Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оптимизация минерального питания соргосахарного на орошаемой светло-каштановойпочве Саратовского Заволжья

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация минерального питания соргосахарного на орошаемой светло-каштановойпочве Саратовского Заволжья"

На.правах рукописи

РГ5 ОД

- 6 ГРН 2303

Дерябин Виктор Николаевич

Оптимизация минерального питания сорго сахарного на орошаемой светло-каштановой почве Саратовского Заволжья

п

/

Специальность 06.01.04. - агрохимия </

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

САРАТОВ - 2000

Работа выполнена в Саратовском государственном университете им Н.И.Вавилова

аграрном

Научный руководитель - кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент Белоголовцев В.П.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Чуб М.П. кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Панасов М

Ведущая организация - Научно-производственное объединение

« Саратовсорго».

Защита диссертации состоится 0 (о « 2000 года в ЛРчасов

заседании диссертационного совета Д. 120.72.01 при Саратовском государственном аграрном университете им. Н.И. Вавилова по адресу: 410600, Саратов, Театральная площадь, 1, СГАУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГАУ. Автореферат разослан 0 Ч « 2000 года

Ученый секретарь

диссертационного Совета и у /

доктор с.-х. наук, профессор СуУ ^/^А.И. Заварзин

</Со'уо

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Создание прочной кормовой базы животноводства всегда Зыло и остается одной из основных задач отрасли растениеводства. Решение задачи, поставленной Правительством Саратовской области, по интенсификации животноводства и доведения поголовья всех видов скота до уровня 1990 года зависит от увеличения производства кормов, особенно на возрождаемых орошаемых землях заволжской зоны.

Повышение урожайности сельскохозяйственных культур, в том числе сахарного сорго, и получение необходимого качества продукции возможно только на основе научного применения удобрений, на основе совершенствования научных эснов комплексной диагностики минерального питания растений.

Особую актуальность приобретает определение нормативных параметров почвенной и растительной диагностики для оптимизации минерального питания горго применительно к орошаемым светло-каштановым почвам Саратовского Заволжья.

Цель исследований. Целью наших исследований являлось установление зональных показателей оптимального содержания в растениях сорго азота и фосфора по фазам роста и развития, а также доступных форм питательных веществ в почве, обеспечивающих получение высоких урожаев зеленой массы сорго сахарного с хорошими кормовыми качествами, и методов корректировки системы удобрения на основе почвенной и растительной диагностики минерального питания.

Задачи исследований. Учитывая отсутствие в зоне светло-каштановых почв экспериментальных данных по комплексной диагностике минерального питания сорго сахарного, в задачу наших исследований входило:

1. Установление оптимальных уровней содержания в почве доступных форм питательных элементов, затрат удобрений для их достижения, а также взаимосвязей уровней плодородия с урожаем с целью раннего прогнозирования урожайности и качества продукции.

2. Определение влияния удробрений на концентрацию основных элементов питания в растениях сорго, установление индексов обеспеченности азотом и фосфором и в связи с этим нахождение возможностей прогнозирования урожая и его качества задолго до уборки.

3. Расчет коэффициентов использования растениями азота и фосфора из почвы и удобрений, расчет выноса этих элементов с единицей урожая.

4. Проведение энергетической оценки систем удобрения, способствующих получению высокого и качественного урожая сорго.

Научная новизна. Впервые на орошаемой светло-каштановой почве Заволжья с использованием методов почвенной и растительной диагностики установлены оптимальные уровни содержания в почве и растениях элементов питания, обеспечивающих получение до 700 ц/га зеленой биомассы сорго сахарного, а также определены затраты удобрений для достижения этого уровня.

Установлены тесные корреляционные зависимости между содержанием в почве доступных форм азота и фосфора и урожаем сорго, а также между концентрацией

этих элементов в растениях и листьях по фазам роста и развития и урожаем, что позволяет прогнозировать его величину и качество.

Проведены расчеты затрат удобрений на создание единицы урожая и коэффициентов использования питательных веществ из почвы и удобрений.

Практическая ценность работы. По результатам выполненных исследований предложены методы расчета доз для системы удобрения и их корректировки на основании результатов анализов почвы, а также растений по фазам роста и развития, обеспечивающие оптимизацию условий минерального питания и получение запланированного уровня урожая зеленой массы сорго сахарного.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и студентов Саратовского государственного агроуниверситета им. Н.И.Вавилова (1998, 1999, 2000 гг.), на научной конференции молодых ученых СГАУ им. Н.И. Вавилова (2000 г.), на Международной научной конференции молодых ученых в Пензенской ГСХА(2000г)

По материалам диссертации опубликованы печатные работы.

Структура и обьем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 8 глав экспериментальной части, выводов, предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Она изложена на страницах компьютерного текста, включает 34" таблиц^/ и <5"~6 рисунков в основном тексте, К) таблиц и$ рисунков в приложении. Список использованной литературы включает наименований, в том числе $ иностранных авторов.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ

Исследования проводились в 1995-1998 годах на орошаемой светло-каштановой тяжелосуглинистой карбонатной почве Саратовского Заволжья на Малоузенской опытной станции (бывшей ОС ВИУА) и АО «Новотульское» Питерского района Саратовской области. Содержание гумуса в пахотном слое 2,352,57%, легкогидролизуемого азота 4,31-4,74 мг/ЮОг почвы, нитратного азота к посеву 1,31-1,47 мг/100 г, подвижного фосфора 1,40-1,61 мг/100 г и обменного калия 36-44 мг/100 г в 1% углеаммонийной вытяжке, рНсол - 7,4.

Полевые опыты осуществлялись в 6-польном зерно-кормовом севообороте, предшественником во все годы исследований была яровая пшеница. Площадь каждой делянки была 85 м2, учетной - 60 м2, повторность 4-х кратная, варианты в повторениях размещали систематическим методом в 4 яруса. Схема опыта представлена в таблице 1. В качестве удобрений использовались аммиачная селитра, простой гранулированный суперфосфат, калийные удобрения не вносились вследствие ранее установленной на опытной станции неэффективности на почвах с высокой обеспеченностью обменным калием. 'Некорневая подкормка 15% раствором мочевины (N30) проводилась в фазу молочно-восковой спелости. Удобрения на делянках вносились перед посевом вручную с последующей заделкой фрезерным агрегатом АКР-3,6 с трактором Т-4. Посев сорго нормой 500 тысяч всхожих семян на 1 га производился сеялкой СН-16 рядовым способом (15 см) при достижении температуры почвы на глубине заделки семян 15-16°С. Сроки поливов устанавливали по состоянию влажности почвы, не допуская снижения ее менее 70%

НВ в слое 0-60 см в периоды от всходов до кущения и от начала формирования зерна до восковой спелости и ниже 80% НВ - в период от кущения до начала формирования зерна. По годам и срокам нормы поливов были 300-500 м3/га, оросительные нормы составляли по годам исследований: 1995 г.- 2200 м7га, 1996 г.-2000 м3/га, 1997 г.- 1600 м3/га, 1998 г.- 2900 м3/га. Поливы осуществляли цождевальным агрегатом ДДА-100МА.

Объектом исследований был гибрид сорго Саратовский силосный.

Сопутствующие фенологические наблюдения и биометрические измерения проводили по Методическим указаниям по проведению полевых опытов с кормовыми культурами.( МСХ СССР, ВНИИ кормов. 1987), определяли прирост яадземной массы, содержание сухого вещества и витамина С, каротина, золы, жира.

В почвенных образцах определяли гумус по Тюрину, легкогидролизуемый азот ю Тюрину и Кононовой, нитратный азот - ионометрическим методом с помощью 1ереносной лаборатории «Диагностика» в слое почвы 0-40 см, подвижный фосфор ю методу Мачигина в 1% углеаммонийной вытяжке в слое 0-30 см.

Химические анализы растений и листьев по фенофазам проводили для всех зариантов и повторностей. Общий азот и фосфор определяли в одной навеске методом мокрого озоления в серной кислоте с перекисью водорода: азот - по {ьельдалю, фосфор - колориметрически. «Сырой» протеин высчитывали терем ножением показателя общего азота на коэффициент 6,25.

Учет урожая проводили на всех делянках всех повторностей в фазе восковой :пелости зерна. Скашивание осуществлялось кормоуборочным комбайном Е-282, явешивание на 1000 кг платформенных весах.

Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась по трограммам дисперсионного и регрессионного анализов на персональном сомпьютере и программам ВЦ НПО «Элита Поволжья».

Расчет энергетической эффективности применения удобрений проводился по методике В.Г. Минеева («Агрохимия», 1990).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ "

1. Влияние удобрений на продуктивность растений сорго

Троведенные нами наблюдения показали, что удобрения практически не влияли на фодолжительность межфазных периодов у сорго до фазы трубкования, в период рубкование - выметывание межфаза увеличивалась на 2-4 дня на вариантах с ¡несением азотных удобрений в дозах более 120 кг/га д.в., такое положение охранялось и в межфазу выметывание - цветение. То есть, именно в периоды [аибольшего нарастания надземной массы, когда идет максимальное потребление -зота. Это вполне согласуется с литературными данными.

Следует отметить, что на прохождение фенофаз по годам исследований ¡ольшее влияние оказывали погодные условия, чем удобрения. В благоприятном 997 году продолжительность межфазных периодов была больше, чем в иггрозасушливом 1998 году.

ice удобрения, их дозы и соотношения способствовали улучшению питательного ежима. На всех удобренных вариантах содержание доступных растениям форм

азота и фосфора было значительно выше, чем на контроле, что привело I нарастанию большей вегетативной массы сорго.

Проведенные нами исследования, результаты которых представлены на рисунке 1, показывают, что нарастание сухой растительной массы наиболее интенсивно на всех вариантах шло от фазы трубкования до выметывания метелки, когда накопление сухой массы составляло 40-55%, затем прирост продолжался, но уже медленнее, в последующие фазы вплоть до уборки (в фазу восковой спелости). Однако положительное влияние удобрений сказывалось уже с фазы кущения. Так, если на контрольном варианте в среднем за 4 года было накоплено 9,1 ц/га сухой биомассы, то внесение 60 кг/га действующего вещества фосфора подняло этот показатель до 14,3 ц/га, или увеличение составило 57% к контролю, Низкая обеспеченность почвы подвижным фосфором не дала возможности достаточно полно проявиться внесенной дозе азота в количестве 60 кг/га. Здесь прибавка составила только 37%, совместное внесение И60Р60 увеличило прибавку на 75%.

Проведенные нами перед уборкой урожая учеты показали, что все удобрения в значительной степени влияли на увеличение высоты растений вплоть до уборки, причем наибольшая высота отмечена на вариантах N2 ЮР 120 и расчетном (Ы221Р125 ), а также на расчетном с некорневой подкормкой мочевиной в дозеЫЗО. Регрессионный анализ показывает высокую положительную зависимость высоты растений перед уборкой от содержания в почве нитратного азота и подвижного фосфора в фазу кущения и выражается уравнением У=92.08+0.582Н+0.348Р при Я2=0.88, где У-высота растений, см, Ы-нитратный азот, кг/га, Р- подвижный фосфор, кг/га, И2 - коэффициент детерминации.

Применение удобрений способствовало сохранению большего количества растений сорго к уборке. Однако, следует заметить, что в 1998 году прибавка количества растений на вариантах N60 и Р60 была математически недостоверна, а в 1995 году эта картина наблюдалась только на варианте N60. В течение четырех лет исследований преимущественное положительное влияние на густоту стояния растений перед уборкой оставалось за фосфорными удобрениями. Достаточно

стабильно увеличение сохранности растений к уборке во все годы исследований проявилось с варианта Ы90Р90 до Ы240Р90, лучшее же влияние отмечено на вариантах N210Р90, Ы210Р120, расчетном и расчетном с некорневой подкормкой. Результаты регрессионного анализа показывают тесную коррелятивную зависимость между густотой стояния растений и содержанием в почве нитратного азота и подвижного фосфора в фазу кущения и описывается уравнением У= 329.5 + 0.102ЬГ + 0,ЗЗЗР при Я2=0.93, где У- густота стояния растений перед уборкой. Таким образом, улучшение режима питания растений сорго под влиянием удобрений способствовало увеличению высоты растений, значительному усилению нарастания сухой массы растений, сохранности их к уборке, что в конечном итоге привело к повышению урожая.

Таблица 1. Влияние минеральных удобрений на урожай сорго сахарного

№Ns п/п Варианты опыта Урожайность, ц с 1 га Прибавка урожая

1995 г. 1996 г. 1997 г. 1998 г. Среднее за 4 года ц с 1 га % к контролю

1 Контроль 331 341 352 325 337

2 Р60 400 405 423 387 404 67 20

3 N60 391 397 415 381 396 59 18

4 №0Р60 420 430 444 424 430 93 28

5 №0Р6() 480 482 511 451 481 144 43

6 ГШОРбО 465 464 497 431 464 127 38

7 КЧ20Р60(К60 +N60)* 482 487 511 458 485 148 44

8 №0Р90 504 506 537 473 505 168 50

9 Ш20Р90 522 525 555 489 523 186 55

10 Ш80Р90 562 576 623 524 571 234 70

11 Ш80Р90(К'90 +N90)* 581 593 638 542 589 252 75

12 К90Р120 521 547 577 484 532 195 58

13 ^20Р120 555 576 617 510 565 228 68

14 №10Р90 610 627 676 563 619 282 84

15 К210Р120 636 643 694 594 642 305 90

16 Расчетный на .700 ц/га 635 641 695 589 640 303 90

17 Расчетный +№0(некорнев) 636 645 693 591- 641 304 90

18 №40Р90 594 605 645 546 598 261 77

НСР„5.ц 18,4 23,9 22,0 14,4

Примечание: Азот вносился в два срока: первый перед посевом, второй - в кущение перед поливом

Анализ данных приведенной таблицы показывает, что азот удобрений в начительной степени влиял на продуктивность сорго сахарного. Так, внесение |дного азотного удобрения в дозе N60 на естественном фосфатном фоне обеспечило [рибавку урожая 59ц/га, или на 18% больше по сравнению с контрольным ариантом. Увеличение доз азота на фоне Р60 до 90 кг/га д.в повысило прибавку рожая на 77 ц/га, однако дальнейшее повышение дозы азота еще на 30 кг/га д.в. на еизменном фосфатном фоне Р60 уменьшило этот показатель на 17 ц/га. Можно

б

предположить о недостаточной для этой дозы азота обеспеченности фосфором, так как эта же доза (N120), но уже на фоне Р90, подняла прибавку до 59 ц/га. Аналогичная картина наблюдается и при возрастании доз азота на неизменном фоне Р90. Особо следует отметить, что дробление доз N120 и N180 на два срока обеспечивало во все годы исследований прибавку дополнительно 18 ц/га, или на 5% по сравнению с единовременным внесением всей дозы до посева.

Внимательное рассмотрение урожайных данных дает возможность установить также положительное влияние фосфорных удобрений. Анализ экспериментальных данных приведенной таблицы показывает, что применение только одного фосфорного удобрения на почве с низкой фосфатной обеспеченностью значительно повышает урожайность сорго. Внесение 1 кг/га действующего вещества удобрения дает агрономическую эффективность в 112 кг зеленой массы сорго. Совместное применение азотных и фосфорных удобрений в различной степени обеспечивает прибавку урожая зеленой биомассы сорго и зависит не только от доз, но и соотношений азота и фосфора. Так, внесение каждых последующих 30 кг/га действующего вещества фосфора на фоне N90 ведет к увеличению прибавки урожая на 24-27 ц/га, а такой же шаг на фоне N120 повышает прибавку уже на 42-59 ц/га. То есть, подтверждается общепризнанное положение о смене минимумов при изменении доз применяемых удобрений. В первом случае доза фосфора Р90 не обеспечивалась необходимым количеством азота, во втором случае соотношение азота и фосфора оказалось более благоприятным для растений сорго и фосфор удобрений использовался более эффективно. В наших опытах наивысшая урожайность сорго достигнута на вариантах расчетном на 700 ц/га (в среднем №21Р125- расчет балансовым методом с учетом запасов доступных форм азота и фосфора в почве к моменту посева), №10Р120 и расчетный с некорневой подкормкой 15% раствором мочевины в дозе N30. Несмотря на поливы, близкая к расчетной урожайность сорго получена только в 1997 году, самом благоприятном по погодно-климатическим условиям. Наиболее низкий урожай в целом по опыту учтен в острозасушливом 1998 году. Вероятность расчетной урожайности составила в среднем за 4 года исследований 91% при.колебаниях по годам - 84-99%. Мы ставили перед собой задачу установить до какого уровня можно поднять урожайность сорго, постепенно увеличивая дозы азота и фосфора и не снижая их эффективности. Анализ экспериментальных данных (таблица 2) позволяет сделать вывод о том, что рост урожая наблюдается до варианта №10Р120, практически одинаковую величину с ним показывают расчетный вариант и вариант с некорневой подкормкой.

Удобрения на всех вариантах показали высокую окупаемость 1 кг действующего вещества натуральной прибавкой урожая. Самую высокую окупаемость(112 кг зеленой или 45 кг сухой биомассы) дал вариант с внесением одного фосфорного удобрения в дозе Р60.

Таблица 2. Окупаемость удобрений прибавкой урожая (Среднее за 1995-1998 п-.)

Варианты опыта Урожайность, ц/га Прибавка урожая, кг/га Суммарная доза удобрений, кг/га д. в. Окупаемость 1 кг д.в*

Урожаем JC/1CWM! массы, кг Урожаем сухой массы, кт

Контроль 337

Р60 404 6700 60 112 45

N60 396 5900 60 98 30

N60P60 430 9300 120 78 28

N90P60 481 14400 150 96 31

N120P60 464 12700 180 71 23

N120P60(N60+N60) 485 14800 180 32 26

N90P90 505 160800 180 93 34

N120P60 523 18600 210 89 32

N180P90 571 23400 270 87 29

N180P90(N90+N90) 589 25200 270 93 31

N90P120 532 19500 210 93 34

N120P120 565 22800 240 95 34

N210P90 619 28200 300 94 29

N210P120 642 30500 330 92 32

N221Р12 5(расчет) 640 . 30300 346 88 30

Расчетный +N30 641 30400 376 81 29

N240P90 598 26100 330 79 24

Удобрения на всех вариантах показали высокую окупаемость 1 кг действующего вещества натуральной прибавкой урожая. Самую высокую окупаемость(112 кг зеленой или 45 кг сухой биомассы) дал вариант с внесением одного фосфорного удобрения в дозе Р60. Остальные дозы и соотношения минеральных азотно-фосфорных удобрений обеспечивали окупаемость натуральной прибавкой примерно одинаковую(80-90 кг/кг). Дробление дозы азота на два срока увеличивало окупаемость на 6-11 кг по сравнению с однократным внесением всего количества азота перед посевом.

Результаты наших исследований показывают, что виды, дозы и соотношения удобрений по-разному влияют на качественные показатели урожая биомассы сорго (таблица 3).

Таблица 3. Влияние минеральных удобрений на качество урожая сорго

Содержание в % на сухое вещество

Варианты Урожайность, ц/га Сырой Сырой Сырая Сырая Каротин, N-N03.

опыта протеин жир клетчатка зола БЭВ мг/кг сухого в-ва Мг/кТ СУХОЙ

массы.

Контроль 337 6.08 2.65 30.4 7.56 53.3 29.1 245

Р60 404 6.25 2.59 30.9 8.07 52.2 30.2 232

N60 - 396 6.43 2.55 30.1 7.83 53.1 37.3 258

Ы60Р60 430 6.58 2.56 29.8 7.96 53.1 38.2 251

Ы90Р60 481 6.85 2.57 29.2 7.98 53.4 40.4 263

N120Р60 464 7.33 2.67 28.1 7.92 54.1 42.3 271

М120Р60(Ы60+ N60)* 485 7.65 2.68 28.2 7.9 53.6 не определялось 262

№0Р9О 505 7.13 2.68 29.6 8.01 62.6 40.2 255

1Ч120Р90 523 7.51 2.79 27.8 7.96 53.9 41.9 265

Ш80Р90 571 7.88 2.67 27.4 7.89 54.2 43.8 276

Ю80Р90(К90+ N90)* 589 8.22 2.66 27.5 7.86 53.8 не определялось 266

N90? 120 532 7.21 2.71 29.8 8.14 52.1 не определялось 252

Ш20Р120 565 7.68 2.78 28.9 7.94 52.7 40.9 259

№10Р90 619 8.18 2.62 27.1 7.84 54.3 46.2 264

Ы210Р120 642 8.53 2.79 27.5 7.92 53.3 43.6 254

Расчетный на 700ц 640 8.53 2.78 27.4 7.89 53.4 45.6 256

Расчетный + N30 641 9.01 2.77 27.2 7.88 53.1 47.4 258

№40Р90 598 8.33 2.64 26.9 7.68 54.5 48.9 279

НСР05 14,4-23,9 о,11-о,з1 0,11-0,14 1,48-1,63 0,22-0,28 1,23-1,32 1,65-1,94 14,4-18,2

Анализ данных приведенной таблицы позволяет сделать вывод о том, что и азотные и фосфорные удобрения, а также их разные дозы и сочетания оказали определенное влияние на качественные показатели урожая сорго сахарного.

На содержание протеина в биомассе преимущественно влиял азот удобрений. Так, если прибавка протеина от Р60 составила в средне за 4 года 0,17% (абсолютных), то N60 увеличил этот показатель вдвое (0,35%). При рассмотрении парных сочетаний ИР также обнаруживается доминирующее действие азота. Это положение подтверждается данными регрессионного анализа и выражается уравнениями: У=5.795+0.0125К при И2 = 0,97 ± 0.08 и

У = 6.523 + 0.006Р при Я2=0.90 ±0.08, где У - содержание протеина в сухой биомассе сорго( в %), N и Р - дозы азота и фосфора удобрений(кг/га д.в.).Достоверную прибавку содержания протеина ( в среднем на 0,48%) обеспечила некорневая подкормка растений сорго в фазу молочно-восковой спелости

Следует также отметить, что содержание протеина в растениях сорго изменялось и под влиянием погодных условий: наибольшее его количество было в менее благоприятные (по увлажнению) годы и наименьшее - в благоприятные. В острозасушливом 1998 году содержание протеина на контроле составляло 6,2%, на расчетном варианте -9,1%, в благоприятном 1997 году - соответственно 5,9% и 7,9%.

Под влиянием удобрений содержание сырой клетчатки также изменялось. Азотные удобрения способствовали снижению количества клетчатки в биомассе сорго. Установленная математическая зависимость между содержанием клетчатки и дозами азота удобрений выражается уравнением регрессии: У= 30.36- 0.02Н при 11=0.89 ±0.07, где У - содержание клетчатки, % на сухое вещество, И.-коэффициент корреляции, Ы-доза азота удобрений, кг/га действующего вещества. Действие фосфора удобрений на этот показатель было противоположным - количество клетчатки увеличивалось, что также подтверждается результатами математической обработки и выражается уравнением регрессии: У=28.6+0.01Р, при К=0.98 ±0.08, где Р- доза фосфора удобрений.

Какого либо математически достоверного влияния удобрений на содержание безазотистых экстрактивных веществ в наших опытах обнаружено не было.

Содержание в урожае «сырой» золы также изменялось под влиянием внесенных удобрений, преимущественное увеличение этого показателя происходило от действия фосфора удобрений, от азота - в меньшей. При внесении удобрений в парных сочетаниях (ОТ) увеличение дозы азота на неизменном фоне фосфора( Р90) вело к снижению содержания золы. Повышение же дозы фосфора на неизменном фоне азота(Ы120) увеличивало этот показатель качества биомассы сорго. Достоверность приведенных положений доказывается результатами регрессионного анализа и выражается уравнениями: для азота - У=8.2-0.002Ы при К=0.94±0.05, для фосфора - У=0.94+0.004Р при 11=0.94±0.06, где N и Р - дозы азота и фосфора удобрений, кг/га действующего вещества.

Влияние азота и фосфора удробрений и их парных сочетаний на содержание «сырого» жира в урожае сорго было аналогично их действию на количественный показатель «сырой» золы.

Действие азота удобрений на такой важный показатель качества корма, как каротин, было в достаточной степени положительным. С повышением доз азота на неизменном фоне фосфора удобрений (Р90) содержание каротина возрастало с 40,2мг% на варианте И90Р90 до 48,9мг% на фоне Ы240Р90 и выражается уравнением регрессии У=34.98+0.05Н при Я=0.98±0.08, 112=0.96; влияние фосфора удобрений на неизменном азотном фоне (N120) было отрицательным, что подтверждается также результатом регрессионного анализа в виде уравнения У=43.8-0.0233Р при 11=0.97±0.11, Я2=~0.94, где У- содержание каротина в биомассе, N и Р - дозы азота и фосфора удобрений.

Как известно, под влиянием азота удобрений увеличивается количество свободных нитратов в растениеводческой продукции, что ведет ухудшению ее качества. Результаты наших исследований показывают, что внесенные удобрения изменяли содержание нитратов в зеленой биомассе сорго: азот удобрении увеличивал их количество пропорционально повышению дозы, эта закономерность выражается уравнением регрессии У=244.1+0.156М при 11=0.95±0.09, Я =0.90; фосфор удобрений способствовал снижению содержания этого нежелательного компонента: У=273.17-0183Р при Я=0.97±0.08, Я2=0.94. Однако на всех вариантах содержание нитратов было ниже ПДК.

2. Почвенная диагностика минерального питания сорго.

Наши исследования (Рисунок 2) показали, что содержание нитратного азота в почве в слое 0-40см на всех вариантах увеличивается от посева до всходов. На черноземных почвах Куйбышевского Заволжья подобное явление наблюдал А.А.Марковский(1986), на темно-каштановых почвах Саратовского Заволжья -Палагина Т.Я. и Белоголовцев В.ГЦ1996). Больше всего этой формы азота накапливалось в указанный межфазный период в засушливых 1995 и 1998 годах, увеличение составило 23% к исходному содержанию (перед посевом), в то время как в 1996 и 1997 годах это изменение составляло 13-14%. Затем по мере роста

значительное снижение запасов нитратного азота до минимального значения к уборке.

Между урожайностью зеленой массы сорго и содержанием нитратного азота в почве перед посевом имеется четкая положительная взаимосвязь, которая описьтается уравнением регрессии третьего порядка:

У-167.93+2.52Ы + 0.00285Ы2 - 0.000022Ы3 при 11=0.917±0.10, где N -содержание нитратного азота в почве, кг/га.

На основании теоретических кривых графиков зависимости урожайности сорго от содержания в почве нитратного азота в разные фазы роста и развития растений определены оптимальные уровни содержания его для достижения запланированного урожая зеленой массы сорго сахарного.

Таблица 4. Оптимальные уровни содержания нитратного азота в почве в слое 0-40 см, обеспечивающие достижение планируемого урожая (Среднее за 1995-1998 гг.)

Планируемая урожайность, ц/га Содержание нитратного азота в почве, кг/га

Сроки отбора образцов почвы и фазы роста и развития

Перед посевом Всходы Кущение Выметывание

350 72 84 "60 45

350-400 72-93 84-112 60-108 45-93

400-450 93-114 112-136 108-133 93-115

450-500 114-136 136-159 133-154 115-133

500-550 136-162 159-184 154-176 133-153

550-600 162-196 184-204 176-202 153-173

При содержании нитратного азота ниже требуемого уровня, соответствующего планируемой урожайности, расчет доз азотных удобрений следует проводить по методу доведения до оптимума (МДОП). Для этого надо пользоваться формулой ВИУА: 0=[(Мопт.-Ыисх.)*100]/А, где Б- расчетная доза азота удобрений, кг/га действующего вещества, Мисх,- исходное содержание N-N03 в слое 0-40 см, мг/кг, №>пт. - содержание нитратного азота в слое 0-40 см, обеспечивающее получение запланированного урожая, мг/кг почвы, А — увеличение содержания N-N03 в определенном слое почвы от внесения 100 кг/га действующего вещества удобрения.

В наших опытах это увеличение составило, в среднем, 12,7 мг/кг. Результаты определения подвижных фосфатов в почве под сорго (рис.3) показывают некоторое увеличение их содержания в слое 0-30 см от посева до всходов. В эту же фазу роста и развития сорго отмечен и максимум накопления подвижной Р2О5 в почве. По-видимому, к этому периоду почва достаточно прогревается, усиливается процесс гидролиза органических соединений фосфора в почве и количество усвояемых фосфатов увеличивается. Большое значение могло иметь и возможное повышение биологической активности почвы, в результате чего происходило вовлечение в биологический круговорот большого количества первичных форм

I,минеральных фосфатов, слабо растворимых и мало доступных растениям (Дмитренко П.А., 1957).

Затем в связи с интенсивным приростом сухой массы растений сорго идет падение содержания легкодоступного фосфора в почве вплоть до уборки. Следует отметить, что повышение содержания подвижных форм фосфора в весенний период под различными культурами наблюдали Булахова П.С. (1965), Райков В.Н. (1988), Белоголовцев В.П., Палагина Т.Я. (1996) и другие.

Результаты наших исследований показывают, что содержание подвижной Р2О5 в почве в слое 0-30 см во все фазы роста и развития сорго на всех удобренных вариантах было выше, чем на контроле. Установлена прямая пропорциональная зависимость между дозами фосфорных удобрений и содержанием доступного фосфора в почве, которая описывается для фазы всходов уравнением регрессии У=71.83 + 0.38Р при г=0.99±0.01 для вариантов фона N90 и У=72.17 +0.42Р при р=0,99±0,04 для фона N120, где Р - доза фосфора удобрения, кг/га д.в. Отдельное внесение фосфорного удобрения в дозе 60 кг/га д.в. способствовало увеличению содержания подвижного фосфора в почве в фазу всходов на 23 кг/га или на 6 мг/кг. Расчет показывает, что для повышения содержания доступного фосфора на 1 мг/кг почвы в слое 0-30 см требуется внести в среднем 9,9 кг д.в. удобрения. По годам исследований норматив затрат на увеличение содержания подвижного фосфора на 1 мг/кг почвы был различным: в сухие годы они составили 10,2-10,6 кг, в более увлажненные — 9,1-9,7 кг. Такое положение вещей можно, по всей вероятности, объяснить лучшими условиями минерализации органического вещества в верхнем быстро теряющем влагу слое почвы при благоприятных условиях влагообеспеченности.

Проведенные нами расчеты дают возможность сделать заключение о том, что азотные удобрения, внесенные на фоне фосфорных, способствуют увеличению концентрации доступного фосфора в почве. Установлено, что каждые 30 кг/га азота

удобрений обеспечивают повышение содержание подвижной Р2О5 на 2-4 мг/кг почвы в зависимости от доз азотных и фосфорных удобрений. Этот факт вполне согласуется с результатами исследований Ф.В.Чирикова (1956), который выявил, что систематическое внесение азотнокислых и фосфорнокислых солей минеральных удобрений значительно увеличивает концентрацию водородных ионов в почвенном растворе, приводящую к усилению гидролиза как органических веществ, так и фосфоросодержащих пород (гидроксиапатитов), способствующего тем самым повышению содержания в почве подвижных фосфатов. В наших исследованиях установлена тесная математическая зависимость

Сроки отбора образцов почвы Уравнения регрессии Корреляция Критерий t

Перед посевом Y=1270.S7 - 36 71Р + 0.454Р2 - 0.0016Р3 R= 0.922±0.097 9.517*

Всходы Y= 1625.26-46.57Р + 0.534Р" - 0.0018PJ R= 0.923*0.096 9.590*

Кущение Y= 2.608.86 - 84.87P + 1.012F1- 0.0037]^ R=0.905±0.106 8.527*

Выметывание Y= 22516.18 - 88.73P + 1.151Рг- 0.0045Р" R= 0.894±0.112 7.974*

между содержанием подвижного фосфора в почве во все сроки определения с продуктивностью сорго. Продуктивность растет наиболее заметно в пределах содержания доступного фосфора 75-110 кг/га, увеличение количества этого элемента свыше 110 кг обеспечивает уже более медленный прирост с выходом на плато, а свыше 128 кг/га для первого срока определения ведет к снижению урожая зеленой массы сорго.

I а 92 S.

£ "9 3

э

t el 8S £

O.S6

у = -0 0014x' + О 0092x: - 0 0009x + 0 9067 К1 - 0 9029

¿¿F^ ; .....

- s i i » \

! NL»'» " —lot

i ' ~ —en8» "'"-J n l i i >-. \

1 i ! : N.\ i у * *0 [)026x' 0 023э|сг - 0 0698X * 0 $753 \д -

j i я' -'6 m* i \ 1 i 1 \ i i i

! 1 1 83 i '*.

кущение аым

Вани« цветение

уборка

ый

фосфор

-Пояняо* налвпый (нитрат»

-Полином нальный (подан х кыН

фосфор)

Зависимость урожая от содержания нитратного азота и подвижного фософора I почве, среднее за 1995-1998 гг.

Рис 4

Линии приведенного графика показывают, что между урожаем и содержанием в почве нитратного азота вплоть до уборки сохраняется очень тесная зависимость,

особенно от фазы кущения до цветения. Это говорит нам, что азот потребляете растением в течение всей вегетации. Картина по фосфору несколько иная: здес период наиболее тесной взаимозависимости определен межфазами посев-всходы затем идет некоторое снижения, а от фазы цветения линия тренда резко уходит вниз хотя показатель достоверности взаимосвязи еще достаточно высок (0,83). На основании теоретических кривых 1рафиков ^зависимости урожая сорго о количества в почве подвижного фосфора установлены оптимальные уровн) содержания доступной растениям Р2О5, обеспечивающие получена запланированного урожая (таблица 5).

Таблица 5. Оптимальные уровни содержания подвижного фосфора в почве,

обеспечивающие получение запланированной урожайности сорго (Среднее за 1995-1998)

Планируемая урожайность, ц/га Содержание подвижной Р2О5 в почве в слое 0-30 см, кг/га

Сроки отбора образцов почвы и фазы роста и развития сорго

Перед посевом Всходы Кущение Выметывание

350 58 60 58 51

350-400 58-76 60-82 ' 58-79 51-73

400-450 76-86 82-91 79-86 73-79

450-500 86-95 91-99 86-93 79-85

500-550 95-103 99-107 93-99 85-91

550-600 103-113 107-118 99-108 91-99

Как видно из приведенной таблицы, для получения урожая зеленой массы соргс 350 ц/га достаточно иметь к посеву в почве на одном гетаре 58 кг подвижного фосфора, определенного по методу Мачигина. Для обеспечения урожая в 600 ц/га потребуется уже ИЗ кг/га.

Для оперативного вмешательства в фосфорное питание растений с целью его улучшения лучше всего диагностику проводить в ранние сроки: перед посевом, всходы и кущение.

Чтобы получить запланированный урожай в случае содержания фосфора ниже оптимального уровня необходимо довести его до такового внесением удобрений. Для этого надо иметь показатель сдвига содержания подвижного фосфора на 1 мг/кг почвы от внесенных 100 кг/га действующего вещества фосфорного удобрения. В наших опытах этот норматив затрат удобрения установлен в среднем в 9,9 кг д.в. на 1 га, или увеличение содержания Р205 от 100 кг/га действующего вещества удобрения составляет в среднем 10,1 мг/кг почвы.

Важно отметить, что значение увеличения, полученное в наших исследованиях, близко к данным других авторов. Так, Листопад Г.Е., Иванов В.Ф.,КлимовА.А.,ФилинВ.И.(1978) для светло-каштановых почв Волгоградского Заволжья установили этот показатель в среднем 12 мг/кг.

Расчет доз удобрений следует проводить по формуле ВИУА, показанной в разделе по азотной диагностике.

Таким образом, выявленные закономерности и тесные зависимости между содержанием доступных растениям форм питательных веществ в почве и урожайностью сорго, а также установленные уровни оптимального содержания нитратного азота и подвижного фосфора в почве в диагностируемых слоях и нормативы затрат удобрений для их достижения дают практическим работникам возможность прогнозировать и получать запланированные урожаи.

3.Растительная диагностика минерального питания сорго.

Поскольку потребность растений в элементах минерального питания является характерной физиологической особенностью каждой культуры, можно рассчитывать на то, что по результатам химического анализа растений или отдельных органов возможно определить степень обеспеченности их минеральным питанием..

Сопоставление содержания элементов питания в растениях с наличием их в почве, с условиями выращивания позволяет установить оптимальные дозы удобрения под запланированный урожай.

Метод растительной диагностики предполагает, с одной стороны, установить параметры достаточного содержания макроэлементов в различные периоды роста и развития растений, а с другой стороны - разработать систему удобрения, обеспечивающую выращиваемую культуру необходимым питанием в конкретных условиях ее вегетации. На основе объективных критериев уровня обеспеченности растений питательными веществами растительная диагностика позволяет активно влиять на процесс формирования урожая и его качества путем уточнения системы удобрения в течение всего периода вегетации, что особенно приемлемо в условиях орошения.

В наших опытах в динамике азота в растениях и листьях сорго в течение вегетации отмечено его максимальное содержание в первый срок определения, затем количество общего азота постепенно убывало. Такое положение было характерно для всех вариантов, в том числе и для контрольного. Наибольшее снижение содержания азота было заметно от первого срока определения до выметывания метелки, когда шло быстрое нарастание биомассы и второе резкое снижение наблюдалось от фазы цветения до уборки, что можно объяснить оттоком азотистых органических соединений из листьев в генеративные органы. Следует отметить, что в более засушливые 1995 и 1998 годы содержание азота в листьях было выше, чем в 1996 и, особенно, в 1997 году, когда погодные условия были самыми благоприятными для роста и развития растений сорго.

Внесенные удобрения положительно влияли на содержание общего азота в растениях сорго, что было заметно уже в фазу кущения, преимущество, естественно, за азотными удобрениями, внесенными как отдельно, так и совместно с фосфорными. Внесение удобрения в дозе N60 увеличило содержание азота в фазу кущения на 0,66%. Установлена очень тесная корреляционная зависимость концентрации азота в растениях от содержания нитратного азота в почве, которая выражается уравнением регрессии У=2.262 + 0.01 ЗN при Г12=0.998. Следует заметить, что и фосфорные удобрения также обеспечивали увеличение содержания

азота в растениях, так, доза Р60 повысила этот показатель на 0,07% по сравнению с контролем. Высокое содержание общего азота отмечалось на вариантах М210Р120, расчетном и расчетном с некорневой подкормкой мочевиной во все фазы роста и развития. Некорневая подкормка увеличила концентрацию азота в листьях растений, отобранных перед уборкой, на 0,07%, что способствовало улучшению питательной ценности корма.

Математическая обработка аналитических данных методом регрессионного анализа показала наличие тесной корреляционной взаимосвязи между концентрацией азота в листьях сорго и урожаем и описывается уравнениями третьего порядка:

Кущение --У=10222.77 - 7404.87И +1809.9Ш2 - 142.49Ы3, 11=0.95±0.08,

Трубкование - У=1016.12 - 743.29И+~236.67Ы2 - 20.75Ы3, Я=0.96±0.07

Выметывание -- У=468.67 - 401.09И + 228.63Ы2 - 29.1Ш3, 0.961±0.07,

Цветение - У=414.04 - 568.94Ы + 397.37Ы2 - 59.86М3, Ы= 0.966±0.06,

где У- урожай биомассы сорго, ц/га, И- содержание общего азота, % на сухое

вещество.

Высокий уровень положительной корреляции между урожаем зеленой массы и концентрацией азота в листьях вегетирующих растений свидетельствует с важнейшей роли азота в формировании уровня продуктивности сорго сахарного.

Выявленные взаимосвязи положены в основу при разработке прогнозоЕ урожайности в зависимости от содержания азота в растениях и листьях.

Таблица б.Оптимальное содержание азота в листьях, обеспечивающее

достижение запланированной урожайности( Среднее за 1995-1998 гг.)

Планируемая урожайность, ц/га Содержание общего азота, % на сухое вещество

Фазы роста и развития растений

Кущение* Трубкование Выметывание Цветение

350 3,18 2,92 2,12 1,88

350-400 3,18-3,46 2,92-3,34 2,12-2,28 1,88-2,04

400-450 3,46-3,78 3,34-3,66 2,28-2,56 2,04-2,20

450-500 3,78-4,14 3,66-3,98 2,56-2,80 2,020-2,36

500-550 4,14-4,52 3,98-4,32 2,80-3,06 2,36-2,54

550-600 4,52-4,95 4,32-4,72 3,06-3,36 2,54-2,72

600-650 4,95-5,42. 4,72-5,26 3,36-3,80 2,72-2,90

^Примечание: Целые растения

Для коректировки содержания в листьях азота с целью доведения его дс оптимального расчетным методом на основании данных полевых опытов нам! установлены нормативы затрат действующего вещества азотных удобрений дд: повышения концентрации на 0,1% в фазу кущения - 10-12 кг/га, в фазу трубковани; - 13-14 кг/га, в фазу выметывания - 18-20 кг/га.

Из величин предложенных нормативов следует еще раз целесообразность ранних азотных подкормок.

Известно, что накопление фосфора в растениях определяется, в основном, уровнем их азотного питания(Удовенко Г.В., Безлюдный Н.Н.,1966, Соколов А.В.,1970, Никитишен В.И.,1984 и другие). Недостаток азота подавляет поглощение фосфора и снижает степень включения его во фракции важнейших фосфорорганических соединений (Никитишен В.И.,1977).

Результаты наших исследований показывают, что максимальное содержание фосфора в растениях сорго отмечено в первые сроки определения. Затем, также как в содержании азота, идет постепенная убыль, достаточно хорошо заметная от фазы кущения до выметывания метелки.

Азотные и фосфорные удобрения при их отдельном внесении и при совместном положительно влияли на концентрацию фосфора в растениях сорго. Преимущественное действие, естественно, оказывал фосфор удобрений. Так, если от внесения Р60 содержание этого элемента по сравнению с контролем повысилось в фазу кущения на 0,21%, то от N60 - только на 0,11%, или почти в два раза меньше, в фазу трубкования эти показатели составили соответственно 0,10% и 0,06%. Тенденция увеличения содержания фосфора в растениях наблюдается при внесении азотных удобрений на неизменном фоне фосфорных. Применение азота на фоне фосфора способствует снижению затрат удобрения на увеличение концентрации этого элемента в растении. Так, в фазу кущения затраты фосфора удобрений на повышение содержания P2Os в растении на 0,01% от Р60 составили 2,86 кг/га, то внесение этой же дозы на фоне N90 снизило затраты удобрения до 2,31 кг. Такое же положение сохранилось в фазу трубкования: на варианте Р60 норматив составил 6,0 кг/га, а на вариантеЫ90Р60 только 3,75 кг/га. Таким образом, азот удобрений способствует улучшению фосфорного питания при экономии затрат фосфорных удобрений на повышение концентрации Р205 в растениях.

Установлена тесная положительная зависимость содержания фосфора в растениях от содержания подвижного фосфора в почве. В фазу кущения она выражается уравнение регрессии третьего порядка Y=3.96-0.105P+0.0012P2-0.000004P3 при R=0.945±0.082, где Р- содержание подвижного фосфора в почве, кг/га.

Результаты математической обработки аналитических данных о содержании фосфора в растениях и листьях сорго методом регрессионного анализа показали на факт тесной корреляционной зависимости между урожаем биомассы сорго и концентрацией фосфора. Эта зависимость описывается уравнениями: Кущение - Y= -270.10 + 437.37Р+140.95Р2 - 56.084Р3, R=0.958±0.072, Трубкование -Y=-l897.52 + 4998.44Р - 3724.14Р2 + 1058.71Р3, R=0.956±0.074, Выметывание-Y=-4019.81+l 8181 ■73P-25731.46P2+12850.87P3- R=0.954±0.075. где Y - урожай сорго, ц/га, Р- содержание общего фосфора в растениях и листьях, % на сухое вещество, R- коэффициент корреляции.

На основании теоретических кривых линий графиков установлено оптимальное содержание фосфора в растениях и листьях сорго в расчете на запланированную урожайность (таблица7).

Таблица 7. Оптимальное содержание фосфора в листьях, обеспечивающе< запланированную урожайность (Среднее за 1995-1998 гг.)

Планируемая урожайность, ц/га Содержание общей Р2О5, % на сухое вещество

Фазы роста и развития

Кущение Трубкование Выметывание

350 1,17 0,89 0,56

350-400 1,17-1,25 0,89-0,95 0,56-0,60

400-450 1,25-1,38 0,95-1,02 0,60-0,65

450-500 1,38-1,47 1,02-1,09 0,65-0,70

500-550 1,47-1,58 1,09-1,17 0,70-0,74

550-600 1,58-1,69 1,17-1,25 0,74-0,77

600-650 1,69-1,80 1,25-1,32 0,77-0,81

Для корректировки содержания фосфора в растениях в целях доведения дс оптимального нами на основе полевых опытов рассчитаны нормативы затрат фосфорных удобрений (действующего вещества) для повышения концентрации нг 0,01%: в фазу кущения - в среднем 2,58 кг/га, в фазу трубкования - 3,20 кг/га, в фаз> выметывания — 4,93 кг/га.

Таким образом, знание оптимальных уровней содержания общего фосфора е растениях и листьях сорго и нормативов затрат удобрений, внесением которых можно достичь этого уровня, позволяет практическим работникам управляй продуктивностью растений и прогнозировать возможный урожай выращиваемой культуры.

4.Минеральный состав урожая и вынос питательных веществ.

В физиолого-биохимических процессах, протекающих в растениях сорго, а также е качественной оценке биомассы урожая, важное значение принадлежит макро- и микроэлементам, входящим в состав золы. Как утверждает Демолон (1961). минеральный состав растений представляет двойной интерес. С одной стороны, он указывает на вынос элементов питания с урожаем из субстрата, а с другой стороны, он непосредственно отражается на минеральном питании человека и животных. Состав этот изменяется в достаточно широких пределах не только по абсолютному содержанию элементов, но особенно по соотношению между ними. Достаточна сильное влияние на химический состав растений оказывают минеральные удобрения.

Наши исследования показали, что все удобрения, виды, дозы и соотношения увеличивают концентрацию основных элементов питания в биомассе урожая сорго (таблица 8.)

Таблица8. Влияние видов удобрений на минеральный состав биомассы урожая сорго (Среднее за 1995-1998 гг.)

Варианты опыта Содержание, % на сухое вещество

Общий азот Общий фосфор

% % + -

Контроль 0.97 0,47

N90 Р90-контроль-1 1.14 0,59

N120 Р90 1.20 0,06 0,61 0,02

N180 Р90 1.26 0,12 0,61 0,02

N210 Р90 1.31 0,17 0,66 0,07

N240 Р90 1.33 0,19 0,64 0,05

Р60 К90-контроль-2 1,10 0,54

Р90 N90 1,14 0,04 0,59 0,05

Р120- N90 1,15 0,05 0,64 0,10

3 специфике действия отдельных видов удобрений установлено, что увеличение юзы азота с 90 кг/га до 240кг значительно повышало содержание общего азота в оастениях (с 1,14 до 1,33%), на концентрацию же фосфора заметно действовала доза 4210. В то же время увеличение дозы азота до 240 кг/га на неизменном фоне Р90 обнаруживало тенденцию к уменьшению этого показателя. Такое же негативное аействие на накопление фосфора от высоких доз азота наблюдали в своих 1ССледования на озимой пшенице Леплявченко Л.И., Малюга Н.Г., Леплявченко 1.ГЦ1986). Действие возрастающих доз фосфорных удобрений на накопление азота 5ыло также заметным, хотя и менее выраженным по сравнению с влиянием азотных одобрений. Повышение дозы фосфора с 60 до 120 кг/га д.в. на фоне N90 увеличивало концентрацию азота в биомассе урожая сорго только на 0,04-0,05%. Содержание же фосфора от этих удобрений повышалось на 0,05-0,10%.

Результаты математической обработки данных о содержании общего азота и [юсфора в биомассе урожая показали тесную корреляционную зависимость ;онцентрации азота от содержания нитратного азота в почве перед посевом. Эта взаимосвязь описывается уравнением регрессии У=0.0274+0.2б№3 при 11=0.91 ±0.10, [а содержание азота влияние запаса подвижного фосфора перед посевом было 1еньше, чем нитратного азота, но достаточно ощутимо: У=0.857+0.0000021Р21 при !=0.85±0.13. Зависимость содержания общего фосфора от запасов в почве [шратного азота перед посевом описывается уравнением регрессии . 165+1.068№' при Я=0.92±0.10, фосфор почвы оказывал на этот показатель более ильное влияние: У=0.419+0.000004Р 3 при Л=0.96±0.07, где N и Р - содержание итратного азота и подвижного фосфора в почве, кг/га.

При изучении особенностей питания сельскохозяйственных культур важно знать е только концентрацию питательных веществ в растениях, необходимо также читывать абсолютный уровень их потребления по периодам роста и развития и ынос с урожаем (Журбицкий 3.и.,1963, Удовенко Г.В., Безлюдный Н.Н.,1966,

Магницкий К.П:,1972). Уточнение выноса азота и фосфора требуется при определении доз удобрений на запланированный урожай расчетными методами.

Результаты наших исследований показывают, что все удобрения, изменяя химический состав растений и, повышая урожайность, способствуют и увеличению выноса основных элементов питания (таблица 9).

Таблица 9. Влияние видов удобрений на общий вынос

( Среднее за 1995-1998 гт.)

Вынос питательных элементов с 1 га

Варианты Азот Фосфор

опыта кг Прибавка, кг %к контролю кг Прибавка, кг %к контролю

N60 118 58

Р60- контроль1 124 64

N60 Р60 138 14 11,3 69 5 7,8

N90 Р60 158 34 27,4 78 14 21,9

N120 Р60 161 37 29,8 76 12 18,8

N90 Р90-конт.2 181 94

N120 Р90 197 16 8,8 98 4 4.3

N180 Р90 219 38 21,6 106 12 12,8

N210 Р90 241 60 33,1 121 27 28,7

N240 Р90 234 53 29,3 118 24 25,5

N90 Р120-конт.З 194 108

N120 Р120 219 25 12,9 116 8 7,4

N210 PI 20 275 81 41,8 137 29 26,9

Расчетный 277 83 42,8 137 29 26,9

Расчетный +N30 295 101 52,1 141 33 30,6

Р60 N90-KOHTp.4 158 78

Р90 N90 181 23 14,6 94 16 20,5

Р120 N90 194 36 22,8 108 30 38,5

Анализ данных приведенной таблицы позволяет сделать вывод о том, что повышение доз азотных удобрений на неизменных фосфатных фонах (Р60 и Р90) способствует увеличению выноса азота с урожаем на 14-60 кг/га, повышение обеспеченности фосфором внесением Р120 дало возможность лучше проявиться увеличенным дозам азота (N210), повысив значительно урожай сорго и, соответственно, вынос азота на 81-101 кг/га. Следует обратить внимание на то, что увеличение дозы азота до 120 кг/га на фоне Р60 оказывается неэффективным. Можно предположить недостаточную обеспеченность растений фосфорным питанием. Аналогичная картина наблюдается и на варианте Ш40Р90, в то же время увеличение дозы фосфора до 120 кг/га обеспечивает высокую эффективность повышенной дозы азота (N210). Так, если возрастающие дозы азота на фоне Р90 увеличивали вынос азота в среднем по годам исследований на 9-33%, то подъем доз азота с 90 до 210-255 кг на фоне 120 кг д.в. фосфора способствовал повышению выноса азота на 13-52%. Общая картина влияния возрастающих доз азота на разных

фосфатных фонах (от Р60 до Р120) на вынос этого элемента по годам исследований аналогична описанной (Таблица9).

Фосфорные удобрения также способствовали увеличению выноса азота с урожаем биомассы сорго. Так, внесение возрастающих доз фосфора с 60 до 120 кг/га на фоне N90 повышало вынос азота на 15-23%.

Говоря об общем выносе азота, необходимо заметить, что его величина г значительной степени зависела и от содержания азота в растениях и листьях. Эт;, зависимость выражается уравнениями регрессии:

кущение У=-96.08+42.5б№,11=0.94±0.09, 1-10.82, трубкование У=-231.24+135.75№8,11=0.96±0.07,1=17.63, выметывание У=-77.22+74.19^2, 11=0.96±0.07, 1=12.93,

где У- вынос азота, ^содержание азота в растениях и листьях,% на сухое вещество.

Обнаружена очень тесная, хотя и меньшая, чем в случае с азотом, корреляция между выносом азота и концентрацией общего фосфора в растениях, которая описывается уравнениями регрессии:

кущение - У=-46.38+107.06Р19, Я=0.94±0.08, 1=11.43, трубкование - У=-34.19+174.41Р21, К=0.94±0.09, 1=10.71, выметывание- У= 16.92+485.21Р3, Я=0.93±0.09, 1=9.93, где У- вынос азота, кг/га, Р - содержание фосфора, % на сухое вещество. Данные нашего опыта показывают, что общий вынос фосфора с урожаем сорго зависит от внесения возрастающих доз всех видов удобрений (таблица9). Однако, рассмотрение результатов, приведенных в таблице 9, позволяет несколько уточнить влияние отдельных видов удобрений и определить, что фосфорные удобрения оказывают более сильное влияние на вынос этого элемента с урожаем, чем азотные.

Возрастающие дозы фосфора удобрений с 60 до 120 кг д.в. на фоне N90 способствовали увеличению выноса от 10 кг/га фосфора на 2,7-3,2 кг/га, или больше по сравнению с действием азота удобрений.

Нами установлена тесная корреляционная зависимость выноса фосфора с урожаем биомассы от содержания азота в листьях и она выражается уравнениями регрессии:

кущение - У=-55.22+25.82^2, К=0.91±0.10,1=12.01, трубкование - У=-51.32+23.18Ы'3,11=0.91±0.10,1 = 12.36, выметывание - У=-45.64+43.37^ Я=0.93±0.09,1=12.96, где У-вынос, кг/га, N - содержание общего азота в листьях, % на сухое вещество.

Наши исследования показывают, что под влиянием различных доз и видов удобрений, их соотношений вынос азота и фосфора на единицу продукции подвержен большим (на 3-48%) изменениям.

Рассмотрение аналитических показателей таблицы 10 дает возможность установить, что вынос азота с единицей урожая под влиянием возрастающих доз азотных удобрений на неизменном фоне фосфорных (Р60) увеличивается.

Таблица 10. Влияние видов удобрений на вынос элементов питания

с единицей урожая сухой биомассы сорго (Среднее за 1995-1998 гт.)

Варианты опыта Вынос питательных элементов с 1 тонной продукции

Азот общий Фосфор общий

КГ Прибавка, кг %к контролю кг Прибавка, кг %к контролю

Контроль (б/удоб) 9.7 4,7

N60 10,3 0,6 5,0 0,3

Р60- контроль 1 N60 Р60 10 10.5 0.3 0.8 5 5,3

N90 Р60 11 1.3 10 5,4 0,1 1,9

N120 Р60 11.7 2.0 20 5,5 0,2 3,8

Р60 №0-конгр-2 11 5,4

Р90 N90 11.4 0,4 3,6 5,9 0,5 9,3

Р120N90 11.5 0,5 4,5 6,4 1,0 18,5

Математический анализ экспериментальных данных методом регрессионного анализа позволил выявить тесную зависимость между урожаем биомассы сорго и выносом питательных веществ с единицей урожая: для азота — У=2291.95-20083.84Ы+64208.4Ш2-61547.64^ при значениях 11=0.964±0.07, 1=14.44, где У -урожайность, ц/га, Ы- вынос общего азота, кг/ц; для фосфора зависимость выражается уравнением:

У=-7980.39+133864.08Р- 713475.31Р2=1290341.62Р3, К.=0.940±0.085,1=11.02.

Графики, построенные с помощью показателей, вычисленных по этим уравнениям, дали нам возможность определить уровни выноса азота и фосфора, оптим&чьные для создания запланированной урожайности сорго.

Таблица 11 .Оптимальные уровни выноса питательных веществ,

обеспечивающие запланированную урожайность (Среднее за 1995-1998 гг.)

Планируемая урожайность, ц/га Вынос элементов питания, кг на 1 ц зеленой массы

Общий азот Общий фосфор

350 0,28 0,145

350-400 0,28-0,31 0,145-0,151

400-450 0,31-0,33 0,151-0,161

450-500 0,33-0,36 0,161-0,175

500-550 0,36-0,38 0,175-0,192

550-600 0,38-0,41 0,192-0,206

600-650 0,41-0,45 0,206-0,216

Данные, приведенные в этой таблице, указывают на то, что при расчете общего выноса питательных веществ с запланированным урожаем для расчета доз удобрений следует применять нормативы выноса, соответствующие определенном> уровню урожайности.

Коэффициенты использования (КИ) нитратного азота из почвы были в ределах 105-149%, самый низкий (88%) был на варианте И240Р90. КИ азота добрений колебался в значениях от 40% по N60 до 86 на расчетном варианте. КИ юдвижного фосфора из слоя 0-30 см был установлен в 73-110%. КИ фосфора из добрений изменялся от 30% на варианте Р60 до 73% на расчетном. Достаточно ысокие коэффициенты использования фосфора получились в результате отнесения ыноса к запасам подвижного фосфора в 30- сантиметровом слое, хотя потребление зосфора растениями сорго идет и из более глубоких слоев почвы и подпочвы ( Пепель, Назаров, 1986).

5. Энергетическая эффективность применения удобрений под сорго Наши исследования показали, что на всех вариантах опыта энергетический КПД ¡ыше единицы. Это говорит об энергетической эффективности применяемых 'добрений. Наименьший показатель энергоотдачи был на варианте с внесением щного азотного удобрения в дозеШО (4.6). Удобрения в дозах Ы210Р120 )беспечили КПД в 6,3. Расчетный вариант дал энергоотдачу в 6 единиц.

Самые высокие затраты энергии были отмечены на вариантах с одним азотным 'добрением (N60) и там, где вносились повышенные дозы азота на низком фосфатном фоне (Ш20Р60).

Анализ структуры энергозатрат позволяет сделать вывод, что наибольшую долю IX в общих энергозатратах занимают азотные удобрения в связи с более высокими [атратами на их производство.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1.Применение минеральных удобрений на орошаемой светло-каштановой почве юд сорго сахарное повышает в ней содержание доступных растениям форм титательных веществ, усиливает их поступление в растения и является »ффективным приемом повышения урожайности. Оптимальными по крономической эффективности в наших исследованиях были варианты с внесением эасчетной на урожайность 700 ц/га дозы удобрений Ш21Р125 и близкие к нему зарианты №10Р120 и расчетный с некорневой подкормкой мочевиной. Урожайность по этим вариантам составила в среднем за 4 года соответственно 640, 542 и 641 ц/га зеленой массы.

2.Внесение удобрений положительно повлияло на качественные показатели /рожая сорго. Увеличивалось содержание протеина, жира, золы и каротина, лшзилось содержание клетчатки. Азотные удобрения повышали содержание нитратов в биомассе урожая, но во всех вариантах оно было ниже ПДК.

3.Установленная корреляционная зависимость между урожаем сорго и удержанием нитратного азота в почве в слое 0-40 см перед посевом ( ¡1=0.917±0.10), описывается уравнением регрессии третьего порядка и позволяет прогнозировать урожай зеленой массы сорго. Для формирования урожая в 700 ц/га необходимо иметь перед посевом в слое 0-40 см 230-240 кг/га нитратного азота или 44-46 мг/кг почвы. Такое содержание нитратного азота можно считать оптимальным пля данного уровня урожайности сорго.

4. Для увеличения содержания в почве нитратного азота на 1 мг/кг почвы в слое 0-40 см требуется внести до посева в среднем 8,0 кг/га действующего вещества

азотного удобрения, или от 100 кг д.в. повышение содержания составит 12,7 мг/кг почвы. Связь урожая сорго с содержанием подвижного фосфора также достаточно тесная (К=0.922±0.09, 1=9.517) и описывается уравнением регрессии третьего порядка, позволяет прогнозировать величину урожая.

5. Для повышения содержания Р2О5 на 1 мг/кг почвы перед посевом определен норматив затрат фосфорного удобрения в среднем 9,9 кг/га действующего вещества, или от 100 кг д.в. удобрения повышение содержания составляет 10,1 мг/кг.

6. Установленные нормативы затрат удобрений для повышения содержания в растениях и листьях на 0,1% содержания питательных веществ составляют: для азотных удобрений - в фазу кущения 10-12 кг/га д.в., в фазу трубкования - 13-14 кг/га; для фосфорных удобрений - в фазу кущения 25,8 кг/га, в фазу трубкования 32 кг/га..

7. Коэффициенты использования (КИ) нитратного азота из почвы составляют 105-149%, самый низкий (88%) был на варианте №40Р90. КИ азота удобрений колебался в значениях от 40% по N60 до 86 на расчетном варианте. КИ подвижного фосфора из слоя 0-30 см был установлен в 73-110%. КИ фосфора из удобрений изменялся от 30% на варианте Р60 до 73% на расчетном.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На орошаемых светло-каштановых почвах минеральные удобрения под сорго сахарное необходимо применять дифференцированно на основе комплексной почвенной и растительной диагностики с использованием метода доведения содержания питательных веществ в почве и концентрации азота и фосфора в растениях и листьях до оптимального (МДОП и МДОЛ ВИУА).

Оптимальное содержание нитратного азота в почве перед посевом для обеспечения урожайности 700 ц/га составляет 44-46 мг/кг в слое 0-40 см, фосфора -32-33 мг/кг в слое 0-30 см.

Расчет доз удобрений производится по нормативам затрат удобрений на повышение содержания в почве на 1 мг/кг перед посевом: азотные - 7,9 кг д.в., фосфорные - 9,9 кг/га действующего вещества.

Для проведения подкормок с целью доведения содержания азота и фосфора в растениях до оптимального для заданного уровня урожайности расчет доз производится по нормативам затрат удобрений на повышение содержания этих элементов питания на 0,1% в фазу кущения: для азотных удобрений - 10-12 кг/га и фосфорных - 25-26 кг/га действующего вещества.

Для расчета доз удобрений балансовым методом можно использовать установленные в опытах показатели выноса питательных веществ с единицей урожая и коэффициенты использования азота и фосфора растениями сорго из почвы и удобрений.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

Влияние возрастающих доз азотных удобрений на урожай и качество зеленой массы сорго.// Сб. науч. тр. Саратовской ГСХА им. Н.И. Вавилова. Саратов. 1998.(В соавторстве).

Применение удобрений под орошаемое сахарное сорго - эффективный агроприем. //Информац. листок Саратовского ЦНТИ, №166, 1999 г. (В соавторстве).

!. Расчет доз удобрений под планируемый урожай сахарного сорго в орошении методом доведения до оптимума. //Информац. листок Саратовского ЦНТИ, №167, 1999 г. (В соавторстве).

1. Улучшение качества зеленой массы сахарного сорго под влиянием удобрений в условиях орошения. //Информац. листок Саратовского ЦНТИ, №168, 1999 г. (В соавторстве).

5. Расчет доз удобрений под планируемый урожай сорго сахарного в орошении на основе растительной диагностики. // Информац. листок Саратовского ЦНТИ, №169, 1999 г. (В соавторстве).

3. Эффективный прием экономии поливной воды при выращивании сахарного сорго на силос. //Информац. листок Саратовского ЦНТИ, №62, 2000 г. (В соавторстве).

7. Растительная диагностика минерального питания сорго сахарного на орошаемой светло-каштановой почве Саратовского Заволжья. // Материалы 39-ой науч. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященную 100-летию со дня рождения профессора К.А.Кузнецова. Пензенская ГСХА. Пенза. 2000 г. (В соавторстве).

Подписано к печати 20 мая 2000 г. Формат С0х84'/16. Бумага ксероксная. Гарнитура «Times New Roman Gyr» Печать на ризографе с оригинала. Усл. печ. л. 1.25. Тираж 100 экз. Заказ №365

Отпечатано в ООО «РИЗОП», г. Саратов, ул. Советская. 17.