АГРОХИМИЯ, 2014, № 6, c. 89-93
ДИСКУССИЯ
УДК 633.88:581.192:631.559
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ТЫСЯЧЕЛИСТНИКА ОБЫКНОВЕННОГО (Achillea millefolium L.) ПО ХИМИЧЕСКОМУ СОСТАВУ РАСТЕНИЙ
© 2014 г. Ю.И. Ермохин, Н.Н. Тищенко
Омский государственный аграрный университет 644008 Омск, Институтская пл., 2, Россия E-mail: arseniaj@gmail.ru
Поступила в редакцию 14.01.2014 г.
Проведено изучение влияния минеральных удобрений на формирование урожая и химический состав тысячелистника обыкновенного (Achillea millefolium L.) на лугово-черноземной почве Западной Сибири. Выявлены взаимосвязи между химическим составом растений и урожайностью, а также установлены оптимальные для тысячелистника обыкновенного уровни содержания и соотношения минеральных элементов питания в растениях.
Ключевые слова: химический состав растений, метод определения урожайности, тысячелистник обыкновенный, Achillea millefolium L.
ВВЕДЕНИЕ
Тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.) - корневищный многолетник семейства сложноцветных. Химический состав тысячелистника достаточно богат и разнообразен. В нем содержатся эфирные масла, витамин К, дубильные вещества, алкалоиды, аскорбиновая кислота, каротиноиды, смолистые вещества, органические кислоты и др. [1].
Препараты на основе тысячелистника находят широкое применение в медицине: они оказывают выраженное кровоостанавливающее, бактерицидное и противовоспалительное действие, улучшают пищеварение, расширяют желчные протоки и увеличивают желчеотделение, повышают диурез, купируют боли, вызванные спазмами в кишечнике. Установлено их раноза-живляющее, противосудорожное и противоаллергическое действие.
Тысячелистник содержит биологически активные вещества, применяемые в парфюмерии. Кроме того, в ряде европейских стран его применяют в кулинарии [2].
Это лекарственное растение отличается и ценными кормовыми качествами. По своему
значению оно занимает 3-е место в луговодстве после бобовых и злаковых растений [3].
Определение оптимального содержания и соотношения элементов питания в растениях является основой листовой (растительной) диагностики минерального питания. Оптимальные уровни элементов питания в растениях различны: они зависят от культуры, фазы ее развития, уровня урожайности и методов определения элементов питания [4].
В связи с этим авторами была проведена оценка химического состава растений с учетом формирования продуктивности тысячелистника обыкновенного. Химический состав растений (X) является функцией химического состава почвы (П): Х = f(П), а урожайность (У) - функцией химического состава растений: У = f(Х), следовательно, химические элементы в растениях должны находиться в определенном количестве и сочетании. При дефиците элементов нарушается нормальная жизнедеятельность растения.
Цель работы - установление взаимосвязи между химическим составом растений и урожайностью, а также определение оптимальных для тысячелистника обыкновенного уровней содержания и соотношения элементов питания в растениях.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Полевой опыт был заложен в 2004-2009 гг. на базе Омского ГАУ. Объектами исследования служили: тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.), почва, минеральные удобрения, связанные в едином комплексе агротехнических мероприятий и метеорологических условий.
Исследование проводили на лугово-чернозем-ной маломощной малогумусовой тяжелосуглинистой почве. Агрохимические показатели данной почвы: гумус - 5.2%, рНН2О 6.5-7.1, сумма поглощенных оснований - 25.2-28.2 мг-экв/100 г. В годы проведения опыта в почве после пара к моменту посадки в среднем содержалось: N-NO3 -22 мг, P2O5 - 50 мг, K2O - 140 мг/кг почвы слоя 0-30 см (2%-ная уксуснокислая вытяжка).
Полевой опыт закладывали по расширенной восьмерной схеме с парными и тройными комбинациями N, P, K и дозами от 45 до 135 кг д.в./га. Опыт был заложен в четырехкратной повтор-ности, учетная площадь делянки - 4 м2. Размещение вариантов рендомизированное. Схема опыта, варианты: контроль, N45K45, N45P45, P45K45, N45P45K45, N90P45K45, N135P45K45, N45P90K45, N45P135K45, N45P45K90. Формы удобрений - Naa (N - 34%), Рсда (P2O5 - 43%), Kx (К2О - 60%).
В свежих растительных образцах нитратный азот (NH), неорганический фосфор (Рн) и свободный калий (Кс) определяли с помощью 2%-ной уксуснокислой вытяжки по методу Магницкого в модификации Ермохина. Нитратный азот определяли с помощью дисульфофеноловой кислоты по Грандваль-Ляжу, фосфор - фотоколориметрическим методом, калий - методом пламенной фотометрии [5].
Формирование урожайности тысячелистника обыкновенного на лугово-черноземной почве и ее учет проводили поукосно. Весной, в период отрастания тысячелистника обыкновенного, в растениях определяли азот и фосфор неорганический, затем поукосно учитывали урожайность фитомас-сы и на основе статистический обработки данных определяли реальную зависимость урожайности от поступивших в растения элементов питания.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В проведенном исследовании была установлена связь между содержанием неорганических форм азота (NJ и фосфора (Рн) в растениях тысячелистника обыкновенного в основных фазах его развития и урожайностью фитомассы (У, т/га). Тысячелистник обыкновенный является
"жадным" поглотителем азота, формируя мощную фитомассу на черноземах Западной Сибири. Показаны связи урожайности с содержанием неорганического азота мг%) в тканях растений в ранний весенний период отрастания, а также в период бутонизации и цветения (рисунок).
В табл. 1 показаны математические модели (1-18), отображающие зависимости формирования фитомассы тысячелистника обыкновенного (У, т/га) от содержания нитратного азота и фосфора в растениях (Х, мг%).
При реально высокой связи урожайности тысячелистника обыкновенного с содержанием элементов питания в растениях были получены нормативные характеристики формирования фитомассы (Ъ, т/га) при содержании единицы N (мг%) в растениях.
Располагая коэффициентами интенсивности действия каждого мг% поступившего минерального азота в растение на формирование величины урожая сухого вещества фитомассы (Ь), можно прогнозировать величину урожая по формуле (13). В табл. 2 показан прогноз величины урожая сухого вещества фитомассы тысячелистника обыкновенного по содержанию нитратного азота в растениях в период весеннего отрастания растений.
Данные табл. 2 показали, что исследование химического состава растений в период отрастания (весной) позволяет с достаточно высокой вероятностью прогнозировать урожайность сухого вещества фитомассы при благоприятных условиях фосфорно-калийного питания и других внешних факторов роста и развития тысячелистника обыкновенного, а также в случае необходимости корректирования питания азотом на ранних стадиях развития растений.
Средняя максимальная урожайность тысячелистника за все годы исследования была получена при внесении минеральных удобрений в дозах Ш0Р45К45 и Ш35Р45К45: до 10 т сухого вещества/га при содержании в растениях в период отрастания нитратного азота - 140, неорганического фосфора - 23 и свободного калия - 720 мг/100 г, в то время как в контрольном варианте содержание этих элементов было соответственно равно 100, 22 и 675 мг/100 г. В связи с этим предложены оптимальные уровни содержания минеральных элементов питания в растениях тысячелистника обыкновенного по годам использования для формирования урожая сухого вещества от 7 до 10 т фитомассы/га, с учетом возрастных изменений растительного организма (табл. 3) [10].
При этом имеет значение как количество данного минерального элемента питания, так и соотношение содержания всех элементов питания,
|11.
В
|10.
£
80
311-
Ц0-
и в о
и § 8-
(а)
У = О.Обх + г = 0.9? 1.41
90 100
110 120 К,, мг/100 г
130 140 150
(б)
у = 0. г 10яг-] = 0.72 .40
>> 80 85
90
95 100 105 110 115 120 N.. мг/100 г
|11-
В
|10.
(в)
£
- 0.12л г = 0. -1.14 )9
60
65
70 75 80 ГС мг/100 г
85
90
Математическая модель связи урожайности тысячелистника обыкновенного с содержанием N в растениях: (а) - в период отрастания, (б) - в период бутонизации, (в) - в период цветения.
Таблица 1. Математические модели связи урожайности сухого вещества фитомассы (У, т/га) с содержанием азота мг%) и фосфора (Рн, мг%) в растениях тысячелистника обыкновенного
Фаза развития Уравнение регрессии г, п Ь, т/га
2-й год жизни
Период весеннего отрастания У = 0.06^ + 6.6 (1) г = 0.86 0.06
У = 2.2Рн2 - 74.5Рн + 656.8 (2) г = -0.95 2.2
Бутонизация У = 0.06^ + 8.9 (3) г = 0.79 0.06
У = 0.11Рн + 12.56 (4) г = 0.51 0.11
Цветение У = 0.10^ + 6.92 (5) г = 0.87 0.10
У = -0.32Рн2 + 11.6Рн - 89.6 (6) г = 0.67 -0.32
3-й год жизни
Период весеннего отрастания У = 0.06^ + 1.96 (7) г = 0.87 0.06
У = 0.05Рн + 5.72 (8) г = 0.73 0.05
Бутонизация У = 0.03^ + 4.21 (9) г = 0.45 0.03
У = 0.19Рн + 1.03 (10) г = 0.92 0.19
Цветение У = 0.1Шн + 0.14 (11) г = 0.79 0.11
У = -0.10Рн + 10.40 (12) г = -0.90 -0.10
В среднем за годы исследования
Период весеннего отрастания У = 0.06^ + 1.4 (13) г = 0.95 0.06
У = 0.12Рн + 5.95 (14) г = 0.64 0.12
Бутонизация У = 0.10^ - 1.40 (15) г = 0.72 0.10
У = 0.10Рн + 5.70 (16) г = 0.54 0.10
Цветение У = 0.12^ - 0.14 (17) г = 0.99 0.12
У = 0.30Рн + 1.38 (18) г = 0.81 0.30
Таблица 2. Прогнозирование продуктивности тысячелистника обыкновенного на основе растительной диагностики (по формуле (13), табл. 1)
Показатель Содержание N в растениях в период отрастания, мг%
105.0 115.5 130.0 138.85
Урожай, т/га
фактический 7.74 9.14 9.63 10.04
прогнозируемый 7.70 8.33 9.20 9.73
Прогноз, % 99.5 91.1 95.5 96.9
Таблица 3. Оптимальные уровни содержания элементов питания в растениях тысячелистника обыкновенного в период вегетации, мг/100 г
Содержание в целом растении
Фаза развития Рн Кс
1 2 3 1 2 3 1 2 3
Весеннее отрастание 174 101 140 16 28 23 700 762 720
Бутонизация 134 109 114 31 32 33 580 870 720
Цветение 101 71 85 20 33 25 740 635 700
Примечание. В графе 1 - 2-й, 2 - 3-й год жизни растения, 3 - среднее за 200
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.