АГРОХИМИЯ, 2015, № 1, с. 50-56
== Удобрения
УДК 631.811.3:633.491:577.118
ВЛИЯНИЕ КАЛИЙНЫХ УДОБРЕНИЙ НА СОДЕРЖАНИЕ МАКРОЭЛЕМЕНТОВ И ГАЛОГЕНОВ В КАРТОФЕЛЕ
© 2015 г. В.Н. Якименко, Г.А. Конарбаева
Институт почвоведения и агрохимии СО РАН 630090 Новосибирск, просп. Лаврентьева, 8/2, Россия E-mail: yakimenko@issa.nsc.ru
Поступила в редакцию 02.06.2014 г.
В полевом стационарном опыте показано, что внесение возрастающих доз калийных удобрений на фоне NP вызывало в клубнях картофеля снижение содержания азота и фосфора и увеличение -калия. Использование калийных удобрений (KCl) приводило к уменьшению накопления фтора в растительной продукции, при этом потребление растениями хлора и йода значительно увеличивалось. Баланс хлора и фтора в агроценозе складывался с большим профицитом, баланс йода был сильно дефицитным.
Ключевые слова: калийные удобрения, картофель, макроэлементы, галогены.
ВВЕДЕНИЕ
Содержание элементов-биофилов в растениях является одним из основных показателей, определяемых в агрохимических исследованиях, который хорошо отражает условия минерального питания выращиваемых культур и демонстрирует необходимость и эффективность применения удобрений. Поступление элементов-биофилов в сельскохозяйственные культуры в зависимости от уровня почвенного плодородия и использования удобрений изучено многими авторами в различных почвенно-климатических регионах [1-4]. Основное внимание в работах большинства исследователей уделено изучению потребления растениями макроэлементов - главных компонентов минеральных удобрений, тогда как элементы, составляющие балластные вещества и примеси, в т. ч. галогены, остаются относительно малоизученными. Тем не менее накопление фтора и хлора в выращиваемых растениях в связи с использованием фосфорных и калийных удобрений рассматривается в ряде работ [5-8]. Отмечен интерес ряда авторов к изучению специфики накопления в растениях йода, обусловленный в том числе наличием общих черт в биогеохимии йода и легкорастворимых солей (например, KCl), поступление в почву которых может влиять на поведение этого галогена [9, 10]. Кроме того, следует отметить, что галогены, играя определенную роль в физиологических процессах, являются не-
обходимыми для нормальной жизнедеятельности растений [11, 12], однако избыточное накопление галогенов в растениеводческой продукции может негативным образом отразиться на ее качестве.
Анализ литературных данных о содержании макроэлементов и галогенов в сельскохозяйственных культурах вообще и картофеле в частности показал их значительное варьирование. Несовпадение опубликованных результатов различных авторов по поступлению элементов в растения может быть связано, помимо региональных отличий почвенно-климатических условий, с синер-гетическим или антагонистическим действием или взаимодействием тех или иных питательных веществ. Не последнюю роль в этом может играть уровень калийного питания растений, что особенно актуально, учитывая перманентно дефицитный баланс этого элемента в отечественном земледелии. При дефиците калия в почве или его относительно высоком содержании характер поступления этого элемента в растения, равно как и других макроэлементов и галогенов, вероятно, будет различаться, что в конечном итоге отразится на элементном составе и качестве продукции выращиваемых культур. Сведения о влиянии уровня калийного питания растений на поступление в них макроэлементов и галогенов в условиях западносибирского региона очень немногочисленны, что обусловливает необходимость проведения подобных исследований.
Цель работы - в стационарном полевом опыте установить влияние возрастающих доз калийных удобрений на содержание макроэлементов и галогенов в растениях картофеля.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Полевой стационарный опыт по изучению влияния калийного баланса на эколого-агрохимическое состояние агроценоза был заложен в 1988 г. на научном стационаре ИПА СО РАН, расположенном в лесостепной зоне юга Западной Сибири [13]. Почва опытного участка (исходно целинная) -серая лесная среднесуглинистая со следующими характеристиками (слой 0-20 см): содержание гумуса - 4.9%, физической глины - 30.8%; емкость катионного обмена - 21.1 мг-экв/100 г; валовое содержание азота - 0.22%, фосфора - 0.15% (подвижного - 18 мг/100 г), калия - 1.5% (обменного - 12 мг/100 г); почвообразующая порода -лессовидный карбонатный суглинок. Закладку и проведение опыта осуществляли по общепринятой методике [14]; повторность в опытах четырехкратная. Первые годы выращивали овощные культуры в севообороте, с 2000 г. - картофель бессменно [15].
Схема опыта, дозы удобрений под различные овощные культуры и их урожайность опубликованы ранее [16]. Дозы внесенных в опыте минеральных удобрений под картофель, а также полученный урожай клубней за последние годы показаны в табл. 1. Удобрения в форме К^, Рсд и Кх вносили ежегодно весной перед посадкой клубней. Количество внесенного хлора было эквивалентно дозе калия, валовое содержание фтора в использованном суперфосфате - 0.45%.
В основной и побочной продукции картофеля в фазе уборки содержание КРК определяли мокрым озолением по методу Гинзбург с последующим определением азота по Кьельдалю, фосфора -колориметрическим методом, калия - спектрофо-тометрическим методом. Содержание галогенов определяли: фтор - спектрофотометрическим методом с ализаринкомплексоном после сухого озоления [17], хлор - по методу Фольгарда, йод -по [18].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Урожайность картофеля в данном опыте в различные годы заметно варьировала (табл. 1) в зависимости от складывающихся гидротермических условий. Например, 2012 г. был острозасушливым с высокой температурой воздуха в течение веге-
тационного периода, тогда как в 2013 г. погодные условия отличались повышенной влагообеспе-ченностью и умеренной теплообеспеченностью. Тем не менее, независимо от погодных условий в период вегетации, наивысшая продуктивность картофеля стабильно была отмечена в вариантах с внесением сбалансированных доз минеральных удобрений.
Между урожаем клубней и надземной биомассы (ботвы) картофеля наблюдали сильную корреляционную связь (г = 0.8-0.9). Однако ботва картофеля в вариантах опыта с оптимизированным минеральным питанием (КР + К3-5) обеспечивала более интенсивный и эффективный продукционный процесс растений по сравнению с контрольным и фоновым вариантами. Показано, что соотношение клубни : ботва в вариантах без удобрений и КР было равно 2.1-2.3, тогда как при внесении КР + К3-5 оно составляло 2.8-3.4, т. е. на единицу надземной биомассы формировался больший урожай клубней. Среднегодовая урожайность ботвы в опыте за 2009-2013 гг. составила: вариант 1 - 31.2 ц/га, 2 - 41.6, 3 - 51.1, 4 - 61.7, 5 - 65.1, 6 - 75.7, 7 - 82.2 ц/га. Следует отметить, что минеральные удобрения несколько уменьшали содержание сухого вещества в растительной продукции: в клубнях оно снижалось с 27% в контрольном варианте до 23-24% в вариантах КР + К4-5, в ботве - соответственно с 16 до 13-14%.
Различная интенсивность применения минеральных удобрений в вариантах опыта отразилась соответствующим образом на содержании макроэлементов в растениях картофеля (табл. 2). Внесение азотных и фосфорных удобрений в варианте КР вызвало существенное повышение содержания азота и фосфора в растительной продукции по сравнению с контрольным вариантом. При повышении уровня калийного питания растений в вариантах КР + К содержание азота снижалось: в клубнях - с 1.71 до 1.16-1.19%, в ботве -с 2.96 до 2.12-2.18%; содержание фосфора также уменьшалось: в клубнях - с 0.71 до 0.46-0.48%, в ботве - с 0.74 до 0.49-0.52%. Учитывая рост урожайности картофеля при увеличении доз калийных удобрений, можно полагать, что улучшение калийного питания повышало эффективность использования растениями азота и фосфора на создание единицы биомассы.
При низкой калийной обеспеченности почвы (варианты контроль и фон), связанной с длительным сильнодефицитным балансом калия в агроценозе, внесение КР-удобрений оказало антагонистическое действие на поступление калия в растения картофеля. Применение калийных
Таблица 1. Схема опыта, дозы минеральных удобрений и урожайность картофеля
Вариант Дозы, кг д.в./га Урожайность клубней, ц/га
К Р205 К2О 2009 г. 2010 г. 2011 г. 2012 г. 2013 г. Среднее
1. Без удобрений - - - 78 62 81 84 95 80
2. КР (фон) 100 60 - 125 78 95 80 172 110
3. КР + К1 100 60 30 203 135 178 92 180 162
4. КР + К2 100 60 60 291 182 239 133 302 233
5. КР + К3 100 60 90 298 187 253 144 310 243
6. КР + К4 100 60 120 309 187 274 148 306 249
7. КР + К5 100 60 150 342 202 312 162 312 270
нср05 32 23 24 22 35
Таблица 2. Содержание макроэлементов в растениях картофеля, % от сухого вещества
Вариант Клубни Ботва
К Р205 К2О К Р205 К2О
Без удобрений 1.25 0.54 1.32 2.44 0.57 0.76
КР 1.71 0.71 1.22 2.96 0.74 0.49
КР + К1 1.51 0.60 1.34 2.49 0.64 0.66
КР + К2 1.32 0.56 1.34 2.34 0.59 0.68
КР + К3 1.20 0.48 1.49 2.18 0.51 0.99
КР + К4 1.19 0.46 1.49 2.12 0.49 1.15
КР + К5 1.16 0.48 1.63 2.12 0.52 1.39
НСР05 0.23 0.12 0.18 0.46 0.12 0.40
удобрений на этом фоне вызвало синергетиче-ский эффект - резкое улучшение физиологического состояния растений и рост их продуктивности. С увеличением доз калийных удобрений потребление этого элемента растениями заметно возрастало. В клубнях картофеля содержание калия увеличилось с 1.22 до 1.49-1.63%, в ботве -с 0.49 до 1.15-1.39%. Отмечавшийся при этом рост урожайности свидетельствовал об эффективном использовании возрастающих доз калия. Величина содержания калия в основной и побочной продукции картофеля довольно тесно положительно коррелировала с его урожайностью (г = 0.7-0.8).
Оптимальное соотношение между азотом, фосфором и калием в растениях картофеля, при котором обеспечивался эффективный продукционный процесс, составляло: для клубней -~1.2 : 0.5 : 1.5, для ботвы - 2.2 : 0.5 : 1.2. Однако при одном и том же соотношении макроэлементов в биомассе картофеля в разных вариантах (например, контроль и КР + К2), его продуктивность существенно различалась (табл. 1, 2). Это свидетельствовало, во-первых, о
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.