АГРОХИМИЯ, 2010, № 2, с. 52-58
УДК 631.526.32:631.415.1:631.445.24 (470.53)
ПРОДУКТИВНОСТЬ КИСЛОТОУСТОЙЧИВЫХ СОРТОВ
ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР НА КИСЛОЙ ДЕРНОВО-СЛАБОПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ ПРЕДУРАЛЬЯ
© 2010 г. Е.М. Митрофанова
Пермский научно-исследовательский институт сельского хозяйства 614532 с. Лобаново Пермского края, ул. Культуры, 12, Россия E-mail:mitrofanova.ekaterina@gmail.com
Поступила в редакцию 25.03.2009 г.
В условиях длительного полевого опыта на культурах 4-й ротации полевого семипольного севооборота изучали эффективность групп сортов, отличающихся устойчивостью к кислотности почвы. Установлено, что в большей степени требовательны к известкованию почвы сорта растений, неустойчивые к кислотности почвы.
Ключевые слова: кислотоустойчивые сорта, повышение продуктивности, дерново-слобоподзоли-стая почва.
ВВЕДЕНИЕ
В Нечерноземной полосе важнейшим лимитирующим плодородие почв фактором является величина почвенной кислотности [1, 2]. Она оказывает большое влияние на рост и развитие растений и в значительной степени определяет скорость и направленность протекающих в почве химических и биохимических процессов [3, 4]. Исследованиями Авдонина [5] установлено, что повышенная концентрация Н+ угнетающе действует на корневую систему растений: в них происходит нарушение ионного равновесия, белкового и углеводного обмена.
Высокая кислотность почвы угнетает рост растений, подавляет образование органических кислот, нарушает процессы налива зерна [5-7]. Отрицательное действие кислотности усиливается увеличением содержания в почве подвижных форм соединений алюминия, марганца, железа [8, 9]. Негативное действие эдафического стресса в первую очередь сказывается на корневой системе растений, особенно на ранних стадиях онтогенеза, нарушая ее рост и развитие: уменьшается размер, снижается способность поглощать влагу и питательные вещества [10].
Преобладание кислых почв (>70%), находящихся в сельскохозяйственном использовании на территории Предуралья, и отсутствие достаточных средств для их известкования определяют необходимость поиска других путей ведения устойчивого сельского хозяйства.
Наиболее эффективным, радикальным и экологически безопасным путем является селекция [10].
Современное представление об отношении различных культур и отдельных сортов к кислотности почвы закономерно согласуются с их происхождением. Исследованиями СЗ НИИСХ показано, что сорта, полученные на подзолистых почвах, дают на кислых почвах без известкования урожаи более высокие, чем сорта, происходящие из черноземных районов и с почвами, близкими к ним по реакции среды [6]. Получение районированных кислотоустойчивых форм культурных растений и сортов позволяет уменьшить совокупные энергозатраты путем уменьшения доз внесения известковых материалов для оптимизации реакции среды [1113]. Определенные успехи в создании кислото- и алюмоустойчивых сортов сельскохозяйственных культур достигнуты в НИИСХ Северо-Востока [10, 11, 14-19], селекция в этом направлении ведется в Ленинградском НИИСХ [13].
Цель работы - сравнительная оценка продуктивности различных по отношению к почвенной кислотности сортов полевых культур на кислой дерново-слабоподзолистой почве без известкования и при его использовании.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проводили на базе длительного полевого опыта, заложенного в 1980 г. в 1-м поле полевого семипольного севооборота с чередованием культур: чистый пар-озимая рожь-яровая пшеница + клевер-клевер 1-2-го года пользования-яч-мень-овес. С 2001 г. изучали 3 дозы извести (0, 0.5, 1.0 по г.к.), внесенных перед закладкой опыта на
ПРОДУКТИВНОСТЬ КИСЛОТОУСТОЙЧИВЫХ СОРТОВ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР.
53
Таблица 1. Влияние длительного применения минеральных удобрений и известкования на агрохимические свойства почвы (конец 4-й ротации севооборота)
Фон №К (фактор А) СаСО3, доза по г.к. (фактор Б) Среднее по НСРт
0 0.5 1.0 фактору А (фактор А)
рН КС1
Без удобрений (контроль) 4.7 4.8 5.0 4.8 0.13
ЪТРК 4.7 4.7 4.9 4.8
2 Ъ1РК 4.6 4.7 4.9 4.7
Среднее по фактору Б 4.7 4.7 4.9
НСР01 (фактор Б) 0.13
НСР01 частного среднего 0.23
Ир мг-экв/100г
Без удобрений (контроль) 6.71 4.82 4.25 5.26 0.72
ЪТРК 4.69 4.88 4.60 4.72
2 Ъ1РК 6.00 5.78 5.02 5.60
Среднее по фактору Б 5.80 5.16 4.62
НСР01 (фактор Б) 0.72
НСР01 частного среднего 1.3
Но, мг-экв/100г
Без удобрений (контроль) 0.031 0.030 0.030 0.030 0.013
ЪТРК 0.042 0.054 0.032 0.054
2 Ъ1РК 0.084 0.055 0.023 0.054
Среднее по фактору Б 0.052 0.046 0.028
НСР01 (фактор Б) 0.013
НСР01 частного среднего 0.022
Са, мг-экв/100 г почвы
Без удобрений (контроль) 18.6 17.3 16.6 17.5 0.85
ЪТРК 15.0 15.3 17.7 16.0
2 Ъ1РК 16.0 17.5 18.3 17.3
Среднее по фактору Б 16.5 16.7 17.5
НСР01 (фактор Б) 0.85
НСР01 частного среднего 1.5
Мg, мг-экв/100 г почвы
Без удобрений (контроль) 3.4 3.3 2.7 3.1 0.75
ЪТРК 2.7 3.6 2.2 2.8
2 Ъ1РК 2.5 3.3 2.8 2.9
Среднее по фактору Б 2.9 3.4 2.6
НСР01 (фактор Б) 0.75
НСР01 частного среднего 1.3
3 уровнях минерального питания (без удобрений, №К, 2№К). Почва опыта - дерново-слабоподзолистая среднесуглинистая, сформированная на некарбонатной покровной глине, со следующими агрохимическими показателями перед закладкой
опыта: рНкс1 4.4-4.5, сумма обменных оснований (5) 17.0-19.0, Нг - 5.1, обменная кислотность (Но) - 0.070-0.160 мг-экв/100 г почвы, степень насыщенности основаниями - 77-79%, гумус (по Тюрину) - 2.49-3.12%, подвижные формы Р2О5 и
54
МИТРОФАНОВА
К2О (по Кирсанову) - 4.8-8.6 и 8.6-10.6 мг/100 г почвы соответственно.
Действие извести и минеральных удобрений изучали на районированных в крае сортах:
- неустойчивых к кислотности почвы: озимой ржи сорта Кировская 89, яровой пшенице сорта Иргина, клевере сорта Трио, ячмене сорта Биос 1, овсе сорта Дэнс;
- устойчивых к кислотности: озимой ржи сорта Вятка 2, яровой пшеницы сорта Икар, клевере сорта Пермский местный, ячмене сорта Дина, овсе сорта Кречет.
Размещение вариантов - рендомизированное, повторность трехкратная.
Агрохимический анализ почвы выполнен с использованием общепринятых методов: гумус - по Тюрину, рНкс1 - потенциометрическим методом, Нг - по Каппену, Но - по Соколову, S - по Каппену-
Таблица 2. Закономерности действия возрастающих доз урожайность полевых культур, 2002-2007 гг.
Гильковицу, обменные Са и Mg - тригонометрическим методом, подвижный фосфор и обменный калий - по Кирсанову.
Статистическую обработку данных провели методами дисперсионного, корреляционного, регрессионного анализов с использованием пакетов прикладных программ для ПК REGRM, AGROS 2.07, Microsoft Excel 2003.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Известкование (в течение четырех ротаций севооборота) привело к длительному и существенному изменению агрохимических свойств почвы. Результаты агрохимического анализа почвы показали, что внесение извести в дозах по полной величине г.к. к концу 4-й ротации севооборота обеспечивало поддержание величины рНкс1 на уровне 4.9-5.0, уменьшение величин Нг и Но (табл. 1). В почве кон-извести в зависимости от уровня минерального питания на
Культура, сорт Уравнение регрессии Коэффициент корреляции (фактические значения) Ошибка коэффициента корреляции
Неустойчивые к кислотности сорта
Озимая рожь, У = 27.22 +7.42 (NPK)05 - 1.73 (NPK) + 9.30 Ca05 - 3.05Ca 0.87 0.11
Кировская 89
Пшеница, У = 20.345 + 7.891 (NPK)05-1.535(NPK)+ 5.606Ca 05 - 1.914Ca 0.896 0.095
Иргина
Клевер 1-го года пользо- У = 5.399 + 0.002 (NPK) + 0.712 Ca 05 0.95 0.12
вания, Трио
Клевер 2-го года пользо- У = 6.960 + 1.48 (NPK)05 - 0.77 (NPK) +1.05 Ca 05 0.94 0.126
вания, Трио
Ячмень, Биос У = 2.258+0.212 (№К)05 +0.505Са05 - 0.129Са 0.904 0.091
Овес, Дэнс У = 3.167 + 0.886(МРК)05 - 0.192 NPK + 0.025Са05 0.933 0.077
Устойчивые к кислотности сорта
Озимая рожь, Вятка У = 23.94 + 8.01 (NPK)05 - 1.61 (NPK) + 0.61Ca05 0.87 0.10
Пшеница, Икар У = 22.109 + 6.956 (NPK)05 - 1.153 (NPK) + 3.955 Ca05 - 1.465 Ca 0.88 0.10
Клевер 1-го года У = 5.776 - 0.138 (NPK)05 + 0.130 (NPK) + 0.559 Ca05 0.971 0.090
пользования, Пермский
местный
Клевер 2-го года У = 9.56 - 0.10 (NPK) + 0.56 Ca05 +0.66(NPKCa)05 0.960 0.11
пользования, Пермский
местный
Ячмень, Дина У = 2.131 + 0.172(ЫРК)0 5 + 0.378Са05 - 0.170Са 0.70 0.15
Овес, Кречет У = 3.147 + 0.850 (№К)05 - 0.177NPK + 0.053Са05 0.908 0.089
ПРОДУКТИВНОСТЬ КИСЛОТОУСТОЙЧИВЫХ СОРТОВ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР. Таблица 3. Зависимость урожайности клевера от физико-химических свойств почвы (4-я ротация севооборота)
Агрохимический показатель Математическая функция Неустойчивый к кислотности почвы сорт Трио Устойчивый к кислотности почвы сорт Пермский местный
рН Коэффициент корреляции Уравнение регрессии 0.77± 0.24 У = - 6.06 + 17.49 ^ рН 0.66 ± 0.28 У = -1.84 + 11.69 ^ рН
5 Коэффициент корреляции Уравнение регрессии 0.55 ± 0.32 У = - 1.22 + 5.53 ^ 5 0.29 ± 0.36 У = 2.26 + 3.02 ^ 5
Нт Коэффициент корреляции Уравнение регрессии - 0.77 ± 0.24 У = 10.57 - 7.03 ^ Нг - 0.05 ± 0.38 У = 6.38 - 0.38 1g Нг
Н0 Коэффициент корреляции Уравнение регрессии - 0.72 ± 0.26 У = 3.42 - 2.13 ^ Но - 0.67 ± 0.28 У = 4.30 - 1.63 ^ Н0
Примечания. £ - сумма обменных оснований, Но - обменная кислотность.
трольного варианта наблюдали увеличение кислотности.
Уровень минерального питания практически не влиял на изменение реакции почвенной среды и Нг почвы, но оказывал существенное влияние на наиболее лабильную часть потенциальной кислотности - обменную, особенно в вариантах без извести и с дозой извести 0.5 по г.к. В начале опыта почва была высоко обеспечена поглощенными основаниями, к концу 4-й ротации севооборота независимо от вариантов опыта в ней было высокое содержание кальция и повышенное - магния.
Данные по урожайности обработаны корреляционно-регрессионным методом, в качестве уравнения регрессии была взята математическая модель с половинными и целыми степенями по КРК и Са:
у = а0 + а1 (ОТК)0-5 + а2ЯРК + а3Са05 + а4Са + + а5 (№К • Са)0 5 + а6 (№К • Са).
Коэффициенты, представленные в уравнениях (табл
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.