Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

АЗОТНОЕ ПИТАНИЕ НЕКОТОРЫХ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР СЕМЕЙСТВА КАПУСТНЫХ И СНИЖЕНИЕ НАКОПЛЕНИЯ НИТРАТОВ В ПРОДУКЦИИ С ПОМОЩЬЮ ИНГИБИТОРОВ НИТРИФИКАЦИИ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "АЗОТНОЕ ПИТАНИЕ НЕКОТОРЫХ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР СЕМЕЙСТВА КАПУСТНЫХ И СНИЖЕНИЕ НАКОПЛЕНИЯ НИТРАТОВ В ПРОДУКЦИИ С ПОМОЩЬЮ ИНГИБИТОРОВ НИТРИФИКАЦИИ"

/1-22638

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА -И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи КУДРЯШОВА Лариса Алексеевна

УДК 631.811.1 :635.1/3

АЗОТНОЕ ПИТАНИЕ НЕКОТОРЫХ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР СЕМЕЙСТВА КАПУСТНЫХ И СНИЖЕНИЕ НАКОПЛЕНИЯ НИТРАТОВ В ПРОДУКЦИИ С ПОМОЩЬЮ ИНГИБИТОРОВ НИТРИФИКАЦИИ (Специальность 06.01.04— агрохимия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА- 1987"

е/сссс-

Диссертационная работа выполнена в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А, Тимирязева.

Научные руководители:, доктор сельскохозяйственных наук, профессор | П. М. Смирнов |, кандидат биологических наук, доцент Э. А. Муравин.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук В. Н. Кудеяров, кандидат биологических наук Л. В. Чечёт-

кина. '•,'••• ч

Ведущее предприятие — Центральный институт агрохимического обслуживания сельского хозяйства.

Защита диссертации состоится <2&> ММ>ША~- 1987 года в час. на заседании Специализированного совета К. 120.35.01 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 49, Ученый совет- ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан «/^> чхлсиЯ— 1987 г.

Ученый секретарь Специализированного совета —

кандидат биологических наук иллу1л CM. Саблина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Решениями XXVII съезда КПСС и в Продовольственной программе СССР предусмотрено значительное увеличение производства овощной и бахчевой продукции с целью все более полного удовлетворения потребностей в ней населения с точки зрения как количества и ассортимента, так и питательной ценности. В повышении урожайности овощных культур важная роль принадлежит минеральным, а среди них — азотным удобрениям. При использовании в интенсивном овощеводстве повышенных доз ♦азотных удобрений, необходимых для получения планируемых урожаев,- обострился вопрос о накоплении в продукции нитратов в потенциально опасных для человека концентрациях. Известно, что именно овощи являются основным источником нитратов для люден, а высокое поступление нитратов в организм и образование в ходе их редукции нитритов вызывает заболевание метгемоглобинией, приводит к возникновению канцерогенных К-нитрозаминов. Изучение особенностей азотного питания разнообразных овощных растений,: влияния условий выращивания и при-. менения азотных удобрений на урожайность культур и со: ' держание в них нитратов приобретает особую значимость и необходимо для теоретического обоснования и разработки рациональной системы удобрения,, приемов снижения накопления нитратов .-и введения' научно обоснованных нормативов их содержания в овощной продукции.

Широкие возможности в изучении процессов превращения в почве, использования растениями азота удобрений, а также в оценке тех или иных условий и приемов воздействия на режим азотного питания растений открыло использование в агрохимических исследованиях метода изотопных индикаторов (стабильного изотопа 15К), который в опытах с овощными культурами нашел еще достаточно ограниченное применение.

'•-.. Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы

Центральная Каучзая Бибднвтека Московское ордем Декам сельскохлзяВивгн. *»дев|ии им. К/ А. Тгма?яз«з»

1Л

явилось изучение накопления нитратов в некоторых овощных культурах семейства капустных в зависимости от факторов оптимизации азотного питания (доз, форм азота, обеспеченности молибденом и применения ингибиторов нитрификации К-8егуе и КМП), а также выявление внутривидовых различий в.содержании нитратов у корнеплодов вида ЯарИапш 8аИуш Ь. С применением 15К исследовалось влияние уровня азотного питания и ингибиторов нитрификации на трансформацию в почве, использование растениями и потери азота удобрения, а также участие азота удобрения и почвы в формировании урожая и в накоплении нитратов в продукции.

В задачу исследований входило изучение следующих основных вопросов:

1. Продуктивность пекинской капусты, редьки и редиса и потребление азота растениями в зависимости от уров-ня,азотного питания.

2. Использование азота почвы и удобрения овощными культурами и баланс меченого азота удобрения в системе «почва — растение» при различных уровнях азотного питания.

3. Накопление нитратов в растениях в зависимости . от условий азотного питания (дозы, формы азота и.обеспечен-ности молибденом при нитратном источнике азота). Оценка доли участия азота удобрения и почвы в накоплении нитратов в продукции.

4. Влияние ингибиторов нитрификации на превращение в почве, баланс азота удобрения в системе «почва — растение», продуктивность и качество овощных культур.

5. Различия в продуктивности н накоплении нитратов у корнеплодов вида ЯарЬапш 8аИуи8 Ь. при выращивании в полевых условиях.

Научная новизна. С применением 15К установлены размеры использования пекинской капустой сорта Хибинская, редькой сорта Зимняя круглая черная и редисом сорта Зенит, закрепления в почве и потерь азота удобрения, а также доля участия азота почвы и удобрения в накоплении нитратов в продукции. Выявлено наличие канцерогенных К-нитрозаминов в пекинской капусте и редьке. Впервые в опытах с овощными культурами дана комплексная оценка действия нового ингибитора нитрификации КМП на трансформацию в почве и баланс азота удобрения по сравнению. с-наиболее изученным ингибитором на основе нитрапирина. Установлена возможность применения ингибиторов нитрификации для снижения концентрации нитратов в овощной. продукции. Выявлены сортовые различияЛ в накоплении:нит-

ратов корнеплодами вида ЯарЬапш 8аИуи8,Ь. 'в- зависимости от условий выращивания. '."...".ч'.'

. Практическая и теоретическая ценность, реализация результатов исследований. Результаты исследований расширяют имеющиеся г теоретические представления об • • азотном - питании изучавшихся овощных культур и балансе азота удобрения в системе «почва —растение», дают научное обоснование приему снижения потерь и повышения эффективности азота удобрений с помощью ингибиторов нитрификации, позволяющему также значительно ограничить накопление нитратов в овощной продукции, Выявленную прямую зависимость между содержанием нитратов в продукции и-уровнем азотного питания следует учитывать при уста-♦ новлении доз азотных удобрений и регламентов на концентрации нитратов в листовых овощах и корнеплодах семейства капустных. .'Результаты исследований по агрохимической оценке препарата .КМП использованы при разработке «Рекомендаций по изучению эффективности перспективных ингибиторов нитрификации (1-карбамоил-3/5/метилпиразола— КМП, дициандиамида, аминотриазола —АТГ) в'ллаборатор-, ных,, вегетационныхЛ полевых опытах» (1985).

♦ Экспериментальные 1-данные по содержанию-нитратов и К-иитрозаминов • в овощных культурах переданы в Комитет по канцерогенным.веществам при Минздраве СССР.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены на научных« конференциях ТСХА (1983, .1986 гг.) и на XX конференции молодых ученых-и специалистов ВИУА (1986 г.), представлены на Вторую Всесоюзную конференцию по сельскохозяйственной радиологии (1984 г.).л

Основные положения диссертации отражены в 4 опубликованных работах. . " •

Объем работы. Диссертация изложена на 139 страницах машинописного текста, состоит из введения, 3 глав обзора "литературы, 6 глав экспериментальной части,- 31 таблицы, 18 рисунков, заключения, выводов, рекомендаций и предложений производству,.31 страницы приложений. Список литературы представлен 450 наименованиями, в том числе 173 на иностранных языках. - • •"" •

Условия и методика проведения исследований. В опытах, проведенных в вегетационном домике кафедры агрохимии - ТСХА с пекинской капустой сорта Хибинская, редисом сорта Зенит и редькой сорта Зимняя "круглая черная, изучали влияние возрастающих доз сульфата аммония и ингибиторов нитрификации К-8егуе и КМП на продуктивность растений, потребление ими азота и накопление нитратов, баланс меченого азота удобрения в системе \«почва— растение». Содержание нитратов в, растениях оценивали также

в зависимости от формы внесенного азота и обеспеченности молибденом при нитратном питании. - С ,

. Лзот в дозах 75, 150 и 300 мг/кг почвы в форме сульфа- . та!;аммония и 150 мг/кг .почвы в форме кальциевой селит.-; ры вносили по фону фосфорно-калийных удобрений (прос-г той суперфосфат и сульфат калия). На нитратном источ- * Пике азота вносили в почву молибден в дозе 1 'мг/кг,: в-фор- -ме молнбдата аммония. В ряде опытов использовали • меченный 15N сульфат аммония с обогащением около 20 ат. %1Ии-, гибиторы нитрификации N-serve—240 и КМП в вариантах с сульфатом аммония в дозе 150 мг N/кг почвы применяли в дозе 2% действующего вещества от азота удобре-,. ния или 3. мг/кг почвы. Для проведения опытов использовали .дерново-подзолистые среднесуглинистые почвы раз.. личной окультурениости. Кислые " почвы известковали Vim полной гидролитической кислотности. Емкость сосудов типа ^агнера — 5 кг абсолютно сухой почвы. В сосуде, вы-. ращивали по 5 растений пекинской капусты, по 2 растения редьки или редиса. Повторность; опытов при закладке;— , 4т—8-кратная, при учете урожая — 4-кратная. . . . :!....v.

'В полевых опытах на .Овощной опытной станции ТСХА . (1984 г. — опыт 1, 1985 г. — опыты 2 и 3) изучали влияние -условий выращивания на продуктивность, содержание, нитратов и другие показатели качества корнеплодов - различ-. ных сортов и. гибридов, относящихся к европейскому, китайскому и японскому подвидам вида Raphanus sativus L. Почва опыта- 1—дерново-подзолистая среднесуглшшетаял хорошо окультуренная. Опыт. 2 был заложен на дерново-подзолистой почве, удобрявшейся ранее высокими дозами органических удобрений, однако характеризующейся очень низкой обеспеченностью минеральным и . легкогидролизуе-мым азотом. На участке. опыта 3 был размещен слоем 20 см тепличный грунт с оптимальным содержанием основных элементов питания. Схема посева 70Х 15 см. Учетная площадь ~ делянки 10,08 м2. Размещение вариантов рендомнзированное, в 3-кратной повторности.' Всего проведено 8 вегетационных и 3 полевых опыта.

Агрохимический анализ почв перед закладкой опытов проводили общепринятыми методами, содержание подвижных форм питательных элементов в тепличном грунте уста-' навливали: в подкисленной вытяжке, ацетата натрия. Содержание аммонийного и нитратного' (после его восстановле- . ния до аммиака по Деварду) азота определяли в свежих почвенных образцах на макроаппарате. Къельдаля, общий азот в.почве и растениях — методом Къельдаля—Иодль--бауэра. Определение изотопного состава азота почвенных и растительных образцов "проводили после соответствующей

подготовки проб .на'- масс-спектрометре МИ-1305., Нитрат- -'/; . ный азот в растс"ннях,*опрсдсляли , ионометрнческим мето- ' дом в свежемл материале, аскорбиновую кислоту, фосфор и. калий — общепринятыми, методами. _ Определение остаточ-" ¥* ных количеств ингибитора нитрификации-выполнено в соответствии с «Временными методическими указаниями по-определению _-1-карбамоил-3/5/-метилпнразола- и • 3/5/-метил-\ * пиразола в воде, .почве, растительном материале методом . \ тонкослойной хроматографии» (разработанными" филиалом -ВЫПИ гигиены и токсикологии пестицидов, полимерных-и." / пластических ,масс, г. Ереван, 1985 г.). Определение N ннг-розаминов проводили* в лаборатории Института .питания • АМН СССР на газовом хроматографе «Тгаеог-500» - (Пнме-" ,-* нова В. В. и др.; 1985). . - - ' .' с

Урожайные данные обработаны . методом дисперсионно-, * \ го анализа, зависимость между дозой внесенного азота и со- " -держанием нитратов в "продукции установлена методом кор-- . реляционного и регрессионного анализов". (Доспехов Б. А., \ 19857. . , • Л

-РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ-

1. Продуктивность пекинской капусты, редьки и редиса • ♦ и потребление азота растениями в - зависимости - от уровня азотного "питания. -- - -

Увеличение доз азота в форме сульфата аммония до , "... " -- 150 мг/кг. почвы-сопровождалось ростом продуктивности пе-, -л кинской капусты, ;редькн. и, редиса (табл.* 4)Г Дальнейшее г" повышение уровня-азотного питания в большинстве опытов -- " не приводило;/] к'увеличению продуктивности растений, в

- опытах с редькой,и редисом вызывало усиленный рост,над-* земных-органов в ущерб формированию корнеплодов.

- . При. умеренном? и_оптимальном уровнях 'азотного пита- _ ния изучавшиеся.культуры имели низкие темпы накопления " -

сухого вещества/й/потреблення азота в первые 2—3 недели • вегетации 1(рпсг>1).У-Б-последующий период для них харак- ,~* терна высокая шнтенсивность .ростовых процессов • и пали- - --*' чие ярко'/выраженного ".максимума потребления азота в-фа-_ зу 3—6-настоящихтлисгтьев. у-пекипскоГг капусты, в начале накопления *:запас*ных-гвеществ корнеплодов. Высокие тем-_ ; пы ;накопления*сухого .вещества у,.пекинской капусты со-хранялисьЛдо;:уб6рки в фазу '10 лнастоящих листьев, а у. ре-,диса И:'редькн:постепенно, снижались к моменту достижс- " ,. ния ими технической спелости. Л _ "" * ' - 5.1

. . При ус11ленном: снабжении азотом (N300) высокое пот- ;*" ребление азота пекинской капустой отмечено ог фазы -6 па-стоящих листьев до уборки на салат в фазу 10 настоящих

листьев (более 50% общего потребления азота). Редис при дозе N300 потреблял более 60% азота от его максимального содержания в растениях во второй месяц вегетации — в фазу образования запасных веществ, в то время как при дозах N75 и N150 в этот период поступало соответственно 28—37%, а в фоновом варианте — только 9% потребленного растениями азота.

2. Использование азота почвы и удобрения овощными культурами, баланс меченого азота удобрения при различных уровнях азотного питания.

Внесение возрастающих доз азотного удобрения приводило к увеличению общих размеров потребления азота растениями. Дополнительное использование растениями -азота почвы в вариантах с сульфатом аммония обуславливало более выс: окие коэффициенты использования азота удобрения (в %: от внесенного количества), рассчитанные разностным методом, чем установленные с помощью изотопной методики (табл. 1). •

Таблица 1-

Использованиё азота редькой и редисом. Опыты 1985 года

Использовано и удобрения. %

Варианты опытов

Общий вынос азота, мг/сосуд

Разностный метод

ИЗОТОПНЫИ

метод

Р150 К300 —фон <&ОН+К,75

<Т>0Н+К1150

Фон+М.,300

120 124

376 419 611_ 573 970 955

68_ "79 65 60 57 55

Примечание. Над чертой — опыт с редькой, под чертой — опыт с редисом.

Структура потребления растениями азота почвы и удобрения изменялась в зависимости от уровня плодородия исходной почвы, прежде всего, содержания минерального и легкогидролизуемого азота, а также доз внесенного азотного удобрения (табл.2).

При дозе N75 во всех опытах* с пекинской капустой, редь-; кой и редисом ведущая роль в формировании урожая принадлежала азоту почвы, при дозе N300 — азоту удобрения, (данные представлены в диссертации). Л

Коэффициенты использования меченного ^ азота суль-

Рис.1 "Интенсивность среднесуточного прироста сухоЗ биомассы и потребления;азота растениями : в период вегетации. рпыты : 1985 года , .,' ' .'.'-.-

:, Варианты:'1-РК - фон 2 --Фон + Л/а75 -3 - Фон + И/а150 4 -Фон + /1Л300'":

Соотношение между азотом почвы и удобрения в растениях редьки, % от общего выноса

Таблица 2

Год проведения : опыта - Содержание -• N-N^ + N-N0] . в исходной почве, мг/кг Доза азота по фону РК, мг/кг

-75 150 300 '

1984 69,4 69 63 45

.31 37 55 .

1985 19,5 57 50 39 •.-,".".;

43 50 61

Примечание. Над чертой удобрения.

азот почвы, под чертой

фата аммония пекинской капустой, редькой и редисом при оптимальном уровне азотного питания (N150) были доста-

Баланс меченного- N азота сульфата аммония % от внесенного количества ..

Таблица 3

Доза азота по фону РК, мг/кг ...

Содержится В:растениях Осталось . в почве

всего в т. ч. в товарной части урожая 5

Потери

- - 1981 г

Опыты с пекинской капустой

' •• 1985 г.

75 150 300

75 150 300

, ., — — — —

49 46 34 . 1 7

38 36 29 .33

42 39 • 30 28

39 37 23 38

39 37 26 35 '

Опыт с редисом 1985 г.

44 17

43 13

42 11

Опыты с редькой

30

27 : 17 Ч

26 30 41

/

75 43 30 26 31

43 28 27 30

150 . 39 23 26 '- 35

40 20 25 35

300 . , 39 17 13 48

40 16 ~15~ ~ 4 5 ~

/

точно близки и составляли 38—43% от внесенного ;количе-, ства (табл. 3).' " '

- Оставшийся в почве азот удобрения к моменту; уборки . урожая' культур был практически полиостью представлен органической формой. С увеличением доз азота количество иммобилизованного азота- удобрения в абсолютном- выражении повышалось, а в относительном — заметно снижалось. Размеры газообразных потерь азота удобрения, вы'ражен-ные-как в абсолютных, так и в относительных величинах, , возрастали с повышением уровня азотного питания. - ' *.

Наибольшие потери отмечены в опытах с редькой, что обусловлено меньшими темпами усвоения азота этой.культурой: в первые 2—3 недели вегетации, когда потери.азота удобрений происходили наиболее, интенсивно. 1

3. Накопление нитратов в" растениях в зависимости от условий азотного питания. • "•"',-.' ' * .. -

Увеличение* урожайности пекинскойЛкапусты, редьки и редиса при внесении возрастающих доз азота сопровождалось значительным накоплением" в .тканях растений* нитра-Л тов (табл. 4). В интервале доз внесенного азота 75— 300 мг/кг почвы отмечена прямолинейная корреляционная

• '.' . ""'.'_. ..•••- Таблица 4

•..*-. Продуктивность культур '.(г сырого вещества/сосуд)-"--,\ '.Ли содержание нитратов в товарной продукции (мг/кг сырой массы)

при различных уровнях азотного питания , . •-.-„>•

Варианты опытов

Пекинская капуста

- 1985 г. 19Б0 г.

Редька-

1984 1985 г.

Редис-

1985 г.

1986 г.

я « ' га V о ех в

1 5

3 о ю а <1>Д2 дд 8 0 о «уй

.Р150 К300 —фон Фон+Ма75 Фон+Ка150 Ооп+Ка300 ЫСРС8.-

83 237 272 209 367 "307 362 249

31 26

00 "280 00 2610 1200

121 . 48 _285_ 140 334

3950 234 _2590 213 4530 355 _62_ 24

82 26 190 93 210

128 167

170 27 22

50 50 110 250600 950 1250

1720

: 105 112 250 . 145 303 £96 322 200 23

19

.1

п и ч Ь м с

69 68 151 87 178 117" 159 109. .13 17

- 2 5 0 -

__21о_:.

• 950 —ШЮ. . 1890 _3280 -'.г. .3290 -

ь> Б >

О

зависимость между уровнем азотного питания н содержа- -нием нитратов в продукции.

' Не только при избыточном снабжении азотом (N300), но и при оптимальном для формирования урожая уровне азотного питания в листьях пекинской капусты, корнеплодах редьки и редиса нитраты накапливались в._ концентрациях, превышающих'установленные в нашей стране ПДК , для отдельных .'видов'овощей, В продукции- пекинской капус- -ты и редьки обнаружено наличие канцерогенных ^ннтро-заминов (в капусте .— диметил- и диэтилнитрозамина, в • редьке — диэтилнитрозамина), количество которых имело' тенденцию к увеличению с повышением уровня азотного питания (табл. '5). .

Т а б л и ц а 5

Содержание ^питрозамипов в продукции, мкг/кг сырой массы. Опыты 1985 года

Доза азота по фону РК, мг/кг Редька Пекинская капуста

ДМНЛ : дэнл Сумма ДМНЛ ДЭНЛ Сумма

= 75 300 следы 3,0 не обнаружено следц 3,0 2,4; - з,5; : 2 7 : . л 3,0 5,1 • 6,5

С применением установлено, что доля участия азота почвы и удобрения, в формировании" нитратного фонда пекинской капусты ; находится в соответствии со структурой общего потребления *азота почвы и удобрения растениями/ С увеличением дозы, внесенного азота возрастают, абсолютные размеры и доля азота удобрения в образовании фонда нитратов. ПртГ этом также несколько увеличиваются' абсолютные размеры участия почвенного 'азота,--Г' в накоплении нитратов в р; астениях- (;данные представлены в диссертации). '; •;";.;—;:з-;;'.:;; •;;. ; ;_;.. •. -•'<••;•• / -."

Сульфат аммония, и кальциевая селитра были, равноценные по "влиянию на урожайность опытныхЛ культур (табл. 6). В большинстве опытов форма внесенного-азо:тного удобрения не влияла на -.'концентрацию -нитратов;--': в растениях,' только в опытах "„с редькой: и редисом -11985 года, очевидно, вследствие меньших темпов нитрификации: азота сульфата аммония, накопление нитратов в корнеплодах было выше при внесении кальциевой селитры. Таким образом, при выращивании пекинской капусты, редиса, и' редьки Лв почвен-". ных условиях форма водорастворимыхЛ азотных удобрений, внесенных до посева, не является фактором, определяющим содержание-нитратов.в продукции. • "

Таблица 6

Урожайность и содержание нитратов в товарной продукции в зависимости от формы азотного питания и обеспеченности молибденом

Урожайность, Содержание

г сырого N63-, мг/кг

Варианты опытов в-ва/с°суд сырот тссы

1985 г. 1986 г. 1985 г. 1986 г.

Опыты с пекинской капустой

Р150 КЗОО N 150 367 307 1200 3950

Р150 КЗОО N „150 347 307 1310 3950

Р150 КЗОО Мскц150 + Мо 397 291 600 2860

ЫСРо8 31 26

Опыты с редькой

Р150 КЗОО N 150 128 153 950 650

Р150 КЗОО N^„150 148 146 1370 670

Р150 КЗОО ^К11150 + Мо 162 161 750 510

НСРоз 22 24

Опыты с редисоч

Р150 КЗОО N 150 178 117 1090 1890

Р150 КЗОО N^150 178 117 1500 . 2070

Р150 КЗОО ^К„150 + Мо 177 122 1040 1500

НСРоз 13 17

Внесение молибдена не приводило к росту урожайности культур (кроме опыта с пекинской капустой 1985 г.), однако обеспечивало стабильное снижение концентрации; нитратов в продукции: в листьях пекинской капусты — на 28— 54% в корнеплодах редьки — на 24—45% и редиса — на 28—31%.

,4. Влияние ингибиторов нитрификации на превращение в почЕе, баланс азота удобрения в системе «почва — растение»,*, продуктивность и качество овощных культур.

" Наблюдения за динамикой меченых и немеченых соединений азота в почве на протяжении : вегетации опытных культур выявили активное торможение нитрификации под влиянием ^вегуе и КМП в течение.первых 3—4 недель. При этом препарат' на основе нитрапирина обладал большей способностью к подавлению нитрификации, чем КМП. Оба ингибитора обеспечивали сохранение меченого азота удобрения в почве в аммонийной форме до начала интенсивно-

ю

го роста опытных овощных культур и потребления ими азота (табл. 7).

Т а б л и ц а 7 Содержание меченого азота удобрения в почве в минеральной форме, мг/кг абс. сухой почвы. Опыты 1985 года

Срок определения

1 2 3

Варианты опыта f / 2 1 —2— 2 1 2 о 2 1 2 . 1 —2— о 2 1

Опыт с редисом*

Р150 КЗОО N,150 0,2 34,1 следы 11,1 0,2 следы

Р150 К300 N + ^егуе 68,4 1,7 30,4 3,3 1,7 следы

Р150 К300^ 150+КМП 47,9' 13,8 3,2 1,9 0,4 следы

Опыт с редькой*

Р150 КЗОО N,150 Р150 КЗОО N,+N^1^ Р150 К300К 150+КМП

0,5 66,2 48,7

32,8 3,2 10,7

1,0

2,0 2,5

следы следы следы

следы следи следи

следы следы следы

Опыт с пекинской капустой*

0,2 33,0 0,7 16,9 следы следы

52,2 1,4 3,8 следы 2,0 следы

54,7 1.7 3,2 следы 1,3 следы

Р150 КЗОО N,150 Р150 КЗОО N,+N^1^ Р150 К300^ 150+КМП

* Фенофазы: 1—начало линьки корня, 2 — накопление запасных веществ, 3—техническая спелость; число дней от начала опыта соответственно для редиса — 22, 33 и 53, для редьки 26, 49 и 83.

** фенофазы: 1—три настоящих листа, 2—шесть, 3 — десять настоящих листьев, число дней от начала опыта соответственно 17, 29 и 38.

Под действием ^вегуе и КМП снижались потери меченого азота сульфата аммония в ходе нитрификации и де-нитрификации с 28—35% от внесенного количества до 17— 24% при одновременном повышении размеров закрепления его в почве в органической форме или использования растениями (табл. Ъ).

Под влиянием КМП наблюдалось достоверное увеличение общей биомассы и массы корнеплодов редьки в оба года проведения опытов, а также корнеплодов редиса в опыте 1985 г. (табл. 3). В то же время применение нитрапири-на, обеспечивающего не меньшее снижение потерь азота удобрения и более полное и продолжительное тормо'жение

И

Таблица Ъ Баланс меченного ^ азота сульфата аммония, ' % от внесенного количества. Опьпы 1085 года.

"Варианты опытов

Содержится

в растениях -

в товар-

всего ной час-

ти

Осталось в почве

Опыт с пекинской капустой

Р150 К3С0 ШС0 42 39 30 28

Р150 К300 К.Ш+К^егуе 51 • 48 32 17

Р150 К300 Ь\ 150 +КАШ 48 ' 45 32 20

Опыт.с редькоГ

• Р150 К300 N,150 ' 40 20 25 35

-Р150 К300 Щ50-™^егуе-~ 42 ч 19- -- 34 N 24

Р150 КЗОО N.150 +КАШ • • 50 25 30 20

Опит с редисом -

Р150 КЗОО N,150- . 43 13 .27 ' 30

Р150 КЗОО ^150+^8егуе 43 17 34 - 21

Р150 КЗОО N. 150+КАШ "5Ь 19 31 - 18

Нитрификации,4 не приводило к "существенным изменениям в росте, развитии и урожае корнеплодов. Преимуществсп-. нос-аммонийное питание растений при использовании .ингибиторов нитрификации - (не обладающих; как известно, фи-тотоксическим действием) вызывалоЛ резкое угнетение пекинской капусты в начале вегетации. В*1985 г. этот депрессирую-щий эффект проявлялся сильнее и присел к снижению урожайности пекинской капусты, особенно в варианте, с.нитра-пирином, хотя общие размеры потребления азота растениями существенно не изменялись, а азота- удобрения даже возрастали. --_••;• '. -- \ - -•

Внесение ингибиторов "нитрификации усиливало минерализацию почвенного органического вещества и увеличивало размеры потребления «экстра-азота» растениями редьки и редиса,- не вызывай существенных изменений в конечной структуре потребления растениями азота почвы и удобрения (данные представлены в диссертации).;

Применение ингибиторов нитрификации позволило значительно, ограничить накопление нитратов в овощной продукции. Концентрация" нитратов в пекинской капусте' при уборке на салат в фазы 8—10 настоящих листьев под действием" К-8егуе снижалась соответственно в 4, 6—8 раз,-в

1 2

корнеплодах редьки и редиса — п 3,5—6,8 раза (табл. 9). Высокие температуры воздуха в первую декаду проведения опыта с редькой в 1986 г. привели к снижению степени и продолжительности ингибирующего действия препаратов, особенно летучего препарата ^8егуе. В этих условиях препарат КМП имел преимущество перед ^8егуе по влиянию на ограничение накопления нитратов в растениях. Благодаря применению КМП удалось снизить содержание нитратов в листьях, пекинской капусты в 2,7—10 раз, в корнеплодах редьки'"— в 1,7—2,6 раза, редиса — в 1,4—2,1 раза. При этом в продукции, пекинской капусты (26 дней вегетации), редиса (50 дней) и редьки (83 дня) не обнаружены остаточные количества как самого препарата КМП, так и его основного метаболита — метилниразола (предел обнаружения КМП используемым нами методом, установленный для томатов и картофеля, составляет 0,08 мг/кг, МП—0,04 мг/кг продукта). -'„."..'' • ' .

5. Различия в продуктивности и накоплении нитратов у корнеплодов вида ЯарЬапш Ь. при выращивании в

полевых условиях.

.-Продуктивность изучавшихся сортов и гибридов в значительной степени зависела от условий выращивания и была наибольшей на участке с тепличным грунтом (опыт 3). V Содержание нитратов в продукции определялось как условиями выращивания растений, так и их генетическими -особенностями. Колебания .в концентрации нитратов, в корнеплодах одного н того же сорта или гибрида в зависимости от условии проведения опытов по годам (опыта 1 1984 г. и опыга 2 1985 г.)" составляли от 159% у китайского редиса сорта Зенит до 332% у китайской редьки сорта Маргиланская, а в зависимости от уровня плодородия грунта (опыты 2 н" 3- 1985т.) — от 150% У тетраплоидного гибрида Рекс до 284% у китайского редиса сорта Дунганский.

♦ В 1984 т. (опыт 1) при близкой'продуктивности 3-х более скороспелых сортов содержание нитратов в товарной продукции редьки Маргиланская, редиса Дунганский, Зенит составляло соответственно 1220, 1470, 1610 мг/кг сырой массы, т. е. колебания не превышали 32%. В корнеплодах европейской зимней редьки сорта Зимняя круглая черная с более длительным периодом . вегетации обнаружена наименьшая концентрация нитратов — 640 мг/кг сырой массы.

: В -1985 г. (опыт,' 2) вариабельность показателя концентрации нитратов в корнеплодах достигала- 480% (ог 370.мг/кг сырой массы у редьки.Маргиланская до 1780 мг/кг у, гибрида Рекс). При выращивании на тепличном грунте (опыт "3) содержание нитратов в корнеплодах было лаи-

Варианты опытов

Таблица З

Продуктивность культур (г сырого вещества/сосуд) и содержание нитратов в товарной части урожая (мг/кг сырой массы)

Пекинская капуста

ная масса

держание нитратов

общая масса

Редька

масса .корнеплодов

содержание нитратов

обшая масса

Редис '

масса корне- I плодов

содержание нитратов,

Опыты 1985 года

Р150 К300 —фон 83 60 , 48 26 50 105 69 90

0ои+КД50 367 1200 234 128 950 303 • 178 1090

Ооп+К. Ш+К^егуе 240 ,150 241 - .127 ' 270 299 "189 210

Фон+Ма150+КМП 314 120 295 158 360 • ,318 -197 790

ЫСР05 31 24 22 23 , 13

Опыты 1986 года

Р150 К300 —фон, 237 280 59 32 60 112 68 250

Фон+Ма150 307 3950 239 153 • 650 190 117 1890

фон+^' 150+К-8Сгуе 296 860 257 159 590 202 • 123 280

0оп+МД50+КМП 309 1440 310 195 380; 213 127 900

ЫСР05 26 27 24 19 17

большим (в интервале от 1550 мг/кг сырой массы у редьки сорта Ашхабадская до 2670 мг/кг у гибрида Рекс), при этом колебания в концентрации нитратов были менее выражены, чем в опыте 2, и составляли 170%.

В целом, у изучавшихся в полевых условиях сортов и гибридов, относящихся к различным разновидностям вида Raphanus sativus L., диапазон концентраций нитратов в товарной части урожая был достаточно широк и составлял 0,4—2,6% NCb- на сырое вещество. Наибольшее количество нитратов при всех условиях выращивания аккумулировал тетраплоидный гибрид Рекс, относящийся к группе разновидностей весенне-летней японской редьки, наименьшее— редька сорта Маргиланская и Ашхабадская, представляющие группу разновидностей китайской редьки.

Выводы

1. Изучавшиеся культуры (пекинская капуста Хибинская, редис Зенит, редька Зимняя круглая черная) характеризуются низкими темпами накопления сухого вещества и потребления азота в первые две—три недели вегетации, высокой интенсивностью ростовых процессов в последующий период и наличием ярко выраженного максимума потребления азота в фазу 3—6 настоящих листьев у пекинской капусты ив начале накопления запасных веществ у корнеплодов.

2. Накопление сухого вещества опытных овощных куль-. тур и урожай товарной продукции возрастали с увеличением уровня азотного питания до определенного предела (150 мг N/кг почвы в вегетационных опытах па дерново-иодзолйстых почвах). Дальнейшее увеличение доз азота в большинстве опытов не обеспечивало рост урожайности культур, вызывало ухудшение структуры урожая у корнеплодов, повышало концентрацию нитратов в растениях.

3. Коэффициенты использования меченного 1SN азота сульфата аммония изучавшимися овощными растениями при оптимальном уровне азотного питания были достаточно близки и составляли 38—43%. Под влиянием азота удобрения возрастала мобилизация почвенного азота- и размеры его потребления растениями. При повышении доз азота с 75 до 300 мг/кг почвы коэффициенты использования, рассчитанные разностным методом, снижались, как и доля азота почвы п общем выносе этого элемента с урожаем.

4. Концентрация нитратов в овощной продукции находилась в прямой линейной связи с уровнем азотного питания в интервале доз азота 75—300. мг/кг. почвы. При оптимальном -для формирования урожая снабжении азотом

J5

концентрация нитратов" в листьях пекинской капусты, кор-Л-%

* неплодах "ч редиса иЛ редьки" достигала -- величин '600—_'

♦ 3950-мг/кг" сырой массы, т.. е. значительно* превышала уро-

* вень ПДК для основных видов овощной продукции.-В'пе-Л " _2 кинской- капусте" и-редьке" обнаружено' наличие канцероген--' .. них ^нитрозаминов, количество которых" имело тенденцию , -'1. к увеличению с повышением уровня азотного питания.- *- - :Л„-/* ' 5. Сульфат аммония,и кальциевая селитра были равно* ценны; по влиянию на' урожайность изучавшихся _культур, -при.'этом форма азотныхЛ удобрений,- внесенных в почву до-

_- посева,лне являлась фактором, определяющим "содержание -„нитратов"в продукции., Дополнительное''внесение молибде-„\на в почву при- удобрении -„нитратным 'азотом, "хотя-"н",не . -"-приводило к увеличению продуктивности. капустных фастс-"" -нин, но обеспечивало -стабильное снижение, концентрации,. нитратов в продукции на 24—54%.', " " / '"_ -Г. 16. Применение ингибиторов-.лнитрификации, на основе , нитрапирина (N-serve).H карбамоил-метилпиразола- (КМП),-/ обеспечивало сильное торможение* "нитрификации в -'почве *' ". на-протяжении 3—4 недель .незначительно снижало потерн меченого азота сульфата аммония (с*.30—35% до 18—24% ' от внесенного аз~ота в дозе 150 мг/кг почвы в опытах с ре-' „ -'днсом н-редькой и с 28 "до 17—20% в'опыте "с пекинской" : -капустой). Изменение'условий "азотного питания»при исполь-'-, зовании ингибиторов 'Нитрификации не снижало урожая 1 корнеплодов - (стабильное повышение, урожая, редьки .уста-" ,

новлепо только'в вариантах с КМП) и вызывало угнетение, я- роста пекинской капусты с начала вегетации. "'• 7 ,-' " - .* '"' * • Г ;• 7. [Применение "ингибиторов "нитрификации;" позволяет -*- значительно-1 снизить'накопление нитратов в'овощной про- <

- дукции.' Концентрация -нитратов в пекинской- капусте* при , -..'уборке на" салат под .действием N-scrve* снижалась в'4,6—..'

' 8 раз, в корнеплодах-редьки и'редиса — в 3,5—6,8 .'раза. " -Новый препарат" КМП *при использованнн-в равной дозес4-N-serve (2%"от азота удобрения- или. 3 "мг/кг поч'вы) нес-/,, колько-уступал ему по влиянию на содержание нитратов . в-растениях, при этом в товарной- продукции' нс""обнаруже-'-"

* - но остаточных количествЛКМП и его метаболита t —. метил--.пиразола, " - - "~ - . "~ • ''Л., _ -л

- 8.'Продуктивность/различных сортовой гибридов" - Rap-"'

* hanus "sativus-LY и*"иакопление нитратов в корнеплодах "в '" . значительной степени/определялись условиями выращива- ' ' '-ния. Наименьшей концентрацией нитратов'в "продукции"от-*- личалнсь китайские - редьки сорта Маргиланская и" Aiuxa- J

бадская,-а также европейская зимняя редька сорта Зим-* ' ,няя круглая, черная с, более- длительным периодом 'Ьегета-

- ции.; Наибольшим содержанием нитратов' при "различных i

условиях' выращивания характеризовался тетраплоиднып -гибрид Рекс.;.

Рекомендации и предложения производству

1. При выращивании овощных культур с использованием требуемых для получения высоких урожаев доз азотных удобрений необходимо осуществлять строгий контроль за содержанием нитратов . в товарной продукции. С этой целью рекомендуется использовать разработанную ЦИНАО и апробированную нами методику ионометрического экспресс-метода определения нитратов в растениях семейства капустных. •

2. Химической промышленности по производству удобрений обеспечить выпуск опытных партий азотных удобрений, модифицированных ингибиторами нитрификации, для их всесторонней агрохимической и токсиколого-гигиенической оценки, в том'числе при использовании в интенсивном овощеводстве с целью снижения накопления нитратов в продукции. -

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

- 1. Смирнов П. М., Базилевич С. Д., Обуховская Л. В., Кудряшова Л. А. Урожайность пекинской капусты и содержание в ней нитратов при разных уровнях азотного питания и применении ингибитора нитрификации//Известия ТСХА. — 1984. — Вып. 3. — С. 75—79.:

2. Обуховская Л. В., Кудряшова Л. "А. Использование азота почвы и удобрения капустой пекинской//Вторая Всесоюзная конференция но сельскохозяйственной радиологии: Тезисы докладов.— Т. 3. — Обнинск, 1984. —С. 108.

3. Кудряшова Л. А. Оценка приемов снижения содержания нитратов в корнеплодах редьки и реднса//Известин ТСХА. — 1986. — Выи. 4 — С. 94—97.

4. Елисеев А."Ф., Кудряшова Л. А. Продуктивность и накопление нитратов различными сортами редьки и редиса в зависимости от условий питания: Депонированная руко-пись//Картоф'СЛь. Овощные и бахчевые культуры. — 1980.— №7."— С. 13.

Л-57988 8/У—87г. . Объем 1/ п. л.

- Заказ 1350.

Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К- Л. Тимирязева 127550, Москва Н-550, Тимирязевская ул., 44

Бесплатно