В статье приводятся результаты трехлетних исследований влияния макро- и микроэлементов питания на продуктивность культуры сои в условиях орошения. Удобрения, улучшая питательный режим почвы, не только способствуют увеличению биомассы растений культур, но и существенно изменяют его химический состав, способствуя повышению концентрации азота, фосфора, как в начальные периоды роста, так и полному их оттоку в зерно в более поздние фазы роста и развития.
Применение удобрений оказало положительное влияние на урожайность изучаемой культуры. Максимальная прибавка урожая от удобрений составила 0,75 т/га при совместном применении РК и молибдена по сравнению с контрольным (б/удобрений) вариантом.
Введение
В последние годы в связи с диверсификацией сельскохозяйственного производства вопрос увеличения в республике площадей посева зернобобовых культур, в особенности сои становится весьма актуальным.
Соя – ценная бобовая культура с высоким содержанием белка и жира. В Казахстане, несмотря на благоприятные почвенно-климатические условия эта культура не находит широкого применения, площадь посевов который в пределах 30,0 тыс. га. При этом урожайность этой культуры в среднем за последние годы не превышает 11-12 ц/га и с низкими показателями качества зерна.
Одним из важных факторов повышения урожая и качества зерна сои является применение удобрений, которые обеспечивают оптимальный питательный режим и благоприятные условия для деятельности клубеньковых бактерий и развития естественной способности усваивать азот воздуха.
В связи с этим, исследования по изучению условий минерального питания этой культуры, путем применения различных видов и сочетаний удобрений являются на сегодня весьма актуальными.
Материалы и методы
Исследования, посвященные этому вопросу, проводились в учебно-опытной станции «Агроуниверситет» Казахского национального аграрного университета, расположенной в зоне неустойчивого увлажнения Енбекшиказахского района Алматинской области. Почва опытного участка лугово-каштановая, содержание гумуса в пахотном слое 4,45%, валового фосфора и азота 0,211 и 0,190 %, соответственно.
Варианты полевого опыта с культурой сои, возделываемой в четырех польном плодосменном севообороте были заложены в трехкратной повторности, площадь делянок 60 м2, расположение систематическое. Перед посевом семена обработаны соответствующим для сои нитрагином.
В качестве минеральных удобрений использовали: суперфосфат простой гранулированный, хлористый калий; микроудобрения – (NH4)6 Mo7, CоSO4, ZnSO4.
Расчетные нормы фосфорно-калийных удобрений изменялись по годам, и составили в 2012 - Р80 К25; в 2013 – Р75 К10; в 2014 – Р70 К25; Мо, Со, Zn внесены в нормах 1,5 кг д.в. на 1 га.
Для определения влияния изучаемых удобрений на накопление сухой биомассы, динамику PK по фазам вегетации (3 срока) проводились анализы растительных проб.
В растительных образцах были определены: накопление сухой массы изучаемой культуры весовым методом; содержание азота и фосфора в растениях в одной навеске после мокрого озоления по Гинзбург и Щегловой (азот – по Къельдалю, фосфор – колориметрически).
Учет урожая проводился поделяночно. Математическая обработка данных урожайности проводилась согласно известной методики Б.А. Доспехова, по программе «Statist».
Результаты эксперимента и их обсуждение
Величина сухой биомассы и уровень урожая, прежде всего, определяется продуктивностью работы фотосинтетического аппарата.
На повышение фотосинтетической деятельности посевов сельскохозяйственных культур оказывают влияние многие факторы, в том числе условия минерального питания.
Это положение подтверждается и нашими исследованиями (таблица 1). Определение сухой биомассы изучаемой культуры показало, что величина ее существенно повышается при внесении удобрений. Из таблицы видно, что внесение удобрений оказало положительное влияние на накопление биомассы изучаемой культуры. С самых ранних периодов вегетации оно происходило более активно на удобренных вариантах, чем на контроле (без удобрений). Так, у сои при сухой биомассе, равной на контроле в первый срок определения 0,38 т/га, на удобренных вариантах колебалась в пределах 0,54-0,57 т/га.
При наступлении фазы полной спелости семян максимальная масса растений формировалась при совместном внесении расчетной нормы PK и молибдена – 10,29 т/га. Сухая масса сои возрастала на 1,9 т/га и при использовании PK+Со (таблица 1).
Таблица 1 - Накопление абсолютно сухой биомассы растений сои в плодосменном севообороте в зависимости от удобрений, т/га (среднее за 2012-2014гг.)
Как известно, потребление элементов питания растениями сельскохозяйственных культур зависит от множества факторов – агрохимических свойств почвы, условий возделывания, периода роста и развития растений, видовых и сортовых особенностей, предшественников и др.
В наших исследованиях, максимальное содержание азота и фосфора в растениях изучаемой культуры отмечается в начальный период роста и изменяется по вариантам опыта в зависимости от применяемых удобрений (таблицы 2).
По данным таблицы 2 видно, в I срок определения содержание азота в растении колебалось от 4,17% до 4,25-4,44% на удобренных вариантах. Высокое содержание азота отмечалось в семенах сои в фазе спелости – от 5,12% на контроле до 5,10-5,75% на удобренных вариантах. В этот период вегетации активность фотосинтетического и симбиотического аппаратов снижаются, в результате оттока в зерновки происходит падение концентрации азота в вегетативных органах по сравнению с предыдущими фазами развития.
Максимальное содержание азота наблюдалось на варианте с внесением расчетных норм РК+Мо.
Соя отличается высоким содержанием фосфора, у которой максимальное количество в растении отмечается в III сроке определения. Концентрация этого элемента во втором сроке, т.е. в период ветвления не зависело от применения микроэлементов. За период вегетации сои содержание NP в растениях увеличилось по всем вариантам, но наиболее значительным оно было при внесении расчетной дозы и Мо.
Таблица 2 - Динамика содержания азота и фосфора в растениях сои в зависимости от удобрений, % на сухое вещество (среднее за 2012-2014гг)
Применение удобрений увеличивало поступление азота в растения сои с 245,0 до 277,4 кг/га в фазе цветения-бобообразования. Потребление растениями фосфора здесь было значительно ниже, чем азота и за этот период вегетации его поступило около 45 кг/га. Максимальное накопление N и P наблюдалось при внесении PK + Мо.
Таблица 3 – Поступление и вынос азота и фосфора урожаем сои в зависимости от применения удобрений, кг/га.
Потребление элементов минерального питания растениями сои происходило на протяжении всей ее вегетации. Количество потребляемых элементов соей в зависимости от применения удобрений различное и разница между контрольным и удобренными вариантами составила по содержанию азота в фазе всходов – 7,3-9,2 кг/га, цветения- бобообразования -56,5-88,9 кг/га, полной спелости – 46,5-67,3 кг/га; по фосфору – 1,4-1,7 кг/га, 11,6-15,7 кг/га, 23,4-27,3 кг/га соответственно.
Вынос элементов питания, как известно производное двух слагаемых - концентрации веществ в органах растений и массы их на период определения.
Определение поступления азота и фосфора и вынос их урожаями культуры сои севооборота показало, что изменение их по вариантам опыта более заметно, чем процентное содержание в растении (таблица 3).
Исследования показали, что культура соя очень отзывчива на изменение питательного режима. Наряду с увеличением урожайности увеличивается и вынос особенно фосфора. Так из таблицы 3 видно, что величина выноса азота урожаем сои колеблется от 203,1 кг/га на контроле до 222,3-289,8 кг/га удобренных вариантах.
Вынос фосфора колебался по вариантам от 61,8 кг/га на контрольном варианте до 70,5- 90,0 кг/га при внесении удобрении.
При этом вынос фосфора побочной продукцией (стебли листья, чешуя) выше, чем вынос зернобобами.
Таким образом, данные по выносу азота и фосфора урожаями изучаемых культур могут быть использованы в качестве нормативных при расчетах норм удобрений в условиях производства.
Урожай зерна является основным показателем оценки изучаемых удобрений при возделывании сои. Данные о влияния расчетных норм PK и микроэлементов на урожайность сои приведены в таблице 4.
Таблица 4 – Урожайность сои в зависимости от применения удобрений, т/га.
В наших исследованиях закономерность действия удобрений четко прослеживается и величина колеблется в широких пределах в зависимости от условий питания.
Так из таблицы 4 видно, применение расчетных норм PK и микроэлементов обеспечило прибавку урожая семян в пределах 0,61-0,73 т/га, что составляет от величины урожая на контроле (2,77 т/га) 22,0-26,3%.
Внесение микроэлементов повышало урожайность семян сои в сравнении с расчетной нормой PK и прибавки урожая семян от микроэлементов в сумме за три года составили 0,12- 0,36т/га.
Выводы
Внесение расчетных норм фосфорно-калийных удобрений как в отдельности, так и совместно с микроэелементами способствовали повышению содержания азота и фосфора в растениях сои, поступления и выноса их урожаем и величина самой урожайности относительно контрольного (без удобрений) варианта.
При качественной обработке семян сои перед посевом нитрагином на окультуренной лугово-каштановой почве не требуется внесения азотных удобрений.
Литература
- Адаптивные технологии возделывания масличных культур в южном регионе. –Краснодар, 2010 г. –159 с.
- Методика проведения полевых агротехнических опытов с масличными культурами/ Под общей редакцией В.М. Лукомца, чл.-кор. РАСХН, д-ра с.-х. наук. – Краснодар, 2010 г. – 328с.
- Соя биология и технология возделывания /Под редакцией Баранова В.Ф. и Лукомца В.М. – Краснодар, 2005. 433с.
- Milić , Nastasija M., Milica H., 2002. Interrelationship of nitrogen fixation potential and soybean yield. Field VegCrop Res. 36:133-139.
- Alves, J.R., Zotarelli, L., Fernandes, F.M., Heckler, J.C., Macedo, R.A.T., Boddey, R.M., Jantalia, C.P., Urquiaga, S., 2006. Biological nitrogen fixation and nitrogen fertilizer on the nitrogen balance of soybean, maize and cotton. Pesquisa Agropecua´ ria Brasileira 41, 449–
- 456.