Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Формирование урожая и качества сельскохозяйственных культур в зависимости от окультуренности дерново-подзолистых почв и применения удобрений

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Коротаевская, Надежда Алексеевна

ВВЕДЕНИЕ. 4

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Влияние минеральных удобрений на урожай и качество зерновых культур . 6

2. Агрохимическая характеристика мочевиноформальделадных удобрений. 24

ЭКС1ШРИМШТМЬНАЯ ЧАСТЬ

1. Объекты и методы исследований. 41

2. Формирование урожая овса и его качества при применении, разных- доз и форм минеральных удобрений

2.1. Формирование урожая зерна овса при применении разных доз и форм минеральных удобрений . . . 48

2.2. Влияние различных доз и форм минеральных удобрений на качество зерна овса . 82

2.3. Содержание N1, в зеРне и соломе овса в зависимости от доз и форм минеральных удобрений . 93

3. Формирование урожая озимой ржи и его качества при применении различных доз и форм минеральных удобрений

3.1. Влияние разных доз и форм минеральных удобрений на урожай озимой ржи. 131

3.2. Влияние разных доз и форм удобрений на качество зерна озимой ржи . 142

4. Изменение во времени агрохимических свойств дерново-подзолистых почв разного уровня окультуренности при применении высоких доз различных форм минеральных удобрений . 149

-35. Содержание аммиака и нитратов и уреазная активность в слабо- и среднеокультуренной дерново-подзолистых почвах.158

ВЫВОДЫ .171-172.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Формирование урожая и качества сельскохозяйственных культур в зависимости от окультуренности дерново-подзолистых почв и применения удобрений"

Продовольственной программой СССР на период до 1990 года намечено довести среднегодовое производство зерна в одиннадцатой пятилетке до 238-243 млн.т, а в двенадцатой - 250-255 млн.т. В реализации этой программы большую роль отводят Нечерноземной зоне РСФСР.

В настоящее время созданы новые высокопродуктивные сорта сельскохозяйственных растений, для реализации потенциальных возможностей которых необходимо применять высокие дозы минеральных удобрений. Однако, внесение в почву высоких доз легкорастворимых минеральных удобрений, особенно азотных, не всегда бывает эффективным, вследствие многих причин, в том числе увеличение концентрации почвенного раствора и его осмотического давления (Станков, Ладонина, 1975, 1976; Авдонин, 1978, и др.).

Для реализации потенциальных возможностей сельскохозяйственных растений необходима система питания, которую трудно создать в период вегетации внесением в почву одних растворимых форм минеральных удобрений. В связи с этим большой интерес представляет использование так называемых вегетативно-синхронных удобрений, которые должны с регулируемой скоростью отдавать питательные вещества растениям. К таким удобрениям относят медленнодействующее мочевино-формальдегидное удобрение (МФУ) (Минеев, Панников, 1977; Авдонин, 1982; Ягодин, 1982; Кореньков, 1976, 1984, и др.).

Экспериментальных данных, подтверждающих способность МФУ обеспечить необходимую систему питания растений в период вегетации, мало и они противоречивы. Поэтому необходимо дальнейшее изучение эффективности мочевино-формальдегидного удобрения в качестве медленнодействующего на дерново-подзолистых почвах с целью реализации потенциальных возможностей культурных растений.

-5В связи с существующим в настоящее время дефицитом растворимых форм фосфорных удобрений большое значение имеет исследование возможности замены суперфосфата на фосфоритную муку в сочетании с высокими дозами мочевины. По этому вопросу в литературе почти не имеется данных.

0Б30Р ЛИТЕРАТУРЫ

I. Влияние минеральных удобрений на урожай и качество зерновых культур

В СССР средний урожай основных зерновых культур за десятую пятилетку (1976-1980 гг.) составил 16,0 ц/га, в том числе озимая пшеница 24,3, яровая пшеница - 12,2, озимый ячмень - 20,7, яровой ячмень - 16,0, озимая рожь - 14,0, овес - 14,2 (Народное хозяйство СССР в 1922-1982 гг., 1982).

Интенсификация производства зерновых культур в развитых странах привела к значительному увеличению средних урожаев. В Великобритании за последние 30 лет они возросли с 25 до 48,9 ц/га. Средний урожай пшеницы в Швейцарии достиг 44,8 ц/га. В 1980 году в ГДР довели средний урожай зерновых до 38,3 ц/га (РАО production yearbook, 1981, 1982). Одним из основных факторов повышения урожаев зерновых культур являются азотные удобрения. По данным английских ученых ( Austin , 1982) увеличение в стране средних урожаев зерновых на 30% произошло за счет повышения доз азота от 40 до 120 кг/га.

Наиболее интенсивным применением минеральных удобрений характеризуются следующие страны: Нидерланды (средняя доза ВДС на I га пашни в 1979/80 г. составляла 805 кг), Швейцария (465,4), Япония (477,6 кг), ФРГ (484,6 кг), Ирландия (378,2), ГДР (325,1 кг), ЧССР (337,3 кг)( РАО fertilizer yearbook Rome , 1980; 1981; Information chimie, 1981).

Продовольственной программой СССР намечено довести урожайность зерновых культур к 1990 году до 20-21 ц/га в среднем по стране. Для выполнения этой задачи во многих районах Советского Союза, в том числе и в Нечерноземной зоне, надо получать не менее 40-50 центнеров зерна с гектара. Почвы Нечерноземной зоны при условии их известкования и снабжения удобрениями могут обеспечивать достаточно высокие урожаи различных сельскохозяйственных культур (Кулаковская, 1976; 1978; Минеев, 1977; Авдонин, 1982; Лебедева, 1984).

При высокой урожайности зерновые культуры выносят значительное количество элементов минерального питания. Так, яровая пшеница на формирование I ц зерна с соответствующим количество соломы затрачивает 4,27 кг N , 1,24 кг Р205 и 2,05 кг 1^0 (Каюмов, 1981). Следовательно, для получения 50 ц зерна с гектара необходимо около 214 кг N , 62 кг Р205 и 100 кг 1^0. Необходимо учитывать, что в год внесения сельскохозяйственные культуры используют из удобрений 40-50% азота, около 15% фосфора и 45% калия (Панников, Минеев, Павлов, 1977), поэтому дозы минеральных удобрений должны быть значительно увеличины.

Постановления майского (1982 г.) Пленума ЦК КПСС по Продовольственной программе СССР открывают новые перспективы химизации земледелия в нашей стране. Количество трех питательных веществ, поставляемых сельскому хозяйству в виде минеральных удобрений, возрастет к 1990 г. до 31-32 млн.т.

В настоящее время имеются сорта зерновых культур с высокой потенциальной продуктивностью (Достижения селекции высокопродуктивных сортов озимой ржи, 1979; Иванова, Матвеева, 1982; Неттевич, 1983).

Однако анализ литературы по использованию высоких доз легкорастворимых форм минеральных удобрений под различные сельскохозяйственные культуры показал, что существует предел в их действии на урожай исследуемых культур.

Так, Кулаковская (1978) отмечает, что анализ большого числа опытов с зерновыми культурами в БССР показывает, что находящиеся сейчас в культуре сорта ячменя дают максимальные урожаи при дозах 60-90 кг/га, яровой пшеницы - при дозах 60-90 кг/га, озимой пшеницы - при дозах 90-120 кг/га. Применение более высоких доз приводит к полеганию, щуплости зерна.

Исследования эффективности возрастающих доз азотных удобрений в условиях почвенно-климатических зон Западной Сибири наиболее интенсивно проводятся в течение последнего десятилетия (Кузнецов, 1972; Фрей, 1972; Антипина, 1973; Антипина, 1973; Гамзи-ков, Бондарчук, 1974; Семенов, 1974; Светов, 1975; Гамзиков, 1976). Так, в трехлетних опытах на дерново-подзолистых почвах (Гамзиков, Бондарчук, 1974) получены высокие прибавки зерна яровой пшеницы. Однако увеличение дозы внесения азота свыше 60 кг/га не повышало урожайности культуры. Уровень урожая пшеницы при дозах азота 60, 90 и 120 кг/га оставался одинаковым - в пределах 19-20 ц/га.

Сводные данные опытов, проведенных в разных географических точках Западной Сибири, отражают особенности действия возрастающих доз азотных удобрений (Гамзиков, 1981). Увеличение доз выше 60 кгДа как правило, на всех почвах не приводит к существенному росту урожайности зерна пшеницы.

Климашевский, Чернышева (1980) изучали способность многих сортов пшеницы, произрастающих на Урале, в Сибири и на Дальнем Востоке, эффективно поглощать и метаболизировать азот. Оказалось, что "азотный потолок" для них не превышает 70-100 кг/га; дальнейшее увеличение дозы азота либо бесполезно, либо малоэффективно. Следует отметить, что уровень урожаев разных сортов яровой пшеницы редко достигает, а тем более превышает 40 ц/га. В основном это наблюдается при высоких дозах (100-120 кг/га азота) минеральных удобрений в Нечерноземной зоне страны (Каликинский, Реуцкая, 1976; Реуцкая, 1977; Агротехника высокопродуктивных сортов зерновых культур, 1977) и в южных засушливых районах при орошении (Иванов, Латунов, 1976; Московских, 1979).

В опытах Золотарева и Ваулиной (1979) в Нечерноземной зоне в среднем за 3 года применение азота в дозе 120 кг/га обеспечило, прибавку урожая зерна озимой пшеницы 9-12 ц/га. Повышение дозы азотного удобрения ( N и я^д) не шел0 преимущества перед дозой N120. Аналогичные результаты получены в опыте Беркутовой и Виноградовой (1982) с яровой пшеницей на дерново-подзолистой почве.

Чернов и Махуков (1980) проводили опыты на выщелоченном черноземе. Максимальный урожай озимой пшеницы получен при внесении 1140 ^120 ^40* повышение дозы азота в удобрении ( я^д ^60 К40» к 160^120 ' как правило приводило к усиленному росту надземной массы и депрессии в формировании зерна, в результате урожай оставался на уровне неудобренного контроля.

В опыте Артемьевой и Самусик (1978), заложенном на дерново-среднеоподзоленной почве наибольший урожай озимой ржи Белта получен при удобрении N90 Р90 К120. Дальнейшее повышение дозы минеральных удобрений не приводило к увеличению урожая. В опыте Сурова и др. (1978) с озимой рожью Звездочка на дерново-подзолистой почве оптимальный уровень азотного питания составил 120 кг/га при выпадении нормального количества осадков, 90 кг/га - во влажные годы. В этих условиях увеличение доз азотных удобрений резко снижало урожай из-за сильной полегаемости '.растений.

Аникст (1980), обобщая результаты многочисленных полевых опытов, проведенных с целью установления оптимальных доз основного азотного удобрения под щювой ячмень и овес отмечает, что в пределах Российской Федерации эффективность разных доз азотных удобрений значительно изменяется в зависимости от почвенно-климатических условий.

Если в дерново-подзолистой зоне и северной лесостепи при посеве ячменя после зерновых и пропашных культур можно рекомендовать внесение 80-90 кг/га, а в отдельных случаях случаях и 120 кг N на I га (Поляков, 1970; Иванова и др., 1971; Пономарева, 1973; Прокошев и др., 1974; Ламзин, Флусов, 1975; Кирякова, 1977; Рощина и др., 1979), на выщелоченных черноземах - 60 кг/га (Коробейников, 1974; Калетин, 1971),то в районах распространения обыкновенных и южных черноземов, а также каштановых почв обычно достаточно 30-40 кг N на I га (Федоров, 1975; Жигулев, 1977). При выращивании районированных сортов овса в опыте Эстонской сельскохозяйственной академии на дерново-слабоподзолистой почве оптимальной дозой азота оказалась 40 кг/га (Аникст, 1980). В Пермском СХИ на дерново-среднеподзолистой почве (Светланова, 1978) оптимальной дозой азота под овес была 60 кг/га. Но установленные многими авторами так называемые оптимальные дозы минеральных удобрений, выше которых они перестают увеличивать урожай, как правило, не позволяют полностью реализовать потенциальные возможности сорта. Однако, в целом ряде опытов трудно судить об агрономическом оптимуме, так как максимальная доза не превышала уровень 90, редко 120 кг/га. Следует отметить, что во многих опытах установление оптимальных доз основного азотного удобрения проводилось на сравнительно низком уровне фосфорно-калийного питания (по 30-40 кг. ^2% и ^2^ на * га' Р6®6 кг/га). Поэтому возможно, что недостаток фосфора или калия мог сдерживать дальнейший рост урожая зерна ячменя и овса.

Подоплеловым и Бобровой (1977) опыты проводились с овсом сорта Орел на дерново-среднеподзолистой почве. Дозы удобрений - 60, 120, 180 кг д.в. на га. Наибольший урожай овса был получен при применении по 120 кг/га д.в. на I га и , Р205, К^О. Аналогичные результаты получены в опытах Сурова (1980).

В опытах Миронович (1978), которые закладывались на трех фонах минеральных удобрений: N60 Р90 К90, N90 Р90 К135, N120 Р120 К180, высокие урожаи сортов интенсивного типа ячменя Эльгина, Трумпф, Альза, Мами (63,1 ц/га) и овса Восход (59,7 ц/га) получены на повышенном фоне минерального питания ( N 90Р90К135); однако эти сорта не приспособлены к выращиванию на более высоком фоне ( N120 Р120 К180). Каликинский, Вильдфлуш и Напреенко (1980) в условиях проводимого ими опыта на дерново-подзолистой среднеоподзоленной почве наиболее высокий урожай овса получили при внесенииN90 Р60 К60. Дальнейшее увеличение доз удобрений до N120 Р90-120 К90-120 не способствовало возрастанию урожая овса.

В опытах на черноземе выщелоченном при внесении 60 кг/га азота получены максимальные прибавки зерна пшеницы, овса и ячменя (Гамзиков, 1976). Явно выраженное токсичное действие дозы 240 кг/га наблюдали на овсе. Автор опыта отмечает, что при использовании азота в количестве 120 кг/га и выше все зерновые культуры сильно полегали.

Опыты Лубяко, Шугля (1978) на дерново-подзолистой почве показывают, что закономерность действия возрастающих доз азотных удобрений на урожай зерна ячменя представляет кривую линию в виде параболы с оптимумом доз в пределе 60-80 кг/га (Диапазон изучаемых доз составлял: по азоту от 0 до 160 кг/га, по фосфору и калию от 0 до 240 кг/га). Увеличение урожая ячменя свыше 27 ц/га за счет увеличения доз удобрений не происходило.

Иванова с соавторами (1978) в длительном многофакторном опыте в течение 9 лет (1967-1975) изучали отзывчивость ячменя на возрастающие дозы минеральных удобрений в целях выявления потенциальных возможностей этой культуры на дерново-подзолистой почве.

Во все годы при последовательном увеличении доз полного минерального удобрения урожай ячменя закономерно возрастал (азотные и калийные удобрения вносили в дозах 0, 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140 и 160 кг/га, фосфорные - в дозах 0, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210 и 240 кг/га, а также различные сочетания этих доз). За 9 лет опыта наибольшие урожаи ячменя составляли 24,6-28,5 ц/га, в отдельных годах - 32,9-35,5 ц/га и только в 1971 г. урожай достигал 48,1 ц/га. Обращало внимание авторов ярко выраженное затухающее действие возрастающих доз удобрений на урожай ячменя во все годы. Таким образом, наибольшие урожаи ячменя были значительно ниже потенциально возможных, несмотря на высокую обеспеченность питательными веществами.

Иванова с соавторами (1978) считает, что главной причиной значительных недоборов урожаев ячменя в отдельные годы при достаточном количестве питательных веществ в их опытах является низкая выполненность зерна, обусловленная повышенным увлажнением в период формирования зерна и отрицательным влиянием возрастающих доз азотных удобрений.

Аналогичные результаты получены Ивановой и Кожемяковой (1977) при изучении отзывчивости озимой пшеницы на возрастающие дозы минеральных удобрений. При общем непрерывном увеличении урожая озимой пшеницы с 15,8 до 46,1 ц/га под влиянием возрастающих доз полного минерального удобрения от 0 до ы 160 Р240 KI60 на дерново-подзолистой почве наиболее быстрый рост урожая наблюдался в интервале от 0 до N 100 PI50 KI00. При дальнейшем увеличении доз до N 160 Р240 KI60 темпы повышения урожая заметно ослабевали.

Суров, Пономарева, Рогова (1978) при изучении азотных, фосфорных и калийных удобрений в дозах 0, 30, 60, 90, 120 и 150 кг/га на дерново-среднеподзолистой среднеокультуренной почве наблюдали явление резкого подъема урожайности овса, озимой ржи и ячменя в начале и очень медленное возрастание их при высоких дозах удобрений.

В опыте Соловьева и Батудаева (1981) на дерново-подзолистой почве разного уровня окультуренности наибольшие урожаи озимой пшеницы получены на варианте N 180 PI65 KI80 и составили на среднеокультуренной почве 57,5, а на слабоокультуренной - 28,9 ц/га. При повышении доз удобрений выше N 180 PI65 KI80 отмечалось дальнейшее увеличение урожая соломы при снижении урожая зерна, что связано, в значительной мере, с полеганием растений.

Опыты показывают, что при внесении всех удобрений до посева после некоторого довольно высокого повышения урожая удобрения перестают действовать, а при дальнейшем повышении дозы вызывают депрессию. Поэтому урожай, который получается при внесении всех удобрений до посева, составляет лишь часть того урожая, который могут дать растения при совершенной системе питания. Полученные многочисленными исследователями данные свидетельствуют о наличии предела доз, при котором растворимые формы удобрений, в особенности азотные, могут увеличивать урожай зерновых культур. Как правило, эти предельные дозы не превышают 90-120 кг/га азота удобрений на фоне фосфорных и калийных удобрений. Такое количество питательных веществ на дерново-подзолистых почвах не позволяет реализовать потенциальные возможности высокопродуктивных сортов.

Большой интерес представляют данные по изучению возрастающих доз растворимых форм минеральных удобрений на качество зерна сельскохозяйственных культур. Однако в литературе таких сведений мало. Решение же вопроса об оптимальной дозе удобрений будет более обоснованным, если использовать не только данные по влиянию удобрений на величину урожая, но и на качество продукции.

Так например, при возделывании современных сортов яровой пшеницы существенные положительные сдвиги в белковости зерна могут произойти лишь при внесении 60-80 кг/га азота (Павлов, Минеев, 1974; Минеев, Аникст, 1978).

Павлов и Минеев (1982) отмечают следующую особенность действия азотных удобрений на содержание белка в зерне и величины урожая: при низких дозах азота может увеличиваться урожай зерна, но без повышения процента белка в нем; при высоких ( > 100 кг/га) - дальнейшее увеличение урожая зерна происходить не будет, но повышение содержания белка будет продолжаться. Следовательно, для получения наибольшего урожая требуются несколько меньшие дозы азота, чем для повышения содержания белка до 14% и выше (Прокошев, Попова, 1976; Каликинский и др., 1980; Павлов, Минеев, 1982).

Однако не всегда можно считать повышение белковистости зерна ^ положительным моментов, так как это может сопровождаться ухудшением (/ других показателей (масса 1000 зерна, натура). Коданев и др. (1978) установили, что под действием повышенных доз удобрений происходит снижение доли крупного зерна озимой ржи и увеличение мелкого. Причем качественные показатели фракций зерна разной крупности в сильной степени отличаются между собой.

При избыточных дозах азота содержание сырого белка увеличивается в значительной степени за счет мелкого зерна, которое мало выгодно для посевных целей и технологической переработки (Коданев, Цвет-кова и др., 1978).

Одной "из главных причин ухудшения физических свойств зерна считают полегание растений, которое имеет место при избыточном питании азотом в дождливые годы (Петухов и др., 1974; Прийлин ., 1979; Василенко, Москвина, 1977; Иванова, Плешакова, 1978; Виноградова,

- 151978; Жукова и др., 1978; Смирнов и др., 1978; Соловьев, Бату-даев, 1980).

В годы с обильными осадками в период созревания хлебов формируется плохо выполненное зерно (Иванова, 1982; Беркутова, Виноградова, 1982).

Имеющиеся в литературе данные показывают, что снижение массы 1000 зерен и натуры зерна под влиянием обильных дождей и азотных удобрений обусловлено изменением соотношения темпов накопления белка и крахмала в зерне злаковых культур (Иванова, 1982).

В условиях обильного увлажнения в период налива зерна задерживается синтез углеводов в листьях, наблюдается их вымывание, в силу чего уменьшается содержание углеводов в зерновках (Козьмина, Кретович, 1951; Сичкарь, Иванов, 1958; Физиология сельскохозяйственных растений, 1970). Наряду с этим при повышенной влажности растения часто поражаются ржавчиной и другими грибами, в связи с чем усиливается расход углеводов, что также отражается на накоплении крахмала в зерновках.

Накопление углеводов в растениях в значительной степени зависит от характера азотного обмена. Многочисленными исследованиями установлено, что относительно интенсивный синтез белковых соединений в листьях и семенах при высоком уровне азотного питания задерживает накопление в них крахмала, что обусловливает снижение выполненности зерна (Павлов, 1967; Минеев, Павлов, 1981).

Влияние погодных условий на качество зерна при применении высоких доз минеральных удобрений подтверждают ряд других исследователей. Так в опытах Беркутовой и Виноградовой (1982) с яровой пшеницей Московская 35 на дерново-подзолистой почве установлено, что в условиях неблагоприятных для созревания яровой пшеницы (отсутствие осадков в мае-июне и ливневые дожди в июле) при практически равном урожае зерна на контроле и удобренном варианте ( N ЮЗ

Р61 К77) содержание белка повысилось от дозы N103 Р61 К77 на 1,5$, дальнейшее увеличение дозы в 2 раза не привело к существенному увеличению количества белка. Количество сырой клейковины увеличилось под действием полного минерального удобрения в дозе N ЮЗ Р61 К77 и от двойной дозы N 207 Р122 К154. Повышение уровня азотного питания улучшало хлебопекарные свойства муки из зерна пшеницы Московская 35.

Изучение влияния удобрений, применяемых на дерново-подзолистых почвах одинакового генезиса, но разного уровня окультуренност ти, на урожай и качество сельскохозяйственных культур проводили на кафедре агрохимии МГУ (Авдонин, Локалина, 1969; Авдонин, Пекина, 1972; Дурынина, 1972; Фофанов, 1972; Верховцева, 1975; Графская, 1977). Исследования показали, что по мере снижения уровня окультуренности снижается не только продуктивность, но и качество зерновых культур. Однако в этих работах речь шла о применении низких и средних доз удобрений, что в настоящее время при переходе на повышенный уровень минерального питания не дает ответа на ряд-. актуальных вопросов агрохимии, в частности,на возможность регулирования не только величины урожая, но и его качества.

В литературе мало работ по сравнительному изучению влияния высоких доз минеральных удобрений на урожай и качество зерновых культур на дерново-подзолистой почве разного уровня окультуренности (Соловьев, Батудаев, Лебедев, 1980; Батудаев, 1981; Голубев, 1983; Попова, 1984).

В опытах Соловьева и Батудаева (1981) внесение высоких доз минеральных удобрений N120, N180, к 240 снижало натуру и массу 1000 зерен озимой пшеницы как на слабоокультуренной, так и на среднеокультуренной почве, вследствие полегания растений. Увеличение дозы удобрений от 0 до N300 Р275 К300 кг/га повысило количество азота в зерне до 3,03$ на среднеокультуренной почве, а на слабоокультуренной - до 2,71$.

Исследования авторов показали, что внесение возрастающих доз удобрений на слабоокультуренной почве повысило содержание белка в зерне озимой пшеницы до 13,4$ при максимальной дозе удобрений, тогда как на среднеокультуренной - до 15,5$ при одновременном снижении урожая. Следовательно, внесением высоких доз минеральных удобрений авторам не удалось нивелировать разницу не только в урожае, но и в качестве зерна озимой пшеницы, выращенной на почвах разного уровня плодородия. В данной работе также подтверждается, что для повышения белковистости зерна требуются более высокие дозы минеральных удобрений, особенно азота, чем для роста урожая.

Таким образом, по литературным данным высокие дозы растворимых форм минеральных удобрений имеют предел в положительном действии не только на урожай, но и на качество зерновых культур.

В литературе существуют группы работ, освещающих причины неэффективного действия высоких доз легкорастворимых минеральных удобрений, которые необходимо применять для реализации потенциальных возможностей высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных культур.

Давно замечено, что на засоленных почвах при внесении минеральных удобрений угнетение растений, вызываемое засолением, еще более усиливается. Это дало основание Строгонову (1970) сделать вывод, что при длительном и избыточном внесении минеральных удобрений происходит своеобразное засоление почвы. При повышенной концентрации солей в почве проявляется осмотическое действие солей и состоит в обезвоживании протоплазмы клеток корня. Одновременно происходит ряд глубоких изменений в поступлении солей в растения. но

Токсическое действие солей состоит, по мнению Строгова, в накоппении в растении токсических продуктов измененного обмена веществ и вызывает подавление синтеза белковых веществ и усиленный их распад.

Таким образом, на засоленных почвах большие дозы минеральных удобрений могут создавать в почве высокие концентрации солей, угнетающие рост растений. Не могут ли подобные процессы идти на дерново-подзолистых почвах? В ряде опытов получено этому подтверждение. Косвенным образом, но очень убедительно дает такое подтверждение опыт Мартинайтите (1973), проведенный в течение трех лет. Опыт показывает, что большие дозы удобрений создавали в почве высокую концентрацию солей, и она угнетала растения, но стоило внести удобрения в 2 срока, как концентрация солей снизилась и урожай повысился. Однако один прием раздельного внесения удобрений не мог полностью устранить депрессивного влияния высоких доз удобрений, так как рост урожаев и при внесении удобрений в два срока задерживается. Нужны еще дополнительные приемы.

Станков, Ладонина (1975; 1976) считают, что на дерново-подзолистых почвах внесение высоких доз минеральных удобрений вызывает своеобразное "засоление" почвы. В очагах с удобрением создаются высокие концентрации солей и корни растений при контакте с ними вынуждены повышать величину сосущей силы. Но когда концентрация солей в почве возрастает, наступает такой момент, когда растения уже не могут больше увеличивать сосущую силу корней. Наступает "порог", который характеризуется крупными внутренними изменениями. Активный синтез органических соединений азота, образование аминокислот в клетках корня подавляется, и корни также теряют свойственную им регуляторную способность. Поток минеральных солей почвы двигается через корни в надземные органы, обмен веществ растений подавляется, рост задерживается, а урожай не увеличивается, а часто снижается (Станков, Ладонша, 1975, 1976; Ладонина, 1976). Авторы считают, что создание условий, способствующих улучшению использования удобрений позволит получать высокие урожаи и повысит окупаемость туков. Практика показывает, что в решении проблемы повышения урожайности культур необходимо учитывать биологический потенциал сорта относительно его способности использовать азот при внесении высоких доз удобрений ( Климашевский, 1974; Климашевскийг и др., 1976; Чернышева, 1976).

Следует особо подчеркнуть, что мало или совсем не проявляющиеся физиологические различия между отдельными сортами при нормальных условиях корневого питания становятся в большинстве случаев весьма контрастными при создании высоких уровней питания (Климашевский, 1974). Возникает вопрос, какие биологические особенности сорта способствуют формированию того или иного урожая при определенных условиях минерального питания.

Ряд исследователей считает, что большое значение в этом принадлежит корневым системам (Емеличева, 1975; Волков, Лихтенберг, 1976). Некоторые авторы (Байда, 1966; Нефедов, Зыкин, 1966; Олехо-ва, 1974; Чернышева, Бурденков, 1974; Реуцкая, 1977) считают, что лучшая отзывчивость сорта на минеральные удобрения - результат не только более мощного развития корневой системы, но и более активной ее физиологической деятельности (Байда, 1966; Нефедов, Зыкин, 1966; Олехова, 1974; Чернышева, Бурденков, 1974; Реуцкая, 1977; Климашевский, Чернышева, 1980).

В тесной связи с деятельностью корневой системы растений находится процесс фотосинтеза. Изучение динамики нарастания площади листовой поверхности в процессе вегетации яровой пшеницы показало, что под влиянием удобрений, особенно азотных, -площадь ассимиляционной поверхности возрастает (Погорелов, 1972; Неттевич, Комар, 1980; Nass , Macleod , Suzuki , 1976).

Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о том, что одной из причин различной реакции сортов на удобрения является их способность к продуктивному кущению (Лукьянюк, Головков, Нефедов, 1976; Nass , Macleod , Suzuki , 1976). Однако в опытах Башкирского НШСХ не обнаружилась тесная связь между показателями: продуктивная кустистость под влиянием удобрений повышалась от 1,1 до 1,2-1,3 по всем сортам, а прибавки урожая в зависимости от сорта колебались от 10 до 33% (Митусов, 1969). Аналогичные данные получены на дерново-подзолистых почвах в Белоруссии (Каликинский, Реуц-кая, 1976).

Многочисленные исследования, проведенные у нас в стране и за рубежом показали, что большое значение имеют и другие элементы структуры урожая (Митусов, 1969; Гамзикова и др., 1974; Вожжов, 1975; Емеличева, 1975; Иванов, Латунов, 1975; 1976; Чуян, Чуян, 1975; Каликинский, Реуцкая, 1976; Лукьянюк и др., 1976; Кушнирен-ко, Вейгель, 1978; Nass , Macleod , Suzuki , 1976; Tanio , Frohberg , 1973; Shivashankar , 1978).

Выполненность зерна играет важную роль в отзывчивости различных сортов на удобрения, Однако прямая связь между отдельными ее показателями (натура, масса 1000 зерен) и урожаем отсутствует (Гамзикова, Гамзиков, Шаафай, 1974; Адиньяев, 1975; Емеличева, 1975; Каликинский, Реуцкая, 1976; Лукьянюк и др., 1976; Реуцкая, 1977).

Но даже при использовании высокопродуктивного сорта какой-либо сельскохозяйственной культуры, способного использовать большие дозы минеральных удобрений, необходимо избегать высоких концентраций солей в почве в начальный период их роста. Еще в 1948 году Н.С.Авдониным установлено отрицательное влияние высоких доз минеральных удобрений на проростки различных сельскохозяйственных растений.

Низкое плодородие почв - важный барьер на пути повышения урожаев и максимального использования потенциальных возможностей растений" (Авдонин, 1982, с.122).

Исследования Кулаковской (1967) и многочисленные данные, полученные на кафедре агрохимии МГУ (Авдонин, 1965, 1969, 1982), показали, что внесением умеренных доз минеральных удобрений не удаI ется выравнять урожаи отдельных культур на почвах разной степени окультуренности. Можно было предположить, что при известковании дерново-подзолистых почв различной степени окультуренности и достаточном обеспечении элементами питания, что достигается внесением повышенных и высоких доз минеральных удобрений уровень окультуренности почв не имеет существенного значения для формирования урожая. Однако, рядом исследователей установлено, что применение даже очень больших доз минеральных удобрений на слабоокультуренной почве не позволяет достичь продуктивности растений на средне- и хоро-шоокультуренных почвах (Соловьев и др., 1980; Батудаев, 1981; Васильева, Верещак, 1981; Кулаковская, 1983; Попова, 1984). Следовательно, все факторы интенсификации наиболее эффективны на высокоплодородных почвах, что выражается не только в возрастании урожаев, но и повышении их стабильности - ослаблении зависимости от погодных условий (Сапожников, Корнилов, 1977; Панников, Минеев, 1978; Постников, Шафран, 1980; Минеев, 1982; Кулаковская, 1983; Стребков, 1983).

При разовом внесении высоких доз растворимых форм минеральных ' удобрений наблюдаются значительные потери питательных веществ что приносит ущерб не только с экономической точки зрения, но и с точки зрения охраны окружающей среды от загрязнения (Державин и др., 1982; Гордецкая и др., 1983). В результате связывания минеральных удобрений в труднодоступные для растений формы или выщелачивания из пахотного горизонта почвы теряется около 50-60% внесенного азота, 70-80$ фосфора и около 50$ калия (Лиштван и др., 1978). С увеличением доз удобрений растут абсолютные цифры потерь азота (Смирнов, 1979; Смирнов, Кидин, Ионова, 1980; 1981; Кудеяров, Соколов, Шабаев, 1980; Гамзиков, 1981; Щербаков, Рудай, 1983; Singh , Sekhon , 1976).

Увеличение объемов применения азотных удобрений приводит к нарушению баланса NgO в атмосфере. Примерно 30% минерализуемого азота удобрений после многократных преобразований в форме n^ или NgO поступает в атмосферу. В зависимости от типа почвы и вида удобрений в атмосферу в форме NgO выделяется от 5 до 25$ минерализованного азота ( Seiler, Conrad , 1978).

Ученые ЧССР ( Petrikova , Bunata , 1977) считают, что при использовании сравнительно высоких доз азота относительно большая опасность загрязнения дренажных вод наблюдается при внесении минеральных удобрений, чем навозной жижи.

Одним из отрицательных аспектов применения больших доз удобрений является нарушение баланса макро- и микроэлементов в почве и в связи с этим нарушение усвояемости их растениями. Например, применение необоснованно высоких доз фосфорных удобрений вызывает снижение количества усвояемости растениями микроэлементов в почве и приводит к загрязнению почвы фтором, содержащимся в удобрениях (Кудзин, Пашова, 1978; Никольская, 1978; Потатуева, Капаева, 1978; Зайцев, Родин, 1979; Скоропанов, 1980; Минеев, 1984).

В некоторых фосфорных рудах на I т Р205 приходится 80-100 кг фтора. В природных фосфатах этот элемент находится в труднорастворимой форме, а при переработке сырья он переходит в легкорастворимую форму (Зайцев, Родин, 1979).

Таким образом, многочисленными исследователями выявлен ряд причин неэффективного внесения высоких доз легкорастворимых минеральных удобрений. Установлено, что дозы удобрений, содержащие достаточное количество питательных веществ для получения высокого урожая, при внесении их перед посевом создают ненормальные условия для развития растений в первый период вследствие избытка удобрений; дозы, оптимальные для первого периода, не могут обеспечить полного урожая из-за недостатка питательных веществ (Станков, Ладонина, 1975; 1976; Авдонин, 1978; 1982; Бодцырев, 1970, 1972). Следовательно, для нормального развития и роста растений необходимо менять уровень питания. Повышение уровня питания должно быть постепенным. Другими словами: в питании растений нужна система.

Под системой питания растений подразумевается динамическое изменение уровня питания и соотношений питательных элементов в продолжении вегетации в соответствии с изменяющимися потребностями развивающихся растений и задачами их возделывания. Правильная система питания резко повышает коэффициент использования и полезного действия удобрений. Одно и то же количество питательных веществ при внесении в нужный момент, резко изменяя направленность жизненных процессов в растении и структуру урожая, вызывает особый, невозможный в иных условиях физиологический и хозяйственный эффект. При этом правильное и своевременное внесение удобрений не только сильно увеличивает урожай, но и резко изменяет морфологию растений" (Авдонин, 1941; с.89).

Предполагают, что систему питания растений можно обеспечить сочетанием легкорастворимых форм минеральных удобрений со слаборастворимыми удобрениями. "Перспективны медленнодействующие азотные удобрения (мочевино-формальдегидные удобрения или уреаформ). Они обеспечивают равномерное питание растений в течение вегетации, предотвращают потери азота от вымывания".(Панников,Минеев,1977,с.141

Заключение Диссертация по теме "Агрохимия", Коротаевская, Надежда Алексеевна

1. Заменой части легкорастворимой формы азотного удобрения

(мочевины) медленнодействующей (мфу) не удалось повысить эффек тивность высоких доз минеральных удобрений на слабо- и средне окультуренных дерново-подзолистых почвах в посевах овса и озимой

2. Устойчивое повышение урожая зерна овса и озимой ржи наблю далось под влиянием дозы азота различных форм азотных удобрений (в составе NPK) не выше 150 кг/га. Дальнейшее увеличение дозы удобрений не было эффективным.3. Внесением высоких доз разных форм минеральных удобрений не удалось выровнять урожай зерна овса и озшлой ржи на почвах разного уровня окультуренности: на более окультуренной дерново подзолистой почве урожаи были неизменно выше, чем на слабоокуль туренной.4. Независимо от доз не обнаружено существенных различий в действии разных форм азотных удобрений (в составе NPK) на каче ство зерна овса и озимой ржи.5. Высокие дозы кш^ легкорастворшлых форм удобрений, так и сочетания легкорастворимых форм с медленнодействующим мочевино формальдегиднытй удобрением одинаково привели к непроизводительно му использованию азота, фосфора и калия в растениях.6. За три года применения высоких доз легкораствориглой форьш азотного удобрения и его сочетания с мочевино-формальдегиднвм удобрением не произошло заметных изменений показателей физико хжшческих свойств почвы.7. Динамика накопления аглмония и нитратов в дерново-подзолис тых почвах разной степени окультуренности слабо различалась при

внесении высоких доз разных форм азотных удобрений. В период вегетации растений накапливалось высокое содержание аммония в слабоокультуренной почве и нитратов в среднеокультуреннои почве при применении разных форм азотных удобрений,

8. Не обнаружено существенных различий в действии разных форм азотных удобрений на активность фермента уреазы,

9. Фосфоритная мука в сочетании с высокими дозами мочевины и хлористого калия уступала аналогичной дозе двойного суперфос фата по своему действию на урожах! овса и озимой ржи.