АГРОХИМИЯ, 2013, № 2, с. 22-29
Питание растений
УДК 631.811.1.2:633.11"324":631.81.033
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЗОТА И ФОСФОРА ПОЧВЫ И УДОБРЕНИЙ
В ПИТАНИИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В РАЗЛИЧНЫХ ПОЧВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
© 2013 г. В.И. Никитишен, В.И. Личко
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН 142290 Пущино, Московская обл., Институтская, 2, Россия E-mail:nikitishena@mail.ru
Поступила в редакцию 21.11.2011 г.
В полевых опытах на серой лесной почве и типичном черноземе изучены условия корневого питания растений, определяющие степень взаимодействия азотного и фосфорного удобрений в посевах озимой пшеницы
Ключевые слова: азот, фосфор, взаимодействие, почва, удобрения, озимая пшеница, почвенно-экологические условия.
ВВЕДЕНИЕ
Исследования, проведенные в полевых опытах на серых лесных почвах и типичных черноземах, показали, что эффективность азотного и фосфорного удобрений в посевах озимой пшеницы тесно связана с исходной обеспеченностью ее азотом и фосфором и существенно возрастает при взаимодействии между этими элементами питания [14]. Положительное действие азотного удобрения на продуктивность зерновой культуры сильно ограничивается вследствие дефицита фосфора, а отзывчивость на фосфорное удобрение в значительной степени усиливается по мере повышения уровня азотного питания растений. Аналогичная взаимосвязь эффективности азотного и фосфорного удобрений выявлена в полевых опытах с зерновыми культурами на дерново-подзолистых почвах [5-7]. При увеличении содержания подвижных фосфатов в почве с 5 до 10-15 мг/100 г урожайность зерна в не удобренных азотом посевах увеличивалась не более чем на 5.8 ц/га, в то время как ее прибавки за счет повышения фосфатного уровня почвы на фоне внесения N60, 90, 120 и 150 увеличивались соответственно до 13.2, 13.6, 21.8 и 28.4 ц/га - в 2.2-4.9 раза [5]. Полевые опыты, проведенные на различных типах почв, убедительно подтвердили известное положение о том, что "нельзя говорить о факторах, опреде-
* Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 09-0496535.
ляющих потребность в азотных удобрениях, не говоря об условиях фосфорного питания, и наоборот" [8].
Развивая данное представление, важно установить, при каких условиях корневого питания растений проявляется взаимодействие между азотом и фосфором в продукционном процессе озимой пшеницы и насколько значимым в этом отношении оказывается влияние удобрений, типа почвы, ее окультуренности и влагообеспеченности. Цель работы - изучение динамики содержания азота и фосфора в растениях озимой пшеницы на базе полевых опытов с удобрениями, проведенных на серой лесной почве и типичном черноземе с различной исходной обеспеченностью усвояемыми соединениями питательных веществ и при неодинаковом режиме увлажнения.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Стационарные полевые опыты на серой лесной почве проведены в 9-польном севообороте при размещении озимой пшеницы во 2-й ротации 2-й культурой после викоовсяной смеси (опыты 1 и 2) и 7-й культурой после клевера двухлетнего пользования (опыт 3). Минеральные удобрения по ортогональной схеме опыта вносили в виде Рсд и Кх под все культуры севооборота, кроме клевера. Всего за предшествующий выращиванию озимой пшеницы 10-летний период в соответствую-
щих вариантах опытов 1 и 2 в почву поступило в расчете на 1га 450 кг N, 320 кг Р2О5 и 480 кг К2О, в опыте 3 за 15-летний период - 630 кг N, 440 кг Р2О5 и 660 кг К2О. Площадь учетной делянки в опытах 72 м2, повторность трехкратная.
Краткосрочные полевые опыты 1-3 на типичном черноземе проводили при посеве озимой пшеницы после викоовсяной смеси. Минеральные удобрения (аммиачную селитру, порошковидный суперфосфат, 40%-ную калийную соль) применяли с осени под вспашку. В рядки при посеве общим фоном вносили в дозе Р10-12. Пов-торность вариантов в опытах трехкратная, учетная площадь делянки 268-336 м2.
В варианте без внесения удобрений (вариант 0) в пахотном слое серой лесной почвы перед посевом озимой пшеницы содержалось 1.9-2.2% гумуса, 0.6-1.2 мг ^^О^^Н4)/100 г, 3.4-7.6 мг Рподв/100 г и 10.2-12.4 мг Кобм/100 г (по Кирсанову); рНкс1 5.3-5.6. Исходное плодородие пахотного слоя типичного чернозема характеризовалось следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса - 5.9-6.3%, минерального азота -2.1-3.3 мг/100 г, подвижного фосфора (по Кирсанову) - 7.6-14.7 мг/100 г, обменного калия (по Масловой) - 16.5-21.2 мг/100 г; рНкс1 5.7-6.4.
Наиболее благоприятный режим увлажнения для озимой пшеницы, выращиваемой на серой лесной почве и типичном черноземе (260-290 мм атмосферных осадков за вегетационный период) отмечен в опытах 2 и 3. В опыте 1 посевы испытывали умеренный дефицит влаги в первой половине вегетации - до фазы цветения (190-230 мм осадков за вегетацию).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Изучение динамики содержания питательных веществ в растениях озимой пшеницы на серой лесной почве показало (табл. 1), что количество в них азота и фосфора в фазе трубкования зависело от характера предшественника этой культуры в севообороте и дозы внесенных удобрений. В вариантах без внесения азотного удобрения посевы, размещенные по викоовсяной смеси, испытывали в начале вегетации более выраженный дефицит азота, чем следующие по клеверу, о чем свидетельствовала величина содержания этого элемента в растениях: соответственно 1.67-2.08 и 2.48-2.67%. Пшеница по клеверу была лучше обеспечена не только азотом, но и фосфором, благодаря фосфатмобилизующей способности клевера, способствующей усилению фосфорного
питания последующих культур севооборота [9]. Содержание фосфора в растениях пшеницы, выращиваемой по клеверу, в вариантах 0, N60, К60, К60К60 составляло 0.62-0.70%, по викоовсяной смеси - 0.48-0.55%.
Действие азотного удобрения на содержание азота в озимой пшенице в фазе трубкования проявилось в равной степени как при посеве ее по викоовсяной смеси, так и по клеверу. В первом случае его содержание в надземной биомассе возрастало до 2.44-3.05% (на 0.77-0.97%), во втором - до 3.26-3.70% (на 0.78-1.03%). Положительное влияние фосфорного удобрения на питание пшеницы фосфором в этот период было более выраженным в посевах по викоовсяной смеси: содержание Р2О5 в биомассе растений увеличилось на 0.14-0.30%, в то время как в посевах по клеверу - на 0.13-0.20%. В опытах 2 и 3, проведенных в условиях достаточного увлажнения, в питании растений во время трубкования наблюдали более выраженное взаимодействие азота и фосфора, чем в опыте 1 при дефиците влаги.
Для диагностики азотного и фосфорного питания озимой пшеницы во время цветения использованы величины содержания этих элементов в двух верхних листьях (в %). Полученные данные показали, что преимущество клевера, как предшественника зерновой культуры, обеспечившего более высокий уровень питания растений азотом и фосфором во время трубкования, в фазе цветения сглаживалось. Посевы пшеницы по клеверу концентрировали в листьях растений 1.85-2.24% N и 0.51-0.53% Р2О5, посевы пшеницы по викоов-сяной смеси - 1.79-2.43% N и 0.43-0.53% Р2О5. В действии удобрений на содержание азота и фосфора в листьях озимой пшеницы в фазе цветения наблюдали следующую закономерность. При выращивании этой культуры по викоовсяной смеси в условиях дефицита влаги (опыт 1) под влиянием азотного удобрения содержание азота в листьях возрастало более ощутимо (на 1.43-1.55%), чем при достаточном увлажнении в опыте 2 (на 0.590.98%), что очевидно было связано в последнем случае с ростовым разбавлением. Аналогичным образом проявилась эффективность фосфорного удобрения, в большей степени способствовавшего повышению содержания фосфора в листьях пшеницы, испытывавшей дефицит влаги (на 0.22-0.23%), чем достаточно обеспеченной ею (на 0.06-0.13%). У пшеницы по клеверу выявлено такое же увеличение содержания азота и фосфора в листьях под влиянием соответствующих удобрений, как и у пшеницы по викоовсяной смеси, при выращивании их в одинаковых условиях увлажнения.
Таблица 1. Влияние минеральных удобрений на содержание азота и фосфора (Р205) в растениях (% на сухое вещество) и урожайность зерна озимой пшеницы (ц/га) на серой лесной почве
Вариант Трубкование Цветение (листья) Полная спелость Урожайность зерна Зерно : солома
зерно солома
Опыт 1. Пшеница, выращенная по викоовсяной смеси при умеренном дефиците влаги*
0 2.08/0.55 1.82/0.44 1.37/0.84 0.27/0.16 20.6 0.93
N60 2.95/0.55 3.54/0.43 1.68/0.77 0.39/0.14 29.5 0.90
Р40 1.80/0.67 2.04/0.68 1.45/0.86 0.24/0.19 26.3 1.00
К60 1.69/0.55 1.87/0.46 1.50/0.83 0.23/0.12 22.4 0.98
Ж0Р40 2.57/0.64 3.34/0.66 1.69/0.78 0.33/0.12 44.6 0.87
Ж0К60 3.04/0.53 3.59/0.43 1.89/0.64 0.41/0.15 25.6 0.89
Р40К60 1.82/0.62 2.00/0.69 1.44/0.82 0.23/0.19 27.6 1.02
Ж0Р40К60 3.05/0.63 3.25/0.65 1.66/0.76 0.28/0.13 46.1 1.02
Опыт 2. Пшеница, выращенная по викоовсяной смеси при достаточном увлажнении**
0 1.97/0.54 2.43/0.44 1.76/0.76 0.25/0.11 31.8 0.66
N60 2.46/0.55 2.78/0.51 2.40/0.82 0.38/0.10 38.0 0.72
Р40 1.67/0.63 1.86/0.59 1.74/0.87 0.22/0.22 40.7 0.71
К60 2.08/0.54 2.38/0.53 1.75/0.76 0.23/0.11 32.5 0.78
Ж0Р40 2.74/0.85 2.90/0.57 2.27/0.87 0.35/0.16 47.9 0.75
Ж0К60 2.80/0.48 3.02/0.51 2.20/0.74 0.38/0.09 32.2 0.65
Р40К60 1.68/0.68 1.79/0.58 1.68/0.86 0.17/0.15 36.2 0.70
Ж0Р40К60 2.44/0.79 2.77/0.59 2.24/0.89 0.32/0.18 48.1 0.69
Опыт 3. Пшеница, выращенная по клеверу при достаточном увлажнении*
0 2.58/0.70 1.85/0.52 1.57/0.73 0.26/0.16 39.9 0.80
N60 3.26/0.65 2.97/0.53 1.69/0.71 0.35/0.13 41.8 0.82
Р40 2.48/0.83 2.03/0.66 1.50/0.80 0.26/0.18 48.6 0.81
К60 2.67/0.66 2.24/0.52 1.54/0.76 0.22/0.13 41.2 0.82
Ж0Р40 3.70/0.82 2.88/0.67 1.78/0.80 0.34/0.18 57.4 0.75
Ж0К60 3.25/0.62 3.15/0.51 1.81/0.72 0.35/0.13 44.7 0.84
Р40К60 2.50/0.83 2.09/0.64 1.55/0.79 0.21/0.15 52.7 0.81
Ж0Р40К60 3.65/0.83 3.00/0.65 1.88/0.79 0.32/0.17 60.5 0.90
Примечания. 1. Над чертой - азот, под чертой - фосфор. То же в табл. 3. 2. Содержание подвижного фосфора в почве (по Кирсанову) в контроле: * - 3.4, ** - 7.6, *** - 7.2 мг/100 г.
Накопление азота и фосфора в зерне и соломе озимой пшеницы зависело не только от действия у
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.