= Питание растений =
УДК 631.81:631.445.25
ВЗАИМОСВЯЗИ В МИНЕРАЛЬНОМ ПИТАНИИ ЯЧМЕНЯ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ НА СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЕ ОПОЛЬЯ
© 2014 г. В.И. Никитишен , В.И. Личко
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН 142290 Пущино, Московская обл., ул. Институтская, 2, Россия E-mail: vlichko@mail.ru
Поступила в редакцию 17.01.2014 г.
Исследования, проведенные в полевых опытах с применением удобрений в посевах ячменя на серых лесных почвах ополий, показали, что содержание азота, фосфора и калия, а также соотношение между этими элементами в растениях в фазах трубкования и колошения изменяются в очень широких пределах, отражая условия минерального питания посевов, и в неодинаковой степени определяют накопление азота и фосфора в зерне и величину его урожая.
Ключевые слова: взаимосвязи элементов питания растений, ячмень, длительное применение удобрений, серая лесная почва, ополье.
ВВЕДЕНИЕ
Изучение эффективности удобрений в посевах ячменя, выращиваемого на серых лесных почвах ополья Центральной России, показало, что эта культура сильнее, чем озимая пшеница, реагирует на внесение азота и слабее - на внесение фосфора [1-5]. Усиление уровня калийного питания ячменя посредством удобрения в большинстве случаев оказывается малоэффективным вследствие вымывания калия из надземных органов растений ливневыми дождями в репродуктивный период вегетации [6]. Выявлена также различная отзывчивость зерновой культуры на азотное удобрение при выращивании ее в чистом виде и с подсевом клевера [7]. В предлагаемой работе поставлена задача выяснить, в какой степени содержание азота, фосфора и калия, а также соотношение между этими элементами в растениях ячменя отражают условия минерального питания и определяют величину его урожая.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Для решения этой задачи был проведен корреляционный анализ данных 119 вариантов 7 полевых опытов с применением удобрений под ячмень, результаты которого изложены ниже. Полевые опыты с ячменем поставлены на Экспериментальной
полевой станции Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН в двух полях 9-польного севооборота со следующим чередованием культур: викоовсяная смесь-озимая пшеница-кукуруза-ячмень с подсевом клевера-клевер 1-го года пользования-клевер 2-го года пользования-озимая пшеница-кукуруза-ячмень. В работе проанализированы данные за 2 ротации севооборота при выращивании ячменя с подсевом клевера (1981, 1982, 1990, 1991 гг.) и в чистом виде (1986, 1987, 1996 гг.). Минеральные удобрения (Каа, Рсд, Кх) в соответствии с факто-риальной схемой опыта (4^3x3) вносили под все культуры севооборота, за исключением клевера и ячменя, замыкающего 2-ю ротацию. Дозы азота (первая цифра в схеме опыта) составили: 0 - 0, 1 - 60, 2 - 120, 3 - 180 кг/га, дозы фосфора (вторая цифра) - 0, 40, 80 кг Р2О5/га, дозы калия (третья цифра) - 0, 60 и 120 кг К2О/га.
Почва опытов - серая лесная среднесугли-нистая, содержание в пахотном слое: гумуса -1.9-2.2%, нитратного и аммонийного азота -0.8-1.5 мг/100 г, подвижного фосфора - 3.2 (поле 1) и 8.8 (поле 2) мг/100 г, обменного калия -8-12 мг/100 г; рНкс1 5.3-5.6.
Условия водного режима в течение вегетационного периода ячменя в годы проведения полевых опытов складывались неодинаково: в 1987 и 1996 гг. посевы были достаточно обеспечены влагой (169-188 мм осадков), в 1982, 1986, 1990,
Таблица 1. Химический состав (% на сухое вещество) и зерновая продуктивность ячменя (ц/га), выращиваемого с подсевом клевера
Вариант Трубкование Колошение Полная спелость Урожайность зерна, ц/га
N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O
1981 г.
000 4.02 0.47 3.60 2.08 0.46 1.40 2.23 0.70 1.30 7.4
011 3.49 0.52 3.70 2.04 0.56 1.58 2.10 0.72 1.45 10.9
111 3.65 0.56 3.95 2.14 0.48 1.74 2.28 0.68 1.40 10.6
211 3.91 0.52 4.40 2.37 0.44 1.80 2.51 0.65 1.45 12.1
311 4.50 0.53 4.60 2.55 0.45 1.75 2.50 0.63 1.60 11.3
012 2.92 0.54 4.15 1.88 0.50 1.84 2.12 0.73 1.70 10.0
112 3.59 0.60 4.00 1.95 0.47 1.79 2.15 0.66 1.95 13.6
212 4.32 0.61 4.35 2.24 0.44 1.83 2.36 0.66 1.95 14.2
312 4.31 0.59 4.75 2.32 0.47 2.01 2.43 0.64 2.00 11.9
021 2.95 0.75 3.60 1.78 0.56 1.60 1.96 0.77 1.65 11.6
121 3.49 0.75 3.85 2.26 0.53 1.55 2.04 0.72 1.70 13.2
221 3.62 0.69 4.00 2.15 0.51 1.51 2.19 0.71 1.68 13.8
321 3.97 0.67 3.95 2.26 0.48 1.68 2.38 0.67 1.74 10.9
022 2.80 0.78 3.90 1.83 0.56 1.66 1.88 0.76 1.82 12.8
122 3.30 0.69 3.95 1.95 0.48 1.60 2.22 0.70 1.80 13.2
222 3.62 0.68 4.15 2.18 0.45 1.64 2.23 0.68 1.90 14.6
322 4.29 0.70 4.05 2.30 0.48 1.78 2.34 0.66 2.05 14.5
1982 г.
000 2.04 0.60 3.67 0.88 0.51 3.24 1.37 0.85 2.41 18.0
011 1.93 0.61 3.58 0.83 0.47 3.31 1.42 0.85 2.95 17.8
111 2.38 0.65 3.59 1.19 0.51 3.61 1.54 0.83 3.00 29.5
211 2.93 0.65 4.27 1.77 0.52 3.76 2.00 0.83 3.07 36.0
311 3.61 0.66 4.45 2.03 0.49 4.39 2.13 0.83 3.59 34.5
012 2.30 0.65 3.79 0.87 0.48 3.52 1.46 0.78 2.79 17.3
112 2.50 0.62 3.94 1.22 0.45 4.27 1.77 0.81 3.56 34.3
212 3.05 0.69 4.30 1.62 0.49 4.29 2.03 0.83 3.60 35.0
312 3.62 0.68 4.42 1.77 0.47 4.33 2.11 0.84 3.62 35.8
021 1.93 0.72 3.43 0.86 0.54 3.73 1.53 0.86 3.07 18.2
121 2.75 0.73 3.43 1.35 0.56 3.52 1.66 0.84 2.95 31.5
221 3.11 0.73 3.77 1.64 0.56 3.64 1.92 0.83 3.00 34.7
321 3.80 0.69 3.70 1.99 0.55 3.63 2.06 0.83 2.94 35.7
022 2.08 0.73 3.79 0.95 0.54 3.78 1.58 0.88 3.16 17.8
122 2.46 0.71 4.0 1.20 0.57 4.43 1.64 0.85 3.56 31.3
222 2.99 0.70 4.09 1.40 0.58 3.91 1.94 0.86 3.30 33.9
322 3.38 0.67 4.45 1.78 0.55 4.18 2.08 0.90 3.42 39.0
1991 гг. они испытывали умеренный дефицит влаги (121-131 мм), в 1981 г. - подверглись сильной засухе (85 мм).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Были проанализированы закономерности изменения химического состава растений ячменя в зависимости от действия удобрений и обеспеченности влагой во взаимосвязи с продуктивностью
этой культуры (табл. 1). Показано, что содержание азота, фосфора и калия (в %) в надземной биомассе и зерне ячменя в течение вегетации изменялось в очень широких пределах. В фазе трубкования содержание азота в растениях изменялось от 1.24 до 4.35%, в фазе колошения - от 0.80 до 3.14% и в фазе полной спелости (в зерне) - от 1.16 до 3.31% при средней величине этих показателей, соответственно равной 3.15, 1.85 и 1.88%. В такой же сильной степени варьировало
содержание калия (в расчете на К2О) в растениях: в трубкование - 2.40-5.05%, в колошение - 1.004.43%, в полную спелость (в соломе) - 0.8-3.62%. Средняя величина содержания этого элемента питания в растениях соответственно составила 3.87, 2.35 и 1.33%. Содержание фосфора в ячмене изменялось меньше: в фазе трубкования в расчете на Р2О5 - в пределах 0.50-1.17%, в фазе колошения - 0.45-0.78% и во время полной спелости (в зерне) - 0.70-1.07%. Средняя величина этих показателей соответственно составляла 0.82, 0.59 и 0.89%.
Оценим, в какой степени содержание азота, фосфора и калия в растениях определяло величину зерновой продуктивности ячменя, которая изменялась в зависимости от действия удобрений и условий влагообеспеченности от 7.4 до 66.9 ц/га (табл. 1-4). Расчеты, проведенные с использованием данных 119 вариантов полевых опытов, показали, что между содержанием азота в растениях в фазе трубкования и колошения, с одной стороны, и величиной урожая зерна ячменя, с другой, наблюдается слабая корреляция, характеризуемая коэффициентами г = 0.145 и г = 0.262. Аналогичная зависимость выявлена также между содержанием калия в растениях в эти фазы вегетации и урожаем зерна ячменя, причем с отрицательной корреляцией в фазе колошения: соответственно г = 0.236 и г = -0.261. Достаточно высокая корреляция величины урожая ячменя выявлена с содержанием фосфора в растениях в фазе трубкования (г = 0.539), в то время как с содержанием фосфора в растениях в фазе колошения она отсутствовала (г = 0.061) (табл. 5).
Следует отметить, что содержание азота в растениях, слабо коррелируя с продуктивностью ячменя, в большей мере отражало обеспеченность посевов этим элементом питания и потребность в азотном удобрении. Например, наиболее высокие прибавки урожая зерна под влиянием внесения азотного удобрения (19.6-33.6 ц/га) получены в полевом опыте 1987 г. при содержании азота в растениях в вариантах 0 и РК в фазе трубкования 1.56-2.54%, во время колошения -1.14-1.42% и в спелом зерне 0.88-1.24% (табл. 2). В полевых опытах 1982, 1986, 1990, 1991 гг. при выращивании ячменя в условиях умеренного дефицита влаги, посевы которого имели более высокий уровень азотного питания (в трубкование -1.90-3.40%, в колошение - 0.80-1.87%, в зерне полной спелости - 1.16-2.16%), реакция этой культуры на внесение азота была менее выраженной. Под его влиянием урожай зерна ячменя возрастал на 7.5-22.4 ц/га. Действие азотного удобрения в посевах ячменя, выращиваемого в
условиях сильного дефицита влаги 1981 г. и содержащего в фазе трубкования 2.80-4.20% азота, во время колошения - 1.78-2.08% и в спелом зерне - 1.88-2.23%, было малоэффективным, обеспечивая рост урожая зерна максимум на 4.2 ц/га.
Обеспеченность азотом в течение вегетативного периода растений в значительной степени определяло накопление его в зерне ячменя. В этом отношении более существенным оказалось состояние азотного питания растений в фазе трубкования (г = 0.602), чем в фазе колошения (г = 0.431).
В отличие от азота, содержание фосфора в растениях ячменя слабо отражало нуждаемость посевов в фосфорном удобрении. В условиях умеренного дефицита влаги одинаковая эффективность фосфорного удобрения под эту культуру с прибавками урожая зерна 3.0-11.9 ц/га отмечена как при содержании фосфора в растениях во время трубкования и колошения, равном соответственно 0.80-0.93 и 0.64-0.71% (опыт 1991 г.), так и при более низкой обеспеченности фосфором в опыте 1990 г. (в трубкование - 0.52-0.62%, в колошение - 0.51-0.55%) (табл. 3). Положительная реакция на внесение фосфорного удобрения ячменя, выращиваемого при благоприятном режиме увлажнения, выявлена не только в посевах, испытывающих дефицит фосфора в опыте 1996 г. (в трубкование - 0.50-0.60%, в
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.