АГРОХИМИЯ, 2014, № 12, с. 16-23
= Питание растений =
УДК 631.81:633.15:631.8:631.445.25
ВЗАИМОСВЯЗИ В ПИТАНИИ КУКУРУЗЫ 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 21.02.2014 г.
В полевых опытах с применением удобрений под кукурузу на серых лесных почвах ополий показано, что содержание азота, фосфора и калия в растениях, а также величины соотношений между этими элементами в фазах 10-12 листьев и выметывания изменялись в очень широких пределах, отражая условия минерального питания посевов, и в той или иной степени определяли величину урожая сухой надземной биомассы. Корреляционный анализ экспериментальных данных, полученных в 114 варианто-лет полевых опытов, позволил выявить наиболее тесную прямую зависимость между содержанием азота в растениях в фазе выметывания и урожаем кукурузы (r = 0.46). Связь величины урожая этой культуры с содержанием фосфора в растениях в фазе выметывания проявлялась слабее (r = 0.26), с содержанием азота в фазе 10-12 листьев и с соотношением N : Р2О5 в фазах 10-12 листьев и выметывания корреляция была незначительной (r = 0.12-0.17). Между величиной урожая кукурузы и выносом азота, фосфора и калия урожаем отмечена наиболее высокая положительная корреляция (соответственно r = 0.84, 0.82, 0.73).
Ключевые слова: взаимосвязи показателей питания растений, кукуруза, длительное применение удобрений, серая лесная почва, ополье.
ВВЕДЕНИЕ
При анализе данных химического состава кукурузы в вегетационных и полевых опытах по изучению эффективности длительного внесения удобрений обращает на себя внимание сильное варьирование содержания азота, фосфора и калия в растениях во время вегетации, характеризующее их обеспеченность элементами питания в онтогенезе [1-7]. В то же время зависимость продуктивности посевов от величины этих показателей проявляется неоднозначно, поскольку на ее формирование значительное влияние оказывает состояние других факторов роста и прежде всего водного и температурного режимов [7]. Например, установлено, что при одинаковом содержании (в %) азота и фосфора в растениях кукурузы в фазах 5-6-ти, 10-12-ти листьев и выметывания, выращиваемых при оптимальной и недостаточной влагообеспеченности, урожай сухой надземной биомассы этой культуры вследствие дефицита влаги уменьшался в 2.6 раза [8]. Недостаток тепла в первый период вегетации кукурузы в 3 раза снижал ее продуктивность, несмотря на то что содержание азота и фосфора в растениях в фазах
10-12 листьев и выметывания было таким же, как и при произрастании в благоприятных температурных условиях [9].
Располагая данными по содержанию азота, фосфора и калия в растениях, полученными в полевых опытах с внесением удобрений под кукурузу (114 варианто-лет), была поставлена цель: установить, в какой степени изменение величины этих показателей определяет формирование ее урожая. Для решения поставленной задачи использован метод корреляции, позволяющий выявить тесноту связей между уровнем и сбалансированностью азотного, фосфорного и калийного питания растений в фазах 10-12 листьев и выметывания, выносом питательных веществ урожаем, с одной стороны, и продуктивностью сухой надземной биомассы кукурузы, с другой.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование проводили в многолетних стационарных полевых опытах по изучению эффективности удобрений на экспериментальной полевой станции Института при выращивании
кукурузы в 9-польном севообороте 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. Исходное содержание подвижных фосфатов в почве в поле 1 составляло 3-4 мг/100 г, в поле 2 -7-8 мг/100 г. В соответствии с принятыми обозначениями вариантов факториальной схемы опыта дозы азота (первая цифра) составляли: 1 - 60, 2 -120, 3 - 180 кг Мга; дозы фосфора (вторая цифра): 1 - 40, 2 - 80 кг Р205/га; дозы калия (третья цифра): 1 - 60, 2 - 120 кг К2О/га. В 1-й ротации под культуры севооборота, предшествующие посевам кукурузы, в составе минеральных удобрений было внесено в расчете на 1 га: N120, Р80 и К120 (1981 г.) и N270, Р200 и К300 (опыты 1985, 1986 гг.); во 2-й ротации: N510, Р360, К540 (опыты 1989, 1990 гг.) и N660, Р480, К720 (1995 г.). Почва опытного участка - серая лесная легко-среднесу-глинистая, содержащая в пахотном слое: гумуса -2.0-2.2%, минерального азота - 0.8-1.5 мг/100 г, обменного калия - 8-12 мг/100 г, имевшая рНкс1 5.4-5.6. Площадь опытной делянки составляла 120 м2, учетной - 70 м2, повторность трехкратная.
Метеорологические условия в годы проведения полевых опытов с кукурузой были неодинаковыми. Более благоприятными для этой культуры оказались 1985, 1986, 1989 гг., в 1981 и 1995 гг. кукуруза испытывала умеренный дефицит влаги. По количеству осадков за вегетационный период 1990 г. занимал промежуточное положение, отличаясь сильно выраженным дефицитом тепла весной и в начале лета.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты проведенного исследования представлены в табл. 1-6. Показано, что содержание азота, фосфора и калия (в %) в растениях в первые фазы вегетации кукурузы, вынос этих элементов питания урожаем, а также величина урожая сухой надземной биомассы сильно менялись, отражая воздействие удобрений и экологических факторов. В вариантах без внесения азотного удобрения содержание азота в растениях в фазе 10-12 листьев варьировало в пределах 1.613.02%, в вариантах с его внесением - в пределах 2.33-4.01%. К фазе выметывания наблюдали снижение величины этого показателя с изменениями соответственно от 0.97 до 1.98% и от 1.15 до 2.92%. Под влиянием азотного удобрения вынос азота урожаем возрастал с 24-98 до 30-172 кг/га,
урожай сухой надземной биомассы кукурузы - с 20-73 до 22-98 ц/га. При этом наиболее высокие прибавки урожая получены в опытах 1989 и 1985 гг., в которых отмечено максимальное увеличение уровня потребления азота посевами, достигавшего 160-172 кг №га.
Содержание фосфора в растениях кукурузы в фазе 10-12 листьев в вариантах без внесения фосфорного удобрения изменялось в пределах 0.34-0.86%, в вариантах с его внесением - от 0.46 до 1.02% Р2О5. В фазе выметывания оно несколько понижалось: в вариантах без удобрения фосфором - до 0.33-0.65%, при применении фосфорного удобрения - до 0.38-0.67% Р2О5. Вынос фосфора урожаем кукурузы менялся от 9 до 26 кг/га и от 11 до 47 кг/га, урожай сухой надземной биомассы - от 20 до 63 и от 20 до 98 ц/га соответственно. Повышение урожая сухой надземной биомассы кукурузы под действием фосфорного удобрения было более ощутимым в опытах 1989, 1985 и 1995 гг., в условиях, когда было отмечено наибольшее потребление фосфора посевами.
По сравнению с азотом и фосфором, содержание калия в растениях кукурузы было подвержено наиболее сильным изменениям. В вариантах без внесения калийного удобрения величина этого показателя изменялась в фазе 10-12 листьев с 1.35 до 5.50%, в фазе выметывания - с 0.82 до 3.20%, в вариантах с его внесением - с 2.17 до 5.83% и с 1.42 до 5.04% К2О соответственно.
Под влиянием калийного удобрения вынос калия урожаем кукурузы повышался с 43-117 до 46-166 кг/га, урожай сухой надземной биомассы -с 22-89 до 20-98 ц/га. Положительное действие калийного удобрения на продуктивность кукурузы достигало максимальных величин, обеспечивая рост урожая на 7-22 ц/га, в опытах 1985 и 1989 гг., в опыте 1995 г. оно было существенно меньше (прибавки 4-5 ц/га), в опытах 1981, 1986 и 1990 гг. посевы не реагировали на внесение калийного удобрения.
Анализ данных показал, в какой степени изменения в уровне корневого питания кукурузы, характеризуемые содержанием азота, фосфора и калия в растениях (в %), их соотношениями, а также величиной выноса этих элементов урожаем, определяли интенсивность продукционного процесса посевов. С использованием метода корреляции установлено (табл. 7), что наиболее существенное значение для формирования урожая кукурузы имело увеличение содержания азота в растениях в фазе выметывания и вынос его урожаем. Коэффициенты корреляции между величиной этих показателей составили г = 0.46
Таблица 1. Влияние удобрений на уровень минерального питания и продуктивность кукурузы (опыт 1981 г.)
Вариант Содержание элементов питания в растениях, % на сухое вещество Вынос элементов питания урожаем, кг/га Урожай сухой биомассы, ц/га
в фазе 10-12 листьев в фазе выметывания N Р2О5 К2О
N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О
000 2.65 0.66 5.50 1.39 0.37 2.80 55 17 62 44
010 2.46 0.63 4.20 1.64 0.41 2.75 76 25 85 53
110 3.00 0.65 3.90 1.91 0.46 2.40 80 25 87 58
210 3.13 0.67 4.50 2.06 0.48 3.20 102 23 91 59
310 3.47 0.72 4.40 2.02 0.50 3.05 105 30 90 58
020 2.37 0.65 4.02 1.55 0.50 2.50 74 27 83 50
120 2.68 0.58 4.00 1.62 0.49 2.50 91 24 84 54
220 3.32 0.67 4.00 1.95 0.48 3.00 98 29 81 54
320 3.57 0.67 4.00 2.23 0.49 2.60 99 30 81 54
002 2.62 0.56 4.60 1.50 0.40 2.75 71 19 56 48
102 3.25 0.61 5.60 1.90 0.37 3.20 73 15 65 47
202 3.27 0.65 5.40 2.03 0.35 3.00 77 20 77 46
302 3.28 0.61 4.60 1.91 0.38 2.95 76 19 67 47
011 2.40 0.61 4.20 1.62 0.48 2.80 62 22 67 46
111 2.95 0.64 5.00 1.83 0.44 3.40 84 24 84 52
211 3.17 0.67 5.50 1.91 0.42 2.90 85 21 87 52
311 3.57 0.69 5.00 2.25 0.46 2.40 82 23 84 53
012 2.77 0.66 5.00 1.81 0.43 2.80 84 23 81 48
112 3.10 0.61 4.85 1.80 0.41 2.50 84 23 91 50
212 3.43 0.65 4.90 2.05 0.42 3.05 88 22 93 49
312 3.58 0.67 5.30 1.97 0.40 2.65 94 23 93 53
022 2.30 0.60 4.80 1.70 0.62 2.60 84 26 82 49
122 3.00 0.65 5.20 1.77 0.44 3.05 91 26 85 51
222 3.02 0.66 4.95 2.28 0.55 2.35 99 27 95 54
322 3.14 0.70 5.05 2.48 0.56 2.90 100 26 91 53
и г = 0.84. Содержание азота в растениях в фазе 10-12 листьев в гораздо меньшей степени определяло уровень продуктивности этой культуры (г = 0.12). Отмечена слабая корреляция величины урожая кукурузы с содержанием фосфора в растениях в фазе вымет
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.