких показателей структуры достигают Ют/га,что,главным образом,и служило препятствием для их внедрения в практику.В послевоенные годы интенсивное развитие отечественной синтетической промышленности создало предпосылки для использования агромелиорантов в дозах в 10-20 раз меньших, описанных выше.
Методика проведения полевых и вегетационных исследований
С целью решения поставленных задач:- выявления эффективных доз гидрогеля, их влияния на динамику влагообеспеченности растений в период вегетации, характер фенотипического его действия на возделываемые культуры,- проводили полевой мелкоделяночный и серию вегетационных опытов. Изучение влияния различных доз гидрогеля на различные свойства дерново-подзолистых почв проводили в полевом мелкоделяноч-ном опыте по схеме (повторность 4-кратная): 1. Фон (расчетные дозы NPK) 2. Фон + ВПГ 200кг на га 3. Фон + ВПГ 500кг на га 4. Фон + ВПГ 1000кг на га 5. Фон + ВПГ 2000кг на га 6. Фон + ВПГ 3000кг на га
В качестве фона служил вариант без внесения гидрогеля с дозой минеральных удобрений под планируемый урожай овса в 25ц/га, сена многолетних трав 25 ц/га (по методу Шатилова и Каюмова.цит. Афен-дулов,19?3). Площадь делянки 13,4 м2. Использовался полимерный гидрогель сополимер акриламида и акрилата калия (сплошной способ внесения в слой почвы 8-10см).
Опыты проводили в 1990 - 1993гг в звене рекомендованного для данной зоны севооборота со следующим чередованием культур: овес+ многолетние травы, травы 1-2 года пользования . Норма высева: овес(Астор) - 230кг , клевер (Московский 1 ) - 10 кг, тимофеевка (Марусинская 29? ) - бкг на 1 га. Агротехника возделывания овса, многолетних трав общепринятая для Владимирской области. С целью детального выяснения вопросов влияния гидрогеля на характер использования почвенной влаги был заложен вегетационный опыт по схеме: 1. Контроль 2. ВПГ 500 кг на га 3. ВПГ 1000 кг на га 4. ВПГ 2000 кг на га 5. ВПГ 3000 кг на га Влажность почвы поддерживалась на уровне 60 %. НВ по нижнему порогу увлажнения.Изучаемая культура - овес Астор.Исследования проводились на дерново-сильноподзолистой почве( РН - 4,25 , Р2О5- 18,5 , КгО - 16,2 мг на 100 г почвы, гумус 1,84). Повтор-ность опыта шестикратная.Вес почвы в сосуде (сито-2мм) - 4,7кг. Для изучения возможности применения гидрогеля,содержащего в себе питательные вещества,был заложен вегетационный опыт по следующей схеме: 1. Контроль 2. NPK рекомендуемая 3. NPK рекомендуемая + гидрогель 2000кг/га (нейтральный) 4. N + гидрогель К + Р + гидрогель(нейтральный) 5. гидрогель NH4 + К + Р + гидрогель (нейтральный) 6. гидрогель NH4 + гидрогель К + Р
Проводили две закладки опыта.Влажность почвы поддерживалась на уровне 60 % НВ по нижнему порогу увлажнения. Вес почвы в сосуде 4,6кг. Доза минеральных удобрений и гидрогеля, содержащего питательные вещества,вносилась из расчета получения 25 ц с га овса и была равна N58P51K41 в 1992году и N95K31 (из расчета на гектар) в 1993 году.
Использовавшиеся гидрогели содержали в своем составе 12% КгО и 7% N действующего вещества. Повторность шестикратная.
Для изучения влияния гидрогеля на развитие и формирование корневой системы овса был заложен опыт с использованием метода рулонного биотестирования по схеме: 1.Контроль 2.N Р К рекомендуемая 3.N Р К рекомендуемая + гидрогель 2000 кг/га Почва дерново-подзолистая с агрохимическими показателями (0-20 см): РН - 6,4 ,Рг05 - 39,9 и КгО - 18,0 мг на ЮОг почвы, гумус - 2,25%. Доза внесения минеральных удобрений: N95 кг д.в, Кзо кг д.в.(из расчета на гектар). Вес почвы в сосуде-2,9кг. Влажность почвы поддерживалась во всех вариантах на уровне 60% НВ . Повторность шестикратная. Для изучения устойчивости гидрогеля к воздействию внешних условий в 1990г был заложен микрополевой опыт по аналогичной с полевым опытом схеме,с тем же набором сельскохозяйственных культур. Площадь делянки 1 м2. В этом опыте определяли степень разложения гидрогеля в течение трех лет.
Методика лабораторно-камераяьных исследований и характеристика применявшихся средств вычислительной техники. Для изучения агрохимических показателей почвы определяли: - гумус по Тюрину; - рН - потенциометрически; - гидролитическую кислотность по Каппену; - сумму поглощенных оснований по Каппену - Гильковицу; - обменный фосфор по Кирсанову; - обменный калий по Масловой. Фенологические наблюдения проводились по методике Госсорт-сети ( 1971 ). Для характеристики агрофизического состояния почвы определяли: - объемный вес почвы по Качинскому; - агрегатный состав почвы по Саввинову; - максимальную гигроскопичность по Николаеву; - водопроницаемость почвы по Васильеву - Доспехову.
Влажность почвы определялась весовым методом в слоях почвы 0-10см,10-20см,20-30см;влажность устойчивого завядания,запас влаги и запас продуктивной влаги - расчетным методом; полная влаго-емкость почвы - методом заливки почвы в патронах.
Биологическую активность почвы определяли по показателям суммарного эффекта деятельности почвенных микроорганизмов: выделения почвой углекислого газа, интенсивности разложения льняной ткани. Выделение почвой углекислого газа определялось с помощью прибора Варбурга. В полевых опытах биологическая активность почв определялась методом иаппликации" (Гельцер,1986;Мишустин,1971).
Протеазная активность почв определялась методом автографии на фотопластинках с помощью автоматического телевизионного анализатора изображений (Гельцер ,Ямпольский и др. 1991). Учет урожая проводился поделяночно,сплошным методом. Структура урожая определялась по общепринятым методам. Полные зоотехнические и химические анализы растительных образцов проводились спектрофотометрически на инфракрасном анализаторе . Для определения содержания микроэлементов и тяжелых элементов в почве и растениях использовали автоматический рентгеновский спектрометр "Spectroscan" . Математическую обработку результатов опытов проводили методом дисперсного анализа (Доспехов,1985). Корреляционно-регрессивный анализ проводили на IBM-PC/AT с использованием пакетов прикладных программ "Microsta V Statgraf", "Агрофосфор",системы статистического анализа "Statist" лабораторний математического обеспечения агрохимических исследований ВИУА и другие.
Изменение водно-физических свойств почвы при использовании влагонабухающих гидрогелей
Исследования показали, что действие гидрогеля на изменения водно-физических свойств почвы проявилось достаточно отчетливо (табл. 3.2.1,приложение табл.3-8). В год действия под посевом овса на контрольном варианте объемная масса почвы была равна 1,51 г/см3,в то время как в вариантах с внесением гидрогеля она снижалась до 1,35-1,40 г/см3.Иными словами,создавалась оптимальная плотность почвы,которая по мнению многих исследователей должна отвечать уровню 1,3-1,5 г/см3 (Бондарев,1988;Ревут,I960). По данным А.Г.Бондарева (1988),как правило, наименьшая влагоемкость супесчаных и песчаных почв составляет 18-30 %. В изучаемом опыте при внесении гидрогеля,благодаря его способности аккумулировать воду,влагоемкость почвы увеличивалась.В контрольном варианте без внесения гидрогеля,в среднем, на всех культурах влагоемкость колебалась от 35 до 45 % (в зависимости от культуры и года проведения опытов).В удобренных гидрогелем вариантах эти величины колебались соответственно в пределах 39-50 %. По данным ряда исследователей - В.Ф.Валькова(1986),И.С.Кауричева и др. (1989), для большинства сельскохозяйственных растений оптимальная влажность составляет 60-70 % наименьшей влагоемкости. Нижним же,предельно допустимым количеством воды в почве (влажность завядания) принято считать ее содержание порядка 1-15 % в зависимости от типа почвы. Влажность завядания зависит от механического состава почвы и от вида растений.Чем тяжелее механический состав почвы,чем больше в ней органического вещества,тем выше влажность завядания. В среднем она составляет:в песках 1-3 %, в супесях - 3-6%,в суг - 49 линках 6-15% (Бузмаков,Ламзин,1971). В опыте влажность завядания колебалась в пределах 0,9-1,2 % (табл.3.2.1) и не зависела от дозы внесения гидрогеля.
Проведение аналогичных наблюдений в период последействия гидрогеля (травы 1 и 2 года пользования) выявило те же тенденции и закономерности, хотя в целом эффект действия гидрогеля на объемную массу,полную полевую влагоемкость,влажность завядания заметно снижался .
Влажность пахотного слоя почв в течение вегетации изменялась значительно и зависела от погодных условий, вида и фазы развития культуры и доз применяемых гидрогелей.
Анализ динамики влажности показывает, что на всем протяжении полевого опыта отмечена положительная устойчивая тенденция к увеличению влажности почвы и к повышению запасов продуктивной влаги в почве с увеличением дозы гидрогеля (рис. 8 а-ж, приложение, табл. 3-8). В изучаемые периоды вегетации сельскохозяйственных растений исключение составляет минимальная доза гидрогеля 200кг/га,при которой не обнаружено достоверных отличий в изменении запасов влаги по сравнению с контролем.По всей вероятности,в узком соотношении гидрогель - вода при наличии большого числа сорбционных мест почвенная влага связывается как компенсирующий ион на поверхности потенциалоопределяющего слоя по типу хемосорб-ции. Нельзя игнорировать также и механического связывания воды в межпакетных пространствах набухающего гидрогеля. Однако, главная причина этого явления,очевидно,состоит в ничтожно малой массе сорбента (гидрогеля),которая не может играть существенной роли в процессах трансформации влаги в почве.
Уровень влаги в отобранных образцах превосходит в отдельных случаях величину предельно-полевой влагоемкости. Это является доказательством наличия в почве очагов аккумулированной воды. В результате этого запас продуктивной влаги в связносупесчанои почве достигает высоких значений, соизмеримых с тяжелыми механическими их разновидностями - до 500-750т/га. А.Ф.Вадюниной и З.А.Корчагиной разработана оценка запасов продуктивной влаги (цит..Каури-чев,1989),по которой в слое почвы 0-20см хорошим запасом считается запас воды более 40мм, неудовлетворительным - менее 20мм и удовлетворительным - 20-40мм. Как видно из результатов опыта, в вариантах с внесением гидрогеля в дозах 1000,2000 и 3000кг/га, запас продуктивной влаги в почве в слое 0-20см в различные периоды вегетации овса в 1990-1991году оценивался,в основном,как хороший, а в условиях 1992года - удовлетворительный.Неудовлетворительный запас продуктивной влаги был в течение вегетации у вари - 56 антов без внесения гидрогеля и с внесением гидрогеля в дозе 200кг/га за исключением 1991года. Погодные условия 1991года были благоприятными для развития овса и многолетних трав.Даже в варианте без внесения гидрогеля запас продуктивной влаги в слое О-20см был удовлетворительным у овса до образования фазы молочной спелости. Примерно такая же тенденция в обеспечении запаса продуктивной влаги в течение вегетации просматривается на посевах многолетних трав.Лучший запас продуктивной влаги наблюдается на вариантах с внесением гидрогеля в дозе 2000 и 3000кг/га. Анализируя влияние гидрогеля на влажность почвы в слоях 0-10см, 10-20см,20-30см, можно сделать вывод, что гидрогель влияет на влажность почвы в зоне его внесения. Зависимость влажности в более нижних слоях почвы от внесения гидрогеля практически несущественна.
В исследованиях подобного рода важнейшим показателем, характеризующим эффективность того или иного мероприятия,связанного с регулированием влагообеспеченности растений,является расчет водного баланса. Было установлено,что внесение гидрогеля не только увеличивало влажность почвы,но и увеличивало эффективность ее использования (табл. 3.2.2).В вегетационном опыте с овсом влажность почвы поддерживалась на уровне 24-60% НВ по нижнему порогу увлажнения. Полученные в вегетационном опыте данные убедительно показывают, что показатели водного баланса почвы при использовании гидрогеля складываются более благоприятные в сравнении с контролем. При бблее высоком уровне урожайности овса непродуктивное расходование влаги на испарение и транспирацию снижается на 30-50 % прямо пропорционально дозам гидрогеля. При этом общая оросительная норма была ниже контрольного варианта. Та же тенденция прослеживается и в полевых опытах с овсом и многолетними травами (табл.3.2.3 ,3.2.4 ),с той лишь разницей,что в этом случае более значительно проявляется влияние агроклиматических условий.
Влияние гидрогеля на рост культур севооборота
Рассматривая влияние гидрогеля на сроки наступления и продолжительность фенологических фаз,следует отметить,что его действия на эти показатели практически не обнаружено (приложение,табл.10--12).
Календарные сроки наступления и продолжительность фенофаз зависело,главным образом,от метеоусловий года проведения опытов. Так,при избыточной влагообеспеченности и недостатке тепла в 1990 году период созревания овса был значительно растянут. Наоборот, достаточный запас продуктивной влаги и теплая погода 1991-1992 годов обеспечили более дружные всходы и оптимальные сроки наступления фаз развития овса. Аналогичная закономерность зарегистрирована и на посевах многолетних трав. Более заметно действие гидрогеля сказывалось на структуре биомассы возделываемых культур (табл. 4.1, 4.2). На основании трехлетних наблюдений в полевом опыте с овсом была математически формализована зависимость длины стебля овса от дозы внесения гидрогеля и выпадения осадков в критический период, которая выражается уравнением регрессии: F0= -74,5188+0,1118 1+8.6301 2-0,139 2 2 (10) где F0 - длина стебля,см Fi - доза гидрогеля ,ц\га F2 - осадки в критический период (выход в трубку-выбрасывание метелки),мм R=0,967 Анализ модели (рис. 13) показывает,что рост длины стебля при увеличении дозы гидрогеля и выпадении осадков происходит до определенного уровня. При последующем увеличении происходит снижение этого показателя.По всей видимости,причиной этого является некоторое переувлажнение почвы и недостаточная ее аэрация.Более низкие показатели натуры зерна и веса 1000 семян в 1991 и 1992 году объясняются недостатком влаги в почве в период налива зерна.
Исследования показали,что более отзывчивы на внесение гидрогеля - многолетние травы,причем гидрогель оказывает большее положительное влияние на рост влаголюбивых злаковых трав (тимофеевка), способных переносить кратковременное переувлажнение при высоких дозах гидрогеля и обильном выпадении осадков.Высота стебля тимофеевки при внесении гидрогеля увеличивалась,в то время как высота стебля клевера оставалась на уровне контроля .
Опыт показывает,что внесение гидрогеля не оказывало отрицательного влияния на содержание клевера в травосмеси. Его доля в травосмеси первого и второго года пользования во всех изучаемых вариантах была примерно равной и колебалась в пределах 36-48 и 11-20 % соответственно.
Отмеченные выше закономерности нашли свое отражение и в вегетационном опыте (приложение,табл. 13,рис. 9).
В целом же полученные данные свидетельствуют о том,что наиболее оптимальные показатели структуры урожая овса (длина стебля 36-59 см,метелки 10-14 см,натура зерна - 400 - 460г\л,вес 1000 зерен 19-27г),тимофеевки (высота стебля от 62 до 110см, диаметр 2-2,5мм) и клевера (высота стебля 40 и 78 см,диаметр 2,1-2,9мм) складываются при внесении умеренной дозы гидрогеля - 2000 ц\га.
В теоретическом и прикладном аспекте интерес представляют исследования по изучению эффективности гидрогелей с добавками элементов питания. Для этих целей проводился вегетационный опыт с овсом,в котором испытывались различные виды полиакриламида,содержащего азот и калий в количествах,эквивалентных рекомендуемым дозам NPK (табл.4.3).
Установлено,что при внесении "чистого" минерального удобрения количество стеблей (в пересчете на м2),длина стеблей и метелок в этом варианте составила в первой закладке(1992г) - 556шт., 320мм,95мм и во второй(1993г)- 882шт.,482мм и 107мм соответственно. Добавление к рекомендуемой дозе NPK нейтрального гидрогеля несколько увеличило эти показатели.
Из испытываемых гидрогелей,насыщенных элементами питания,наилучшим образом зарекомендовал себя препарат с добавками аммония. По указанным выше показателям он не уступал варианту NPK + + гидрогель нейтральный,а в отдельных случаях и превосходил последний.
Гидрогель с добавками калия положительного влияния на состояние и габитус растений овса не проявил. Общеизвестно,что корневая система растений эволюционно приспособлена к распространению в зонах с наиболее благоприятными условиями водного,воздушного и минерального питания.Сущность этого явления,иначе хемотропизма,по мнению А.В.Петербургского (1971), заключается в раздражающем действии растворенных веществ на живую плазму. Причем,высокие концентрации оказывают столь сильное раздражение,что со стороны организма вызывают отрицательный хемотропизм (прекращение ветвления корней в этой зоне).Наоборот,благоприятные для корневой системы данного растения концентрации солей приводят к положительному хемотропизму,что проявляется в усиленном развитии и ветвлении корней в соответствующей зоне профиля почвы.
Характер развития и распространения корней в почве зависит от строения и свойства почвы.По данным И.И.Колосова (1962),в подзолистых почвах основная масса корней находится в пахотных ее горизонтах (до 80-95 % по весу корней). Особенно сильная зависимость роста, ветвления и распространения корней в почве обуславливается содержанием в ней воды и распределением ее по отдельным горизонтам.Постоянный и бесперебойный транспорт воды к корням является необходимым условием для нормального формирования и роста всех его органов и получения высокого урожая.Корни растения распространяются в соответствии с содержанием влаги и питательных веществ в почве. Разное содержание воды в отдельных горизонтах почвы вызывает различие в развитии в ней корней.
В таких участках сохраняются только тяжи основных корней,которые продолжают расти и ветвиться дальше в направлении возможного использования питательных веществ,что убедительно показано на фото. Совершенно иная картина наблюдается при внесении удобрения как в "чистом" виде,так и совместно с гидрогелем .
Фенотипическим проявлением влияния удобрений и гидрогеля является заметно большая длина вторичной боковой сети корневой сис-стемы,причем с явно выраженной ее пролиферацией в очагах скопления элементов питания и воды. При меньшей длине основного корня концентрация корневой системы в этих вариантах в профиле биотеста значительно выше контроля,причем,как нетрудно заметить,наиболее благоприятные условия для ее развития складываются при совместном внесении удобрений с гидрогелем, что в свою очередь подтверждает обсуждаемые выше результаты о гидрогеле как эффективном, экологически безопасном агрохимическом средстве.
