Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Диагностика минерального питания и качества топинамбура

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Диагностика минерального питания и качества топинамбура"

г

^ РГ5 0/1

! П ОН7 ^ Г пРавах РУкописи

ПАВЛИК Ирина Аркадьевна

ДИАГНОСТИКА МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ И КАЧЕСТВА ТОПИНАМБУРА

06.01.04 — агрохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ОМСК 1996

Работа выполнена в Северном научно-исследовательском институте животноводства и Еэтеринариг Казахской АСХН

Каучннй руководитель - доктор сшгьскохозяёствзкных наук» профессор Ераохан В.И.

Офщаальнае откшэнти: доктор беачогЕчасках наук Epaoiaoa О.Т.,

нандздат свльокохозяЯотазшшх Kays, отерший научный сотрудник Храмяов И.Ф.

Вз;даая организация - Сибирский научно-госледовательский институт зеИяэдалш й хишзадхи сельского хозяйства

Заагтв состоится " те" с»г.ч-<?*пп 3996г. в

17 часов из васэдзнил диссертационного совета Д 120.19.01 в Омоком государственном аграрном университета Адрес: 644008, г.Омск, Институтская площадь, 2

С дйосэртадава можно ознакомиться в библиотеке Омского ГАУ. . Автореферат разослан "Ц" августа 1936 г

Ученый секретарь ^ . ¿>

двссвртационного совета У? А'лН Пьянов В. П.

ОЩМ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для сложных природно-климатических условий Сибири и Северного Казахстана введение в агротехнику кормопроизводства высокоэффективных нетрадиционных нуль-тур в значительной мере способствует расширении кормовой базы сельского хозяйства.

Топинамбур, характеризующийся неограниченными возможностями многоцелевого назначения - на кормовые, пищевые, технические, лекарственные и экологические цели, занимает среди них достойное место. Он хорошо отзывчив на улучшение минерального питания и с его внедрением в производство появилась необходимость в освоении новой технологии возделывания, в том числе и применения удобрений.

В связи с этим, целью исследований является разработка научно-обоснованной системы применения удобрений для получения запланированных урожаев зеленой массы и клубней топинамбура хорошего качества в условиях лесостепи Северного Казахстана.

В задачи исследований входило:

1) выявить действие и последействие минеральных и органических удобрений на величину и качество урожая топинамбура;

2) установить оптимальные уровни обеспеченности и уравновешенный баланс элементов питания для топинамбура в черноземных почвах лесостепной зоны Северного Казахстана;

3) установить нормативные количественные показатели выноса основных элементов питания урожаем, коэффициентов использования питательных веществ из почвы и удобрений и интенсивности действия единицы удобрений на химический состав почвы и растений;

4) выявить орган-индикатор на условия минерального питания и фенофазу для отбора растительных образцов на анализ. Определить оптимальные уровни и соотношения основных элементов питания в надземной массе топинамбура по фазам развития для диагностирования его потребности в удобрениях;

5) установить взаимосвязь между химическим составом почвы, растений, дозами вносимых удобрений, величиной и качеством урожая зеленой массы и клубней топинамбура;

6) дять оценку энергетической эффективности применяе-

мых удобрений на основе почвенно-растительной диагностики.

Раучцея нрвизна. Впервые в условиях Северного Казахстана выявлены математические закономерности в действии минеральных и органических удобрений на продуктивность топинамбура;

- определен« уровни обеспеченности черноземных почв основными элементами питания для получения планируемых урожаев;

- выяшюн орган-индикатор и устаношзио оптимальное содержание и уравновешенный баланс валовых и минеральных форм элементов питания в надземной массе по фазам онтогенеза;

- устаношен ряд математических зависимостей величины и качества урожая топинамбура от содержания валовых и глинераль-нах форм //и Р в надземной массе в ранние фазы вегетации.

Рракткческая ценность работы заключается в том, что применение комплексной системы почвенно-растительной диагностики в практике удобрения топинамбура создает возможность: оперативного агрохимического контроля его питания и получения до 750-800 ц/га зеленой массы и 150-170 ц/га клубней; регулирования их химического состава и качества; повышения оплаты удобрений урожаем.

ки наши применение в хозяйствах Николаевский, им.Бшювсио-го, Амакгольдинский Севсро-Казахстанско^ области.

Аптюбания иослецований. Осеювныо результаты исследований долояены и обсувдены на Всесоюзных (Воронек, 1992; Тверь, 1993) п Республиканской (Кокчетав, 1994) научно-практичэских конференциях, научной конференции факультета агрохимии и почвоведения ОмСШ (Омск, 1994), опубликованы в пяти печатных работах.

Диссертация изложена на 188 страницах машинописного текста. Состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений производству, включает 36 таблиц, .10 рисунков и 21 при. ложоние. Список литературы содержит 21?, источников, в том числе 10 на иностранных языках.

ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВВДЙШЯ ИССВДОВШТЙ

Исследования проведонн в 1992-1995 гг. на опытном учпотке Северного научно-исследовательского института жк-

вотновоцста и ветеринарии, расположенном в лесостепной зоне Северо-Казахстанской области.

Климат зоны характеризуется резкой континентальиостью. За вегетационный период выпадает около годовой суммы осадков. Вегетационный период I99ü года был сухим и прохладным, 1993-1994 гг. били влажными, теплыми и отличались неравномерностью выпадения осадков.

Почва опытного участка - чернозем обыкновенный средне-мощный среднегумусный тягкелосуглинистнй. Перед закладкой опытов в слое почвы 0-30 см содержание гумуса составило 5,4%, валового азота - 0,29%, фосфора - 0,18%, калия -2,31$, нитратного азота - 13,5 мг/кг, подвижного фосфора и обменного калия (по Мачигину) соответственно 23 и 437 мг/кг почвы, pH - 7,1.

Предшественником топинамбура был пар. исеньп почву вспахивали плоскорезом-глубокорыхлителем НШ-2,2 на глубину 25-27 см. Весной перед посадкой топинамбура внесены органические и минеральные удобрения (вразброс), затем проведена предпосевная культивация почвы сеялкой СЗС-2,1 на глубину 10-15 см. Посадку топинамбура, районированного сорта Находка, производили вручную, выравненными клубнями массой.20-30 г. Норма высадки 28 тыс. шт./га. Размер делянок в опытах - 30 м2, повторность - четырехкратная. Учет урокая зеленой массы проводили в фазу 40 листьев в первой декаде, учет урожая клубней - в третьей декаде сентября.

Во время всходов и в период уборки топинамбура проводили отбор почвенных образцов в которых определяли нитратный азот ионселективным методом, фосфор и калий - по Мачигину.

В ходе вегетации топинамбура в основные фазы развития: 3-4, 10, 20 и 40 листьев отбирали растительные образцы для выявления органа-индикатора топинамбура; для проведения тканевой и листовой диагностики;. для определения выноса доступных питательных веществ. Проводили наблюдения за динамикой нарастания зеленой массы и сухого вещества.

В растительных образцах анализы проводили по методикам ЦИНАи (1979) и ВИЖа (1981). В высушенных растительных образцах определяли содержание валового азота фотоколоримет-

рически, с использованием реакции индофенольной зелени; оксид фосфора - ванадомолибдотным методом; сырую золу - методом озоления при температуре 450-500°С, затем калий - на пламенном фотометре; сырую клетчатку - по Геннебергу-Шток-ману; сырой жир - по Рушковскому; микроэлементы: марганец ~ персульфатным методом, медь - с диэтил-дитиокарбоматом натрия, железо - с роданистым аммонием, кобальт - с нитрозо-И солью, цинк - с дитизоном.

В свежих растительных образцах с помощью уксуснокислой вытяжки определяли минеральные формы азота, фосфора и калил по методу Ю.И.Ермохина (1975).

Оценку опытных данных и выявление различных взаимосвязей проводили методами дисперсионного и корреляционного анализов (В.Л.Доспехов, 1985). Энергетическую эффективность применения минеральных к органических удобрений рассчитывали по инструкции и нормативам СОЮЗСЕЛЬХОЗХИМИИ (1987).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ДИАГНОСТИКА ПОТРЕБНОСТИ ТОПИНАМБУРА В УДОБРЕНИЯХ НА ОСНОВЕ ПОЛЕВОГО ОПЫТА ' Полевые опить! с удобрениями по сой день остаются основой для определения потребности растений в питательных элементах. Они показали высокую отзывчивость топинамбура на внесение минеральных и органических удобрений.

Несмотря -на различные по климатическим условиям годы максимальный урожай зеленой массы топинамбура п опытах получен при внесении азотных удобрений в дозе 120 кг/га па фоне В среднем за годи исследований он составил

615 ц/га что выше урожая на контроле на 55,6$ (тнбл.1).

Уравнение зависимости урожая зеленой массы топинамбура (У, ц/га) от дозы азотных удобрений (X, кг д.п./га) свидетельствует о тесной корреляционной связи этих факторов: У » 406 + 1,92 X, г= 0,94 . (I)

В отличие от азотных, увеличение доз фосфориьн удобрений (X, кг д.в./га) ведет к закономерному повышению урожая клубней (У, ц/га). Уравнение зависимости, имеет вид:

У к 79,3 + 0,38 X, г* 0,91 . (2)

Максимальная окупаемость I кг внесенных удобрений величиной уро'как получена в опыте при их внесении 1« дозе

Л

/V60Р60%0° килограмм удобрений обеспечил прибавку

урожая зеленой массы - 1,2 клубней - 0,19, сухой массы -0,27 ц/га.

Таблица I

Влияние минеральных удобрений на урожай топинамбура, ц/га (1992-1994 гг.)

'Надземная масса ! Клубни (Общий сбор

Вариант !-! сухой

¡урожай 'прибавка'урожай (прибавка 1 массы

Контроль 395 79,9 79,1

^60Р60К60 544 149 104 24,1 112

N90Р60К60 595 200 113 33,1 124

N 120Р60%) 615 220 82,4 2,5 128

^60Р90К60 538 143 114 34,1 114

^60Р120К60 436 41,0 124 44,6 III

нср05 18,7 5,8

Внесение навоза под топинамбур позволяет получать стабильные урожаи зеленой массы и клубней как в год внесения, так и в дальнейшем (табл.2).

Таблица 2

Действие разового внесения навоза на урожай топинамбура, ц/га (1992-1994 гг.)

Доза навоза, ц/га ! Урожай | Сбор сухого вещества

(надземной! ! массы ! | клубней (надземной! ( массы ( клубней 1 | всего

0 361 80,2 66,6 15,5 82,1

40 408 III 73,0 20,7 93,7

60 530 129 96,3 28,1 124

80 530 152 91,1 29,1 120

нср05 5,3 3,1

Максимальная продуктивность клубней во все годы получена при внесении навоза в дозе 80 т/га (156, 163 и 138 ц/га). Наибольший урожай зеленой массы в первые два года использования плантации отмечен в варианте с внесением 60 т (194,

737 ц/га), на третий год - ÜÜ т навози на гоктар (790 ц/га), что свидетельствует о более длительном последействии высоких доз органических удобрений.

В среднем за годы исследований получено, следующая зависимость урожая клубней (Yj, ц/га) и зеленой массы (У^.ц/га) топинамбура от доз вносимого навоза (X, т/га):

Уг - 77,9 + 0,03 X, г = 0,99, (3)

У2 = 347 + 2,59 X, г= 0,91. (4)

Методику диагностирования потребности растений в удобрениях но данным полевого опыта можно успекно дополнить уа- ■ счетным и хозяйственно-статистическим методами.

• Полученные в работе коэффициенты интенсивности действия I кг внесенного азота, фосфора и I т навоза на урожай зеленой массы (в я 1,92; 2,59 ц) и клубной (в г 0,38; 0,88 ц) позволяют рассчитывать необходимые дозы удобрений (Д, кг/га или т/га) на планируемую,прибавку урожая Ш, ц/га):

Д-4- . . (5)

ДИАГНОСТИК ПОТРЕБНОСТИ ТОПИНАМБУРА Б УДОБРЕНИЯХ

НА ОСНОВЕ! ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПОЧВЫ Сухость метода почвенной диагностики - первого звена комплексной системы почвенно-рястительной диагностики ШРД). составляет использование данных химического анализа почвы для прогнозирования отзывчивости сельскохозяйственных культур на удобрения.

Анализ и математическая обработка экспериментальных-данных позволила установить четкую зависимость между концентрацией подвижных элементов питания в почт; (У, мг/кг) в начале вегетации и долами вносимых азотных (Xj) и фосфорных удобрений (Х£. кг д.в./га): ..

y/V-/A>3 . 18,3 + 0,13 Х|," t = 0,98, (б)

Ур2°5 й 28>1 +0.Ю Х2, ' = 0,93.- ■ (V)

Из уравнений (6) и (7) следует, что каждый килограмм азотных удобрений .повиляет содержание /V-xVOg ta почве на 0,13 мг/кг, а фосфорных - PgO^ на 0,10 мг/кг„

Установлено, что чем вылге почвенные длпаси подомных элементов питания, тем ниже, цолнпи'быть, дозы удобрений ■

б

(Ю.И.Ермохин, А.Е.Кочергин, 1983). Математически это можно выразить следующей формулой:

До • *0 = Дп ' ХП . ta>

где Д0 - установленная оптимальная доза удобрения (кг д.в./ га), при соответствующем содержании элемента в почве (XQ, мг/кг); Дп - прогнозируемая доза удобрения (кг д.в./га), при соответствующем содержании элемента в почве (Хп, мг/кг).

Отсюда, основываясь на лучших вариантах опытов, при расчете доз удобрений под топинамбур в основное внесение нами предлагаются следующие формулы для азота и фосфора:

Дд, а -JI0- , Др^ я , кг ц.в./ра. (9-10)

С помощью математической обработки урожайных данных и химического состава почвы были выведены уравнения завися-мости между содержанием ДЛ-ЛЛ)д (Xj) и ^2^ а почве и урожаем.зеленой массы (Уд н ) и клубней (Укч ) топинамбура: Уз.м. = 249 + I0,G XV»' ' (II)

У„„ = Х-, , Г- 0,03. (12)

Выявленные зависимости между химическим составом почвы, величинами урожая и окупаемостью применяемых удобрений позволили определить оптимальные уровни содержания элементов питания п почве для планируемых урожаен топинамбура (табл.

Таблица 3

Оптимальные уроыт содержания /V-/I/o3 и п сл0°

почвы 0-30 см дл.'! планируемых урожаен топинамбура

Надземная масса ! Клубни

планируемый ! оочер-кание ! планируемый ! содержание урожай, ц/га! мг/кг 'урожаи, ц/га! ш 'Ki'

ьоо. 24 80 24

(Ю0 33 100 37

700 42 120 50

000 52 140 64

900 61 160 77

Установленные опти:. (лльныо (Э , мг/кг) и фактические

7

(Эф, мг/кг) величины содержания элементов питания в почве и коэффициенты "в" - интенсивности действия единицы внесенного удобрения на химический состав почвы (мг/кг) позволяют проводить расчет доз удобрений по формуле Ю.И.Ермохина (19911: Ш>

в

Установлено, что для формирования I тонны клубней топинамбура с соответствующим количеством надземной массы на обыкновенных черноземах лесостепной зоны Северного Казахстана необходимо Д/-24, Р-5, К-25, Ре-1 кг; Си -4,6,2п -29, Ип-61,Со -0,2 г.

Коэффициенты использования топинамбуром питательных веществ из почвы (КИП), определенные по удобренному фону с учетом азота текущей нитрификации (/Ут~143 кг/га) для азота, фосфора и калия составили соответственно 1,00; 0,74 и 0,21. В качестве нормативной оценки эффективности внесенного удобрения в нашей работе использован показатель эффективности удобрений (ПЗУ) для /У-О.бЭ и Р20&-0,13.

Полученные нормативные количественные характеристики позволяют осуществлять оперативный контроль за питанием растений топинамбура и рассчитывать дозы удобрений в основное внесен ие с учетом планируемой урожайности.

ДИАГНОСТИКА ПОТРЕБНОСТИ ТОПИНАМБУРА В УДОБРЕНИЯХ НА ОСНОВЕ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА РАСТЕНИЙ

Химичесгий анализ почвы коррелирует с ростом и урожайностью растений только в условиях, когда остальные факторы определяющие продуктивность растений, находятся в норме. В связи с этим, необходим контроль за обеспеченностью растений питательными элементами в течение вегетации методом растительной диагностики - второго звена системы ПРД. Одной из ее центральных проблем является установление уровней обеспеченности элементами питания выращиваемых культур и на основе этого, определение потребности растений в подкормках.

Исследования показали, что существует определенная зависимость содержания валовых Макро- и микроэлементов и их соотношений в вегетативной массе и клубнях топинамбура от . доз внесенных удобрений. Так, внесение азотных удобрений закономерно повышает содержание в надземной массе топинам-

бура валового фосфора в период активного роста (Г = 1,0) и валового азота во все фазы вегетации. Максимальный коэффициент интенсивности действия "в" одного килограмма внесенного азота на содержание его в надземной массе топинамбура (0,0042%), в клубнях (0,0029$).

Наиболее тесная корреляционная связь между дозами фосфорных удобрений и содержанием азота в надземной массе топинамбура имеет место в период всходов и в фазу активного роста 0,92). Каждый килограмм внесенных фосфорных удобрений Повышает содержание валового фосфор» в клубнях на 0,0012%, а валового азота - на 0,0037$.

Содержание валового кал;я в зеленой массе (2,2255) и клубнях топинамбура (2,5<$)стабильное и по вариантам опыта меняется слабо и незакономерно.

Математически установлена определенная положительная зависимость между дозами азотных удобрений и содержанием Си, Мп ,Со и Ре в надземной массе топинамбура. Выявлено положительное влияние азотных и фосфорных удобрений на со-. держание Ре в клубнях. В целом, установлены синергические отношения между А/ и Р с одной стороны и Я>, Мя и Со - с другой, и антагонистические - по отношению к Между //, Р и Си. в ранний период роста наблюдается синергизм, а в период формирования клубней - антагонизм.

Знание коэффициентов интенсивности действия I кг азотных и фосфорных удобрений на химический состав надземной массы и клубней "в" дает возможность предсказать химический состав растений в результате применения удобрений по формуле (14): Хп -х0.+ д • в , (14)

где Х() - содержание элемента питания в растениях неудобренного участка,

ХП - планируемое содержание элемента питания в растениях в результате применения удобрений,

Д ~ доза удобрения, кг д.в,/га;

в - коэффициент интенсивности действия единицы внесенного удобрения на химический состав растений.

С целью выявления органа-индикатора на условия минерального питания у топинамбура нами были исследованы листья трех ярусов (I - 1-2 лист, II - 3-4 лист, III - 5-6 лист .

сверху). Выбор индикаторного органа производился на основе нормирования, то есть путем отнесения разности между процентным содержанием элемента i органе удобренного и неудобренного растения (Д) к средней квадратической ошибке зтой разности (>ш£): ^ ^ ^^

Установлено, что для текущего контроля за питанием топинамбура в качестве индикаторного органа наиболее целесообразно использовать 3-4 лист сверху. Отбор растительных проб следует проводить в фазу 10 листьев.

В результате проведенных исследований установлена положительная корреляция химического состава органа-индикатора топинамбура в фазу 3-4 листьев с содержанием злементов питания в почве;

/V, % = 3,18 0,028 А/-А/03, мг/кг почвы, г"»1,00,(16)

/Vti,мг/100 г *32,4f6,g9//~/V03,Mr/Kn почвы,Г*0,47, (17)

Рн, мг/Ю0 г --1,13 P2U5, мг/кг п:?чвъ1 - 20, Г"0,09. (Ш)

Используя корреляционно-регрессионный анализ, были получены уравнения, показывающие связи между содержанием валовых и подвижных элементов питания в надземной ыассс и 3-4 листе топинамбура в различные фазы онтогенеза и урожайностью культуры. Установлены оптимальные уровни содержания. макро- и микроэлементов в целых растениях и листьях индики-торах топинамбура характерные для высоких урожаев культуры (табл.4-51.

Знание коэффициентов действия азотных и фосфорных удобрений "в" на химический состав растений и оптимальных уровней содержания основных элементов питания в них, позволяет 'рассчитывать дозу удобрения (Д, кг д.в./га) в подкормку с целью коррекции питания топинамбура по формуле (19):

в • Эо

где Э0- Эф - оптимальный и фактический уровень содержании элемента в надземной массе или органе-индикаторе топинамбура, % или мг/100 г; в — коэффициент интенсивности действия внесенного удобрения.

Таблица 4

. Оптимальные уровни содержания валовых и минеральных форм элементов питания в растениях топинамбура

! .Фала вегетации

Элемент !-:--

! 3-4 листьев ! 10 листьгв ! 40 листьев

Валовое соцеэтание элементов р надземной части целого растения, %

N 4,23+0,02 3,45+0,10 " 0,57+0,01 2,06+0,13

р 0", 08+0,02 0,28+0,01

к ■ 2,25+0,02 2,90+0,10 2,10+0,14

Валовое содержание элементов в органе- ■индикаторе.

N 3,95+0,04 4,77*0,12 4,30+0,10

. р.. 0,63Т0,02 0,72+0,02 0,67+0,02

к. 3,90+0-,01 • 2*34+0,10. 2,81+0,10

Минеральные формч в органе-индикаторе, мг/100 г

" 260_»10,0 257+7*0 216+9,0

Рп 13+1,0 24+1,5 19+1,0

400±20,0 363ТГ),0 381+14,0

. Таблица 5

• Ориентировочные оптимальные уровни содержания микроэлементов в надземной массе топинамбура п период уборки,мг/кг

У рома Й ' Сн !. - Zn Г~Мп ! Со ! Ре.

Зеленой ' ''

массы -

. 615 ц/га 4,I8+04S 21,4-3/1 67,5+10,5 0,24+0,12 1412+607 Клубней-

125 ц/га . 3,50+0,2 24,8+7,7 61,9/;,9 0,20+0,08 517+296

ДИАГНССТЯКЛ'.ШЬСТйА УРОЖАЯ ТОПИНАМБУРА ■ Математическая обработка экспериментальных данных показала, что существует определенная связь между содержанием . элементов питания в целых растениях и листьях в ранние фа- . зы развития и качеством зеленой массы и клубней топинамбура 'к периоду уборки.

' Такая зависимость позволяет на ранних этапах развития растений методом листовой диагностики прогнозировать." со-

держание нитратов (У), протеина Ш), сахара (С), крахмала (К) в надземной массе топинамбура по содержанию нитратного азота (/У„, мг/ЮОг) в органе-индикаторе в фазу 10 листьев:

У, мг/кг а 9,85 И/н - 445 , Г* 0,90 , (20)

П, % . 2,17 + 0,60 /Ун , 0,93 , (21)

С, % в 4,48 + 0,03 А/н , Г= 0,93 ( 22)

и качество клубней топинамбура по содержанию в нем минерального фосфора (Рн, мг/100 г):

П, * - 7,1 + 0,08 Р(( , Г = 0,99, (23)

С, % = 51,4 + 0,24 Рн , Г» 0,78 , (24)

К, % « 17,3 + 0,10 Рн , . = 0,84 . (25)

Это значит, что выявленные математические связи в системе почва-растения-урожай, позволяют подняться от простого эмперизма с удобрениями на уровень научного предвидения действия удобрений или химического состава почвы на.величину и качество урожая топинамбура.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ ПОД ТОПИНАМБУР

Применение удобрений в сельском хозяйстве должно быть не только экономически выгодным, но и энергетически целесообразным. Расчет обобщающего показателя энергетической эффективности применения удобрений (^) проводился Нами по формуле (25): ^ Уд> , (£6)

где - количество энергии накопленной в надземной массе и клубнях топинамбура от применения удобрений, МДж/га;

А0 - энергетические затраты на применение удобрений, МДж.

Данные по вариантам, обеспечившим максимальную энергетическую эффективность в опытах, представлены в табл.6.

Установлено, что применение удобрений под топинамбур энергетически эффективно, хотя отмечаются значительные различия в энергоотдаче от минеральных удобрений (3,39-5,69 ед.) и навоза (1,70 ед.). Минимальные затраты на I ц прибавки урожая зеленой массы (47,7 МДж) и клубней (286 МДж)

получены соответственно в вариантах /Удоо^зо и /Vб<Л20%0*

Таблица 6

Энергетический КПД (энергоотдача) применения удобрений и энергозатраты на I ц прибавки урожая топинамбура Данные полевых опытов за 1992-1994 гг.

Вариант

Энергетический КПД применения удобрений, ед.

!биологи-

нацземмои! .......

массы ! клуоней!. ческой ! массы

1

Энергозатраты на I ц прибавки урожая, МДж

надземной! массы !клубней

Минеральные удобрения утРГ20Кб0 4,10 1,21 .3,39 101 286

30 8,89 0,69 5,69 47,7 389

Органические удобрения (навоз)х 60 т/га 2,70 0,65 1,70 155 532

V

Х1(ЛД навоза рассчитан с учетом двух лет последействия.

Знание энергетической эффективности применения удобре-1ий позволяет наиболее точно, объективно и всесторонне ценить систему удобрений во всех технологических процессах вязанных с возделыванием топинамбура.

вывода

1. Методом полевого опыта установлено, что каждый ки-ограмм внесенного азота и фосфора на обыкновенном чернозе-е Северного Казахстана позволяет дополнительно получить еленой массы ~ 1,92 и клубней - 0,38 ц/па. Одна тонна на-оза обеспечивает прибавку уроная зеленой массы на' 2,59, а лубней - на 0,88 ц/гя. На осново полученных показателей редложен хозяйственно-статистический метод расчета доз ми-еральных и органических удобрений на планируемый урожай эпинамбура.

2. Установлено, что однократное внесение минеральных юбрений и навоза (40-80 т/га) про-элжает оказывать положительное действие на продуктивность элиномбура в течение последующих двух лет и позволяет полу-1ть дополнительно до 39 и 57 ц сухой массы с гектара в зрвый год последействия, и 55 и 56 ц во второй.

3. Определены оптимальные уровни и соотношения основных

элементов питания в слое почвы 0-30 см для максимальных урожаев эеленой массы и клубней. Разработаны КИП, КИ.У, 11ЭУ, коэффициенты интенсивности дейстьия элементов удобрений "в" на химический состав почвы и нормы потребления И/, Р, К, Си,2п, Ми, Со, Ре топинамбуром, что позволяет правильно оценить условия минерального питания культуры, рассчитать дозы удобрений для основного внесения, прогнозировать эффективность удобрений на основе метода почвенной диагностики.

4. Экспериментальными исследованиями, с использованием математических методов, установлены коэффициенты интенсивности действия элементов удобрений и химического состава .почвы на химический состав растений и оптимальные уровни содержания и уравновешенный баланс валовых азота, фосфора, калия, меди, цинка, кобальта, марганца, железа в надземной массе топинамбура.

Определено, что при улучшении азотно-фосфорного режима обыкновенного чернозема, в пределах "нормального" состава, проявляются синергические отпои >ния между А/ и Р с. одной стороны и Ре ,М«и Со с другой, и антагонистические по отношению к 2н, Между /V, Р и Си в ранний период роста и развития надземной массы наблюдается синергизм, а в период формирования клубней - антагонизм.

5. Для проведения растительной диагностики топинамбура необходимо отбирать 3-4 лист сверху в фазу 10 листьев. Средняя отбираемая проба состоит из 25 листьев. .

На основе химического состава органа-индикатора выявлена положительная корреляция величины урожая зеленой массы топинамбура с содержанием в нем общего (1,00) и нитратного (Г» .0,82) азота, а также величины урожая клубней с содержанием общего (Г«= 0,65) и неорганического (/~>= 0,89) фосфора. Установлены оптимальные уровни и уравновешенный баланс элементов питания, обеспечивающие наибольший урожай зеленой массы и клубней топинамбура, что служит основой для диагностики питания и расчета доз удобрений в подкормку.

6. Выявленные математические зависимости между концентрацией валового и нитратного азота, а также минерального фосфора в надземной массе и 3-4 листе топинамбура в ранние фазы развития и качеством урожая позволяют по формулам

листового и растительного анализа задолго до уборки прогнозировать содержание протеина, нитратов, сахара, крахмаля в надземной массе и клубнях.

7. Установлена высокая энергетическая эффективность применения минеральных удобрений под топинамбур (^биол. ~ 3,3-5,7). Минимальные энергозатраты гч I Ц прибавки урожая зеленой массы составили 47,7, клубней - 286 МДж. Коэффициент знергоотдачи органических удобрений ниже С'/^[10Л>= 0,91,7), при этом минимальный затраты на I ц прибавки урожая зеленой массы - 155, клубней - 470 МДж.

0. Разработана комплексная система почвенно-растительной диагностики минерального п тания топинамбура для условий лесостепной зоны Северного Казахстана на основе трех принципов:

1) расчет доз удобрений в основное внесенне (почвенная диагностика) ;

2) контроль и корректировка питания растений в период их активного роста и развития (растительная диагностика);

3) раннее прогнозирование величины урожая и его биологической полноценности.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ При выращивании топинамбура на обыкновенных черноземах лесостепной зоны Северного Казахстана для получения максимального урожая наилучшего качества минеральные удобрения следует применять на основе разработанных нормативных показателей комплексного метода почвенно-растительной диагностики ШРД):

- оптимальный состав почвы (слой 0-30 см), обеспечивающий стабильный урожай зеленой массы и клубней, мг/кг: А/-Л/03 - 38-32, Р205 - 44-52, К20 - 400-448;

- оптимальное соотношение элементов в почве:

Р205, мг/кг =1,2-1,6 //-Л/03, мг/кг =0,1 К20, мг/кг;

- коэффициенты использования элементов питания:

из почвы - А/-А/03 = 1,08, Р205 = 0,75, К20 * 0,22;

из удобрений (ПЗУ) - // = 0,69, Р205 = 0,13;

- азот текущей нитрификации (//т) г- 143 кг/га;

- потребление для создания I т клубней топинамбура с соответствующим количеством надземной массы: А/ - 24, Р - 5,

К ~ 25, Fe - I кг; Си - 4,5, 2n - 29, Мл - 61, Co- 0,2 г;

- оптимальные уровни содержания элементов питания в органе-индикаторе топинамбура в фазу 10 листьев при выращивании культуры на зеленый корм: N- 4,65-4,90, Роб[!{ -0,74%;

/Ун - 250-290, Рн - 18-21 мг/100 г;

для получения клубнбй: /Уобщ>- 4,35-4,65, Робщ>-0,71-0,74$;

А/н - 250-270, Рн - 21-36 мг/100 г;

- оптимальное соотношение основных элементов питания в фазу 10 листьев в надземной части целого растения:

' ^общ.' ^ = 6,1 Робщ. • ^ * 1,2 Кобщ. •

Расчет необходимых доз удобрений в основное внесение рекомендуется проводить по формуле (13), для корректировки питания топинамбура - по формуле (19).

список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Влияние минеральных и органических удобрений на продуктивность топинамбура //Топинамбур и топинсолнечник -проблемы возделывания и использования: Тез. докл. Пятой межрег. межотр. научн.-производ. конф, - Тверь, 1993, - С. 26 (в соавторстве).

2. Зависимость величины урожая топинамбура от содержания элементов питания в почве //Научные аспекты развития сельского хозяйства в Северном Казахстане в новых условиях хозяйствования: Материалы науч.-практич. конф. - Коктетау," ,1994. - C.I88 (в соавторстве).

3. Продуктивность различных сортов топинамбура и толин-солнечника на севере Казахстана //Информ. листок Сев. Кяз. ЦНТИ, № 27-94. - Петропавловск, 1994. - 4 с. (в соавторстве).

4. Применение удобрений под топинамбур //Производство и использование кормов на севере Казахстана: Сб. науч. тр./ СевНИВДиВ. - Алматы: Бастау, 1995. - С.54-58.

5. Влияние минеральных и органических удобрений на продуктивность топинамбура //Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. - Алматы: Бастау, 1995. - С.58-63.