МАГНИЕВОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ МАГНИЙСОДЕРЖАЩИХ УДОБРЕНИЙ В РАЗЛИЧНЫХ ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОНАХ (НА ПРИМЕРЕ КУБЫ, ЗАПАДНОЙ ГРУЗИИ И ПОДМОСКОВЬЯ)

Трещов, Андрей Григорьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
МАГНИЕВОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ МАГНИЙСОДЕРЖАЩИХ УДОБРЕНИЙ В РАЗЛИЧНЫХ ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОНАХ (НА ПРИМЕРЕ КУБЫ, ЗАПАДНОЙ ГРУЗИИ И ПОДМОСКОВЬЯ)
ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "МАГНИЕВОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ МАГНИЙСОДЕРЖАЩИХ УДОБРЕНИЙ В РАЗЛИЧНЫХ ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОНАХ (НА ПРИМЕРЕ КУБЫ, ЗАПАДНОЙ ГРУЗИИ И ПОДМОСКОВЬЯ)"

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА Н ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ хменк К. А. ТИМИРЯЗЕВА

магниевое питание растений и эффективность магнийсодержащих удобрений в различных почвенно-климатических зонах

(на примере Кубы, Западной Грузии и Подмосковья) (06.01.04 — агрохимия)

На правах рукописи

ТРЕЩОВ Андрей Григорьевич, кандидат химических наук

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

МОСКВА —1973

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

На правах рукописи

ТРЕЩОВ Андрей Григорьевич, кандидат химических наук

МАГНИЕВОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ МАГНИЙСОДЕРЖАЩИХ УДОБРЕНИЙ В РАЗЛИЧНЫХ ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОНАХ

(на примере Кубы, Западной Грузии и Подмосковья) (06.01.04 — агрохимия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

МОСКВА—1973

Диссертационная работа выполнена на кафедре агрономической химии Университета дружбы народов имени Патриса Лумумбы.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук профессор 3. И. Журбицкий; доктор сельскохозяйственных наук профессор X, К- Асаров; доктор сельскохозяйственных наук профессор Г. И. Голетиани.

Ведущее учреждение — Почвенный институт имени В.В.Докучаева. »/• . _ р

Автореферат разослан « /Р» . , . 1973 г.

Защита диссертации состоится « 1973 г.

в /¿час. на заседании Ученого совета факультета агрохимии и почвоведения Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА (корп.10).

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, с заверенной подписью) просим направлять по адресу: Москва 125008, Тимирязевская ул.^корп. 8, Ученый совет ТСХА.

Ученый секретарь Совета

доцент Ф. А. Девочкин.

ВВЕДЕНИЕ

Почвеиио-агрохимические исследования в Советском Союзе и во многих зарубежных странах позволили выявить большие площади почв, в которых содержание доступного для растений магния снижается: до критического уровня и ниже. Только в нечерноземной зоне СССР более 14 млн. га пахотных земель приходится на-песчаные и супесчаные дерново-подзолистые почвы (Магницкий, 1967), характерной особенностью которых является низкое содержание подвижного магния (1—2 мг М«0 на 100 г почвы и меньше). Недостаток под' вижного магния наблюдается в некоторых суглинистых почвах зоны выщелоченных черноземов,-в красноземах и субтропических подзолистых почвах Западной Грузии, в торфяных и болотных почвах Белорусской ССР и др. К 1980 г, площадь почв с низким содержанием доступного магния увеличится по ориентировочным подсчетам до 20 млн. га (включая пастбища и луга). Причинами расширения площадей почв, обедненных подвижным магнием, являются, с одной стороны, ежегодный вынос магния с высокими урожаями сельскохозяйственных культур, с другой стороны,— усиление процесса выщелачивания магния из пахотного горизонта почв при систематическом внесении Высоких доз физиологически кислых удобрений.

Значительные площади почв с низким содержанием доступного магния имеются во многих странах Европы. Например, в Польше более 70% кислых легких по механическому составу почв содержат очень мало доступного магния, низкую обеспеченность подвижным магнием имеют более 30% почв ГДР, Дании и других европейских стран (Bergmann, 1971). Что касается стран тропического пояса, то данных по содержанию подвижного магния в почвах этих стран очень мало. Систематические исследования по магниевому питанию сельскохозяйственных культур там не проводятся.

Впервые на магний, как на обязательный элемент питания растений, обратил внимание в 1840 г. Ю. Либих (1936). В 1859 г. Т. Клемсон (по Коллингсу, i960) писал о магнии: «Его присутствие в почве необходимо для плодородия и вие-

сепие магния абсолютно необходимо там, где почвы в нем. нуждаются». Полевые опыты с магниевыми удобрениями в нашей стране впервые поставил А. Н. Энгельгардт (1896), который установил положительное действие каинита н сульфата магния на урожай клевера. Систематические исследования в области магниевого питания сельскохозяйственных растений начались в нашей стране в конце 30-х годов (НИУИФ,- В ИУД и др.), но только после 1945 г. появилось большое число статей и монографий, обобщающих результаты многолетних исследований по проблеме магния в сельском хозяйстве (К. П. Магницкий, Л\. М. Мазаева, Л. И. Кораблева, О. К. Кед-ров-Зихман и др.),

С самого начала организации кафедры агрохимии Университета дружбы народов (1963 г.) большая группа сотрудников it аспирантов проводят-исследования по магниевой тематике. В задачу этих исследований входит,изучение следующих основных вопросов:

1. Исследование почв с магниевой недостаточностью (в зоне тропиков и влажных субтропиков); определение содержания различных форм магния и миграции их по'профилю почв; определение свойств магнийсодержащих почвенных минералов; изучение действия факторов, влняЮщнх на подвижность магния в почве; лизиметрические исследования по вымыванию магния из тропических почв; изучение явления необменного поглощения магния почвами.

2. Установление взаимной связи, между условиями магниевого питания и обменом веществ в растении, в частности, изучение действия магния на биохимические процессы (синтез белков, углеводов и других веществ) и физиологические процессы (фотосинтез, дыхание, транспирация); изучение динамики магния в растении (распределение магния по органам, и в различные фазы развития, фракционный состав соединений магния).

3. Изучение действия магнийсодержащих удобрений на урожай сельскохозяйственных растений и его качество враз-личных почвенно'климатических зонах; испытание местных магнийсодержащих агрономических руд и промышленных отходов (в зоне влажных субтропиков); экономические расчеты по эффективности магнийсодержащих удобрений (на примере конкретных хозяйств).

Диссертационная работа изложена на 382 стр. машинописного текста, включая 108 таблиц, 16 рисунков-графиков, список литературы (625 названий) и приложение. В пяти главах диссертации обобщен основной экспериментальный материал, который получен в результате многолетних исследований в трех почвенно-климатическнх зонах: в тропической (полевые и вегетационные опыты с сахарным тростником, табаком и 4

картофелем в научном центре Центрального университета Кубы); во влажной субтропической зоне Западной Грузин (полевые опыты с чаем н цитрусовыми в совхозе Салибаури, полевые и вегетационные опыты с табаком на Абхазской опытной станции табаководства); в умеренной зоне (полевые опыты с кукурузой, люпином, сахарной свеклой, ячменем и озимой рожью.на Люберецком опытном пате ШІУИФ). Всего было проведено 13 полевых, 6 вегетационных и 12 лабораторных опытов. Большинство химических анализов было выполнено в лабораториях кафедры агрохимии Университета дружбы народов и Центрального университета Кубы.

Автор пользуется случаем выразить искреннюю благодарность доктору с.-х. наук К: П. Магницкому за большую помощь и ценные научные советы в проведении исследований на Люберецком опытном ноле НИУИФ, инженерам-агрономам Рубену Артильесу и Матео Лопесу за помощь в проведении впервые в условиях Кубы полевых опытов с магниевым» "удобрениями. Автор также признателен научному руководителю большой группы советских и кубинских специалистов Л. Л. Шишову за представленную возможность участвовать в обширных поч вен но-агрохимических исследованиях тропических почв Кубы.

Глава 1. МАГНИЙ В ПОЧВЕ Обеспеченность подвижным- магнием тропических почв Кубм

Несмотря на довольно широкое распространение магния в природе (в земной коре содержится 2.35%; Вернадский, 1934), распределение его по земной поверхности весьма неравномерно. Под влиянием разнообразных природных условии общее содержание магния резко колеблется в различных почвах и по горизонтам одних и тех же почв. Например, верхние горизонты подзолистых почв содержат на 30—70% меньше магния, чем нижние горизонты и материнская порода (Магницкий, 1967). В пахотном горизонте дерново-подзол истой почвы Литовской ССР содержится валового магния 0,07% МцО (Меернс, 1959), в сероземе северной части Узбекской ССР — 3,25% (Розанов, 1951), а- в гумусово-магниево-сиал-лїітной псевдоглеевой почве Кубы на серпентинитах—12,23% (Зонн, 1968).

Прежде чем оценить полученные данные по содержанию подвижного магния в почвах Кубы, следует рассмотреть принятый индекс критического уровня его. Имеется ряд методов извлечения подвижного магния, в которых применяются разные экстрагирующие растворы. Несмотря на различия в деталях отдельных методик, из почвенного поглощающего комплекса извлекается вполне определенная обменная форма магния.

По исследованиям М. М. Мазяевой {1961, 1964, 1967), критическое содержание подвижного магния, при котором растения проявляют признаки магниевого голодания, составляет (в 1 н. КСЬвнтяжко при отношении почвы к раствору 1:2,5) для пес-, чаных и супесчаных почв дерново-подзолистой, зоны 7—8 мг MfiO на 100 г почий, для красноземов и субтропических подзолистых ПОЧВ— 10—12 мг. И хотя эти величины были получены в вегетационных опытах с просом, в дальнейшем они получили подтверждение данными полевых опытов (Датуэдзе, 1964; Беридзе, 1969 и др.)- По данным: многих: зарубежных исследователей, полож и тельное действие магниевых удобрений на урожай различных с.-х. культур проявлялось в полевых условиях на тропических почвах,, содержащих подвижного магния около 10 мг MgO на 100 г почвы (Geissler и др., 1967; Gollarilo, 1960). В некоторых работах (Semb Gunnar, 1965; Doll н др.,* 1964) приводятся более низкие индексы обеспеченности. Обобщая данные многих авторов, можно сделать заключение, что индексом обеспеченности широкого ряда тропических почв подвижным магнием следуем считать 8—10 мг MgO на 100 г почвы. Наши опытные данные очень близки к этим величинам.

Исследования проводились с красными тропическими почтами (ферраллитно-кальциевыми, ферраллптными и феррит* нымн). Для морфологической характеристики использовалась классификация С. В. Зонна и кубинских почвоведов (1966). Аналитические данные по содержанию подвижного магния в красной неконкре^шонной (ферраллнтио-кальииевой) глинистой почве (рП пахотного горизонта 6,6) свидетельствуют о высокой обеспеченности им верхних горизонтов. В этой почве поглощенный кальций преобладает и ад магнием. Однако величина отношения Са :Mg в верхних горизонтах не выходит за пределы оптимального показателя, равного 6 (Кегапеп и др., 1964).'Широкое отношение Mr : К в перегнойно-акку-мулятивном горизонте (от 5 до 12) свидетельствует о том, что калий в этих почвах не будет оказывать заметного антагонистического действия на поступление магния в растения. Прн развитии процессов ферраллитизашш, конкреииообрззовзния и латеризацни в красных тропических почвах происходит значительное выщелачивание оснований и подкнеление почвенного раствора (рН 4,7), Содержание подвижного магния в верхнем горизонте красной конкреционной ферраллитной почвы (разрез 10) снижается до I t мг MgO на 100 г почвы, приближаясь к критическому уровню (табл. 1).

Выявленные факты низкого содержания подвижного магния в перегнойно-аккумулятивных горизонтах некоторых про* филей красных почв и острого дефицита его в горизонтах В) и Bj свидетельствуют о наличии магниевой недостаточности.

Содержание подвижного магния в красных тропических глинистых:почвах

Разрезы Наэзэняс почзы, Мсс то .тало а си 14 « — « 2 W л о g £ ^ W Сш /5 <- О Я И О Подв( H3I11 О Х'Зз ь. Я О Т. я о ■ жныб • " > ^ IE С а С S .sjas ** * г R Р и ^ О Са Mil

23 Красная н ск о н крепко н-

ная. Олытная ста паи я (v-23 102.G аэ,5 2 12

Хоеельп.нос, провинция 30-40 43.4 20.3 4 7

Камагу>й 50- СО £0,4 13.Й С 7

tfO-W - 27.4 14,9 5 G

10 Красная - слабоконкре- 0-J1 Н.2 13.9 3 5

иконная. Централь Кзр- 20-20 11.1 13.2 6 8

лос Байтю, прови.ч;и:я 32—12 8.Я 9,2 э 6

Лас-Вяльяс 50-№ 7,0 8.8 11 8

70—WJ С.0 6,7 13

Высокое содержание недвижного магния характерно длп большинства желтых тропических почв Кубы, хотя и среди них имеются исключения (табл. 2). Неблагоприятный магниевый режим складывается в желтых кварцево-аллитных песчаных почвах, развитых на песчаных или двучленных песчано-глини-стых породах. Большие массивы легких желтых почв располагаются в провинции Пинар-дель-Рио. Содержание подвижного магния в этих почвах снижается в верхней части профиля до 2,6 мг-iMgO на 100 г почвы, что указывает на явную магниевую недостаточность. Доля магния в почвенном поглощающем комплексе мала и составляет для пахотного горизонта 2% (от суммы). Очень широкие отношения Са .* Мк (около 40) оказывают отрицательное действие на пищевой режим возделываемых растений. Необычайно узкое отношение Mg: К (0,1—2,5) позволяет считать, что магниевый недостаток в желтых песчаных почвах будет усиливаться отрицательным влиянием катионов калия и водорода (рН 4,7). Неудовлетворительная обеспеченность подвижным магнием обнаруживается также в кислых (рН 4,3) аллювиальных супесчаных почвах (разрез 6). Это выражается как в нкзком содержании Atg в гумусовом горизонте,, так ив широком отношении Ca:Mg. Коричневые тропические почвы, сформированные на карбонатных и делювиальных: породах, характеризуются высоким содержанием подвижного магния (более 100 мг на 100 г

Содержание подвижного магния в желтой тропичесной и аллювиальной супесчаной почвах

• Гл>С.1на взятия Подвижный МЗГН.п! '

Рал- Шшэшю НОЧВЦ. о я Са .4 (Г

реш Местогюли женле образца, см 15» — о} К 3 О 2 Б 2 зе О =! $ ь Й О к

(провинция Лас-Внльяс)

Желтая тропическая

Кварцево-аллитлая глее а а та я, оста точно . карбонатная .Манакад. иен траль Вашингтон '

Аллювиальная супесчаная (провижшя ГЬта р-дель-Ри о)

0—27 1.9 44 0,1

сз—за 5.0 2.6 за 3

41—51- 26,4 в,9 10 и

63—75 27,2 6,3 14 23

85—95 24,2 5,0 18 17

& Шсо-Резл де Ои-Даегс 0—21 7,8 4.1 21

30-40 30,8 7.9 11

50—60 28,4 8,0 11

70-40 15,4 9,1 9

1,4

почвы). Катионы магния в поглощающем комплексе состав ляют около 20%.

Существенную роль в земледелии Кубы играют гумусово карбонатные почвы (табл. 3). Для ннх характерно выравнен ное высокое содержание подвижного магния в гумусовых го рнзонтах (окаю 100 мг М|*0 на 100 г почвы) и невысокая на сыщенность магнием поглощающего комплекса (около 5%) Реакция среды нейтральная и слабощелочная (рН 8,2). В ела бодифференцированных гумусово-карбонатных почвах укоро ченного профиля (разрез 40) подвижного магния содержится достаточно только в верхнем горизонте (0—19 см). В нижних горизонтах наблюдается его дафнцит. Кроме того, сильное преобладание в поглощающем комплексе ионов кальция усиливает магниевую недостаточность. *

Полной противоположностью гумусово-карбонагным почвам по качественному составу почвенного поглощающего комплекса являются темные пластичные (слитые) почвы, которые имеют кислую реакцию (рН пахотного горизонта 4,9) и в то же время сильно насыщены магнием (до 70%). Серые пластичные почвы в зависимости от геоморфологических и геохимических условий формирования, степени выраженности елнго-образоваиня и других процессов могут существенно .различаться конкретными характеристиками (табл. 4). Они отлн-

Содержание подвижного магния в гумусово-карбоиатиых почвах

(прозинцмя Камагуэй, централь Флорида)

ІЬіів'нжний ма гикй

Раз» , и ^ О "Я Са Мд

резы Название лочяи £ в: =г . и (О о ^ ІВз і- ч Ъ" Я в И 0355 -чї 3 8 Я о = о ІГ2 % мя К

39 Д иффере нцироз а н н а я гллнистая среднего профиля 0-10 18-24 32—42 102,6 95.4 79,6 5,6 Ы 4,1 16 18 52 п ііі 11

•40 С л а боД1гффер« и цироа ал * ная глинистая укороченного профиля 0—19 30—10 &Э.6 9,2 5,6 0,6 ~16 167 15 5

чаются от многих тропических.почв очень высокой обобщенностью поглощенным магнием (более 1000 мг МёО на 100 г почвы), степень насыщенности магнием составляет 60—70%. Величина показателя Са : М£ также весьма специфична (0,4— 0,5), отношение Мд: К выражается величиной 200 и выше. Значительное количество катионов магния в почвенном поглощающем комплексе, сочетающееся с монтмориллон ито в им минералогическим составом, придает пластичным почвам своеобразные физические, физико-механнческие свойства:

Таблица 4

Содержание подвижного магния в серых пластичных (слиты почвах (йроаиицня Л ас-Ей льне)

Подвижный магний

Раз- Нзэвшне почвы. , і Са Ме»

рез Местоп оло ж єкй е 3 я Ї е я ж в р, о П « Г п О ? (й О о " 58 з ь я 5 Я ж с; & з г з Мй К

19 Сера-я пластичная сильно вышел <м мгн а я г.та нистая. Централь Є. Кордова. 0—22 23-33 40-50 60—70 815£ 863,4 921,2 973,8 03,4 66.4 (0.2 70,4 0.5 0.5 0.4 0.4 107 203 £30 243

22 Серая пластичная силь-вовышел очен ная глнпн-стяая. Ареданес 0-С2 30—10 147Э.6 12(1,6 1337.6 60,9 . 66,4 67,4 0.4 0-5 0.4 210 443. 553

твердость, слнтость н трещиноватость в сухом состоянии; липкость, вязкость, пластичность — при увлажнении. Высокая насыщенность поглощающего комплекса магнием определяет специфическую структуру, низкую водопроницаемость этих почв.

Обнаруженная в ряде1 почв Кубы магниевая недостаточность, или близкий к, дефициту уровень их обеспеченности доступным магнием, подтверждает на примере еще одного географического района существующие представления о значительном распространении этого явления в почвах тропической зоны.

♦

Вымывание магния из тропических почв

В зоне влажнотропических лесов и саванн, в условиях постоянного или периодического интенсивного промывания, отрицательная составляющая баланса элементов питания, помимо отчуждения их с урожаями сельскохозяйственных культур, во многом определяется процессами выщелачивания, вымывания. Интенсивность выноса элементов питания с почвенными растворами за пределы корнеобитаемого слоя определяется многими факторами, в том числе климатическими условиями, свойствами почв и их сельскохозяйственным использованием. Размеры выщелачивания даже в пределах одного географического региона варьируют в значительных пределах, но для однотипного комплекса почвенно-климатических условий можно ожидать близких результатов.

Лизиметрические исследования по изучению выщелачивания и выносу магния из некоторых почв Кубы проводились с помоЩью воронок ЭСермайера, конструкция-которых описана Б. Л. Голубевым (1967). Лизиметры устанавливались на плантациях сахарного тростника (в трех провинциях Кубы) под культивируемые перегнойно-аккумулятивные горизонты тропических почв. В связи с отсутствием инфильтрации вод в сухой период отбор и анализ лизиметрических вод проводили не по сезонам, а один раз в год по завершенин.годового цикла работы лизиметрических установок (табл. 5),

Наименьшими размерами потерь магния (2,5 кг/га М^О) характеризовалась желтая глееватая кварцево-аллитная песчаная почва. Размеры вымывания магния из красной, тропической слабоконкреционной глинистой почвы были в семь раз выше (17,3 кг/га), чем из желтой. Гумусово-карбонатная глинистая почва укороченного профиля имеет хорошую водопроницаемость, достаточно обеспечена подвижным магнием н обладает высокой биологической активностью. Выщелачивание магния нз верхнего > перегнойно-аккумулятивиого горизонта почвы составляет за год 37,4 кг/га МдО.

Вымывание магния из тропических почв Кубы

Установка Высчка Номер лшичетра Объем раствора, л Кон иен гра* Ц'ия магния, мг/л Погері «, кг/га MgO

приемника *

Площадка 2. Желтая глееватая - квариево-аллитная (Лас-Вильяс)

19.VI1I 2W.VHI 1 1 CM 0,215 2.2

1967 1968 2 12.2 0,202 1.1

5 Н,7 о,ыз 4,4

Среднее 15,7 0,353 2,5

Пдошадка в. Красная тропическая елабоконкреционная (Матансас)

19. VII 16. VIII 7 3,1 • 7,30 10Я

1967 liKSA » 10,3 4.13 19,6

її 5,1 -21,6

1(1 52 6,90 172

Среднее 5,t> 17,3

Площадка 7, Гумусово-карбонат мая глинистая (Гавана)

31.VH I3.VHI 11 21,0 4,50

■1907 196Я - 12 21.0 2,92

Среднее 21,0 3,71

Данные, характеризующие потери магния • тропическими почвами Кубы, близки к тем немногочисленным данным, которые получены во влажных тропиках и субтропиках (Nye и др., 1960; Greenland, 1964; Дараселия, 1964, 1966). Сравнивая данные по вымыванию магния в умеренной зоне (Кауричев и др.; 1965) сданными, полученными в условиях влажных.тро-пиков, можно отметить, что в современных условиях масштабы сезонной миграции магния в тропических почвах аллнтного почвообразования несколько уступают интенсивности вымывания его из почв умеренной зоны, что согласуется с выводами Ф. Кларка (1921). Естественно, не для всех" тропических почв характерна слабая нисходящая миграция магния. Почвы, развивающиеся в условиях сиэллитизацин, при формировании ка породах, обогащенных магнием, имеют более высокие размеры нисходящей миграции магния.

Влияние сезонности на подвижность магния в тропических почвах.

Колебания в содержании поглощенных катионов в почве зависят от интенсивности процессов выветривания почвообра-зующих пород и минералов, биологической деятельности мик-

роорганизмов,. растворимости соединений и от других, факторов. На эти процессы, в свою очередь, влияют температура, концентрация углекислоты в почвенном растворе, присутствие других ионов, влажность почвы и т. д. Наличие в условиях тропиков двух резко различающихся по количеству осадков и температуре периодов — сухого и дождливого — приводит также к большим колебаниям содержанняподвижных форм катионов (Cochran и др., 1970), Данные по наблюдению за-сезонными изменениями содержания поглощенного магния-в наиболее распространенных почвах сахарнотростниковых плантаций Кубы приведены в табл. 6.

Таблица с

Сезонная динамика поглощенного магния в тропических почвах-(мг MgO из 1()0 т почвы)

Глубина, Сухой сезон Дождливый сезон

сч I Н VI VII IX

Желтая слабо кон к реши онная. Разрез 5

65 58 65 46 40-

5—15 47 53 65 41 30

17—27 50 56 М 33 35

40—00 27 37 27 18 34

Красная слабококкреционная. Разрез 6

0-5 6Н- 76 55 26 33

10—20 09 65 37 37 31

35—45 22 2Л 20 26 17

60—70 13 16 19 26 9

Гу му сово-карбонатиая. Разрез 7

0-5 62 вэ- 80 90 —

S—15 45 45 80 86 63

20-30 « 43 93 65: 55

Серая: пластичная; бескарбонатная.. Разрез 8

fr-5 ' —, зоа 235, 300. 176

10-20 — ЭШ дав- 300 272

4&-S5 ззэ ■ 313 310 . 282

Максимальное содержание подвижного магния в желтой-слабоконкрепионной почве приходится на, середину сухого сезона (январь, 65 мг МцО на 100 г почвы), минимальное — на конец дождливого сезона (сентябрь, 43)и)В красной слабоконкреционной почве максимальное содержание подвижного, магния наблюдзется также в конце сухого сезона (февраль, 76 мг), минимальное—к середине сезона дождей (июль, 26 мг).

Такое значительное уменьшение содержания магния характерно для почв, в которых ярко проявляется ферраллитиза-ция, конкрециообразованне и латеризация. Несколько другая картина наблюдается в гумусово-карбонатной почве. Максимальное содержание поглощенного магния приходится на дождливый сезон (июль, 90 мг), минимальное — на середину сухого сезона (январь, 62 мг), т. е. в сухие .месяцы содержание магния снижается в полтора раза. В середине дождливого сезона подвижный магний мигрирует в подпахотные горизонты и ниже, при этом отношение Са:Мй становится еще шире (до 30), В карбонатных почвах подвижность оснований во многом определяемся концентрацией в почвенном растворе углекислоты. Так, в летние дождливые месяцы активизация деятельности почвенных микроорганизмов приводит к повышению концентрации углекислоты, в результате чего увеличивается количество растворимых бикарбонатов магния. Влияние сезонности заметно проявляется в серой пластичной бескарбонатной почве: если максимальное количество магния было около 300 мг МеО на 100 г почвы в сухой сезон (февраль), то на конец дождей— 176 мг (сентябрь).

Данные по динамике подвижного магния в различных тропических почвах Кубы свидетельствуют о больших колебаниях в содержании поглощенного магния по сезонам года (сухой и дождливый), особенно в красных и желтых слабоконкреционных глинистых почвах, в серой пластичной (слитой) бескарбонатной почве. Во всех почвах, как правило, магний выщелачивается интенсивней, чем кальции, что приводило к повышению величины отношения Са:М{? (в особенности в гумусово-карбонатной почве).

Влияние почвенных-факторов и окультуренности краснозема на содержание подвижного магния:

Для выяснения влияния почвенных факторов на содержание подвижного магния применялся метод корреляционных зависимостей, который позволил выявить наиболее сильнодействующие факторы, знание которых позволит более рационально применять магниевые удобрения. Корреляционная зависимость содержания подвижного магния в почве имела место с механическим составом,, содержанием гумуса и валового магния, кислотностью почвы. Почвенные образцы отбирались с наиболее характерных участков чайного совхоза Салнбзурн Аджарской АССР. Наибольшая корреляционная зависимость (табл. 7) проявляется между содержанием подвижного магния и всеми видами кислотности, что хорошо подтверждается литературными данными. (Магницкий и др., 1949; Мазаева,

Корреляционная зависимость содержания подвижного магния в красноземе от почвенных факторов

Почвенные ijij^ropu Г Fr tr(t\93) tr (фа к.)

Иочзейная фракция <0,01 мм . . 0.24 0.4S 1,48

рН солезой вытяжки .... , +0,68 0,11 0v38 4,37

Обменная кислотность..... —0,74 .0.10 0.38 4,86.

Ги дрол;! тэт ос кэя к.;:лотнос7ь , . —0,70 Ü11 ■азе 4,67

Гумус.......- . . . . 0.37 0.63 0,58

+ 0,49 0,19 * 0,44 ■ 2,28

Длительное выращивание чайных кустов на одном месте, высокий уровень химизации на чайных плантациях накладывают глубокий отпечаток на физико-химические свойства красноземных почв: увеличивается емкость поглощения, повышается содержание гумуса (ежегодный онад листьев и под-резочный материал составляет околоЮ т/га органической массы) . Увеличение емкости поглощения красноземов связано также с интенсивным распадом алюмоснлнкатной части, чему способствуют; высокая температура, обилие атмосферных осадков ливневого характера и др. факторы. В результате увеличения кислотности происходит переход полуторных окислов в более подвижные формы, влияющие на характер поглощения (Алешин, 1951, 1956; Голетианн, 1958, 1964). Повыше* нпе кислотности происходит также за счет систематического внесения больших доз физиологически кислых удобрений (300 кг азота в виде сульфата аммония, 200 кг калия в виде хлористого кзлия). Несмотря на увеличение емкости поглощения красноземных почв, доля катионов магния и кальция в поглощающем комплексе систематически уменьшается.

Наши исследования показали (табл.-8), что под воздействием длительной культуры чая в агрохимических свойствах краснозема происходят существенные изменения: увеличивались все виды кислотности, почва сильно обеднялась подвижными формами магния и кальция. На старых чайных кустах можно часто наблюдать характерные признаки магниевого голодания. При недостатке подвижного магния в почве источником его для молодых побегов чайного растения становятся листья нижних яpycoв^ в которых начинается деструкция ламелл хлоропластов, вследствие чего магний из сложного органического соединения переходит в подвижные формы и направляется к молодым вегетирующим побегам и формирующимся генеративным * органам. Вследствие разрушения хлорофилла листья чайного растения постепенно теряют зеле-14

Изменение содержания подвижных форм магния и кальция в красноземе н желтоземе под воздействием культуры чая

Место отбора образцов Глубина, рн соле- Кислотность мгжз на. 100 г ПОЧВЫ МеО СаО

см вой обмен-лая гидролитическая мг на 1 СО г почвы

Краснозем

Целина 1—11 16—26. 30-40 60—70 З.в 3.8 4,0 3.9 7,3 6,8 6,Э 62 23,1 19,9 14,4 14.3 135 9,0 7.0 9,6 56,0 41,0 34.2 37,4

Старая чайная плантация . (около 70 лет) , 1—И 20-30 40—50 70—80 3.6 3,4 3.7 4,0 9.5 9.7 10,2 8.8 34.4 33.9 21.5 172 5,6 3,6 3,4 2,6 45,9 £9,0 20,0 Ш

Желтозем

Целина 0-10 15-2536— 65—65 4.0 3,9 3,9 3,7 .7,88,1 8,5 9,4 19,2 20.7 16.7 21,2 16.2, 14,2 8.1 12.8 72,2 +1,2 67.1 41.2

Старая чайная плантация (окаю 70 лет). 0-10 15—25 36—45 70—80 3.3 3.4 3.7 3.8 123 12,6 12Й 14,3 39.4 зе.б- 19.5 24,5 8,2 6,6. 9,0 11,2 47.9 45,9 44.5 28,0

ную окраску» пластинка листа приобретает м р а мо р ови д н ость, а позже хлороз становится межжилковым. К осенн и зиме пожелтение часто распространяется на верхние ярусы листьев. Однолетние желтые листья преждевременно опадают, а при сильном магниевом голодании чайные кусты остаются оголенными до начала нового вегетационного периода.

Подвижность магния удобрений в зависимости от влажности и реакции среды почвы

Эффективность магнийсодержащих удобрений определяется как химическими свойствами самих удобрений (растворимостью, степенью разложения, присутствием других соединений), так и почвенными условиями (в первую очередь, влажностью почвы и реакцией среды, а также размерами необменной фиксаций, наличием органического вещества и т. д.). В лабораторных опытах брались различные местные м а гний сод ер-

жэшне удобрения: агрономические руды — доломит (22% MgO), серпентинит (35% MgO) и промышленные отходы — аммошеннт (10% MrO), мартеновский шлак (10%), некондиционный тальк. (20%). Многие из этих удобрений дали в полевых опытах в условиях влажных субтропиков высокую эффективность (Трещов и др, 1969;_Веридзе, 1971). Для компостирования удобрений брались две почвы: среднесуглинистый типичный краснозем старой чайной плантации.совхоза Сали-баури (рИ солевой 3,9; подвижный магний 10,9 мг МцО на 100 г почвы) и супесчаная "дерново-подзолистая почва Люберецкого опытного поля (рН 4,8; 7,8 мг MgO на 100 г почвы). Больше всего подвижного магния обнаружено при влажности почвы 80—100% (от полной влагоемкостн). Магний доломита и мартеновского шлака почти целиком переходит в подвижную форму, серпентинита и талька — до 65—80% (от общего его содержания в удобрении). При влажности почвы 30% магний удобрений практически не переходит в подвижную форму.

Увеличение кислотности (при добавлении 10%-ного раствора HjSOt) значительно повышало содержание подвижного магния, в то время как при рИ 6—7 (добавление насыщенного раствора Са(ОН)з) подвижность магния резко снижалась. При рН 7— 8 в дерново-подзолистой почве и при рН б—7 в красноземе происходит переход магния в неподвижные формы. В случае талька и серпентинита уменьшение содержания подвижного магния наблюдалось уже при рН около 6, При рН 4,5 (наиболее встречаемая: величина рН в этих почвах) в подвижную форму переходит магния (в процентах) из серпентинита в дерново-подзолистой почве—50 и в красноземе— 43; из талька (соответственно) —80 и 50; из мартеновского шлака — 90 и 45; из доломита — по 75.

Необменное поглощение магния почвами^

В литературе описано большое число опытов по необменной фиксации различными почвами катионов: аммония (Смирнов, 1970), калия {Пчелкин, 1966; Петербургский, J960, 1966), но опытов по изучению необменного поглощения магния проведено очень мало (Powers, 1959; Pedro, 1961).

Па необменную фиксацию магния почвами обратил внимание К. К. Гедройц (1931). В ряде.опытов (Ремезов,. 1957; Prince и др., 1937; Salmon, 1963) была обнаружена доступность для растений необменного магния. Прочность связи магния с почвой зависит от природы, почвенных коллоидов, от характера'поглощения (на поверхности минералов или между слоями кристаллической решетки), от степени насыщенности почвы катионами магния^ В последнее время появились работы с описанием новой формы связывания магния в виде двой-16

ной. гидроокиси; алюминия и магния (Нип$акег и др., 1970; Нагорный, 1972).

Наши.исследовання показали, что размеры необменпого поглощения магния при однократном и многократном смачивании.и высушивании почвенных образцов изменяются в ши-'роких пределах. Лабораторные опиты проводились с различными почвами и с их илистымифракциями (табл 9).

Таблица 9

Необменное поглощение магния почвами . (о мг .ЧрО на 100 г почпи)

Садержа-ние обменного магния HcTMpespajoaoe действие смачыаан-ия и высушнзания

общее « Т." ч. внесено а -виде ацетата магния найдено поглощено меобчеино

мг МкО 1 %

83J 2Я.7 537.5

Красная- ферраллитиая кислая почва (Куба)

О Э2.А 50,9

151,4 175,0 СО,7

454,2 4Ü7.3 130.2

Краснозем сред немощный тяж е.юсу r.i н к и сты и (Аджарская

18,1 0 I 10,5 | 7.6

16SJ * 151,2 1525 17,1

472,3 454,2 0МЭ,8 FS.5

Дерново-n од золистая супесчаная (Подмосковье)

12.9 164;1 467,0

0 151,2 454 2

4.6 14?Л 349,8

8,3 22.0 117,2

61,1 25.5

f»l О

АССР) '

42.7 10,2 19.0'

63,6 13.6 25.1

Четырехкратное действие смачивания и высушивания значительно снижало содержание обменного магния в почвах: в красной — на 61,1, в красноземе — на 42,7%. в дерново-подзолистой — на. 63,6% (от общего содержания обменного магния; в начале опыта). Увеличение концентрации магния, в почвенном растворе повышало необменное поглощение магния всеми почвами (красной почвой поглощалось необменио— 130, красноземом — 89,. дерново-подзолистой — 117 мг М^О на. 100 г почвы). ' *

Реакция среды также значительно влияет на размеры необменного поглощения магния. В нашем опыте увеличение величины рН.приводило к повышению содержания необменпого магния; (табл. 10).

При изучении влияния продолжительности компостирова* ння почв было установлено, что наибольшая величина поглощения магния наблюдается на 80-й день (5,54%). Необменное поглощение не является основной причиной снижения содер-

2 17

Содержание необмен но поглощенного1 магния в илистой < фракции - почвы

«0.С01 мм)

рН при Нлзсчгка, ила, г Внессло АІцО, мг После Необменно поглощено MgO

компостирован;: и опита .MgO. г ' мг мг/г

Красная ферраллитная. (Куба)

4.0 6.6 7,5

1.9 •3.8 6.0

45Д 43Л Ш.6

&2.4 41,0 77,2

Краснозем среднемотный тяжелосуг л инистый

4,0 7,5

2.3 3.3

4>,лЭ 45v3

43,2 22,6

+7,0 4,3 '13,4

(Ляж зр ска я л і 22,7

Дерново-подзолистая супесчаная (Подмосковье)

4.0 6,7

1,5 Ц5

22,6 £2,6

20,7 •15,9

1,3 6,6

3.7 •U 2.3

ЛССР)

0,8 7,3

1,2 4,4

жания подвижного магния в почве, но в то же время в некоторых случаях необходимо учитывать ее при расчете доз магниевых удобрений. Относительно использования необменно поглощенного магния растениями имеются противоречивые данные. По мнению одних авторов (Prince, 1937), растения могут усваивать необменный магний, по мнению других (Горбунов, 1948), растения его не усваивают. В наших вегетационных опытах.с райграсом наблюдалось усвоение необменного магния растениями, хотя размеры поступления его из необмен-нон формы были незначительными.

Глава II. ВЛИЯНИЕ МАГНИЕВЫХ УДОБРЕНИИ: НА СОДЕРЖАНИЕ МАГНИЯ В; РАСТЕНИЯХ

Динамика поглощения магния различными.растениями

Содержание магния в растениях непостоянно и зависит от многих факторов: от вида, физиологического состояния, условий питания растений. Потребность в магнии определяется не только общим содержанием его в растении, но и многими биологическими факторами. Так, люпин не относится к культурам, чувствительным к недостатку магния в почве, но вынос магния с урожаем, достигает больших величин. Наоборот, зерновые потребляют мало магния (окаю 10 кг/га MgO), 18

но являются требовательными к магнию, в особенности в ранний период развития (всходы—кущение), когда еще слабо развита корневая система. Высокие выносы магния с урожаями характерны'для многих тропических культур. Например, с урожаем 50 т/га стеблей сахарного тростника выносится 140 кг MgO (Clements, 1959; Evans, 1970); с урожаем сена слоновой:травы (325 т/га зеленой массы за 6 укосов) выносится боле$ 200 кг/га MgO (Vicente-Chandler, 19э9).

Знание динамики поглощения магния и его распределения по органам растений важно для диагностики обеспеченности этим элементом питания сельскохозяйственных культур. Одно и то же количество подвижного магния в различных почвеи-ных условиях не всегда будет равноценным в смысле физиологической доступности его для растения. Существенное влияние на поглощение магния растением оказывает состав и реакция питательного раствора (Магницкий, 1971). Максимум в поглощении магния у различных растений наблюдается в разные фазы. В полевых опытах с озимой рожью на супесчаной дерново-подзолистой почве Люберецкого опытного поля самое высокое содержание магния в листьях наблюдалось в фазу выхода в трубку (до 0,71% MgO). У растений контрольных вариантов (без внесения магния) максимум содержания магния в листьях не превышал 0,48% и наблюдался

Та блица II

Содержание магний в листьях озимой ржи по фазам развития

(в % MgO на Boi.ijmitocyxoe вещество) (супесчаная де¡чюscniодзо.тжтая почва Люберецкого or.utnwo поля НИУИО)

Варианты опита Куще-пае В ил од & трубку Калоше- лис Цвете-мае Полная спелость atpiia

PKN» — К, . . . . 0,17 - 0.25 ОДЗ Û.11

PKN,..+McSO, , . . PKN,BH-K, .... 0,t7 0,40 0.17 0.П

. 0,33 0,45 о.4а 0£8 0,!Э

РКМ,и* 0.42 0.66 аса 0,30 . 0,15

PKNSKK +.ЧС504 . . 0,4Гі 0,71 0,66 ■0,30 0.15

РК\*)яи+луннт , . . . 0,40 0.67 OJ6 0,13

IfPKNami — . . . 0,3» 0,63 " леї 0,22 0.14

IIPKNîb« +MiîSO, . . 0,42і 0,34 0.49 0,17 0.16

PfOfc — К«...... 0,41 0.46 0.4S СЦ17 0,15

PKNe+MsSO, „ . . 0,« 0,60 0,$3 Я19 0.U

Примечание. Гч» — сульфот аммония; Nc — іатрлсаая сел а гра; Ntan — сульфат аммония, аейтрэ.тпзозэяпий визестью; NiM—неЛтра-лизозаіший доломитом;. Ki, Кг, Kj н.К« — контрольные варіанти (беї видения магнля); II—известь, тсіесеїша« по гияро-литкческой кислотности.

несколько позже (в фазу колошения). Вторая половина вегетации характеризуется резким снижением содержания магния в листьях (более чем в два раза) и оттоком его в репродуктивные органы (табл. П),

В полевом опыте с ячменем на этой же почве максимальное содержание магния в листьях так же, как и у озимой ржи, наблюдается в фазу выхода в трубку, но отток его из листьев В репродуктивные органы происходит быстрее. В ранние фазы развития ячменя величина отношения ЛІ^О; СаО в вегетативных органах была, низкой за счет явного преобладания кальция, но в репродуктивных органах происходит перераспределение этих элементов с заметным преобладанием магния над кальцием. В фазу полной спелости отношение Л^О: СаО в зерне ячменя имело максимальную величину, а содержание магния в спелом зерне доходило до 0,45% МдО.

Полевые опыты с кукурузой на супесчаной дерново-подзо- . \лнстой почве Люберецкого опытного поля показали,, что при ! внесении магниевых удобрений количество магния: в расте-| Нин возрастаете 1,5—2 раза (табл. 12). Максимальное содер-| жание его приходится на фазу 6—9 листьев.

•Т а блица 12

Содержание магния в растении ло фазам развития кукурузы; (в % на воздуш-ііссулое веіцсстго)

Взрланты опита Оаза в—9 лястьсв Виб^гсы ванне метелок Плодсюбрз- ЗОвЭННЄ

ГН 4,0 ІХРК 0Д1 0.« 0,13 0,22 0,14 о^э

РН 6,5 1№К 0,37 0,47 >0.15 027 0,14 ОД*

При недостатке магния в почве происходит снижение содержания его и в растении кукурузы (содержание уменьшается, от генеративных к вегетативным органам). Пел ив метелках содержалось 0,17—0,19% МкО и в початках 0,14—0,20%, то в листьях нижнего яруса 0,12—0,14%. В стеблях содержалось меньше всего магния—0,09—0,10%. Нижние листья могут являться индикатором степени обеспеченности.растения, магнием и при анализе па магний следует брать их в первую очередь. _

Применение магниевых.удобрений влияет на поступление других элементов питания 'в растения. Так, в опытах С люпином магний усиливал поступление азота в листья и стебли со

(в особенности на кислом фоне с 2,71 до 3,13%), снижал содержание калия и кальция, что можно объяснить антагонистическим взаимодействием этих катионов. Существенного влияния на поступление фосфора магний не оказывал. Содержание магния в надземной массе по всем фазам развития люпина под действием магниевых удобрений значительно увеличивается, особенно в раннюю фазу развития (формирование С—9 листьев). В эту же фазу потребляется наибольшее количество азота, калия, фосфора и кальция, что согласуется с данными других авторов (Асаров, 1954, 1956).

Фракционный состав соединении магния в растении

Большая часть магния в растении находится в клеточном соке в виде неорганических соединений (около 75% от общего содержания), а следовательно, в ионном состоянии, хотя можно предположить по аналогии с кальцием, что часть магния находится в нерастворимой форме (двух- и трехзамешенные фосфаты, силикаты и т. д.). Последнее подтверждается тем, что магний переходит в раствор при обработке растительного материала уксусной кислотой (фосфаты) и соляной кислотой (силикаты). В эфирную вытяжку вместе с магнием хлорофилла переходит магний, связанный с другими сложными органическими соединениями. Магний концентрируется в структурных элементах клетки (Власюк, 1954), в пластидах (Зей-иалова, 1969), митохондриях (Бушуева, 1964), магний поглощается коллоидами клетки (адсорбционно-связанный). Между фракциями различных соединений магния существуют обменные отношения. Равновесия могут сдвигаться в ту или иную сторону и поэтому трудно точно установить содержание ка:; самих фракций, так и количество магния в этих фракциях (Валиханова, 1904).

Наличие нескольких фракции соединений магния в растении определяет их различную физиологическую роль (Вечар и др.,"1969). Имеют также большое значение превращения магния в растении, т, е. переход его из одних соединений в другие, перераспределение его по органам растения, вторичная реутилизация. Знание кинетики этих превращений при смене условий питания позволяет лучше представить влияние магния на различные биохимические процессы в растении. Поэтому важно знать не только общее (валовое) содержание магния в растении, но и количество магния в той или иной фракции.

Выделение отдельных фракций соединении магния в органах растения кукурузы (табл, 13) проводилось методом фракционирования путем последовательной обработки раститель-

Влияние магниевых удобрения на содержание магния по фракциям -в листьях кукурузы г

Варианты опыта

ГН

сол се»,

Содержание магния по фракциям (мгМ^О на 1 геэзлушносухого вещества)

Н^О

N¿N0} О и

НС1

Листья верхних ярусов.

рН 4£ рП 6.5

рН 4,5 рН 6.5

ГХРК

(ХРКфЛсвС^ ГМ'К

4.6 0,(0 0,10 0.20 0,06

'1.0 1,12 ад» 0,12

6.5 0,(4 0.12 0.26 0.06

6.5 1,11» 0,(Й од» 0,12

Листья нижних ярусов

(«РК

(МРК+М^О*

/ХРК

{»РК-ЬЧсЗД

4.6 0,52 0,»0 о.сю СШ

4,6 1,76 1Л2 0,21 0,12

6,5 052 0,42 0.22. 0,10

6,5 1,78 1,23 0,26 0,12

ных образцов водой, двунррмальными растворами- нитрата натрия, уксусной кислоты и соляной кислоты (Громыко, 1967, 1968). Внесение сульфата магния сопровождалось увеличением содержания магния (по фракциям и по органам),.по если в кислотных фракциях количество магния увеличивается в 1,5—2 раза, то в воднорастворимой и адсорбционно-связан-ной фракциях—более чем в три раза (в особенности у листьев нижних ярусов). .Повышение содержания магния легкоподвижных фракций (Н20 иМаМОз) говорит о подвижности:и о возможности его повторного использования. Анализы фрак-•ций, извлеченных из стеблей и метелок растений кукурузы, показывают, что количество магния в легкоподвижных фракциях значительно возрастает с внесением магниевых удобре-иий. хотя воднорастворимого магния в стеблях в 4 раза меньше, чем в листьях. Главным источником пополнения магния подвижных фракций у растений вариантов без магния являются листья нижних ярусов, из которых, по мере завершения роста (старения листьев) происходит усиленный отток магния в генеративные органы.

Глава IIL МАГНИИ И АЗОТНЫЙ ОБМЕН4 В РАСТЕНИЯХ

Влияние магния на азотный обмен зерновых культур'

На тесную связь магниевого литания растений с синтезом белков указывают многие авторы (Мазаева, 1957, 1961, 1967; Jacob, 1955; Шиллинг, 1962; Mengel, 1968). Обязательным компонентом рибосом — мельчайших субклеточных структур— является магний, содержание которого на сухой вес составляет 2—2,5% (Tso, 1958). Магний играет большую роль в сохранении структуры рибосом (Дэвис и др., 1966; Спирин, 1967; Webb, 1970), Большинство реакций биосинтеза белков имеют ферментативный характер (Сисакян и др., 1962) и протекают только-в присутствии магния (Kessler, 1963; Диксон и др.,. 1966). Магний образует между молекулами основных компонентов хромосом «магниевые мостики» (Сисакяи, 1961). В многочисленных исследованиях (Магницкий, 1967; Гречихина и др., 1968; Мазаева, 1969; Тулии, 1969;: Трещов и др., 1970, 1971) рассматриваются вопросы влияния магния * на синтез азотистых соединений и перераспределение их между органами растений: в онтогенезе; влияние магния на степень сопряженности углеводного и белкового обменов.

Полевые опыты с ячменем на супесчаной дерново-подзолистой почве показали, что под действием магния в растении увеличивается содержание белкового и небелкового азота, В фазу выхода в трубку в листьях содержалось на 1,88% больше белкового азота, чем в растениях контрольных вариантов (без внесения магния). С наступлением колошения наблюдается отток азотистых веществ из листьев в репродуктивные органы^ По мере созревания зерна происходит увеличение содержания белковой фракции азота при одновременном снижении в зерне небелковой фракции (табл. 14). Синтез белка в зерне происходит не только за счет небелкового азота, содержащегося в формирующемся зерне, но, в значительной степени, за счет поступления небелкового азота из листьев. Отток небелкового азота наблюдается особенно интенсивно в фазу колошения. Наиболее высокое содержание белка в зерне (более 14%) наблюдалось у растений, выращенных на слабокислом фоне. Увеличение содержания белка в спелом зерне от внесения сульфата магния на слабокислом фоне составило 0,29%, на нитратном фоне — 0,51% и на кислом—2,19%.

В исследованиях по влиянию магния на азотный обмен у растений озимой ржи получены данные, во многом совпадающие с результатами опытов с ячменем. Но накопление белкового азота в листьях ржи было более растянуто по срокам, максимум в содержании белковых веществ приходился

Содержание фракций азота в зерне ячменя

Азот, в % от воїдушносукого вещества

Варианты ояыгз , молочная спелость полная ел ел ость

* общий небел ксвий белковый об кий небел ■белковый! ковы й

РКМ,— К.......... РКХ»+М{&0,....... РКМаад.......... РК^^-Ы^О,....... РКМакн+ДУїШТ ....... ИРКМзин — Кз........ ИРК.\тави+.Ч(г50<...... РКХС — к*........ РВДе +Мк50,....... 2,04 1.73 2.40 2.35 2.36 2.90 2,70 301 2,63 1;00 0,13 0.16 0,03 0,12 0,16 1,00 0,72 1.15 0.55 0,98 1,65 1,72 2.37 О (УІ 2,20 1,84 1,86 2,10 2,40 2,60 2,М 2.57 2,79 2.&3 2,55 2,61 2.30 2.$0 0,40 0.22 0Ь1Э 0,10 одю 0.53 0.61 0.52 0,10 0,42 2,00 2.33 2.46 2.47 гт 2.30 1.М 2.Ш 2,20 2,38

на фазу колошения. При этом во всех вариантах с магнием листья растений озимой ржи были более богаты белковым азотом, чем листья растений, контрольных вариантов; в фазу колошения на кислом фоне сульфат магния дал прибавку белкового азота {в %) 1,84, на слабокислом — 1,37, на известкованном— 1,72, на нитратном — 0,56. Наибольшая прибавка фракции белкового азота —от доломита (2,37%). В фазу цветения содержание белкового азота в листьях заметно снижается (у ячменя это наступало раньше — с фазы колошения). Содержание фракции небелкового азота в листьях постоянно убывает (от фазы кущения до цветения), причем во все фазы развития на вариантах с магнием количество небелкового азота в листьях растений озимой ржи оставалось ниже, чем у растений контрольных вариантов. В спелом зерне озимой ржи содержание белка в растениях магниевых вариантов, как правило, было выше на 1 —1,5%, чем в зерне растений контрольных вариантов. Под действием магния в спелом зерне значительно снижалось количество фракции небелкового азота, что способствовало повышению качества зерна озимой ржи. Накопление белка в зерне озимой ржи в значительной степени определяется содержанием магния в листьях. Магний, с одной стороны, усиливает отток из листьев в репродуктивные органы азотистых веществ, которые служат материалом для синтеза белка. С другой стороны, магний, как показали исследования ммогих авторов (Сисакян и др., 1959, 1962;. Вильдфлуш, 1950; Гречихина, 1968) активирует биосинтез белка, В частности,. организация и биологическая активность рибосом, цен-24

троо синтеза белковых веществ, в значительной мере определяется наличием ионов магния (Тзо, 1958). Как показали распеты, коэффициент корреляции между содержанием магния в растении озимой ржи и количеством белка в спелом зерне составил г=+60 (по данным полевого опита 1966 г.) и г-= +0,79 (1967 г.), -

- Действие магния на урожай и качество табака^

Магниевые удобрения положительно действовали на урожай и качество табака в условиях влажных субтропиков (Абхазская опытная станция табаководства). Почва —субтропическая подзолистая, тяжелосуглинистая,, кислая (рН 3,5), подвижные формы: М^О — 42,0 и СаО— 189 мГ на 100 г почвы, Химический анализ листьев табака по всем срокам уборки (ломкам) показал увеличение углеводно-белкового отношения (число Шмука) при внесении сульфата магния (в виде эпсо-мита). В первую ломку число Шмука достигало величины 1,08, в то время как у растений контрольного варианта (без магния)— 0,54. Увеличение числа Шмука наблюдалось и в последующие ломки (кроме последней — четвертой). Сильное увеличение содержания никотина в табачных листьях приводит к потере курительных достоинств табачных изделий^ Поэтому некоторое снижение содержания никотина под действием магния следует считать положительным явлением. Особенно заметно проявлялось влияние магния на листьях первых ломокг в листьях варианта МРК содержалось 3,36% никотина, при внесении магния в дозе 25-кг/га М^О содержание никотина снизилось до 2,93. а во вторую ломку (доза 50 кг/га М^О) — до 2,19 (содержание никотина в пределах 2% является оптимальным), При известковании повышалось содержание в ра* стенни табака кальция (до 5% СаО), что считается отрицательным моментом (табак является кальциефобом), При внесении эпсомпта (в'дозах 25, 50 и 100 кг/га МцО) наблюдалось снижение содержания кальция в листьях (до 4% СаО).

При известкованнн-с одновременным внесением сульфата магния прибавки урожая сухих листьев табака составили от 2 (доза 25 кг/га м£0) до 5,3 ц/га (доза 100 кг/га), С учетом качественных показателей (число Шмука. содержание никотина) можно выделить дозу 50 кг/га М^О, которая давала прибавку 3,18 ц/га. Магний повышал урожай и качество табака, главным образом в первые ломки, в более позднне —действие его ослаблялось, что подтверждается литературными данными (Качарава, 1970, 1971)^ Во время цветения растений табака происходит усиленный отток пластических веществ к формирующимся соцветиям. Содержание*-углеводов в ли- -стьях нижних ярусов так же, как н сухого вещества, заметно

убивает. Что касается содержания белка в листьях, которое также влияет на число Шмука, то оно под действием магния снижалось, но по сравнению с уменьшением содержания углеводов незначительно. Потому уменьшение числа Шмука шло, главным образом, за счет более сильного снижения содержания углеводов. Качество табака постепенно улучшается от листьев нижних ярусов к листьям верхних ярусов. Листья средних ярусов (3-я и 4-я ломки) формируются в лучших условиях освещения, при высокой синтетической деятельности растения, при усиленном притоке пластических веществ из нижерасположенных листьев. В растениях магниевых вариантов опыта все эти процессы.проходили энергичнее и, как следствие этого, табачное сырье, под действием магния имело более высокое качество (увеличивался выход 1-го и 2-го сортов, повышался балл при дегустационной оценке).

Исследований по изучению действия магниевых удобрений на урожай и качество табака в условиях тропиков крайне мало (Pedro Mela, 1965; Jostiida, 1966). Наш полевой опыт проводился в провинции Лас-Вильяс (Куба) на гумусово-кар-бонатной почве: pH солевой 5,7; подвижные формы: MgO — 19,7 и СаО—.452,6 мг на 100 г почвы. Под действием магния наблюдалось увеличение общей (суммарной) площади листьев, возрастало накопление сухого вещества и, как следствие этого,— повышался урожай (табл. 15). Магний в условиях тропиков также оказывал положительное действие на биохимические процессы в* растениях табака. Величина углеводно-белкового отношения (число Шмука) повышалась в 1,5'раза (доза 150 кг/га MgO). Урожай листьев сигарного табака на Кубе несколько ниже урожаев папиросного табака во влажных субтропиках, так как для курительных изделий отбираются крупные, хорошо сформировавшиеся листья, главным образом среднего яруса.

Таблица 15

Действие магния »а урожай и качество табака в условиях тропиков

Вармапш опыта Урожай, ц/га ГТ^Ла-вка урожзя Сод-сржа-н не. % Числа Шмука

иДа % к контролю углеводы белок

NPK 9.24 — — 9,ОД И,9 j 0,76

NPK+Ms« 9,90 0.ГЙ 7.1 10,96 10,23 1,07

10.26 1.CG 11,0 И,71 10,11 1.16

HCPts 0,87. 0.W 0,61

Обращает на себя внимание тот факт, что, несмотря на, казалось бы, достаточное содержание в пахотном горизонте гу му -. сово-карбонатной почвы подвижного магния, в полевых опытах внесение магниевых удобрений оказывало положительное влияет на рост и развитие табачных растений. Это можно объяснить, с одной стороны, большой требовательностью культуры табака к магнию (только с урожаем листьев выносится более 50 кг/га MgO). С другой стороны, гумусово-карбонатные почвы характеризуются слабой насыщенностью поглощающего комплекса магнием (около 5%) и широким, значительно превышающим оптимальные значения отношением Ca: Mg (около 20), что неблагоприятно сказывается на магниевом питании..

Глава IV. МАГНИЙ И УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН;

В> РАСТЕНИЯХ

Действие' магния на - углеводный обмен зерновых культур

Исследованиями многих авторов (Владимиров и др., 1940; Shilling,. 1957; Aikava, 1963; Магницкий, 1967; Мазаева, 1967; Borst, 1970) установлена прямая связь между углеводны.« обменом и магниевым питанием растений. Под действием магния повышается сахаристость сахарного тростника (Chao, 1949; Humbert, 1965), сахарной свеклы {Белоусов, 1936; Магницкий, 1965; Bergmann, 1971), крах мал истость клубней картофеля (Магницкий,. 1951; Berger, 1961; Тулин, 1969; Норкипа, 1У70). В опытах с зерновыми магний увеличивал содержание крахмала в зерне (Кораблева, 1954; Васильева, 1965; Skogley и др., 1969; Магницкий и др., 1971). Исследованиями показано сильное влияние магния на передвижение и превращения углеводов в сахарной свекле, картофеле (Шугар, 1956; Pig-mann, 1957; Buchanan, 1967).

Изучение влияния магния на углеводный обмен у расте--ний ячменя и озимой ржи проводилось в полевых условиях на тех же опытных растениях, пробы с которых отбирались для изучения влияния магния на азотный обмен ' (см, главу III). Признаки магниевого голодания у растений ячменя проявлялись в самом начале кущения, хотя максимум в поглощении магния наступает позже (трубкование— колошение), когда идет более интенсивный рост и накопление сухого вещества, Под действием магния в листьях ячменя (кущение— трубковапие) усиливается синтез углеводов. Так, сумма сахг.. ров в листьях растений всех магниевых вариантов выше на I—2% суммы Сахаров в растениях, не удобренных магнием. В фазу колошения начинается отток углеводов в репродуктивные органы, и магний усиливает этот процесс: содержание

суммы Сахаров.в листьях растений магниевых вариантов.меньше на 0,5-—1.% по сравнению с растениями, не удобренными магнием. В спелом зерне растений, выращенных на кислом фоне, содержание крахмала под действием магния повысилось на 14%, на других фонах повышение составило лишь G%.

В полевом опыте с озимой рожью магнии также усиливал синтез Сахаров в листьях.впервые фазы развития. После перезимовки во время весеннего кущения содержание суммы Сахаров в листьях-растений магниевых вариантов было на 2% выше, чем в растениях безмагниевых вариантов. Более интенсивный отток углеводов из листьев под 'действием магнии приводит к тому, что в-спелом зерне растений магниевых вариантов содержание крахмала было выше на 5—20% по сравнению с растениями, не удобренными, магнием. Меньший эффект от магнии на известкованном фоне-(увеличение содержания крахмала в зерне на 4,95%) и при внесении физиологически щелочной формы азотных удобрений. (МаМОз) объясняется тем, что нейтрализация почвенной кислотности улучшает .магниевое питание растений, но известкование лишь частично устраняет магниевое голодание. Для получения устойчивых и высоких урожаев на кислых легких дерново-подзолн-стых почвах необходимо вносить известь в сочетании с магниевыми удобрениями. Известкование бедных магнием кислых почв н внесение магниевых удобрений не исключают, а дополняют друг друга (Кедров-Зихман, 1930; Асаров, 1949, 1968). В этом случае необходимо вносить магннйсодержащне известковые удобрения (доломит, доломитизированный известняк и др.).

Действне магния на сахаристость стеблей сахарного тростника

Вегетационные опыты с сахарным тростником на гумусо-во-карбонатной: почве (опыт I, содержание подвижного магния 96,4 мг MgO на 100 г почвы), на желтой кварцево-аллит-ной псевдоподзолистой почве (опыт И, 8,4 мг MgO) н с песчаной культурой (опыт III) и с дозами сульфата-магния (в пересчете на 1 га) Mgi — 75 и Mg2—150 кг MgO позволили выявить влияние магния на рост и развитие растений сахарного тростника и на накопление в стеблях сахарозы. Магний повышал вес растений, увеличивал диаметр стеблей и число междоузлин. что положительно сказывалось на урожайности сахарного тростника. Магниевое питание во многом влияет на жизнедеятельность листьев растений сахарного тростника. У растений во втором опыте (без внесения магниевых удобрений) содержание магния в молодых листьях увеличивалось,, главным образом, за счет оттока его из нижних листьев, которые вследствие этого преждевременно отмирали. В наших опытах на Кубе с азотными удобрениями (Трещов и др., 1969, 23

1970) наблюдалась аналогичная картннагпри недостатке азота происходил отток его из нижних листьев растений сахарного тростника в верхние, вследствие чего нижние листья быстрее старели и отмирали.

Наибольшее действие магния проявилось в опыте II с желтой тропической почвой (табл. 16). В варианте содержание сахарозы, в тростниковом соке повысилось на 0,29%, а в варианте М^г — на 1,01%, Магний несколько снизил количество редуцирующих Сахаров по варианту Мй — на 0,13%, Повысилась .чистота тростникового сока с 64,14 (контроль) до 72,00% (вариант

Таблица 16

Влияние магиия:на содержание Сахаров, сухого остатка и чистоту сока: (в %) в растении сахарного тростника)

Олыш

Вариант» о л нто з

Сахарова

Редуцирующие сахара

Брике

Чигтота . сока-

Гумусово-карбонатная почва.

III

NPK

NPK+Mg, NPK+Mft

7,13

7,48 6,15

1,50 1.40 1,31

10.Ш 10,95 9,56

Желтая псевдоподзодистая почва

NPK

NPK+Mgi NPK+МЙ

NPK

NPK-КЧе, NPK+Mgi

7.S7

im 6.6i

4,60 1,79 1,67

Песчаная культура

>10.69

нш

9,50

1,07 1,01 1,00

11,63 11,78-11,80

13.81 12,70 12,90

66,61 67.67 64,19

61.14 69,18 72,00

77.СЙ-79,60 77.0V

Вегетационный опыт с сахарным-тростником на супесчаной красной ферраллитной почве (рИ солевой 5,4; подвижные формы; МйО — 7,6; СаО— 70,2. м г на 100 г почвы) показал, что наилучшими дозами магния были (из расчета на I га) 100 и 150 кг М&0: увеличивался в 1,5 раза вес стеблей, повышалось-содержание сахарозы в соке на 0,65%, снижалось содержание редуцирующих Сахаров, что является положительным явлением. Доза 300 кг MgO на 1 га действовала на рост тростника даже отрицательно и. снижала содержание сахарозы в тростниковом соке-

Полевой опыт по изучению действия магниевых удобрений при различных сочетаниях фосфорных и калийных удобрении па сахаристость сахарного тростника проводился на типичной красной ферраллитной тропической почве (рН солевой Г»,4; подвижные формы: MgO — 7,6; СаО — 70,2 мг на 100 г поч-

@ Действие магния на урожай технических стеблей сахарного тростника

Варианты опыта ) Урожай стеблей Сбор сахара

1971 г. ■ 1972 г. Среднее 1971 г. ¡1972 г. Среднее

т/га % т/га % т/га % т/га т/га * т/га %

(контроль)....... 118,5 — 67,5 — 93,0 — 13,8 — 8,1 _ 11,0 —

КРК+Ме,......... ЛИ,б 113,6 аи 120.4 107,9 116,4 10,3 118,1 9,9 12 13.1 119,1

МК+М&......... 1М,0 116,5 8б,а >127,4 112,0 Л 20,4 17,3 125,3 10,3 127,1 13,8 125,5

ИСРда ......... 6,9 5,9 6,4 ' 1X9 0» 0,3

вы). Данные по урожаю стеблей к выходу сахара с 1 га (табл. 17) показывают, что, как и в вегетационном опыте, доза удобрения Мкг— 150 кг/га М^О давала наибольший прирост урожая стеблей — 19,5 т/га, или 16,5% к контролю (1971 г.) и 18.5'т/га, нлн 27,4% (1972 г.). Сбор сахара увеличивался на 3,5 т/га (1!Ш г.) и 2,2 т/га (1972 г.), что составило «.контролю более 25% (в среднем за два года).'

Влияние магния на крахмалнстость н урожай клубней* картофеля в условиях тропиков

В полевом опыте с картофелем на гумусово-карбонатной почве (9,8 мг Мр[0 на 100 г почвы) при действии различных доз сульфата магния было установлено,,что оптимальной дозой является 60 кг/га Мр;0: прибавка урожая клубней от магния в среднем (за два года) составила 15 ц/га (17,1% от контроля), что близко к прибавкам от магния для умеренной зоны (Тулин, 1969), хотя на Люберецком опытном поле прибавки были выше (Магницкий, 1967). На Кубе, несмотря на жаркую и сухую погоду (среднемесячная температура +22° С, относительная влажность воздуха в сухой период года около 70%), получают без удобрений (с поливами) урожаи клубней 135 ц/га. В нашем опыте улучшалась товарность клубней у растений магниевых вариантов: доля крупных клубней (более 80 г) от всего урожая составила 60%. Магний повысил крах-малнстость клубней на 1,1—1,4%.

Накопление пектиновых веществ в растениях сахарной свеклы: при разных уровнях магниевого питания

Пектиновые вещества находятся в растениях в растворимой (пектин) и нерастворимой в воде (протопектин) формах. Содержание пектиновых веществ в .корнях сахарной свеклы достигает 2,5% (Сапожникова, 1965). К моменту созревания корней количество протопектина увеличивается. Из хорошо вызревших корней легче получать сахар на заводах. И, наоборот, большое количество растворимого пектина в корнях снижает доброкачественность свекловичного сока: увеличивается количество коллоидов (арабан) и солей кальция. Такой сок затрудняет переработку его (забиваются фильтры; усложняется весь процесс очистки), что приводит к потерям сахара (Силин, 1960).

Изучение влияния различных доз сульфата магния на накопление пектиновых веществ в растениях сахарной свеклы проводилось нами в многолетнем напевом опыте (Люберецкое опытное поле НИУИФ) на супесчаной дер но во-под золист о к почве (1,7 мг МдО на 100 г почвы). В табл. 18 показа-

пи данные по содержанию пектиновых веществ в листьях и корнях сахарной свеклы. При дозе 50 кг/га М^О в значительной степени увеличивалось содержание в листьях и корнях протопектина и, как следствие, возрастала сумма пектиновых' веществ. Некоторое уменьшение содержания протопектина при увеличении дозы магния (75 кг/га МцО) связано, по-видимому,,с явлением: антагонизма между катионами магния и кальция (последний так же, как и магний, входит в состав протопектина).

Та 6л;>ца 18:

Влияние магния:на накопление пекгкновмх, веществ в растениях сахар но Л

свеклы -

Варианты , * яекгшювие вещества еа ™ fn (о а.

о:тыга i* Я « нечасто, в спирт, остаток н и о (Д протопектин Л к эз о s » л . Я о ^ s ^ ■i JE «Ч М . * Я м Й 9 «

Фон fW.0 60.76 0.94' 3.16 4.09 77,10 6,70 *

78,5 ¿t2,54 «.53 5,Ь7 90.92. 18,04

Фон+Мл 81,7 58,06 0.97 3.59 4.55 78,73 7.84

77,2 29,69 и,4а 5,77 6,23 У2.32 lUJí»

Фон -ЬЧм 81.5 67,87 0.90 3,80 4.75 81.11 822

76.0 28,79 1\50 6.93 6,45 92,22 22,42

Фон 4 М п 82.3 59,59 С.02 3.40 4.3-2 78.&1 7.23

77,8 3.1,14 0,52 5,58 4 6,10 У 1,44 13,62

Примечание. Фон—Sise, Peo, Ktsj. Числитель—в листья*; знаменатель — в корнях.

2.15 0.57 090 3.92 0.88- 0,81

Точность опита Р%

Глава V. ЭФФЕКТИВНОСТЬ МАГНИИСОДЕРЖАЩИХ УДОБРЕНИШВ УСЛОВИЯХ ВЛАЖНЫХ СУБТРОПИКОВ ЗАПАДНОЙ ГРУЗИИ:

Действие магнийсодержашнх удобренин па старых чайных.

плантациях

В совхозе Салибзури Аджарской АССР на старых чайных плантациях (возраст около 70 лет), на типичных красноземах (содержание подвижного магния 4,0—6,6 мг МёО на 100 г почвы) были заложены опыты по изучению эффективности 32 •

магнийсодержащих.агрономических руд и промышленных отходов. В качестве фона вносились удобрения в дозах: N—300: Pj05— 150;: К2О—200 кг/га. Флеши собирались вручную (за сезон 12—14 сборов). Предварительный учет урожая чайного листа позволил определить коэффициент вариации (15,7%), что обеспечивало при пятикратной повторности опыта точность около 5% (табл. 19).

Таблица 19

Действие м агннйсодерж а щи зс удобрений на урожай старых чайных растений;

1066 г. 1967 г. 1968 r.

Варианты опыта ££ «В * * « da - <3 • "Ost № «С ■JS ■ л &Й? «e efl " * a «4 bi a : 4 >o К

* Опытный участок S& 2.. Среднемощиый тяжелосуглннистый краснозем

NPK............. ItfPK+ачмошенит (2W кг/га MrO) NРК4-се?пенг.«нят (200 кг/га МКО).......... 5150 5560 5C90 9,9 '2.7 5610 eOGO 66W 16,4 17,0 3040 4110 4210 1,0 6.S

P% ........ 4.5 4,0 2,0

HCP,« ....... m

Опытный участок .4 3.. Среднемощный. сред несу глин истый краснозем -

N>PK........... 6Ш0 6760 _ . : (Й1)

NPK+эммошенкт (2Ш кг/га .MgO) 6140 0,8 8040 21.5 7C40 6.6

NPK+доломит (2U0 кг/га .MgO) 6270 2.9 7840 15,6 7120 7,9

p% . ...... ад 3.&

НСРд 650

В год внесении магнийсодержащие удобрения оказали незначительное действие на урожай чайных растений, что объясняется малым запасом весенней влаги в почве (весной 1966 г. выпало осадков на 400 мм меньше многолетней нор* мы). В первый год.последействия (1967 г.) от магния.получе-ны значительные прибавки урожая зеленого листа (в кг/га): 920 (16,4%) и 1460 (21.5%) от аммошенита; 960 (17,0%) ог серпентинита; 1060 (15,6%) от доломита. На второй год последействия магнийсодержащие удобрения:дали незначительные прибавки (не более 8%). Заметим, что зимние месяцы 1967/68 гг. были очень дождливыми (выпало на 600 мм выше нормы) и имело место сильное выщелачивание подвижного

3 33

магния из верхних горизонтов почвы. Валовое содержание магния во флешах и листьях опытных растений по всем вариантам снизилось на 0,1—0,2% М^О по сравнению с предыдущим годом. В наших опытах заметных изменений в содержании танина и экстрактивных веществ в чайном листе под.действием магния не обнаружено.

В полевых опытах Г. С. Годзиашвилн и др. (1964) прибавки урожая чайного листа от магния на старых плантациях доходили до 24%, а в вегетационных опытах О. В. Датуадзе (1964)—до 17,%.

Чайное растение является кальциефобом, и опыты с известкованием кислых красноземных почв не дали положительного эффекта (Бурчуладзе, 1950), но в наших опытах доломит оказывал положительное действие: 200 кг/га М^О (или 1 т/га доломита) дали прибавку урожая чайного листа 1060 кг/г л .(15,6%). Очевидно, внесение извести одновременно с магнием смягчает вредное действие карбоната кальцияна чайный куст, В опытах с чайными растениями в Абхазии (Голетиаии и др., 1970) доломит в дозе 2 т/га давал на следующий год после внесения прибавку урожая чайного листа до 12%.

Влияние магния на некоторые физиологические процессы в чайном растении-.

Изучение фотосинтетнческой активности чайных растений и некоторых сторон их водного режима в зависимости от уровня магниевого питания проводилось нами в полевых условиях, на опытном участке №1 совхоза Сэлибаурит (тяжелосуглинистый среднемощный краснозем; 6,6 мг МцО на 100 г почвы). Для опыта в июне отбирались листья с побегов, расположенных с юго-западной стороны шпалер на высоте около 80 см (повторность 10-кратная). -

Известно, что с увеличением возраста фотосинтезирующе-го объекта скорость фотосинтеза постепенно снижается. Это связано с деструкцией ламелл хлоропластов, превосходящей их синтез. Однако в наших экспериментах,при внесении-под чайные кусты магния, максимальная скорость фотосинтеза наблюдалась у листьев, расположенных несколько ниже верхушечного листа (условно обозначенного порядковым номером 1). У листьев чайного растения, находящихся в средней части побегов (порядковый номер 4 и т. д.),- интенсивность фотосинтеза снижалась (табл. 20). Зарегистрированная нами пониженная скорость фотосинтеза у самых молодых верхушечных листьев объясняется низкой концентрацией хлорофиллов, что согласуется с литературными данными (Гочолашвнлн и др., 1963; Патарава, 1967).

Влияние магния на интенсивность фотосинтеза чайных листьев (чг СОа/дм4-час)

Порядковый номер ллста

Варианты опыта 1 2 3 4

NPK........... NPK+100 кг/ra МсО..... NPK+200 кг/га МцО..... 2.18 3.№ . 3,21 4,53 6Д5 6,35 . 4,27 6vl0 5,да 3,56 5.14 5.73

НСРда....... 0,37 0,41 0,46 •0,39

Под действием магния повышается интенсивность фотосинтеза листьев при изменении ее в течение дня {табл. 21), В утренние часы интенсивность фотосинтеза регистрируется небольшой (5—7 мг СОа), с увеличением уровня солнечной радиации она растет, достигая максимума к 12 часам (11,3 мг С02).

Таблица 21

Влияние магния на интенсивность фотосинтеза чайного листа в течение дня

{мг СОь/дм1 • час)

Время

Варианты олыта 10 12 •

■14

NPK....... 4,63 7,11 6.98. 4,78 3.12

МРК.-ИОО кг/га MgO . 6,21 9,85 9JS1 6,46 5,99

NPK+2C0 кг/ra .МуО . 6,86 11,30 9.91 6.42 6,08

НСР^ . . . 0.71 0,53 0,53 0.45 0,32

Вопрос о влиянии магния на дыхание растений изучен слабо. Одни авторы наблюдали увеличение интенсивности дыхания под действием магния (Jacob, 1955 и др.), другие, наоборот, установили факт усиления интенсивности дыхания . при недостатке магния в питании растений (Валиханова, • 1968). Паши опыты показали, что магний заметно снижал интенсивность дыхания молодых листьев (табл. 22).

Концентрация ионов магния в протоплазме клеток оказывает существенное влияние на плазму живой клетки, на ее ■ коллоидно-химическое состояние. При изменении магниевого питания изменяется водный режим всей растительной ткани. Наши исследования показали, что интенсивность транспира-ции самых молодых чайных листьев растений, обеспеченных магнием, снижается в 1,5 раза (табл. 23).

Таблица 22

Интенсивность дыхания чайных листьев при различном уровне магниевого питания (мг СОа/дм'^час)

Варианты опыта Порядковый номер листа

' 1 * 3 4

^РК . . .......... КРК+100 кг/га МеО..... МРК+-200 кг/га МдО ..... 2,04 1Л 1.69 1.54 1,43 1,36 1,31 1,22 1,С1 1,13 1,16

НСР(,....... 0.29 0.21 0.27 0,18

Таблица 23

Интенсивность транспнрацин чайных листьев-при различном уровне магниевого питания (мг НаО/см'-чае)

Варианты опыта Порядковый номер листа

1 ¡2 3 Г «

МРК........... 15.3 1а7 3.2 6,9

МРК+100 кг/га .Чко.....■ . 11.7 9,3 7,6 5.4

МРК+2С0 кг/га .ЧкО..... 104? 8.5 • 6,9 5.3

НСР<® ........ 1,7 1.2 1,6 1,3

Наблюдаемое нами снижение интенсивности транслнрации не связано с закрытием устьиц листьев, так как фотосинтетн-ческая активность растений магниевых вариантов была выше, чем у контрольных растений, и поступление СОг не ограничивалось. Очевидно, это явление связано с накоплением в протоплазме клеток гидрофильных коллоидов, которые повышали водоудерживающую способность растительных тканей.

Экономическая эффективность применения „ магнийсодержащих удобрений на старых чайных плантациях

Применение любого удобрения сопровождается увеличением затрат труда и средств на каждый гектар площади, но вместе с тем реализация прибавок урожая может с избытком _ компенсировать эти затраты. Поэтому при установлении эффективности действия того или иного удобрения необходимо проводить экономические расчеты, которые позволят разра* ботать предложения по рациональному применению удобрения. После предварительной обработки данных учета урожаен . зеленого листа (за два года) были выведены средние величи-36

ны прибавок,-которые анализировались в соответствии с методическими указаниями по расчету экономической эффективности химических продуктов, применяемых л сельском хозяйстве. Применение магнийсодержащих удобрений на старых чайных плантациях 'в совхозе Салибаурн по всем вариантам трех опытов оказалось рентабельным. Показатель хозяйственной рентабельности изменяется в широких пределах — от 100 • до 247%. Каждый рубль, затраченный на применение магний-, содержащих удобрений на площади 1 га, дает в среднем прибыль в размере 1,72 руб. Чистая прибыль с 1 га составила от 400 до 800 руб. Следует учесть, что в чайном совхозе Салибаурн в силу сложного рельефа (всхолмленность, крутые склоны) все основные работы (уход за плантациями, сбор чайного листа, внесение удобрений) производятся вручную. В случае механизации работ рентабельность-магнийсодержащих удобрений резко возрастет.

ВЫВОДЫ

1. В условиях Кубы формируются почвы с различным содержанием подвижного магння. Условно можно выделить три группы тропических почв; первая группа — почвы с содержанием подвижного магния менее 10 мг MgO на 100 г почвы (желтые кварцево-аллитные, супесчаные аллювиальные и красные ферраллнтные почвы). Вторая группа — почвы с содержанием подвижного магния более 10 мг iMgO на 100 г почвы и менее 10% от суммы поглощенных оснований (гумусово-кар-бонатные почвы). Отношение Ca:Mg в этих почвах .весьма широко, что ухудшает магниевое питание растений. Третья группа — почвы с высоким содержанием подвижного магния по всему профилю (более 10 мг MtfO) и значительной долей его от суммы поглощенных оснований (до 70%). Величина отношения Ca;Mg меньше 2 (коричневые, серые и черные плзстнчные почвы).

2. Лизиметрические исследования почв трех провинций Кубы выявили высокую степень выщелачивания магния и других катионов в гумусово-карбонатнон почве (до 37 кг/га MgO). Наименьшие потери магния с ннфильтрационными водами наблюдались в желтых кварцево-аллнтных н аллювиальных супесчаных почвах (до 2,5 кг М^О с I га).

3. На подвижность магния в почве влияет длительность выращивания сельскохозяйственных культур и систематическое внесение физиологически кислых удобрений. В красноземах старых чайных плантаций содержание подвижного магния снизилось по сравнению с целинными участками до 5 мг MgO на 100 г почвы.

4. Установлена корреляционная связь между содержанием

подвижного магния в красноземах и всеми видами кислотности (г=0,70). В меньшей степени эта зависимость проявляется ог содержания гумуса, механического состава. В тропической гумусово-карбонатиой почве установлена высокая корреляционная зависимость между содержанием гумуса н содержанием подвижного магния (г = 0,80),

5. В условиях тропиков сильное влияние на подвижность магния в почве оказывает смена сухого и дождливого сезонов. В желтой и красной ферраллитних почвах в сухой • сезон содержание подвижного магния повышается, в дождливый — понижается (на 30—100%). В гумусово-карбонатной почве в сухой сезон содержание подвижного магния уменьшается в 1,5—2 раза по сравнению с содержанием его в дождливые месяцы.

6. Показано необменное поглощение магния различными почвами в зависимости от влажности почвы, многократности действия смачивания и высушивания, реакции среды и концентрации магния в почвенном растворе.

7. При снижении содержания подвижного магния в почве ниже критического уровни на большинстве опытных растений наблюдаются характерные признаки магниевого голодания (межжилковый хлороз с постепенным изменением окраски листьев). Внесение магниевых удобрений повышало содержание магния в растениях в 1,5—2 раза.Магний усиливал поступление в растения других элементов питания (у люпина— азота, у сахарного тростника и картофеля в ранние стадии развития — фосфора). - ,

8. Изучение динамики, магниевых соединений (фракций) в растении кукурузы показывает, что во время вегетации в растении п р о и сход 11т* п е р ех од магния из одних соединений в другие. Внесение магниевых удобрений повысило в листьях содержание легкоподвижных фракций магния (воднораствори-мой и адсорбционно-связанной). По мере старения листьев нижних ярусов в них увеличивается содержание легкоподвижных фракций магния, которые направляются к точкам роста и к формирующимся репродуктивным органам,

9. Магний положительно влияет на интенсивность фотосинтеза чайного куста, водоудерживающую способность тканей зеленого листа; под действием магния уменьшается интенсивность дыхания и транспирации листьев. Магний усиливает рост молодых деревьев мандарина, увеличивает густоту стояния к энергию кущения растений сахарного тростника, ускоряет развитие растений табака (более раннее цветение).

10. Содержание суммы Сахаров в листьях озимой ржи и ячменя увеличивается под действием магния в фазу кущения. В фазу колошения наблюдается интенсивный отток растворимых углеводов из листьев в репродуктивные органы, причем

магний усиливает этот процесс. Магниевые удобрения повышают содержание крахмала (особенно сильно на кислом фоне) в среднем па 14% в зерне ячменя и на 19% в зерне озимой ржи. Созревание зерна в растениях, удобренных магнием, наступает раньше.

11! При внесении магниевых удобрений увеличивается накопление сахарозы в стеблях сахарно© тростника (прибавка -от магния составила 3,5 т сахара с 1 га); в клубнях картофеля повышается содержание крахмала на 1,4% (выход крахмала с 1 га увеличивается на 4,1 ц),

12. Магниевые удобрения улучшают качество табачного сырья как в условиях тропиков Кубы (число Шмука увеличивается с 0,76 до 1,16), так и в условиях влажных субтропиков Абхазии (с 0,90 до 1,20). Увеличение числа Шмука происходит, главным образом, за счет повышения содержания в листьях растворимых углеводов.

13. Магний повышает в растениях сахарной свеклы содержание водонерастворимых пектиновых веществ (протопектина), что способствует увеличению выхода сахара при переработке корней. При дозе 50 кг/га М^О (в виде сульфата магния) содержание протопектина в корнях увеличивается на

- 0,84% по сравнению с контролем.

14. Магний усиливает синтез белка в листьях зерновых культур в период от кущения до выхода в трубку. В фазу колошения происходит отток белкового азота нз листьев в репродуктивные органы, причем магний, усиливает этот процесс. Магниевые удобрения на супесчаной дерново-подзолистой почве повышают на 2—3% белковость зерна ячменя и озимой ржи.

15. Получены достоверные прибавки урожаев от магниевых удобрений (в %*): стеблей сахарного тростника 16 (по выходу сахара — 25); листьев табака 17 (в субтропиках — 15, по извести — 37); зерновых—-23; корней сахарной свеклы — ■ 16; клубней картофеля— Л; зеленого чайного листа 20 (максимально 31); плодов мандарина 60 (молодые деревья).

16. Испытанные на красноземах в совхозе Салибаури Аджарской АССР' местные магний содержащие удобрения (серпентинит, доломит, аммошенит, некондиционный тальк) показывают на. старых чайных плантациях высокую экономическую эффективность. Чистая прибыль с 1 га составляет в среднем 400—800 руб., хозяйственная рентабельности — от 100 до 240%.

Рекомендации производству

I. Выявленные факты дефицита подвижного магния в ряде тропических почв Кубы должны послужить основанием длл проведения агрохимического картирования по обеспеченности почв подвижным магнием.

2. Организация в тропической, зоне географической сети опытов с магниевыми удобрениями позволит установить оптимальные дозы и сроки внесения удобрений, В качестве ориентировочных доз в условиях Кубы можно рекомендовать: под сахарный тростник—100, табак — 75, картофель—60 кг/га М^О.

3. В связи с тем, что до сих пор не налажено массовое производство промышленных, магнийсодержащих удобрений, можно рекомендовать в зоне влажных субтропиков Западной Грузин местные удобрения: агроруды {доломит, серпентинит) и отходы промышленности (некондиционный тальк, цементную пыль, мартеновский шлак). Под чайные растения можно рекомендовать дозы 100 кг/га М^О (в виде аммошенита) и от 200 до 400 к г/га в в (где нерзстворимых удобрений. Магнинсодер-жащие удобрения следует вносить через два года в зимне-весенний период при обработке междурядий чайных и цитрусовых плантаций.

4. Учитывая положительное влияние магния на накопление водонерастворимого протопектина в корнях сахарной свеклы, следует шире практиковать в зоне свеклосеяния применение магниевых удобрений (в дозе 50 кг/га М(*0) на легких почвах с пониженным содержанием подвижного магния.

5. На кислых супесчаных дерново-подзолнстых почвах внесение магниевых удобрений должно сочетаться с известкованием почвы и нейтрализацией физиологи чески кислых удобрений.

. Список опубликованных работ по теме диссертации:

1. Содержание п^итвижнаго магния о почвах красноземного комплекса. Трулы УДН, т. XXXV, вып. 2, 1968 (в соавторстве).

Й-. Роль удобрений в решешм продовольственной проблемы в развевающихся странах. Труди УДН, т. XXXV,-вил. 2, 1568 (в соавторстве).

3. Влияние соп>"гств1 ющял ионов на поступление магшт л рэстешм сахарной свекли. Химия в сельском хозяйстве, .N4 6 (56), 1968 (в соавторстве).

4. Накопление пектиновых вешеств я растениях сзха^чной свеклы под влиянием мапгая. Х»мг;:1 в сельском хозяйстве, № 12 (62), 1968 (в соавторстве).

5. Влияние стелсня окультуренности на подзхжность магния в почвах красноземного комплекса. Труди УДН, т. XI.IV, вил. 3, 1969 (в соавтор-стае).

6. Зависимость урожая сахарного тростнкка от различных доз азотных удобрений. Вестник сельскохозяйственной науки, 7 (1&3),1Э65 (в соавторстве).

7. Влияние азотных удобре;ый на рост и раззнтие сахарного тростника. Всстних сельскохозяйственной шукя, № 9 (163), 1969 (в соазторстве).

8. Влияние магния па углеводный обмен в растен;гях ячменя. Хнмич в сельском хозяйстве^ .V« 2 (76), 1970 (в соавторстве).

9. Влияние различных форм магниевых удобрений на азотный обчел у ячменя. Агрохимии, Л« 5, 1970 (в соавторстве).

10. Обеспеченность под вижни ч магнием трошмескях почз Кубы. Агрохимия, 11, 1970 (a соавторстпе).

11. Вымывание магния из пота Кубы. Агрохимия, Ni 11, 1970 (в соавторстве).

10. Экономичная эффективность применения мапшйсодержащих удобрений. Субтропические культуры, в (МО), 1970 (а соавторстве).

13. Нсобменкое поглощение мага.к« красноземными почвами. Субтропические культу ры, .Va І (til). 1971.

14. Вышелачнвалие л вшюс магния в тропических почвах. Труди УДН, т. LV, вип. 4, 1971 (в гоавторстэе).

15. Обменный магний и «очвах Кубы, Труди УДН, т. LV, вып. 4, 1971 (в соавторстве).

16. Влияние магния на обмен азотистих веществ у ячменя. Трут УДН. Т. LV, вил. 4, 1971 (в соавторстве).

17. Влияние магния на утл сводный обмен озимой ржи. Труды УДН. т. LV, вып. 4, 1971 (в соавторстве). .

18. Образование лект^ночих всшесів в растениях сахарной свеклы под влиянием магння. Труди УДН, т. LV, «un. 4, 1971 (в соавторстве).

19. Дкнам-ика поступления калышя и магния в листья о йеной ржи по фазам развития. Труди УДН, т. LV, вып. 4, 1971 (а соавторстве).

20. Действие магниисодержащихудобрений на -урожай старых чайных плантаії-ій. Труды УДН, т. LV, вып. 4, 1971 (в соавторстве).

21. Влияние мзгнийсодсржащих удобремий на рост и развитие молодых чайних растений. Труды УДН, т. LV, выя, 4, 1971 (в соавторстве).

22. Урожай и качество табака при различных уровнях магниезого питания. Труды УДН, т. LV, вып. 4, 1971 (в соавторстве),

21-Влияние азотных удобрений на урожай сахарного тростника л выход сахара. Труды УДН, т. Lvll, вып. 5, 1971 "(в соавторстве).

21. Влияние влажности и pea канн среды почвы на подвижность магння удобрений. Субтропические культуры, № 5 (115), 1971 (а соавторстве).

25. F.1 .Magnesio en los buelos Tropicales de Cuba. Beiträge zur tropischen und subtropischen Landwirtschaft und Tropenveterinärmedizin 9. Jahrgang. 1971. Heft 3 (Leipzig, DDR, -в соавторстве).

26. La Influencia del Magnesio en el Rendimiento y la Calidad de la Planta <íe Te. Beiträge гиг tropischen und subtropkhen Landwirtschaft un4 Tropen Veterinärmedizin 9. Jahrgang. 1971. Heft 4 (Leipzig, DDR).

27. Магниевое питание растений в услозігах (влажных тропнкоа и суб. тропнкоа. Труды УДН, т. LV, серия »Сельское хоїяйство», выл, 4 (ответственный редактор <борапіка), 1971.

28. Действие удобрений на урожайность томатов в республике Куба. Доклады ВДСХНИЛ, .Vi 2, 1972 (в соавторстве).

29. Эффективность магшйсодержащих и известковых удобрений на молодых мандариновых плантациях. Субтроге-меские культуры, Лз 2 (118), 1972 (в соавторстве).

30l Химизация земледелия разливающихся1 стран. Юбилейный сборник научны* трудов УДИ, 1972.

31. Агрохимия сахарного тростника. М,, 1972 (в соавторстве).

32. Земледелие'Куби. М., 1973 (в соавторстве).

Материалы диссертации доложены.

1. Минеральное питание в удобрение сахарного тростника. Научн, совещание в Центральном университете Кубы (апрель, 1970).

2. Зффектіпность магниевых удобрений на старых чайных плантациях Западной Грузии, Научн. конференц. с.-х. ф-та УДН (ноябрь. 1967).

3. Проблема применения малягезых удобрений в тропических и субтропических странах. Научн, конверсии, с.-х. ф-та УДII (февраль, 1970),

4. Действие азотных удобрений на урожаи н качество сахарного тро-

стияка в условиях Республики Куба. Научи, конференц. с.-х, ф-та УДН (февраль, 1970).

5. Эффектнвность магвийсодержащих удобрений «а чайных плантациям. Научи. копферетц. с.-х. ф-та УДН (февраль, 1970).

6. Итоги изучения эффективности магниевых удобрений в различных поч.&енпо-клшатизескнх зонах. Научи, конференц. с.-х. ф-та УДН (декабрь, 1970).

7. Основные итоги исследований в области магниевого плтання субтропические культур. Вторая научн. конференц. агрохимиков Грузни (Т&н-..thcsi, сентябрь, 1971)

8. Магниевое питание тропических и субтропических с.-х. культур. Научи, совещание в Институте тропического и субтропического сельского хозяйства (Лейпциг, ГДР, октябрь, 1971).

9. Обеспеченность подвижным магнием некоторых почв СССР. Научн, совещание ГермзаскоЛ академии с.-х. наук и Общества почвоведов ГДР (Магденбург, ноябрь, J971).

10. Влияние магниевых удобрений на качество урожая с.-х. культур. Всесоюзное совещание по вопросу «Обеспеченность почв магнием и потреб-иость сельского хозяйства различных районов страны v магнийсодержаших удобрениях» (Москва, март, 1972).

П. Методика крупномасштабного ' агрохимического картирования содержания под&нж и о го магния в красноземных почвах (там же).

12. Проблема магния в сельском хозяйстве тропической и субтропической зоны. Научи, конференц. с.-х. ф-та УДН (апрель, 1972).

13. Содержание усвояемого магния по профилю некоторых тропических почв. Научн. конференц, с.-х. ф-та УДН (апрель,.1972).

14. Химизация земледелия развевающихся стран. Юбилейная яаучя. конференц, УДН (ноябрь, 1972).

15. Действие магниевых удобрекмй на урожайность сахарного тростника. Научн. конференц. с.-х. ф-та УДН (апрель, 1973).

16. Влияние магния на углеводный обмен кукурузы и табака в условиях Кубы, Научн. конференц. с.-х. ф-та УДН (апрель, 1973).

Объем Й9/« п. л.

Заказ 1890.

Тираж 200

Типография Московской с.-х. акаяем»» им, К. А. Тимирязева-А1осква '1250ВД, Тимирязевская ул., д. 44

Информация о работе

Трещов, Андрей Григорьевич
доктора сельскохозяйственных наук
Москва, 1973
ВАК 06.01.04

Автореферат

МАГНИЕВОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ МАГНИЙСОДЕРЖАЩИХ УДОБРЕНИЙ В РАЗЛИЧНЫХ ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОНАХ (НА ПРИМЕРЕ КУБЫ, ЗАПАДНОЙ ГРУЗИИ И ПОДМОСКОВЬЯ) - тема автореферата по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы