Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ ФАСОЛИ И ГОРОХА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ИХ МИНЕРАЛЬНЫМ АЗОТОМ (НА ТЕМНО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ)

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ ФАСОЛИ И ГОРОХА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ИХ МИНЕРАЛЬНЫМ АЗОТОМ (НА ТЕМНО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ)"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

~ ¿V 5 О пРавах рукописи

Людмила Дмитриевна КНЯЗЕВА

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ ФАСОЛ И И ТО РОХА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ИХ МИНЕРАЛЬНЫМ АЗОТОМ

(На темно-серых лесных почвах)

(Специальность 06.01.09— растениеводство)

Автореферат-диссертации на соискание ученой степеня кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА —

1975

Диссертационная работа выполнена в отделе земледелия Всесоюзного научно-исследовательского института зернобобовых и крупяных культур.

Научные руководители: академик ВАСХНИЛ доктор сельскохозяйственных наук профессор И. С. Шатилов, кандидат сельскохозяйственных наук доцент Г. С. Посыпанов.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук Е. П. Трепачев, кандидат биологических наук Г. Т. Лав-рнненко.

Ведущее предприятие— Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центральных районов нечерноземной зоны.

Автореферат разослан » , . . . 1975 г.

Защита состоится « Л3"» . . . . 1975 г.

■в « /0» час, на заседании Ученого совета агрономического факультета ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА (корпус 10),

Просим Вас принять участие в работе указанного Совета или прислать письменный отзыв по данному автореферату по адр—и-: 125008, Москва А-8, Тимирязевская улица, д. 49, ко . Ученый совет ТСХА.

*лвы, заверенные печатью, просьба направлять в двух

Учений секретарь Совета

(ВВЕДЕНИЕ

Для зернобобовых культур уровень азотного питаний имеет особенно важное значение. При неблагоприятных условиях бобоворизобиального симбиоза они страдают от азотного голодания « формируют низкие урожаи семян.

Все зернобобовые культуры хорошо используют минеральные формы-азота. Однако-установлено, что применение под них азотных удобрений снижает или подавляет сим биотическую азотфиксацию.

В связи с этим изучение вопроса о целесообразности применения азотных удобрений под эту группу культур приобретает актуальное значение. Возможности обеспечения минеральным азотом подтверждаются неуклонным развитием отечественной. туков-ой промышленности. Однако синергизм и антагонизм симб'иотического и минерального азота в питании бобовых «ультур исследованы еще недостаточно. ■' На кафедре растениеводства ТСХА с 1965 г. изучаются вопросы особенностей азотного питания бобовых культур в условиях Московской области на дерново-подзолистых почвах.

В наших опытах,на темно-серых лесных почвах Орловской области мы изучали следующие вопросы:

К Ка-к формируется симбиотический аппарат фасоли и гороха в нолевых условиях?

• 2. Может ли бобоворизобиальный симбиоз обеспечить растения азотом в количестве, достаточном для создания высокого урожая семян зернобобовых культур?

3. Возможно ли при низком содержании азота в почве резко повысить урожайность этих культур без внесения азотных удобрений?

4. Как влияет различная обеспеченность растений минеральным азотом на:

а) формирование сим биотического аппарата;

б) рост и развитие растений;

в)' величину и динамику потребления элементов питания растениями, их соотношение ^распределение по органам:

¡ЦсатралиазНаучхи^-:«^'—-I 1

Иаамю м "ГД, ^глаСолыл*. I I .1. *,. V.....г-псеа!

г) урожайность семян к их посевные качества;

д) содержание белка в семенах ийй? фрикционный состав?

5. Какова экономическая целесообразность применения

азотных удобрений под фасоль и горох?

Условия и методика проведения опытов

Исследования*, проводил и в полевых и вегетационных опытах в 1971 —1975 гг. Почва опытных участков — темно-серая лесная ср е д н есу г.тн ни ст а я. Глубина пахотного слоя — 25 см. Содержание гумуса 4,4—4,8%, общего азота — 0,14—0,16%, л егко гидр о ли з у е м ого азота около 7 мг, подвижного фосфора (Ра05)—8—12 мг, калия (КаО)—5—7 мг на. 100. г почвы; рН солевой вытяжки — 5,0—5,5; гидролитическая кислотность 4,6—4,2 мгэкв, сумма поглощенных оснований — 22—24 мгэкв на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями около 84%.

Под зяблевую вспашку проведено известкование почвы, по полной гидролитической кислотности (5,5 т/га СаСОэ). Фасоль сорта Латвия 800, горох—Удадовский 303. Предшественник — овес на зерно. Гранулированный-суперфосфат и 40% калийную соль вносили под зяблевую; вспашку, аммиачную селитру— под предпосевную культивацию. Нормы удобрений, рассчитаны по максимальному, потреблению питательных веществ урожаем семян фасоли — 30 ц/га и гороха 40 ц/га; с учетом наличия подвижных питательных веществ в почве, коэффициентов использования их из почвы и удобрений первой культурой.

Схема опыта: 1. Контроль (без макроудобрений). 2, РК. 3. РКМ . 4, ■ РКМ ^ - 5. Р.К^. . .

В среднем за 1971—1973 гг. полная норма удобрений под фасоль составила ЫлэРпаКтг, под горох — -^эбРыКзэ.'

Все семена перед посевом обрабатывали молибденовокис-лым аммонием, из расчета 50 г на тектарную норму семян, специфичными вирулентными активными штаммами клубеньковых бактерий: для фасоли № 682, гороха № 241, производства ВНИИ с.-х. микробиологии.

Опыты закладывали методом рендомизированных блоков в четырехкратной ловторности. Учетная площадь делянок 50 м!.

Способ посева гороха — рядовой, с нормой высева 1,2 млн., фасоли — широкорядный (45 см), с нормой высева 0,4 млн. всхожих семян на гектар.

Учет урожая сплошной, поделяночный. Математическая обработка данных проведена методом дисперсионного анализа (Б. А, Доспехов, 1973) на ЭВМ «Наири-С».

Из трех лет. исследований метеорологические условия наиболее оптимальными были в 1972 г.; 1971 г. был засушливым.

Осадков.выпало 63% к норме. Температура воздуха:на 3,3°0 превысила среднемноголетнюю.. Обилием влаги во, второй ле-рнодвегетации отличался:1973 г. Количество осадков было на 34%.выше нормы; Температура почвы в 1971—1973 гг, в зоне жизнедеятельности корней была оптимальной.

Полевые опыты сопровождались следующими наблюдения* ми и исследованиями: Отмечали наступление фенологических фаз согласно методике государственного сортоиспытания; определяли густоту стояния и высоту растений; через каждые 10 дней в течение всей вегетации определяли. вес сырой" и абсолютно сухой массы всех органов растений, количество и вес сырых клубеньков; площадь листьев (методом высечек), а также среднее число бобов и семян на одно растение; хлорофилл (по Гетри); чистую продуктивность-фотосинтеза н-фото синтетическую мощность посевов (по Ничипоровичу); мокрое озоление растительных образцов (по Гинзбург, Щегловой) с последующим определением, азота на приборе АЗМ-УНИИЗ, фосфора — на ФЭК-56, калля— на пламенном фотометре, химический анализ почвы проводилн по общепринятым методикам. .

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

I. РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИИ ВЫРАЩИВАНИЯ

{..Фенологические наблюдения

Азотные удобрения увеличивали период формирования и налива бобов и семян. Так, в 1971 г, полная норма азота задержала созревание семян фасоли и гороха на 3—4 дня, в 1972 г.—на один день цветение гороха и в 1973 г. — на два дня налив бобов фасоли и гороха;

Отмечена тенденция увеличения высоты, растений с повышением уровня азотного питания. Возрастающие дозы минерального азота не оказали заметного влияния на густоту стояния растений.

.2. Формирование и активность сим биотического аппарата

Для эффективного бобоворизобиального симбиоза требуется большой комплекс условий с определенными показателями факторов среды, в частности: наличие специфичного вирулент-* ного активного штамма клубеньковых бактерий, рН около 7, высокая обеспеченность растений фосфором и калием, низкая— азотом, наличие микроэлементов-А1о, В; хорошая аэрация почвы, оптимальная, температура, влажность почвы

70—80% ПИВ (М. В, Федоров, 1948; П. П. Мишустин, 1968; П. Л. Вагаел, 1970; Е. Н. Мншустшг, В. К. Шильникова, 1973).

В наших опытах в варианте РК был» созданы благоприятные условия симбиоза по* регулируемым факторам: проведена инокуляция семян, почва произвесткована, растения хорошо обеспечены фосфором, калием и микроэлементами, но влаго-обеспеченность оставалась в зависимости от метеорологических условии года.

Несмотря на то, что нечерноземная зона считается зоной достаточного увлажнения, именно низкая влажность почвы оказалась лимитирующим фактором симбиоза.

В 1971 г. в фазу бутонизации фасоли, которая совпадает с периодом интенсивного образования клубеньков, влажность пахотного горизонта почвы составляла 45% ППВ, а в 1972 — 29% ППВ. Клубеньков на корнях фасоли не было. Они не появились и при улучшении водного режима к концу вегетации.

В 1973 г. в условиях удовлетворительной ■влажности почвы (53—55% ППВ) клубеньки образовались до бутонизации фасоли л разрушились к концу вегетации. Они нмеди розово-красную окраску, что свидетельствует о высоком содержании леггемоглобина и активной азот фикса тт. Однако из-за недостаточной влажности почвы в период образования клубеньков нодуляция фасоли (процент растений с клубеньками) в" варианте РК составляла лишь 35—58% (табл. 1).

Азотные удобрения еще больше подавляли образование клубеньков и этот эффект усиливался с -повышением дозы азота, В фазу бутонизации '/з нормы азота вдвое снизила степень модуляции растений, а.вес клубеньков уменьшился.в 4,5 раза.

Средняя и высокая дозы минерального азота почтл полностью ингибировали развитие клубеньков.

С повышением концентрации минерального азота в среде резко снизилось содержание леггемоглобнна в клубеньках.. В варианте РКЫ1 он не обнаруживался.

В отличие от -фасоли у гороха в течение трех лет, довольно разных по метеорологическим условиям, в безазотных вариантах хорошо образовывались активные клубеньки розового цвета. Однако с понижением влажности почвы они отмирали до цветения гороха. Зависимость формирования клубеньков от степени обеспеченности азотом была аналогичной фасоли: с увеличением дозы азота их количество и вес уменьшились. Повышенные дозы.азота меньше ингибировали образование клубеньков у гороха, чем у фасоли. Это связано, очевидно, с тем, что у гороха в период образования клубеньков условия влаго-обсспеченностн, как правило, более благоприятны. Однако и у гороха роль симбиотической азотфиксации была сравнительно невелика. В 1973 т. к началу образования клубеньков в растениях гороха народном гектаре содержалось 7 кг азота,

Таблица 1

Формирование клубеньков на корнях фасоли и гороха в 1073 г.

Варианты

Формировая не клубе» ьк&в

Бутонизация

Образование бобов

Налнв бобов

нача- І пол-ло I нос

начало

полный

Степень йдлудяпнн

Буто-низа-ей я

Образование бобов

начало

полное

Налив бйСов

качало

под-пик

Формирование клубеньков

5 листьев

Вств- Буто-

ле- кяза-

иие мня

Образование бобов

Фасоль

Гер эх

Ксигроль...... I Л. ж» 2 ИО 1 — 77 4 63 45 48 за ■ І» Л и 14 Щ 17 ' 1Ь \~т

РК ... ...... 5 26 8 71 С 100" 7 І 27 0 48 33 50 £в 0 '9 17 21 -53 13 25 2 1

РКМ«;,....... б 4 21 с_ 48 7 95 0 20 25 53 25 О 7 10 2 3 17 13 5 3

РСТ«,,....... 4 5 0 0 2 2 0 5 5 10 15 0 5 ' 5 9 8 8 4 9

РКЯі....... . 0 0 0 3 2 6 7 3 5 16 0 0

Примечание; в числителе — количество клубеньков на 1 растение, в знаменателе — вес сырых клубеньков (мг).

В фазу бутонизации, когда клубеньки утратили леггемоглобин и начали интенсивно разрушаться, растения содержали 32 кг азота т. е. за период существования клубеньков они накопили 25 кг азота (137 кг азота поступило в растение после отмирания клубеньков), что составляет 14% от максимального потребления этого элемента питания. Следовательно, количество снчбиотнчсскн фиксированного азота было не более 25 кг/га, а т. к. какая-то часть из этого количества потреблена растениями нз почвы, то роль симбиотрофного питания оказывается еще меньшей- Аналогичные данные по гороху получены в 1971 и 1972 гг.

3. Фотосинтетическая деятельность посевов

Урожай зернобобовых культур во многом зависит от деятельности фотосинтетнческой системы. Растения, испытывающие азотное голодание, развивают малую ассимиляционную поверхность, формируют низкие урожаи, В нашем опыте с фасолью в 1973 г. от внесения средней и полной дозы азота листовая поверхность в период образования и налива бобов возросла в 1,5—2 раза по сравнению с фоном РК (табл, 2). Аналогичные результаты получены в.1971 и 1972 гг.

У гороха максимальная площадь листьев вварланте с полной нормой азота в среднем за три года была на 69% большем, чем в варианте без азота.

Таблица 2

Фотосинтетнческая деятельность посевов фасоли и гороха, 1973 г.

Варианты опита

Максимальная площадь листьев, тыс. м! га

Фотостгге-

тический потенциал, млн. м}/га

дней

Чистая Хлоро- Максима ль

продук- филл, ное накоп-

тивность мг/гр. ление абс.

фотосин- абсолют- сухого

теза, г/м1 но сухих вещества,

в сутки листьев * ц/га

Контроль РК

РКЫ\<, РК« 'Л РК«1

Контроль РК

РКП«;, РКЫ 'л РКЫ,

Фасоль

£3 0,68 3,9 14.6 40,7

2+ 0,73 5,4 18.0 44,7

42 1,13 4,4 £0,7 50.0

43 1\2Э 4.6 22.4 69.8

45 1.22 5.1 23,2 74,6

Горох

25 0,72 4.1 3&8 40,8

34 1,22 а.7" 32,8 63Д

42 1,43 4,1 36,4 75,9

41 1,51 4.2 ,37.9 60.6

1,55 3.7 ЗЭ.О 9019

Примечание. Содержание хлорофилла в листьях фасоли определяли в фалу налива семян, торона — в фазу бутонизации.

«Минимальный листовой аппарат сформировался у обеих культур в условиях естественного плодородия почвы (в контроле) .

Фотосинтетический потенциал фасоли л гороха во все годы опытов возрастал с увеличением доз азота. В 1971 и 1973 гг. на фасоли исключение составила полная доза азота, действие которой осталось на уровне средней дозы азота. В среднем за три года этот показатель у фасоли от внесения 1/3, г/з и полной нормы азота возрос соответственно на 33, 47 и 53% по отношению к фону РК, У гороха он был в 1,5—2 раза выше, чем у фасоли, но разница между фоном РК и тремя последующими вариантами была выражена слабее, чем у фасоли, и составляла соответственно 4, 10 и 40%.

Коррелятивных связей между уровнем азотного литания и чистой продуктивностью фотосинтеза фасоли и гороха установлено не было.

Показателем • фотосинтетической деятельности растений является; содержание "хлорофилла в листьях. При внесении полной нормы азота под фасоль в 1972 г. содержание хлорофилла возросло на 85%; а в 1973 г. на 29% в сравнении с вариантом РК. Действие двух других доз занимало промежуточное положение.

В опытах с горохом различия по вариантам были менее контрастными, чем с фасолью. С повышением доз азота с '/з до полной содержание хлорофилла в листьях гороха в фазу бутонизации повысилось соответственно в 1972 г, на 8, 9, 17%, а в 1973 г. на 10, 15, 18% по отношению к фону.

Высокая доза азота содействовала более мощному развитию всех органов растений и большему накоплению сухого вещества. К фазе начала созревания семян фасоли в варианте РКГ^! было сформировано органической массы больше, чем п варианте РК (по годам соответственно) на. 18, 47 и 67%. Действие двух других доз было выражено слабее. К периоду полной спелости вес сухой массы растения фасоли снижался из-за потери сухих листьев, недоразвитых бобов, отмирания части корней.

Накопление сухой массы горохом шло аналогично накоплению ее фасолью. В фазу полного налива бобов в 1971 г, вес сухой массы гороха на полной норме азота был на 33%, в 1973 г. — на 45%, а в отдельные периоды 1972 г, на 14—35% выше, чем в варианте РК.

4. Урожай и его структура

В опытах всех лет с повышением дозы минерального азота возрастала урожайность семян фасоли (табл. 3). В среднем за 3 года увеличение урожайности семян от внесения У3, 2/з и полной нормы азота по сравнению с вариантом РК составило

соответственно 29, 46 и 60%. >У гороха прибавка урожая не превышала 5—10%. По-видимому, главной причиной явилась низкая влажность почвы в период цветения, которая сдержи-(вала образование репродуктивных органов.

Таблица 3

Урожай семян фасоли н гороха при 14%'влажности (ц/га)

Годы Пр№* вавка IE кон г р., д/га1 Годы Прибавка к контр., ц/гзі

Варианты опыта s 197t 1972 Сред- яее г J 1971 1972 1973 Среднее

Фасоль : Горох .

Контроль PK PKN./, PKN v. PKN, 9.9 н.а 17,1 (S.6 17.0 17.8 25,0 23,7 31,0: 9.8 12,0 16,3 L9£ 22,0 12.2 14,9 19.3 21.7 23,9 27 7,1 9.5' U.7 13.4 13.6 14,4 13.2 14,2 16.8 18.3 20.4 20.2 21,6 13.1 14.5 14.1 14Д 15.4 14.4 15.5 16,3 .15.9 17.1 Ü 15 « 2,7

HCP« 1.8 1.5 1 аз — — 2,7 2.6 1,8 — ■ —

В соответствии с изменением величины урожая семян изменялась его структура. Так, в 1972 г. с увеличением доз азота урожайность зерна фзеоли росла по отношению к фону PK за счет увеличения числа бобов на 1 растение {на 20—35%) и их озерненностн (на 30—19%). При внесении полной нормы азота вес 1000 семян увеличился на 10%. На 1,5—2,8% повышался выход семян фасоли. Энергия прорастания и всхожесть семян оставались без изменения.

По гороху существенных различий в этих показателях в зависимости от уровня минерального азотного питання не наблюдзлось.

И. ПОТРЕБЛЕНИЕ NPK ФАСОЛЬЮ И ГОРОХОМ

1. Потребление NPK растениями м распределение их по органам

При высокой обеспеченности минеральным азотом молодые растения фасоли и гороха меньше расходовали: запасы NP.K из семядолей.

Наряду с использованием питательных веществ семядолей, растения довольно рано, уже в фазу полных всходов, начинают усваивать элементы питания из почвы.

Самое высокое относительное содержание азота, фосфора и калия во всех вегетативных органах обнаруживается на ранних стадиях развития растений фа<солл и гороха, К концу ве-

а

геташш относительное содержание азота и калия в листьях фасоли сократилось в 2—3 раза, фосфора — в 3—4 раза.

С возрастанием доз минерального азота повышалось относительное содержание этого элемента в вегетативных органах фасоли, содержание фосфора и калия снижалось. Накопление азота отдельными органами фасоли коррелировало с процентным содержанием в них азота и весом абсолютно сухой массы. Количество фосфора и калия в азотных вариантах повышалось за счет более высокого урожая биомассы (табл.4)..

Таблкца4

Потребление питательных веществ растениями, фасоли н гороха, кг/га (среднее за 1971—1973 гг.)

Варианты Всходы а—& .иютъев Бутонизация Образование Лобов Налив семян Созревание

Фасоль

• Азот

РК' РКЫ, | 3.2 | 3.0 . 1 5.0 1 6.1 1 15,3 18,7 48.0 88.7 109.0 153,3 83,6

Фосфор

РК РКЫ( 0,8 , 0,9 I !',3 1 1,2 17,7 2І.9 26.7 29.8 32,8 40,2

Калий

РК . РКЛ, 1.Г 2,7 | 2.6 I 8,8 | 13,3 34.6 56,5 62.0 78,3 ■ 45,5 61,2

• Горох Азот

РК РКЫ, 6,4 6,2 6.9 7А 37,4 ! 66,0 79,1 119.1 126,0 186,5 177.5 213,0

Фосфор

РК РКЫ, 2.0 1,9 1.5 Г;7 14.6 15,6 31.1 40.5 42.6 61.7 56,9 62.0

Калий

РК РКЫ, 12 2.1 3,4 3,7 30.3 I 50,2 - 49,1 I 74.0 62.0 94.0 80,7 105.0

.. В: течение всего вегетационного периода потребление ра* стениями азота, фосфора и калия в варианте с полной нормой азота, было значительно выше, чем в варианте РК. В среднем за.З года это превышение количества азота составляло 50%,. фосфора—10—40% и калия—25—50%. Малая и средняя дозы азота по своему действию занимали-промежуточное положение.

Так же, как в опыте с фасолью, в вегетативных органах гороха с увеличением дозы азота повышалось относительное содержание этого элемента и накопление его в растении. В; варианте с полной нормой азота во второй половине вегетации гороха растения потребляли в 1,5 раза больше, чем в фосфорно-калийном.

Таким образом, с повышением уровня минерального азотного питания: фасоли и гороха происходило увеличение количества азота, ф^фора л калия в растении.

2. Методы определения количества элементов литания, оставляемых зернобобовыми в почве

Наиболее распространенными методами определения количества питательных веществ, ' оставляемых зернобобовыми культурами в почве, являются такие, как метод сухой разборки, корней с последующей отмывкой и различные модификации метода почвенного монолита.

Фасоль с пожнивными и корневыми остатками, учтенными первым методом, оставляла в почве всего 0,9—2,8 кг/га азота по годам, так же немного фосфора и «алия. У гороха эти показатели в 1,5 раза выше. Существенной разницы между вариантами не было.

Второй метод, как и первый, не позволяет точно учесть корневую систему растения.'Баласт органических остатков с паровой площадки нередко был выше веса отмытого монолита с исследуемого варианта и учесть накопление ЫРК. в таком случае не представляется возможным.

По нашему мнению, определение количества элементов питания, оставляемых зернобобовыми »культурами в почве, по разности между максимальным потреблением их.растениями и отчужденных с урожаем было бы более полным, чем в предыдущих двух методах. При этом оказываются учтенными все опавшие вегетативные и репродуктивные органы и содержа* щиеся в них элементы питания. Как следует из таблицы 5, количество элементов питания в пожпявных и корневых остатках фасоли возрастало с дозой минерального азота.. Исключение составлял вариант РКМу,.

В пожнивных п корневых остатках гороха в варианте с полной нормой азота накопление этого элемента повысилось

Ю

Таблица 5

Сравнение методов определения количества элементов питания,, оставляемых зернобобовыми в почве (кг/га). Среднее за 3 года-

Варианты Фасоль Гоэох

N РА &0 N Р305 кю

1-Й метод (корни+стерня)

Контроль 1.5 014 Л7 32 1.0 • 1.9

РК 1.8 05 12 4.0 ДЛ 2.6

РКЫ'/, 1.8 05 1.1 4.1 12 2.2

2.1 0.4 05 4,6 1.3 2.6

РКЫ, 22 0,4 1.1 4.9 1.2 2.6

2-й метод (монолиты)

Контроль 11.7 3.4 1.8 4 2 ал 0,6'

РК 12Л 2,1 4.8 7.6 4,8 1.1

РКК'Л 15.2 4.5 2.8 5.6 4.0 и

РКИ';, 14.9 Л ,6 • аз 6,5- ав 1.0

Р№, Л 1,7 2$ 2.9 16,7 .7,0 2.6

18,7 6.3 10,0 8.3 ад 9.9

30,4 5.0 1Д6 26.0 Л 0,1 23.6

22.7 Ы 12.0' 20.3 6.0 14,4

41.0 3.7 27,0' 42,8 0.9 21.4

49,5 в>7 . 29.3 3&.2 20,6 ЭОЛ

3-й метод (разность между максимальным потреблением н выносом)

Контроль РК

РКИ"/, РКЫ'Л РКЫ,

на 30%, фосфора в 2 раза и калия на 28% в сравнении с фоном РК.

Сравнение трех методов показало, что третий метод позволяет наиболее полно учесть количество элементов питания, оставляемых-культурами в почве. Первый » второй дают заниженные результаты.

3. Максимальное потребление и вынос питательных веществ единицей урожая - *

Эти показатели важно знать при определении норм удобрений под культуру. По данным ряда исследователей (А. Т. Грищук, 1965; Ю. Е. Игнатенко, 1969;Г\ С. Посыпанов; 1970), они значительно изменяются в зависимости от условий выращивания растений.

В наших опытах различная обеспеченность растений мине- . ральным азотом почти не повлияла на уровень максимального потребления и вынос азота и калия:единицей урожая.семяш фасоли. От в«есения высокой дозы азота максимальное накоп--

.тение фосфора сократилось на 18%, а вынос этого элемента на 14% в сравнении с безазотным вариантом. Потребление и вынос азота одной тонной семян гороха при этом возросли на 14%, а калия — на 56%.

Та б л и ц г. 6

Максимальное потребление (числитель) к вынос (знаменатель) №РК одной тонной семян, кг/га (среднее за 1971—1973 гг.} '

Фасоль Горох

Контроль и а. г ы о- . г: и: См ЬйГ о. Контроль ЬгГ Си 2 Ы О. 2 иг & г-х

N 71 79 70 78 76 83 И6 107 132 133

64 57 Ей 57 55 76 92' 102 106

Р203 28 27 22 21 22 27 34 38 46

21 •п 22 19 18 23 29 30 31 29

К:0 38 41 37 39 да 35 50 46 58 78

27 29 31 25 27 30 35 33 44 46

Во всех опытах на обеих культурах максимальное потребление элементов питания единицей продукции значительно выше, чем вынос (отчуждение единицей урожая).

Расчет норм удобрений следует вести по наибольшему количеству питательных веществ, участвующему в создании единицы урожая, т. е. по максимальному их потреблению.

*

4: Источники элементов литания для формирования семян фасоли и гороха

Для правильного построения системы удобрений важно знать, за счет каких источников элементов питания формируется урожай семян; за счет ли их реутилизации из ранее сформированной вегетативной массы или за счет поступления! из почвы в период налива семян.

У фасоли большая часть элементов питания (67—77% азота, 56—65% фосфора и 52—67% калия) поступала.в растение в период налива бобов. Количество МРК, поступившее за этот период в семена, превышало потребление их целым растением навеличину потери элементов литания вегетативными органами, т. е, одновременно:с поступлением в семена питательных веществ из почвы происходила реутилизация их из вегетативных органов г (табл: 7). За счет этого источ-12.

ника в семена фасоли поступило 23—33% азота и 33—48% фосфора и калия.

Таблица 7

Источники элементов питания для формирования семян фасоли н гороха. Среднее за 1971—1973 гг.

Фасоль Горох

Показатели кг/га % кг/га у.

1

* РК РК РК.\'і РК РКЛГі РК РКИ,

Азот

Поступило в семсна . , 76 115 100 100 1« 113 100 100 •

Из почвы и воздуха . . 51 67 77 84 74 80

Из вегетативных органов 25 27 33 23 21 39 20 35

Фосфор

Постутшло в семена . .

Из почвы.......

Из вегетативных орган о а

Поступило в ее мела Из почвы ... , I. Из вегетативных органов

17 21 100 100 31 32 100 100

9 14 56 65 19 20 61 64

7 6 44 33 12 11 39 36

Калий

29 39 100 100 33 37 100 100

19 20 67 52 19 16 56 42

9 19 33 48 15 21. 44" 53

Наиболее интенсивное потребление азота растениями гороха происходило также в фазу налива бобов после отмирания клубеньков. За этот период в семена поступило азота на 20—35% больше, чем растение потребило их из внешней среды. Это превышение составляет величину реутилизации, азота из вегетативных органов. Аналогичные определения проведены по фосфору и калию.

Таким образом, для получения высокого урожая семян фасоли и гороха решающим условием является высокая обеспеченность растений азотом (минеральным или сим биотическим) в период налива семян.

5. Качество урожая семян фасоли н гороха

Повышенная обеспеченность растений гороха минеральным азотом способствует не только большему накоплению зеленой массы, но и увеличению содержания в иен протеина. Всреднем за 3 года в варианте РКЫ) сбор протеина, с гектара посева был на 47% больше, чем в варианте РК.

Содержание белка в семенах гороха в пятом варианте было на 2,3%, а сбор белка с гектара на 22% выше,.чем-во вто-^. ром (табл. 8).

Таблица 8

Содержание белка.и жира в семенах фасоли к гороха г. (среднее за 1971—1972 гг.)

Варианты Фасоль Горох

Белок Жир, % на сухое в-во Белок Жир. % иа сухое в-во

.%. на. сухое в-во кг/га % на сухой в-во кг/га

Контроль 23,14 303 1',7 14,49 ^ 296 1.9

РК- 24.46 зэз 1.9 2Х№ 373 2,3

25.02 519 1.8 2й42 390 %\

РКЫ',, 2аю 575 1.9 24,72 420 2.0

РКГ^ 24,90 620 1,9 2*38 456 2.3

Относительное содержание белка в семенах фасоли мало (на 0,5%) изменялось в зависимости от уровня азотного питання, однако с повышением дозы азота с 1/з До полной нормы резко возрастал сбор белка с единицы площади — на 32— 58% по сравнению с вариантом без азота.

При внесении полной нормы азота значительно улучшился фракционный состав белка семян гороха. Содержание водорастворимой фракции повысилось на 11%, а нерастворимая фракция уменьшилась на 10% (табл. 9);

Таблица 9

Фракционный состав белка (в % от общего содержания белка в семенах, среднее за 1971—1972 гг.)

Варианты <9 «сі с; О 5 с» ' <0 2 1 Фракции белка

6-*т * + &Я1 а й= І « 4> я . -т згзх ¿»Я ЛІ яіо I; о 3 X - Ї. 3 £ 5 в'— о о 3 п К 4-. ^ « « ю >. то 2 £ * »И. >• 2 V к . е. ■ ■ й ^ Є з 3 я к е. « £ я £ § £ е-е о г , о й 3 з я я 3 я я е £ £ к О. V 2 и & з; 0/ Л Я X а) X

Фасоль

РК 1 3,98 (126 44Й 913 513 2.9 9.3 34.3

РКЫ. | 4,16 0^44 36 7.7 44,1 32 | 11.3 41,4

Горох

РК 4,04 0.58 [ 46.5 7,0 53.4 I 43 5.7 [ 37.6-

РКИ, 4,48 <ЦЗ 57£ 4,9 ■■ 62,2 - V 27,6-

14. •

В отличие от'гороха высокая обеспеченность азотом.'растений фасоли снизила. содержание водорастворимой фракции белка семян-на 8% и увеличила нерастворимую фракцию на 7%. Аналогичные данные получены в вегетационных опытах В. В. Яиенко (1975).

III. Вегетационный олыг с фасолью и горохом

■ *

В связн о неблагоприятной-влажностью, почвы в полевых условиях в 1971 и 1972 гг. -клубеньков на фасоли не было, и нам не удавалось выяснить влияния минерального азота на формирование симбиотического аппарата. Вегетационный опыт был проведен на той же почве и по той же схеме, что и полевые, где растения выращивались в оптимальных условиях влажности.

Результаты опыта показали, что при влажности почвы, соответствующей 70% ППВ, формируется большой, и активный сим биотический аппарату фасоли и гороха. Азотные удобрения задерживали или подавляли полностью образование клубеньков, причем этот эффект усиливался с увеличением дозы азота,

IV. Экономическая оценка-применения.азотных удобрений, под фасоль и горох

. Экономические расчеты показали, что с увеличением-дозы; азота под фасоль повысились затраты на 1 га посева за счет подвозки и внесения минеральных удобрений и доработки дополнительного урожая семян. Но наряду с ростом затрат в варианте с. полной нормой азота вдвое увеличился чистый доход с гектара посева, на 66% возросла производительность труда в сравнении с контролем. Другие варианты опыта занимали промежуточное положение. Дополнительные затраты на-азотные удобрения под фасоль окупались в 6,5 раза. '

Внесение азотных удобрений при семенной культуре гороха сорта Уладовский ЗОЗ в условиях Орловской области оказалось экономически неэффективным.

Выводы

1. Образование клубеньков на корнях фасоли и: гороха определяется, главным образом, наличием влаги в почве; При недостатке ее клубеньки не образуются, а ранее образовавшиеся — отмирают.

Горох, используя ранневесеинюю влагу, ежегодно образовывал ^клубеньки, но онн отмирали до цветения — с понижением влажности почвы.

С повышением уровня азотного питания степень нодулящш. растений фасоли и гороха снижалась; При оптимальной влажности почвы повышенные дозы-азота меньше ингибировали образование клубеньков.

2. С повышением нормы азота с 7з До полной в 1,5—2 раза увеличивалась площадь листьев и фотосинтетический потенциал посевов фасоли и гороха; содержание хлорофилла в листьях фасоли возрастало на 27—48%, гороха — на 10—18%; в 1,5 раза повышалось накопление сухого вещества целым растением фасоли и гороха.

3. Известкование почвы, внесение фосфорно-калийных удобрений и микроэлементов, инокуляция семян позволили повысить урожайность фаса!«'в среднем за 3 года только на 19% (2,7 ц/га). Дополнительное же внесение на этом'фоне '/з. а/з и полной нормы азота повысили урожайность семян фасоли соответственно на 7,1; 9,5 и 11,7 ц/га. .

4.-Уровень; азотного питания не оказал отрицательного влияния на посевные качества семян фасоли и гороха,

5.. Из-за недостаточной влагообеспеченности растений гороха в период формирования генеративных органов уровень азотного питания не оказал существенного влияния на урожайность семян этой культуры, однако общее накопление органической массы в варианте с полной нормой азота было в среднем за Згода на 29% выше, чем в безазотном варианте.

6. С повышением уровня, азотного питания возрастало относительное содержание азота и потребление азота, фосфора и калия вегетативными и репродуктивными органами обеих культур, .

7. Максимальное потребление и вынос элементов питания одной тонной семян фасоли практически не зависел, от обеспеченности азотом.

-.У гороха <с повышением дозы азота эти показатели возрастали.

8. Для получения высокого урожая семян фасоли и гороха необходима достаточная обеспеченность растений азотом (снмбиотическим: или минеральным) в период налива бобов, так как за счет реутилизации его из вегетативных органов удовлетворяется только 20—35% потребности растений в этом

' элементе для формирования семян.

9; Высокая доза азота повышала накопление протеина в урожае семян фасоли в 1,5—2 раза, у гороха же всего на И — 13% в сравнении с фоном (РК).

При этом содержание белка в семенах фасоли н гороха повышалось на 0,5—2%.

При высокой: обеспеченности растений фасоли азотом уменьшилось содержание водорастворимой фракции белка на 8%, а солерастворимой на 1,6% в сравнении с фоном РК; у го-

роха, наоборот, содержание бодор а створи мой фракции увеличилось на 11%, а сол ера створ и мой — уменьшилось на 10%.

10. Внесение азотных удобрений при семенной культуре гороха в этих условиях оказалось экономически нецелесообразным. Стоимость прибавок урожая лишь наполовину окупала затраты на минеральные удобрения.

Полная норма азота под фасоль обеспечила самый высокий чистый доход с 1 га посева—799 руб., превысив этот показатель в контроле в два раза.

Окупаемость дополнительных затрат у фасоли в варианте РК составила 4,7 раза, в азотных вариантах — 6,5—6,8 раза.

Рекомендации производству

1. При выращивании гороха на зеленую массу в условиях серых лесных почв Орловской области внесение азотных удобрений необходимо, так как "при этом урожай зеленой массы возрастает на 29% и на 47:% увеличивается сбор протеина с гектара.

2. При выращивании гороха на семена в этой же зоне в условиях богарного земледелия применение высоких доз азота под горох (сорта Уладовский 303) нецелесообразно.

3. Для получения высокого урожая семян фасоли (30 ц/га и более) на серых лесных почвах нечерноземной зоны необходимо вносить азотные удобрения из расчета максимального потребления планируемым урожаем семян.

Материалы диссертационной работы доложены

1. На III научной конференции экспериментальной базы ТСХА — Михайловское в марте 1973 г. по теме: «Влияние азотных удобрений на рост, развитие и урожай гороха».

2. На совещании отдела земледелия ВНИИ зернобобовых п крупяных культур в январе 1974 г. по теме: «Влияние минерального и снмбиотическото азота на формирование урожая фасоли и гороха».

3. На Всесоюзном ■координационном совещание по обсуждению плана научно-исследовательских работ по зернобобовым и крупяным культурам на 1976—1980 гг. в январе 1975 г. во ВНИИ з/б культур в г. Орле по теме: «Влияние минерального азота на формирование урожая фасоли».

По материалам диссертации опубликованы шесть научных работ.

1. Влияние минерального азота на формирование урожая фасоли. Докл. ТСХЛ, 1972 г., вып. 187.

2. Фотосинтетнческая деятельность посевов фасоли при разных уровнях питания минеральным азотам. Докл. ТСХЛ, 1973 г., вып. 192.

3: Влияние азотных удобрений на рост, развитие и урожай гороха. М;, ТСХА; 1974;

4. Влияние минерального азота на потребление питательных веществ горохом; Известия^ТСХА, 1974 г., вып. I.

5. Бобоворизобнальный симбиоз в контролируемых, и полевых условиях яри разной обеспеченности минеральным азотом. Известия ТСХА, 1975 г., вып. I.

6. Влияние минерального азота, внесенного под бобовые предшественники на урожай овса. Бюл. ВНИИ зернобобовых культур, 1975 г, -

Объем 1'Д п. л.

Тираж 150

Заказ 883.

Типография Московской с.-*, академии им. К, А. Тимирязева .125008, Москва А-8. Тимирязевская ул., 44