Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оптимизация питания озимой пшеницы на сероземно-луговых почвах севера Кыргызстана

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация питания озимой пшеницы на сероземно-луговых почвах севера Кыргызстана"

КЫРГЫЗСКАЯ АГРАРНАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

У л К 1)33.11« 32 4 > :(>31. К1 :ЛЗ!. 4 15.56(575.2)

АХМАТБЕКОВ Мусакун ^ ^

- 1 ФЕЗ 2000

ОПТИМИЗАЦИЯ ПИТАНИЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ НА СЕР03ЕМН0-ЛУГОВЫХ ПОЧВАХ СЕВЕРА КЫРГЫЗСТАНА

06.01.04 — Агрохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

БИШКЕК 2000

КЫРГЫЗСКАЯ АГРАРНАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи УДК 633.11«324»:631.81:631.445.56(575.2)

АХМАТБЕКОВ Мусакун

ОПТИМИЗАЦИЯ ПИТАНИЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ НА СЕРОЗЕМНО-ЛУГОВЫХ ПОЧВАХ СЕВЕРА КЫРГЫЗСТАНА

06.01.04 - Агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Бишкек 1999

Работа выполнена в Кыргызской аграрной академии

Научный консультант - доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный сироном Кыргызской Республики КУЗНЕЦОВ Н.И.

Официальные оппоненты:

1. Доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки Кыргызской Республики КОРНЕВА Н.Г.

2. Доктор сельскохозяйственных наук, профессор МАМЫШЕВ М.М.

3. Доктор сельскохозяйственных наук, профессор ЕЛЮБАЕВ С.З.

Ведущая организация - Институт почвоведения НАН Республики Казахстан

Защита состоится " 2000г. в ¿О часов на засе-

дании Специализированного совета Д.06.99.94 при Кыргызской аграрной академии

Адрес: 720005, Бишкек, Медерова 68, Кыргызская аграрная академия

С диссертацией можно ознакомиться в Академической библиотеке Кыргызской аграрной академии

Автореферат разослан " ^ " 2000 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат биологических наук ' Джунусова М.К.

^ ^и^ о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Кыргызстан - республика аграрная, поэтому сельскому хозяйству здесь придается приоритетное значение. Б этой связи государством разработаны несколько первоочередных программ, выполнение которых позволяет снять не только многие проблемы в экономике, но и поднять жизненный уровень населения республики. Одкой из важнейших среди них является программа "Зерно", по которой необходимо довести объем производства товарного зерна к 2000 году до 1,37, а к 2002 году - до 1,40 млн.т. По данным Национального статистического комитета валовый сбор его в 1998 году составил 1,3 млн.т. Однако такое количество продовольственного зерна получено в результате значительного расширения посевов пшеницы, площади под которой в 1997-1998 гт. достигли соответственно 536,9-488,5 тыс.га, за счет уменьшения возделывания кормовых, пропашных и овощных культур. При ограниченной базе земельных ресурсов отведение почти половины пашни под данную культуру (в 1997 году зерновые занимали 57,1%, в том числе пшеница - 46,0%) не позволительно. Значит для сохранения темпов роста производства зерна, предусматриваемых программой, необходимо повышение продуктивности пшеницы при одновременном сокращении ее посевов. В реализации данной программы особая роль отводится Северным регионам республики и, прежде всего, Чуйской долине, основного поставщика товарного згрна, где наиболее широко распространены посевы озимой пшеницы, достигающие не менее 140 тыс.га, что составляет около 60% от общей площади озимых. Между тем продуктивность ее остается еще сравнительно на низком уровне, не отвечает объективным возможностям региона и не превышает 24-25 ц/га.

В системе агротехнических мероприятий по возделыванию озимой пшеницы не решены еще все вопросы для всех зон республики. Здесь особое место занимает рациональное использование удобрений, обеспечивающее в комплексе с орошением и другими приемами высокие урожаи зерна хорошего качества, о чем свидетельствуют результаты наших и других исследований. Так, для сероземных и светло-каштановых почв они в определенной степени нашли свое решение в исследованиях Кыргызского научно-исследовательского инсппута земледелия. В то же время не был охвачен исследованиями такой весьма обширный район Севера Кыргызстана, как луговая зона, где особо выделяются почвы сероземно-луговош типа, резко отличающиеся по своим агрофизическим, агрохимическим и биологическим свойствам от других почв. В связи с этим оценка эффективности отдельных видов, доз и соотношений применя'е-мых удобрений в зависимости от предшественников в севооборотах и их ротаций в условиях сероземно-луговых почв с целью получения высокого урожая зерна озимой пшеницы с соответствующим качеством является весьма актуальной и представляет большой научный и практический интерес, что и послужило причиной проведения нами специальных многолетних исследований.

Экспериментальная работа выполнена в 1968-1994 гг. на кафедре агрохимии Кыргызской аграрной академии при непосредственном исполнении и участии

автора в соответствий с отраслевыми и государственными программами (проблема 710 и 14.05) в рамках тематического плана Академии (№ госрегистрации -81078763, 71083987, 79023290). Исследования проводились в базовом стационаре Геосети опытов с удобрениями бывшего Союза по единой программе и методике в комплексе с ВИУА (система применения удобрений в севообороте) и в двух стационарных опытах кафедры агрохимии-по формам удобрений совместно с НИУИФ и по микроудобрениям.

Цель н задач» исследований. Цель работы - разработка зональной системы применения удобрений с учетом почвенно-климатических условий данного региона на основе создания научно-обоснованной модели оптимизации условий минерального питания озимой пшеницы, обеспечивающей получение высокого урожая верна надлежащего качества.

В соответствии с этой целью были определены следующие задачи: исследовать характер действия различных видов, форм, доз и соотношений минеральных удобрений в зависимости от длительности их применения и предшественников на содержание макро- и микроэлементов в почве и растениях, вынос их урожаем и баланс элементов питания;

установить влияние различных систем удобрения в севообороте и его ротаций на фотосинтетическую деятельность, продуктивность культуры и качество урожая;

дать агрохимическую оценку формам аз ото- и фосфорсодержащих минеральных удобрений в зависимости от места озимой пшеницы в севообороте;

выявить наиболее эффективные виды микроэлементов под изучаемую культуру;

разработать приемы оптимизации минерального питания на основе использования почвенной и растительной диагностики, обеспечивающие планируемые урожаи зерна озимой пшеницы.

Основные положения, выдвигаемые на защиту:

влияние длительности применения удобрений в севообороте, его ротаций и предшественников на пищевой режим орошаемых сероземно-луговых почв, поступление элементов питания в растения, продуктивность озимой пшеницы и качество зерна;

урожайность культуры под действием микроэлементов и форм азотных и фосфорных удобрений;

оптимальные параметры содержания подвижных форм элементов питания в сероземно-луговых почвах и валовых их форм в растениях при возделывании озимой пшеницы и нормативы затрат удобрений для их достижения;

агрохимическая диагностика почв и растений с целью определения потребности озимой пшеницы в азотных туках;

агроэкономическое обоснование систем удобрения в севооборотах в зависимости от их ротаций и места культуры в них, а также формам минеральных удобрений под озимую пшеницу.

Научная новизна. В результате исследований нами впервые для сероземно-луговых почв Севера Кыргызстана установлены закономерности изменения со--

держания азота, фосфора и калия в почве и растениях в зависимости от предшественников* видов, норм, форм и длительности применения удобрений.

Получены оригинальные данные по влияшпо азотных, фосфорных и калийных удобрений на фотосинтетическую деятельность культуры, структуру урожая, технологические и хлебопекарные качества зерна, концентрацию в нем тяжелых металлов и микроэлементов.

Исследовано действие удобрений при систематическом их использовании в условиях севооборота на продуктивность озимой пшеницы, а также влияние различных форм азотно-фосфорных туков и микроэлементов (В.МйДп) на урожай и качество зерна данной культуры.

Установлены оптимальные параметры по содержанию основных элементов питания в почве и растениях, фотосинтетическим элементам и накоплению сухого вещества в основные периоды вегетации озимой пшеницы для определенных уровней ее продуктивности с использованием элементов программирования урожаев. Рассчитаны нормативы затрат питательных веществ на формирование единицы урожая при оптимальной обеспеченности почв азотом, фосфором и калием.

Наличие тесной коррелятивной зависимости продуктивности культуры от содержания элементов питания в почве и растениях позволило выразить их через определенные математические модели и на основе почвенной и растительной диагностики разработать шкалу потребности озимой пшеницы в азотных, фосфорных и калийных удобрениях.

Определены научные основы системы удобрения озимой пшеницы на серо-земно-луговых почвах Севера Кыргызстана, способствующие формированию 55-70 ц зерна с гектара. При этом установлено повышение урожайности озимой пшеницы по мере освоения ротаций севооборота. Предложена система диагностических показателей, позволяющих прогнозировать урожай зерна и содержание в нем протеши.

Практическая ценность работы. В зависимости от места культуры в севообороте, его ротаций и длительности применения минеральных удобрений рекомендованы оптимальные дозы и соотношения №К, увеличивающие продуктивность озимой пшеницы после люцерны на 28-62%, после пропашных предшественников (сахарная свекла и кукуруза на зерно) на 48-71%. Наилучшие формы минеральных удобрений способствуют росту прибавочного урожая зерна озимой пшеницы против фона после бобовых многолетних трав на 2635% и после кукурузы на зерно на 18-19%. Урожайность озимой пшеницы по оптимальному фону питания КбоР9оКзо - по люцерне и Ы75Р9оКз,о - по сахарной свекле и кукурузе достигает с каждого гектара соответственно 66-69 ц и 56-66 ц/га. При этом уровень содержания клейковины и протеина обеспечивается не ниже предела, установленного ГОСТом за сильную пшеницу. Качество зерна озимой пшеницы можно существенно улучшить путем проведения "некорневой подкормки мочевиной и использованием на фоне азота, фосфора и калия микроэлементов (Мп, В, Za).

Производственная проверка системы удобрения озимой пшеницы в сочетании с другими агротехническими приемами в хозяйствах Севера республики

показала, что применение научно-обоснованных норм минеральных удобрений с учетом оптимальных параметров элементов питания в почве обеспечивает гарантированные урожаи зерна и повышает содержание в нем клейковины и протеина до уровня сильной пшеницы.

Установленные в ходе исследований нормативные показатели выноса и затрат элементов питания на единицу продукции наряду с величиной коэффициента их использования из оптимального фона удобрений и почвы являются научной основой для разработки системы удобрения под озимую пшеницу в севооборотах, в том числе и при установлении доз МРК для программированных урожаев.

Реализация основных положений работы. Результаты проведенных многолетних исследований составили основу двух рекомендаций, подготовленных кафедрой, которые рассмотрены и одобрены НТС МСХ Киргизской ССР.-1. Система удобрения культур свекловичного севооборота на сероземно-луговых почвах Киргизской ССР (Фрунзе, 1984). 2. Применение микроудобрений под культуры свекловичного севооборота на сероземно-луговых почвах (Фрунзе, 1984). Материалы диссертации вошли в монографии "Агрохимия в Киргизии" (Фрунзе, 1980), "Удобрение культур свекловичного севооборота" (Фрунзе, 1983), "Научные основы и рекомендации по применению удобрений в Киргизии" (Фрунзе, 1984). Они использованы также Республиканской проеюто-изыскательской станцией химизации при составлении агрохимических очерков для хозяйств, расположенных в данной зоне и при разработке нормативов затрат минеральных удобрений на создание 1 ц урожая сельскохозяйственных культур (Фрунзе, 1991). Кроме того, их пропаганда и внедрение в практику осуществлялись путем проведения производственных опытов в хозяйствах, организации семинаров с руководителями, специалистами, бр11гадирами, звеньевыми бывших колхозов и совхозов, а ныне крестьянских хозяйств и ассоциаций, фермерами, а также через радио и телевидешю. Основные положения данной работы используются в учебном процессе при чтении лекций и проведении лабораторно-практически:; занятий со студентами и слушателями курсов повышения квалификации специалистов сельского хозяйства в Кыргызской аграрной академии.

Апробация результатов исследований. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на' заседаниях Ученого совета агрономического факультета (1968-1994), на научной конференции молодых ученых Кирг-НИИЗ, посвященной 50-летию образования СССР (Фрунзе, 1973), на научно-производственной конференции молодых ученых Кирг.НИИЗ, посвященной 50-летию образования Киргизской ССР и Коммунистической партии Киргизии (Фрунзе, 1975), на Всесоюзных научно-методических совещаниях участников Географической сети опытов с удобрениями (Москва, 1976, 1986; Белгород, 1980; Пенза, 1982; Горький, 1984), на Региональном совещании "Итоги работы Географической сети опытов с удобрениями и пути повышения эффективности применения удобрений в республиках Средней Азии и Казахстана" (Целиноград, 1977), на юбилейной конференции молодых ученых, посвященной 60-летию Великого Октября (Фрунзе, 1977), на всесоюзном семинаре

"Совершенствование систем удобрения в севооборотах в различных зонах страны" (Москва, 1981), на научно-техническом совете МСХ Киргизской ССР (Фрунзе, 1984), на межвузовской научно-практической конференции "Вклад молодых ученых и специалистов в научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве" (Фрунзе, 1990), на научной конференции, посвященной 60-летию образования Кыргызского сельскохозяйственного института (Бишкек, 1992), на научно-техническом совете Министерства по охране природы (Бишкек, 1992), на Республиканских научно-практических конференциях по сельскому хозяйству (Бишкек. 1994,1997) и на других форумах.

Публикация. Основные положения диссертации опубликованы в 36 научных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 313 страницах с применением печатающих устройств ЭВМ, иллюстрирована 170 таблицами и 12 рисунками. Она состоит из введения, девяти глав, выводов, заключения, предложений производству, списка использованных литературных источников, включающего 639 наименований, в том числе 22 иностранных автора.

В настоящую диссертацию вошли результаты исследований как самого автора, так и совместных работ с сотрудниками кафедры. В этой связи автор приносит благодарность Е.Г.Кормилиной, М.Г.Хрипченко, Н.Д.Дуйшембиеву, К.Б.Мамбетову. КП.Горбову. Особую признательность автор выражает научному консультанту доктору сельскохозяйственных наук, профессору, Заслуженному агроному Кыргызской Республики НЛ.Кузнецову за ценные указания и советы при проведении исследований и написании диссертации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Объект, условна в методика проведения исследований

Объект и условия проведения исследований. В качестве объекта изучения избрана озимая пшеница районированных сортов: Безостая I, Интенсивная и Эрит-роспермум-80. Последние два сорта являются представителями местной селекции и выведены в Кыргызском научно-исследовательском институте земледелия.

Полевые исследования проведены на базе-трех стационарных опытов. Стационарный опыт по изучению видов, норм и соотношений удобрений культур де-вятипольного полевого севооборота был заложен в 1967 году и имел в первых двух ротациях следующее чередование культур: яровой ячмень+люцерна, люцерна' люцерна, озимая пшеница, сахарная свекла, кукуруза, сахарная свекла, озимая пшеница, сахарная свекла. В третьей ротации он был несколько видоизменен, введена безвысадочная сахарная свекла и насыщен кукурузой. Исследования по данной теме -проводились по трем предшественникам: люцерне, сахарной свекле и кукурузе на зерно. *

Стационарный опыт по формам удобрений начал действовать с 1982 года. В нем полевые опыты проводились по предшественнику люцерна и кукуруза на зерно.

Исследования по изучению действия микроэлементов (В, Мл, Ъа) на продуктивность культур семипольного севооборота осуществлялись по пласту люцерны в стационарном опыте, заложенном впервые в республике в 1972 году.

Почвенные условия. Почва под опытами орошаемая, сероземно-луговая, по механическому составу средне-тяжелосуглинистая. Рельеф полей ровный с незначительным уклоном с юга на север. Глубина залегания грунтовых вод 1,3-2,0 м. Сухой остаток водной вытяжки почвы находится в пределах 0,007-0,180%, что указывает на отсутствие засоленности. Содержание гумуса (пахотный слой) составляет 2,21-2,65%, валовых форм - азота 0,11-0,18%, фосфора - 0,19-0,22 и калия 2,121,30%, емкость поглощения равна 18,5-18,7 мг-экв, степень солонцеватости - 0,9--.9° о, СО: карбонатов - 2,8%, рН водной вытяжки - 7,9-8,5. Обеспеченность валовыми запасами микроэлементов следующая: применительно к цинку и бору высокая, относительно марганца ниже средней. Подвижными формами питательных веществ участки обеспечены: фосфором - от низкой до средней, бором и цинком -средне, калием - высоко. По содержанию марганца почва занимает промежуточное положение между средне и повышеннообеспеченной.

Климатические условия. Климат в зоне проведения исследований отличаег-ся резкой континентальностью - жаркое лето, относительно холодная зима, что связано с удаленностью территории от океанов, довольно поднятым нахождением ее над уровнем моря и особенностями циркуляции воздушных масс. Она характеризуется большими амплитудами температуры, достигающими между абсолютным максимумом (июль +40°С и выше) й минимумом (январь -35-38°С) 60-80°С (Баженов, 1974). Сумма положительных температур за год здесь составляет 3741-4021°С, эффективных температур выше 5°С - 3684-3916°С при оптимуме для озимой пшеницы 3200-3500°С (Константинов, 1978). Среднегодовая температура воздуха колеблется от +7,5°С до +10,8°С.

Данный регион ограничен атмосферными осадками. Количество осадков колеблется от 300 до 450 мм. Зимний период сопровождается устойчивым снежным покровом, образующимся в середине декабря и разрушающимся в середине февраля. Средняя толщина снежного покрова - 11 см. Промерзание почвы в зимние месяцы доходит до глубины 20-40 см.

Таким образом, почвенные и климатические условия должны быть в целом вполне благоприятны для возделывания озимой пшеницы. Как показали наши исследования, здесь, при правильном применении удобрений в сочетании с орошением и другими приемами агротехники возможно получение не только высоких урожаев этой культуры, но и хорошего качества зерна.

В опытах применялась технология возделывания озимой пшеницы, рекомендованная для данной зоны. В зависимости от складывавшихся условий года проводились вегетационные поливы в фазу трубкования и в период налива зерна.

Методика исследований. Все стационарные опыты развернуты в пространстве на трех полях. Варианты опыта имеют четырехкратную повторцосгь, расположены они многорядно-ступенчато. Площадь делянок 201,6-226,3 м2.

Отбор почвенных и растительных образцов, их подготовка и анализ осуществлялись по общепринятой методике (Методы агрохимических, агрофизических и микробиологических исследований в полевых хлопковых районах. - Ташкент, 1963; Агрохимические методы исследования почв. - М.: Наука, 1975; Методы агрохимических анализов почв - отраслевой стандарт.-М., 1976; Ягодин Б.А. Практикум по агрохимии. - М.: Агропромиздат, 1987; Мииеев В.Г. Практикум по агрохимии. - М. Изд. Моск. унив., 1989 я др.).

Технологические показатели качества зерна определялись по соответствующим ГОСТам. Хлебопекарная оценка муки зерна проводилась микрометодом ВИРа. Аминокислотный состав белка зерна устанавливался с помощью автоматического анализатора.

Результаты исследований обрабатывали на ЭВМ дисперсионным, корреляционным и регрессионным методами.

Питательный режим почв в связи с применением удобрений

Условия питания растений, характеризующиеся наличием в почве легкоусвояемых форм азота, фосфора, калия и других химических элементов определяют продуктивность сельскохозяйственных культур.

Аммонийный и нитратный азот. Сероземно-луговые почвы обладают довольно заметным потенциальным плодородием. Удобрения, высокая агротехника, севооборот значительно улучшают и их эффективное плодородие, происходит обогащение почвы минеральными формами азотистых соединений. При этом наиболее существенное действие проявляет азот. Влияние фосфора зависит от его доз. Применение его в умеренных нормах (Р90) улучшает азотный режим почвы, а более высокие дозы фосфора несколько снижают азотный потенциал данной почвы. Влияние калия недостаточно четкое. Последействие навоза (30 и 60 т/га) в отношении накопления минеральных форм азота в почве под озимой пшеницей не обнаруживается. В сезонной динамике наблюдается закономерное снижение содержания как аммонийного, так и нитратного азота в периоды интенсивного их потребления растениями и повышение их уровней в конце вегетации озимой пшеницы.

Аммонийный азот обнаруживается в заметных количествах только в случае ослабления нитрификзционных процессов в почве, т.е. в ранневесешшй период и в первое время после подкормки посевов аммиачной селитрой. Причем его уровень резко падает по мере освоения севооборота. Влияние предшественников озимой пшеницы на этот показатель не обнаруживается. Минеральные удобрения, несмотря на длительность их применения и место культуры в севообороте, оказывают незначительное действие на накопление аммонийного азота в почве, что связано, видимо, с быстрым переходом его в нитратную форму.

Количество нитратов как основной подвижной формы азота в изучаемых почвах (судя по контролю) медленно, но устойчиво возрастает от ротации к рота-

ции севооборота. При этом более благоприятные условия для их накопления в почве создаются по люцерне, чем по старопашке (табл. 1).

Таблица 1

Содержание нитратного азота в слое почвы 0-100 см по фазам развития _ озимой пшеницы, мг/100 г почвы_

Куще- Трубко- Колоше- Молочно- Полная Среднее за

Вариант- ние вание ние восковая спелость спелость вегетацию

предшественник люцерна

Контроль 2,7 1,0 1,3 1,3 1,4 1,5

Мо,;Ру(',Кз0 4,9 1,7 1,0 1,1 1,7 2,1

Н',аР135К30 4,6 1,8 0,8 0,9 1,6 1,9

Н-,0Р5оКзо 4,1 2,4 1,0 1,4 1,8 2,1

1,9 0,8 0,8 1,0 1,7 1,2

КоРнКзо 2,9 1,8 0,9 1,1 1,9 1,6

НлР* 4Д 1,7 0,7 1Д 1,8 1,8

М.;оР1351м5 4,1 1,3 0,6 1,2 1,8 1,8

МиоРцоК«) 3,7 3,5 и 1,5 2,3 2,5

предшественник сахарная свекла

Контроль 2,2 1,5 0,6 0,7 0,8 и

НтРвдКзо 5,4 3,1 1,1 1,4 1,4 2,4

^75^135-^30 4,0 1,9 0,7 1,0 1,0 1,7

ИтзРадКзо 4,2 2,7 1,1 1,5 и 2Д

Р90КЗО 1,8 1,4 0,5 0,7 0,6 1,0

3,9 3,0 1,0 и и - 2,1

к7$р*> 3,3 2,1 1,0 и 1,3 2,0

М„ЗР135К45 4,9 3,5 1,1 1,6 1,5 "2,5

М^оР.воК«, 5,1 3,5 1,4 1,6 1,7 2,7

Содержание нитратного азота на удобренных фонах также растет от начала освоения севооборота к окончанию второй ротации. В начале первой ротации между количеством КРК в удобрении и содержанием нитратов в фазы кущения и трубкования обнаруживается средняя степень сопряженности (г=+0,563-0,691), во второй иге ротации (по люцерне) коэффициент корреляции заметно возрастает в фазу трубкования как в пахотном, так и в слое почвы 0-50 см соответственно до -<-0,713 и +0,727. В конце второй ротации по сахарной свекле эта зависимость становится еще более тесной, достигая +0,756 и +0,813.

Концентрация нитратного иона в почве значительно увеличивается под влиянием аммиачной селитры. Зависимость содержания нитратов от доз азота в удобрении становится достаточно высокой в пахотном слое почвы в фазу трубкования. озимой пшеницы уже в первой ротации (г=+0,871)/а во второй она несколько ослабляется после люцерны (г=+0,765), существенно возрастает после сахарной свеклы, достигая в пахотном слое почвы в фазу кущения + 0,912

и

(рис.1). Уровень содержания нитратного азота в этот период становится определяющим в формировании высокой урожайности озимой пшеницы. Коэффициент корреляции между ними достигает +0,338 (рис.2). Следовательно, данная фаза является диагностической для достижения оптимального содержания N-N03 в почве посредством внесения азотных туков. Уровень накопления нитратного азота в почве в первую очередь определяется удобрением, во вторую - предшественником и в третью - степенью охультуренности почвы.

Углеаммсниннорастворимые фосфаты. Содержание подвижных фосфатов в почве под посевами озимой пшеницы (без внесения удобрений) характеризуется тем, что оно, почти не изменяясь после люцерны, несколько повышается после сахарной свеклы. В первом случае это следствие использоешшя люцерной значительных количеств фосфора, а во втором - мобилизация фосфатов почвы в результате междурядных обработок пропашных культур севооборота на фоне интенсивных поливов. Такая же динамика поведения фосфора в течение двух ротаций севооборота обнаруживается и на удобренных фонах, но на значительно более высоком уровне. Причем в пределах ротации отчетливо прослеживается более заметное увеличение содержания фосфатов в почве в конце, чем в начале севооборота. Корреляционно-регрессионный анагпс показал наличие довольно существенной сопряженности между количеством КРК в удобрении и содержанием подвижного фосфора в почве, особенно она ощутима в пахотном слое почвы в фазу кущения (г=+0,724-0,791). Главная роль в обогащении почвы углеаммонийнораствсримыми фосфатами независимо от предшественников принадлежит фосфорным удобрениям (табл.2). Причем чем выше его норма, тем интенсивнее его накопление в почзе. Коэффициент корреляции между ними в севообороте составляет для пахотного слоя (фаза кущения) г=+0,807-0,982 (рис.3). Зависимость урожая зерна от уровней накопления углеаммонийнорастворимых фосфатов определяется, прежде всего, предшественником. По люцерне существует более высокая степень сопряженности между ними, чем по сахарной свекле. Коэффициент корреляции для пахотного слоя почвы в фазе кущения в этом случае достигает +0,847 (рис.4). Связь между содержшшем подвижного фосфора и продуктивностью культуры во втором случае менее существенна. Для пахотного слоя в фазе кущения в первой ротации она равна +0,539, во второй - 0,575. Азот улучшает фосфорный режим почвы. Действие калия также позитивное. Навоз в последействии при всех его нормах (30 и 60 т/га) усиливает накопление усвояемых фосфатов в почве. Фосфор, внесенный в запас на три года непосредственно под озимую пшеницу (275 кг/га) влияет положительно на фосфатный режим почвь! в первый год, но не дает эффекта в последействии (250 кг/га) во второй. Следовательно, доза фосфорных удобрений должна стать средством создания оптимального фона накопления подвижных фосфатов независимо от места культуры в севообороте для программированной высокой продуктивности озимой пшеницы.

Дозы азота, кг/га • Предшественник - сахарная свекла

Рис. 1, Коррелятивная зависимость между дозой азота и содержанием нитратов в слое почвы 0-25 см в фазу кущения

у-34,76^0,43\ г=0.838

-1-------Г----1--1

О 20 -10 60 80.

N-N0.1, мг/кг 1К1'1вы Предшественник - сахарная спекла

Рис. 2. Коррелнштия заннсимопь между содержанием шпрашь ь слое почвы 0-25 см в фазу кущения и урожаем к-рна

Таблица 2

Содержание углеаммонийнораетворимых фосфатов в слое почвы 0-100 см _по фазам развития озимой пшеницы, мг/100 г почвы_

Куще- Труб ко- Колоше- Молочно- Полная Среднее за

Вариант ние вание ние восковая спелость вегетацию

спелость

предшественник люцерна

Контроль 0,9 0,7 0,6 0.7 0,7 0,7

КадРадКзо 1,9 1,5 1,3 1,5 1,2 1,5

НбоРшКзо 2,9 2,0 2 0 2,6 2,1 2,4

ЫбоРэдКзо . 2,2 1,8 1,9 1,9 1,9 1,9

Р90К30 1,7 1,7 2,1 2,2 2,4 2,0

N««30 0,9 0,5 0,6 0,6 0,6 0,7

ИбсРос 1,5 1,1 1Д 1,7 1,4 1,4

НюРшКи 2,6 2,1 2,7 2,4 1,9 2,4

^оРшК«, 2,4 2,4 2,6 2,7 2,0 2,4

предшественник сахарная свекла

Контроль 0,9 1,0 0,9 0,7 1,0 0,9

^„РмКзо 2,4 1,9 1,7 1,3 1,9 1,8

И^Р^Кзо 2,9 2,4 2,0 1,7 2,3 2,2

^75?9оКзо 2,2 1,9 1,8 1,5 1,9 1,9

РэдК-ЗО 1,9 1,9 1,6 1,3 1,7 1,7

^}Р|5Кзо 0,9 0,7 0,8 0,7 0,9 0,8

N,^90 1,9 1,8 1,6 1,6 1,6 1,7

М„зРшК45 2,5 2,4 1,9 1,9 2,3 2,2

1^иоР18оКбО 3,0 2,7 2,0 2,2 2,6 2,5

Подвижный калий. Содержание обменного калия в почве на контроле неуклонно снижается и от высокой обеспеченности в начале освоения севооборота опускается до средней в конце второй ротации, что свидетельствует о значительном его выносе культурами севооборота. На удобренных фонах темпы убыли подвижного калия не столь значительны, как на контроле и его содержание не выходит за рамки повышенной градации. Минеральные удобрения усиливают скорость мобилизации обменного катя из почвенных запасов и тем самым поддерживают подвижный фонд калия в течение двух ротаций севооборота на стабильно повышенном уровне, хотя со временем он постепенно понижается. Внесение хлористого калия отражается положительно на запасах подвижного калия в почве. Наличие существенной зависимости между количеством калия в удобрении и содержанием подвижных его форм в почве выявлено лишь для конца второй ротации (по сахарной свекле). При этом наиболее тесная связь отмечается в фазе трубкования (г=+0,791). и молочно-восковой спелости (г=+0,827) и здесь же для фазы кущения установлена наиболее прямая корреляционная зависимость между концентрацией подвижного

70 -

60 -

Я £ 50 -

а

п

1г 40 -

г

30 -

О

Си 20 -

10 -

0 -

у=12,91+0,27х г=0.940

—I—

50

О 50 100

Дозы фосфора, кг/га Предшественник - люцерна

150

—I

200

70

60 |»

»Г

Б 40

и

а

Рис. 3. Коррелятивная зависимость между дозой фосфора и содержанием углеаммонийнорастворимых фосфатов в слое почвы 0-25 см в фазу кущения

30 20 10

у~-39,%+0,39х г=0.847

_____-,-1-,-,

0 20 40 60 80

Р205, мг/кг почвы Предшественник - люцерна

Рис. 4. Коррелятивная зависимость между содержанием углеаммонийнорастворимых фосфатов в слое почвы 0-25 см в фазу кущения и урожаем зерна

калия в почве и урожаем зерна (г=+0,701). Действие аммиачной селитры на этот показатель также существенно. Тройные комбинации удобрений (ЫРК) улучшают калийный режим почвы значительно сильнее, чем их двойные сочетания.

Существенных изменений в содержании нитратного азота в почве под озимой пшеницей между различными формами азотсодержащих минеральных удобрений при использовании их в условиях севооборота не наблюдается. Вместе с тем имеется тенденция его роста в случае применения мочевино-формальдегидного удобрения и уменьшение уровней накопления N-N03 при внесении легкорастворимых форм азотных туков. Влияние фосфорсодержащих форм минеральных удобрений на содержание нитратов не отмечается. Различные формы азотных и фосфорных удобрений также не приводят к заметном)' изменению содержания углеаммонийнорастворимых фосфатов в почве, но имеется тенденция некоторого его увеличения от сложных форм удобрений. Каких-либо закономерных изменений в накоплении в почве обменного калия в зависимости от форм азотных, фосфорных и сложных удобрений не силсллетс::.

Микроэлементы. Сероземно-луговые почвы средне обеспечены подвижным бором и цинком и несколько лучше доступным марганцем. Микроудобрения при изучаемых нами дозах не оказывают существенного влияния на концентрацию подвижных форм микроэлементов в почве.

Содержание элементов питания в растениях озимой пшеницы под влиянием удобрений

Определение содержания основных элементов питания в органах озимой пшеницы в разные периоды ее роста и развития имеет важное значение для обоснования рациональной системы удобрения данной культуры. При этом удается установить оптимальные концентрации питательных веществ в тканях растений, необходимые для формирования высокого урожая с хорошим его качеством.

Азот, фосфор, калий и микроэлементы в органах растений. Установлено, что между содержанием питательных веществ в почве, химическим составом растений, урожайностью и качеством продукции существует определенная связь (Болдырев, 1959; Бондаренко, 1974; Никитишен, 1975; Бакун, 1978).

По данным наших исследований содержание азота и фосфора в полной спелости растений как в зерне, так и в соломе (судя по контролю) увеличивается от ротации к ротации севооборота. Концентрация калия в целом слабо изменяясь в зерне, имеет два максимума в соломе: в начале освоения севооборота и в конце второй ротации. Влияние предшественников на содержание азота, фосфора и калия в надземных органах растений в течение двух ротаций не обнаруживается.

Удобрения способствуют существенному увеличению процентного содер^-жания азота, фосфора и калия в органах озимой пшеницы. Азот, независимо от предшественников и длительности применения удобрений, повышает концентрацию азота в листьях, стеблях, колосьях, а также калия в надземных органах и здесь же незначительно фосфора. Внесением фосфора поддерживается высо-

кая концентрация данного элемента в листьях, стеблях' и колосьях, но выявляется неоднозначное его действие в отношении азога и увеличение содержания калия в озимой пшенице во второй ротации, особенно по сахарной свекле. Положительное влияние калия распространяется на содержание одноименного элемента в конце первой ротации в листьях и в течение второй - в листьях, стеблях, а в ее конце - и в колосьях, а также фосфора в надземных органах растений в течение всех этапов исследований.

По люцерне концентрация азота в корнях озимой пшеницы определяется присутствием в системе питания фосфора, затем азота и калия. Но тройные комбинации удобрений повышают содержание азота в корнях значительно сильнее, чем их двойные сочетания. Влияние фосфора на относительную величину накопления одноименного элемента в корневой системе озимой пшеницы существеннее в отличие от азота и калия, положительное действие которых на это г процесс не ощущается. Фдсфор стимулирует аккумуляцию калия корнями озимой пшеницы, тогда как от-дзух других элементов питания подобное не обнаруживается.

Урожай зерна по сахарной свекле в первой ротации зависел от содержания азота в листьях в период трубкования, в стеблях во время кущения (г=+0,852), во зторой - в колосьях в полную спелость (г=+0,703). По люцерне величина у рожая зерна находится в наиболее тесной сопряженности с содержанием азота в стеблях в молочно-восковую спелость (г=+0,776) и в колосьях в фазу колошения (г=+0,798). По пласту трав наблюдалась также тесная связь между урожаем зерна н содержанием фосфора в листьях в фазу кущения (г=+0,865), в стеблях и колосьях в период колошения(г=+0,794, г=+0,878), а по сахарной свекле в стеблях во время трубкования (г=+0,873). Содержание калия в листьях в фазу кущения (г=+0,907), в стеблях в период трубкования (г=+0,797) по сахарной свекле в первой ротации, а также в стеблях в мрпочно-восковую спелость (г=+0,823), в колосьях во время колошения (г=+0,789) по люцерне отражается положительно на формировании урожаев зерна озимой пшеницы.

Концентрация азота в органах озимой пшеницы значительно чаще возрастает под действием мочевины, аммиачной селитры, суперфосфата двойного и простого. Двойной суперфосфат, мочевино-формальдегидное удобрение и ам-мофосфат оказывают некоторое стимулирующее влияние на концентрацию фосфора в органах озимой пшеницы. Закономерных изменений в содержании калия в вегетативных частях данной культуры от использования форм минеральных удобрений не обнаруживается.

Бора и марганца сосредотачивается больше в соломе, а цинка - в зерне. Макроудобрения увеличивают содержания бора и цинка в соломе и марганца в, зерне. Бор снижает концентрацию всех трех элементов (В, Мп, 2п) в обеих частях урожая, за исключением марганца в зерне, содержание которого здесь незначительно возрастает. Марганец способствует увеличению содержания данного элемента в зерне, а также цинка и бора в соломе. Цинк усиливает аккумуляцию в зерне бора и цинка, а в соломе бора и марганца. * Поступление элементов питаиия в растения по фазам н периодам их развития. Максимум накопления азота и фосфора в течение вегетации, неза-

висимо от предшественников и систем удобрения в большинстве случаев отмечается в молочно-восковой спелости и лишь в конце второй ротации (по сахарной свекле) для фосфора этот период чаше наступает в полной спелости. Пик накопления калия озимой пшеницей достигается в фазе колошения. Азотное удобрение усиливает поступление азота и калия и растення по пропашному предшественнику, а фосфора только в конце второй ротации. Фосфорное удобрение, независимо от предшественников, увеличивает накопление во всех органах озимой пшеницы прежде всего фосфора, а по люцерне также азота и калия. Калийное питание улучшает обеспеченность растений азотом чаще во второй ротации и в завершающие периоды вегетации, фосфором по пласту люцерны, а калием слабее по обоим предшественникам в первой ротации и сильнее во второй. Последействие навоза, а также фосфора, внесенного в запас на накопление в растениях азота и фосфора не выявляется, а по калию отмечается только в первой ротации. Рост поступления бора, марганца и цинка в надземные органы озимой пшеницы определяется наличием в составе удобрения цинка и марганца.

По люцерне максимальное общее и среднесуточное поступление азота в растения, независимо от фонов питания, происходит в период кущение-трубкование. Сильнее стимулирует этот процесс фосфор, затем азот. Влияние калия на поступление азота в растения по периодам вегетации неопределенное. По пропашному предшественнику максимальное количество азота поступает в растения по большинству фонов питания в периоды всходы-кущение и куще-ние-трубкование. А усиленное среднесуточное потребление азота озимой пшеницей происходит от трубкования до колошения. Наибольшее действие на поступление в растения азота отмечается при внесении одноименного элемента, менее значительно влияние фосфора, действие калия неопределенное.

По люцерне наиболее интенсивный период поступления в озимую пшеницу фосфора от кущения до трубкования, при этом наблюдается высокое действие фосфора. Влияние азота и калия менее значимое и равноценное. По сахарной свекле фосфор поступает наиболее усиленно в период: трубкование-колошение. Высокая величина поступления фосфора в растения поддерживается за счет присутствия в удобрительной смеси фосфора, а также и азота. Калий усваивается озимой пшеницей с момента появления всходов и завершается в течение короткого времени (кущение-колошение). Наиболее интенсивный период поступления его в растения, независимо от предшественников и длительности применения удобрений, - кущение-трубкование. По сахарной свекле существенный рост поступления калия в органы растений наблюдается при внесении азота, затем фосфора. А после, люцерны наиболее важным является применение фосфора, затем азота и калия.

Продуктивность культуры по сахарной свекле в первой ротации коррелирует наиболее тесно с накоплением азота (кг/га) в листьях и стеблях в фазу трубйования (г=+0,841 и г=+0,820), во второй - в листьях в фазу колошения (г=+0,855), стеблях в молочно-восковую спелость"(г=+0,858) и в колосьях в обоих ротациях в полную спелость (г=+0,975 и г=+0,984). По люцерне урожай зерна зависел больше от количества азота в листьях в фазу колошения

(г=+0,903), в стеблях во время трубковання (г=+0,892)' и колосьях в.молочно-восковую спелость (г=+0,961). По сахарной свекле в первой ротации влияние фосфора на этот показатель лучше выражено в листьях во время кущения (г=+0,784), а во второй в фазу колошения (г=+0,847), в стеблях в период труб-коиания (г=+0,821) и в колосьях в обоих ротациях в полную спелость (г=+0,983 и г=+0,952). По люцерне урожай зерна имеет высокую зависимость с количеством фосфора в листьях (г=+0,916) и стеблях (г=+0,907) в фазу колошения, в колосьях (г=+0,941) в полную спелость. Достоверная связь между величиной калия и урожаем зерна по сахарной свекле в первой ротации обнаруживается в листьях в фазу кущения (г=-Ю,785), во второй - в период колошения (г=+0,783), а в стеблях и колосьях в обоих ротациях - в полную спелость (г=т-0,836 и г=+0,831, г=+0,867 и г=+0,934). По люцерне подобная сопряженность урожая зерна имеет место по отношению листьев в фазу колошения (г=+0,931), стеблей во время трубкования (г=+0,959) и колосьев в полную спелость (г=т0,947).

Вынос элементов питания. Вынос азота, фосфора и калия с урожаем озимой пшеницы в полную спелость увеличивается от ротации к ротации. По пласту люцерны вынос всех трех элементов питания возрастает с применением фосфора, по сахарной свекле - азота. По люцерне продуктивность культуры повышается за счет расхода азота и калия, по сахарной свекле в результате большего выноса фосфора и калия. Баланс по азоту и калию независимо от предшественников и фонов питания при изучаемых нормах удобрений отрицательный, а по фосфору - положительный. Навоз по последействию (30 и 60 т/га) сокращает недостаток по азоту и заметно снижает дефицит по калию. Внесение микроудобрений создает значительный положительный баланс соответствующих микроэлементов, достигающий +2572,3 г в отношении марганца, +681,3 г и 1785,4 г/га применительно к бору и цинку.

Вынос элементов питания растениями положительно коррелирует с величиной урожая. При этом наиболее высокая степень сопряженности наблюдается между выносом азота и продуктивностью культуры как в первой г=+0,881 (люцерна), г=+0,975 (сахарная свекла), так и во второй ротациях г=+0,966 (люцерна), г=+0,957 (сахарная свекла). Связь фосфора с урожаем зерна была достаточно высокой, главным образом во второй ротации и прежде всего по люцерне (г=+0,931), но она ослабевала по данному предшественнику в первой ротации (г= +0,782), оставаясь существенной в обоих случаях по сахарной свекле (г=+0,912 и г=+0,893). Между выносом калия растениями и урожаем зерна коррелятивная зависимость была тесной по обоим предшественникам во второй ротации г=+0,928 (люцерна), г=+0,879 (сахарная свекла) и в конце первой ротации г=+0,857 (сахарная свекла), но стала средней в ее начале г=+0,404 (люцерна).

Влияние удобрений на рчет корневой системы н фотоснитетическую деятельность озимой пшеницы

В познании механизма формирования урожая большое значение придается изучению роста корневой системы и фотосннтетнческой деятельности растений. Важнейшими показателями последней являются плошадь листовой поверхности, фотосинтетнческий потенциал посевов, чистая продуктивность фотосинтеза, содержание хлорофилла и прирост сухого вешества растений. Максимальные урожаи, как правило, могут быть получены при оптимальном сочетании всех названных элементов (Ничипорович, 1964; Гойса и др., 1979).

Корневая система. В наших условиях озимая пшеница обладает довольно хорошо развитой корневой системой. От надземной массы растений в полуметровом слое почвы в полную спелость она составляет 23,2% на контроле и 21,926,3% - на удобренных фонах. Исключение одного из элементов питания из состава удобрений повышает массу корней по отношению к их надземной части. Основная масса корней сосредотачивается в пахотном слое (78,6-83,-1%). Наиболее мощная корневая система (4146,1 кг/га) образуется при внесении ЫсйР.ззК^, а по оптимальному фону питания (М6оР<)оКзо) масса корней составляет более умеренную величину -3823,7 кг/га или 22,0% к уровню биомассы надземных органов, при этом 78,6% ее размещается в верхней части почвенной толщи (0-25 см). Количество азота, фосфора и калия в удобрениях положительно коррелирует с массой корней (г=+0,672), а она, в свою очередь, имеет тесную связь с урожаем зерна (г=+0,872).

Ассимиляционный аппарат и содержание хлорофилла. Площадь листовой поверхности озимой пшеницы в течение вегетации изменяется в зависимости от сортовых особенностей растений. Безостая 1 характеризуется сравнительно интенсивным развитием листового аппарата в начале вегетации (фаза кущения) с его максимумом в фазе трубкования. А Интенсивной присуще мед-, ленное развитие площади листьев в фазе кушения, усиление его в период трубкования н достижение наибольшей величины в фазе колошения.

Между количеством №>К в удобрениях и площадью листьев по сахарной свекле в первой ротации наиболее высокая связь наблюдалась в фазу колошения и трубкования, во второй ротации - прежде всего в фазу колошения и кущения, затем в фазу трубкования (г=+0,856). По люцерне связь между этими показателями максимальная в фазу колошения, несколько меньше в фазу трубкования и минимальная.в фазу кущения.

По пропашному предшественнику возрастает действие азота. Зависимость между дозой азота и площадью листьев в первой ротации наиболее тесная только в фазу колошения (г=+0,913), во второй она существенна во все сроки определения, особенно в фазы колошения (г=+0,890) и трубкования (г=+0,926), затем в фазу кущения (г=+0,845). Влияние фосфора на формирование листьев по да'нному предшественнику среднее (г=+0,314-0,682), а калия среднее в первой ротации (г=+0,255-0,637), сильное во второй (г=+0,700-0,732) и особенно в фазу кущения (г=+0,768).

По пласту многолетних трав важно внесение фосфора. Площадь листьев сильно зависела от дозы этого элемента в фазу колошения (г=+0,926) и несколько слабее во время трубкования и кущения (г--»-0,853 и г=+0,803), а азот и калий имели наиболее тесную связь с площадью листьев по данному предшественнику только в фазу колошения (г=+0,748 и г=+0,756).

Определяющими для формирования урожая зерна озимой пшеницы являются размеры листьев в фазу колошения. Увеличение площади листьев при внесении удобрений тесно коррелирует в этот период с продуктивностью культуры и по сахарной свекле (г=+0,891), и по люцерне (г=+0,884).

Удобрения стимулируют образование хлорофилла. Между содержанием •морофилла в листьях и количеством удобрений наблюдается высокая корреля-;-1Ы1л;1 связь з фа?у трубкования (г-+0,776) и еще более существенная в фазу .-.'олошения (г=+0.902). Действенное влияние на этот процесс оказывает азот, коэффициент корреляции достигает наибольшей величины в фазу трубкования '/-■м>,о1и). несколько меньше он а фазу колошения (г=-|-0,883). Увеличение количества хлорофилла, особенно в фазы трубкования и колошения, имеет высокую сопряженность с урожаем зерна (г=+0,907 и г^+0,912).

Фотосинтетический потенциал. Фотосинтетический потенциал посевов озимой пшеницы на контроле, независимо от предшественников, имеет почти одинаковую величину. Удобрения увеличивают величину фотоеинтетического потенциала посевов. Причем более сильная сопряженность между ними обнаруживается по пласту многолетних трав (г=+0,922), чем по пропашному предшественнику (г=+0,833). В последнем случае фотосинтетический потенциал имел тесную коррелятивную связь с дозой азота (г=+0,939), затем калия (г=+0,729) и наконец фосфора (г=+0,585). По люцерне данный показатель в первую очередь зависел от дозы фосфора (г=+0,902), затем азота (г=+0,783) и калия (1-=+0,647). Рост фотосинтетического потенциала посевов при внесении удобрений обнаруживает высокую коррелятивную зависимость между ними и урожаем зерна как по люцерне (г=+0,938), так и по сахарной свекле (г=+0,866).

На основании установленных выше зависимостей нами получены уравнения регрессии, которые позволили определить оптимальные параметры фотосинтетических показателей озимой пшеницы для различных уровней их урожайности (табл.3).

Продуктивность фотосинтеза. Положительное влияние .минеральных удобрений на чистую продуктивность фотосинтеза не отмечается. Максимальные урожаи зерна на оптимальных фонах питания обусловлены, прежде всего, повышенной величиной и более активной работой листового аппарата (особенно после колошения), высоким содержанием хлорофилла, а также хорошим фотосинтетичебким потенциалом посевов.

Урожай зерна и оптимальные уровни фотосинтетических _показателей озимой пшеницы _

Урожай, ц/га Оптимальные уровни фотосинтетических показателей (фаза колошения)

площадь фотосинтетический потен- содержание хлорофилла, мг/г

листьев. циал посевов, млн.м'/га абсолютно сухих листьев

тыс.м"/га дней

40-45 31-40 предшественник люцерна 1,61-2,03

46-50 41-47 2,08-2,40 -

51-55 49-54 2.48-2,80 -

56-60 56-62 2,88-3,00 -

61-65 63-69 3,22-3,57 -

66-70 70-75 3,64-3,98

40-45 25-34 предшественник сахарная свекла 1,36-1,70 24,4-28,4

46-50 36-42 1,79-2,13 29,2-32,4

51-55 44-51 2,21-2,56 33,2-36,4

56-60 53-59 2,65-2,98 37,2-40,4

61-65 61-68 3,07-3,41 41,2-44,4

66-70 70-77 3,50-3,80 45,2-48,4

Накопление сухого вещества. Накопление сухого вещества озимой пшеницей усиливается под влиянием минеральных удобрений и продолжается, независимо от предшественников, до молочно-восковой спелости. Общие и среднесуточные его приросты наиболее интенсивные по пропашному предшественнику, чаще в период трубкование-колошенне, а по люцерне от колошения до молочно-восковой спелости зерна.

В фазу колошения обнаруживалась наиболее высокая сопряженность между дозой азота и накоплением сухой биомассы по пропашному предшественнику (г=+0,832-0,917), а также между фосфорным удобрением и массой сухого вещества по пласту многолетних трав (г=+0,843). По пропашному предшественнику калий имел прямую зависимость с накоплением сухого вещества в первой ротации в фазу колошения (г=+0,741), а во второй - во, время трубкова-ния и колошения (г=+0,737 и г=+0,732). По люцерне наиболее существенная связь между дозой азота и накоплением сухого вещества отмечалась в молочно-восковую спелость (г=+0,757). Но она ослабевала между дозой фосфора и накоплением сухого вещества по пропашному предшественнику в течение всех фаз развития растений (г=+0,604-0,623), а также между калием и сухой биомассой по люцерне (г=+0,5 87-0,646).

Накопление сухого вещества, • особенно в фазу кущения и молочно-восковой спелости, сильнее коррелировало с урожаем зерна (г=-Ю,803 и-

г=+0,978) по пропашному предшественнику в первой ротации, а во второй связь наблюдалась в фазу колошения и также в молочно-восковую спелость (г=+0,823 и г=+0,960). По люцерне корреляционная связь между накоплением сухого вещества и продуктивностью культуры была высокой в течение всего периода вегетации, но особенно от трубкования до колошения (г=+0,917-0,960). Для них выведены уравнения регрессии и определены размеры накопления сухого вещества для различной высоты урожая зерна озимой пшеницы.

Продуктивность озимой пшеницы в зависимости ог удобрений

Действие шшои, норм и соотношении удобрений ил урожаи. Важнейшими показателями, характеризующими эффективность удобрений, является •величина урожая. Сероземно-луговые почеы в условиях орошения ь сочетании с другими приемами агротехники без внесения удобрений, способствуют получению урожая зерна озимой пшеницы в пределах 36,0-43,9 ц/га (габл.4,5). Причем рост ее продуктивности идет независимо от предшественников от первой к началу третьей ротации севооборота, что связано с повышением уровня окуль-туренностн почвы на основе высокой агротехники. Прибавка урожая зерна за счет действия данного фактора в течение трех ротаций составила 7,9 ц/га.

Удобрения обеспечивают значительное увеличение урожайности озимой пшеницы. При этом их эффективность несколько выше по пласту бобовых трав, чем по пропашным предшественникам. В свою очередь по сахарной свекле они действуют намного сильнее, чем по кукурузе на зерно. После распашки пласта бобовых многолетних трав повышается нуждаемость озимой пшеницы в фосфоре, по старопашке увеличивается потребность в азоте. Чем окультуреннее почва, тем выше эффективность удобрений.

- По всем предшественникам, в течение трех ротаций между количеством азота, фосфора и калия и урожаем зерна озимой пшеницы существовала прямая коррелятивная связь. По сахарной свекле она была самой высокой и первой ротации (г=+0,873), но ослабевала во второй (г=+0,639). Это связано с линейным ростом в первой ротации продуктивности озимой пшеницы по мере увеличения нормы внесения минеральных удобрений (до ^Р^зо)- Во второй ротации урожай зерна, увеличиваясь при умеренных нормах удобрешш (М7<Р90К3о), снижался при повышенных их дозах (М113Р135К45 и МшР180К£а). По люцерне тесная зависимость между количеством ЫРК в удобрении и урожаем зерна сохранялась во второй и в третьей ротациях севооборота (г=+0,799-0,754).

По люцерне прибавки урожая зерна озимой пшеницы от азога на фоне фосфорно-калийного питания в зависимости от его дозы достигают в первой ротации (N30.45) 8,5-5,8 ц/га, во второй (N^90) - 15,3-4,7 ц/га, в третьей (N60-90) -9,7-6,9 ц/га. По сахарной свекле прибавочный урожай составляет в первой ротации (N50.75) 13,8-15,1 ц'га, во второй (N75-10) - 16,8-10,1 ц/га, в третьей ротации по кукурузе на зерно (N75.113) - 14,2-9,5 ц/га. Между дозой азота и урожаем зерна озимой пшеницы тесная связь обнаруживается по пропашным предшественникам, особенно в первой ротации (г=+0,957), несколько слабее она она во второй (г=+0,730) ив третьей ротации севооборота (г=+0,785). По люцерне

1'аблица -1

Влияние минеральных удобрений на урожайность озимой шиешши после люцерны по ротациям севооборота (среднее за 1968-1970, 1977-1979, 1986-1988п\)

Вариант 1-я ротация Вариант 2-я ротация 3-я ротация

урожаи зерна,ц/га прибавка урожай зерна, ц/га прибавка урожай •зерна, ц/га прибавка

ц/га ' % ц/га | % ц/га %

Контроль 36,0 - - Контроль 40,9 - - 43,9 - -

N45^^20 45,8 9,8 120,5 ЫдаРмКзо 55,8 14,9 136,4 66,4 22,5 151,3

ЫзйРуоКги 44,1 8;1 116,2 ^оРпЛо 59,7 18,8 146,0 64,6 20,7 147,2

МзоРбоКго 48,5 12,5 128,2 НйРуиКзо 66,4 25,5 162,3 69,2 25,3 157,6

РбйКго 40,01 "4,0 105,3 Р«Кзо 51,1 10,2 124,9 59,5 15,6 135,5

Н^оРнКго 39,2 3,2 108,4 ИбоР^Кзо 49,0 8,1 119,8 58,3 14,4 132.8

N3^60 45,6 9,6 129,5 N¿(^90 55,3 14,4 135,2 61,6 17,7 140,8

ИиРмК» 42,4 6,4 111,6 60,3 19,4 117,4 65,5 23,6 149,2

ЫзоРг75К2и 44,7 8,7 117,6 МиоР^оКоо 61,9 21,0 151,3 68,1 24,2 155,1

р,% 2,2-2,8 2,6-3,7 3,1-3,9

НСР095, П/ГЦ 3,5-3,9 4,8-5,1 4,8-5,8

Таблица 5

Влияние минеральных удобрений на урожайность озимой пшеницы после сахарной свеклы и кукурузы по ротациям севооборота (среднее за 1972-1974, 1981-1983, 1990-1992гт.)

Вариант 1-я ротация Ёариант • 2-я ротация 3-я ротация

урожай зерна,ц/га прибавка урожай зерна,ц/га прибавка урожаи зерна,ц/га прибавка

ц/га % ц/га % и/га %

Контроль 38,0 - - Контроль 42,9 - - 36,0 - -

^РюК» 53,2 15,2 140,0 МцэРздКзо 58,9 16,0 137,3 56,7 20,7 157,5

ИзоРвоКго 53,8 15,8 141,6 Ы7*Рш К30 55,9 13,0 130,3 60,0 24.0 166,7

^оРбоК2о+

последействие

30 т/га навоза 52,1 14,1 137,1 Н75Р9оКзо 65,6 22,7 153.9 61,4 25,4 170,6

^оРбоКм 51,9 13,9 136,6 Р90К30 48,8 5,9 113,7 47,2 11.2 131,1

РглКго 38,1 0,1 100,3 Н75Р15Кзп 53,2 10,3 124,0 48,4 12,4 134,4

Н50Р,5К2„ 49,5 11,5 130,3 N75790 55,8 12,9 130,1 57,0 21,0 158,3

ИзоРео 52,5 14,5 138,2 НцзР1351С(5 61,2 18,3 142,6 59,2 23,2 164,4

Ы75Р9оКзо 56,5 18,5 148,7 59,0 16,1 137,5 56,7 20,7 157,5

Р,% 2,2-2,8 2,1-3,9 2,1-2,9

НСР095, ц/га 3,5-3,9 3,4-5,9 3,6-3,8

во всех ротациях севооборота между этими величинами выявляется средняя коррелятивная связь (г=+0,585-685).

После распашки пласта многолетних бобовых трав фосфор на фоне азот-но-калийной системы в зависимости от доз внесения увеличивает урожай зерна озимой пшеницы в первой ротации (Рбо-90) на 9,3-4,9 ц/га, во второй (Р90-13;) -17,4-10,7 ц/га, в третьей (Р90-135) - на 10,7-6,3 ц/га. По пропашным предшественникам за счет внесения фосфора удается повысить продуктивность культуры в первой ротации (Рбо-9о) на 2,4-4,3 ц/га, во второй (Р90-135) * 12,4-2,7 ц/га, в третьей (Р90-135) - на 13,0-11,6 ц/га. Зависимость урожая зерна озимой пшеницы от доз фосфора в удобрении характеризуется высокой степенью сопряженности по люцерне во второй и в третьей ротациях (г=+0,799-725) и средней по сахарной свекле (г=+0,591-553) и кукурузе (г=+0,'561).

При внесении калия в сочетании с азотно-фосфорным удобрением происходит рост урожая зерна озимой пшеницы по отношению к фону по пласту люцерны в цервой ротации (К20) на 2,9 ш'га, во торой (ЬСзи) - 11,1 ц/га, в третьей (К30) - на 7,6 и/га. По пропашным предшественникам прибавочный урожай ог калия составляет только во второй (К3о) 9,8 'ц/га и в третьей ротациях (К;.0) - 3,4 ц/га. Урожай зерна озимой пшеницы имеет среднюю положительную связь с дозой калия в удобрениях. При этом она более существенна во второй и в третьей ротациях по люцерне (г=+0,604-0,655), по сахарной свекле (г=+0,444) и по кукурузе (г=+0,472).

Максимальный урожай зерна озимой пшеницы после распашки пласта бобовых многолетних трав формируется при внесении минеральных удобрений впервой ротации в дозе М30РбоК:о - 48,5 ц/га, во второй и третьей ротациях (МбоРэдК-зо) - 66,4 и 69,2 ц/га. По пропашным предшественникам (сахарная свекла и кукуруза) в течение трех ротаций наиболее высокая продуктивность культуры соответственно 56,5, 65,6 и 61,4 ц/га достигается при использовании М75Р|Д|Кзо. Навоз в последействии, равно как и фосфор, внесенный в запас, не имеет преимуществ перед ежегодным применением полной нормы минеральных удобрений непосредственно под озимую пшеницу.

Влияние форм митральных удобрений на урожай. После пропашного предшественника'(кукуруза) под озимую пшеницу весьма эффективно внесение аммиачной селитры, суперфосфата простого гранулированного и аммофоса. Продуктивность культуры при этом находится в пределах 53,3-56,5 ц/га (табл.6). В качестве возможных их заменителей можно использовать сульфат аммония и обесфторепный фосфат^ Применение мочевино-формальдегшшого удобрения и аммофосфата обеспечивает меньший рост урожая зерна.

По пласту многолетних бобовых трав наиболее высокая продуктивность озимой пшеницы отмечается под влиянием мочевины и аммиачной селитры, а также суперфосфата простого гранулированного и суперфоса. При этом урожай зерна достигает 63,4-66,1 ц/га.

Влияние форм минеральных удобрений на урожайность озимой пшенишл (среднее за 1985-1987. 1992-1994 гг.)_

1 1 Вариант ! Предшественник люцерна Предшественник кукуруза на зерно

урожай зерна, ц/га прибавка, ц/га урожай 1 прибавка, шга

к контро-{ к фону лю ! зерна. I к контролю ц/га 1 к фону

Контроль 38,7 - - 42,2 - -

Р„Кх-фон 50,4 11,7 - 47,3 5,1

ФоН+Каа 63,4 24.7 13,0 56,5 14,3 9,2

Фон-КИм 63,6 24,9 13,2 52,1 9,9 4,8

Фон-ь]^а 61,9 23,2 11,5 54,2 12,0 6,9

Фон+Ммфу 58,1 14,4 7,7 49,9 7,6 2,6

К^Кх-фон 47,3 8,6 - 47,2 5,0 -

Фон+Ра- 64,0 25,3 16,7 56,0 13,8 8,8

Фон+Рсл 61,3 22,6 14,0 51,3 9,1 4.1

Фон-Роф 60,3 21,6 13,0 52,9 10,7 5,7

ФоН+Рсуп 64,9 26,2 17,6 - - -

к.+м^ 66,1 27,4 2,1 53,3 11,1 -

Кх+КРафт 64,7 25,0 0,7 49,9 7,7 -

Р,% 3,1-3,7 3,1-4,1

НСР095, Ц/га 4,3-5,6 4,1-4,7

Величина урожая в зависимости от микроудобреннй. На сероземно-лу-говых почвах при среднем содержании в них бора, цинка и повышенном марганца внесение под озимую пшеницу одноименных микроудобрений неэффективно. Однако с ростом продуктивности культуры существенно возрастает потребность растений в марганце. При возможности получения повышенных и высоких урожаев озимой пшеницы, внесение в почву прежде всего марганца (5 кг/га) является перспективным приемом.

Структура урожая под влиянием удобрений. Высокая продуктивность сорта озимой пшеницы Безостая I создается при пропорциональном развитии всех ос-новньЬс компонентов структуры урожая и, в первую очередь, она обеспечивается значительной продуктивной кустистостью (г=+0,804) и массой зерна (г=+0,747). _ Сорт Интенсивная формирует максимальный урожай зерна при существенном росте продуктивного стеблестоя (г=+0,831-0,900) и высокой озерненности колоса (г=+0,851-0,885). По люцерне независимо от сорта элементы структуры урожая существенно улучшаются, прежде всего под действием фосфора, а по пропашным предшественникам они заметно возрастают за счет азота.

Улучшение условий питания озимой пшеницы под влиянием азотных, фосфорных, калийных и марганцевых удобрений сопровождаегся не только ростом урожайности, но и существенным изменением качества получаемой продукции, о чем свидетельствуют приведенные ниже данные.

Влияние удобрений на качество урожая

Виды, нормы и соотношения удобрений. Объемная масса зерна под влиянием минеральных удобрений изменяется мало. Несколько лучше минеральные удобрения действуют на массу 1000 зерен. Существенных изменений этих показателей в зависимости от предшественников не выявляется. Тем не менее объемная масса зерна, как и масса 1000 зерен находится на уровне требований государственного стандарта на сильную пшеницу.

По мере повышения окультуренности почвы увеличивается общее количество стекловидных зерен, оно более значительное после распашки многолетних бобовых трав. С увеличением доз, применяемых под озимую пшеницу минеральных удобрений, также возрастает количество стекловидных зерен. Наблюдается прямая зависимость между количеством NPK в удобрениях и стекловид-ностью зерна как по люперне, так и по сахарной свекле. Существенное влияние на нее, независимо от места культур^ в севообороте, оказывает азот, особенно после сахарной свеклы. Фосфор снижает количество стекловидным зерен по пропашному предшественнику, но увеличивает по люцерне. Благоприятное влияние калия на данный показатель становится более заметным во второй ротации севооборота. Наиболее высокая стекловидность зерна наблюдается по сахарной свекле в первой ротации на фоне N75P90K30 - 94,3%, во второй N113P90K30 - 82,4%, по люцерне NnoPisoKoo - 82,0%. На всех фонах питания (за исключением фосфорно-калийного по сахарной свекле) стекловидность зерна находится на уровне требований государственного стандарта.

Содержание клейковины в зерне озимой пшеницы увеличивается от ротации к ротации, причем оно несколько выше по люцерне, чем по сахарной свекле (табл.7). Но эффективность минеральных удобрений проявляется сильнее по старопашке, чем по пласту многолетних бобовых трав. Во всех случаях применения удобрений уровень накопления клейковины в зерне определяется дозой азота. При этом степень' сопряженности между ними солее высокая по пропашному предшественнику (г=+0,934-0,953), чем после люцерны (г=+0,784-0,925). Активное действие фосфора на этот показатель обнаруживается, прежде всего, по люцерне, хотя корреляционная связь между ними не такая высокая (г=+0,508). Рост содержания клейковины в зерне озимой пшеницы по люцерне в первой ротации отмечается при внесении НцРэдКзо - 27,4%, во второй - N120P180K«) - 31,0%, по сахарной свекле соответственно при N75P90K30 -28,1%, N,5uP18üKü0 - 31,2%. Но качество клейковины, как и ее содержание, соответствует требованиям государственною стандарта только при применении оптимальных доз удобрений: сахарной свекле - N75P90K30, по люцерне - М60Р9оКз0.

2ь

Влияние минеральных удобрений на содержание клейковины и протеина в зерне озимой пшеницы по рот алиям севооборота, %_

I 1-я ротация Вариант 2-я ротация

! Вариант ) клейковина |протеин клейковина протеин

предшественник люцерна

Котроль 22,9 11,7 Контроль 28,2 12,4

Лк<Р,ок;о 26^8 12,0 К9&Р9оКзо 30,8 13,0

^'г-.Д^сЬо) 25,9 12,2 КбоРшКзо 29,1 13,3

24,2 12,0 Ч0Р90К30 30,4 13,3

РЧ-ХЙ _ 24,8 12,2 Р90К30 28,4 12,6

КзоР^Кзо 27,2 12,2 ибоРиКзо 29,9 13,1

^зоРьо 25,7 12,1 МьоРио 29,3 13,3

> Т г» 1 ' у0"-30 27,4 12,7 ^9ОР|35К4? 30,7 13,9

ЫзоР^Кго 26,3 12,2 31,0 13,9

предшественник сахарная свекла

Контроль" 19,1 11,8 Контроль 26,0 13,6

^зРбоКго 27,5 14,0 М113Р9ОК30 30,6 14,9

^5оРуоКзо 25,2 12,9 ^7зР 135^30 29,5 14,7

последействие

30 т/га навоза 25,2 13,2 М75Р*»Кзо 30,3 14,8

Ь^сРбоК^о 24,6 12,8 Р90КЗО 27,3 13,1

РбоКго 19,2 10,6 М„Р,3К3о 29,5 14,7

К50Р15К20 27,8 13,8 N7^90 28,9 14,4

N«¿>60 24,3 13,1 N113? 135^5 30,8 14,9

1^7зР9оКзо 28,1 14,0 N,50?,^ 31,2 15,4

Содержание протеина в зерне озимой пшеницы, также как и клейковины, возрастает по мере прохождения ротаций, увеличиваясь за время исследовании на фоне контроля на 1,7%. Четкое влияние предшественников на данный показатель при этом обнаружить не удалось. Установлена тесная связь удобрений с содержанием протеина в зерне независимо от предшественников, особенно во второй ротации севооборота (г=+0,883, г=+0,771). Причем увеличение содержания протеина в зерне определяется наличием в системе питания азота, особенно действенно его присутствие по сахарной свекле (г=+0,929-0,935). Благоприятное влияние фосфора и калия на накопление азотистых веществ в зерне проявляется во второй ротации севооборота и, прежде всего, по пласту многолетних бобовых трав. Самый высокий уровень протеина в зерне озимая пшеница имеет по люцерне в первой ротации на фоне Ь'^Рс^Кзо - 12,7%, во второй - ЫвсРш^чз, ]Ч120Р130К«, - 13,9%, по сахарной свекле соответственно на фоне ^РбоКю, К75РуоКзо - 14,0% и «Л - 15,4%.

Продуктивность озимой пшеницы находится в тесной связи с содержанием протеина в зерне по сахарной свекле в первой (г=+0,863) и во второй ротациях

(г=+0,760), а также по люцерне во второй ротации (г=+0,773). Аналогичная сопряженность наблюдалась и между количеством клейковины и урожаем зерна по сахарной свекле, но несколько ослабевала по люцерне. Во всех случаях определения обнаруживалась высокая корреляционная связь между количеством клейковины и содержанием протеина в зерне (г=+0,738-0,919). Существует тесная зависимость между стекловидностью зерна и количеством клейковины, прежде всего, по люцерне (г=+0,968), а также и содержанием протеина п первую очередь по сахарной свекле (г=+0,960).

Значительный рост содержания белка и клейковины в зерне достигается при помощи поздних азотных подкормок посевов озимой пшеницы мочевиной. Наиболее оптимальная концентрация мочеиины для этой цели - ее 30% водный раствор. При этом содержание клейковины возрастает против фона на 4,7%, белка - на 2,1%. Наилучшее время использования раствора мочевины - период налива зерна (начало молочной спелости).

Более сбалансированный по аминокислотному составу суммарный белек зерна (г на 100 г белка) озимая пшеница формирует по пласту люцерны. Отмечается повышение концентрации здесь и незаменимых аминокислот. Однако заметное увеличение содержания отдельных аминокислот а суммарном белке зерна, также как и общее количество незаменимых аминокислот в них в результате улучшения условий питания как по люцерне, так и по сахарной свекле, не наблюдается.

Существенный рост количества аминокислот в суммарном белке зерна посредством внесения удобрений обнаруживается а пересчете на единицу массы зерна (г на 100 г сухого вещества), что повышает его питательную ценность. Наиболее заметное повышение содержания аминокислот, в том числе незаменимых, происходит под действием азота, чего нельзя сказать а отношении фосфора и калия. Наибольший выход незаменимых аминокислот, в том числе лизина, наблюдается при оптимальных дозах минеральных удобрений: по сахарной свекле О^зРздКзо) - 168,1 и 17,5 кг/га, по люцерне (МбиР„(,К]о) - соответственно 374,4 и 40,0 кг/га (табл.8).

Наблюдается положительная связь между количеством №К в удобрениях и содержанием незаменимых аминокислот (г на 100 г зерна) по сахарной свекле. Но рост их количества здесь еще в более высокой степени зависит от доз азота. Тесная связь выявляется и между количеством ЫРК в удобрениях и сбором протеина с единицы площади как по сахарной свекле, так и по люцерне. При этом по пропашному предшественнику существенно влияние азота (г=+0,976), а по пласту трав одинаково важно улучшение азотного и фосфорного питания (г=+0.772 и г=-0,774). По люнерне сбор незаменимых аминокислот заметно возрастает от роста величины в удобрениях, а также от доз азота и фосфора. Сбор незаменимых аминокислот прямо связан и с выходом протеина с 1 га (г=+0,983).

Таблица 8

Влияние удобрений на сбор протеина и незаменимых аминокислот зерна озимой пшеницы, кг/га

Вариант

Про- Незаме-

теин нимые

амино-

кислоты

В том числе

лизин

треонин метио-нин ва -лин нзо-лейцин лейцин фенил-аланин

предшественник люцерна

Контроль 518,0 188,9 20,1 20,7 12,5 26,8 23,8 43,0 36,0

^иРздКзо 772,5 272,4 29,0 30,3 17,0 38,7 34,3 71,2 51,9

КбоРшКзо 852,0 327,7 34,1 35,8 20,8 45,5 41,2 85,2 65,1

966,5 374,4 40,0 41,0 24,2 52,2 46,7 95,7 74,6

650,5 246,1 26,0 27 2 15,5 34,5 30,8 63,2 48,9

^боР^Кзо 684,5 278,1 28,3 30,9 16,8 39,7 34,9 73,0 54,5

770,0 290,2 30,8 32,3 16,0 41,5 36,6 75,2 57,8

888,0 350,8 36,2 38,6 20,2 49,4 44,3 92,4 70,7

935,0 365,2 38,9 40,2 20,9 51,7 45,6 93,7 74,2

предшественник сахарная свекла

Контроль 450,4 93,6 11,0 12,8 - 15,6 11,6 24,9 17,7

N7^60^20 743,7 147,7 15,6 19,0 - 24,8 18,5 44,4 25,4

Н50р90к20 689,3 141,0 16,5 17,0 - 24,4 17,2 38,1 27,8

N 5иРбоК;о+последей-

ствие 30 т/га навоза 671,1 132,1 14,4 15,7 - 21,5 16,8 39,2 24,5

N50^60^20 659,1 130,6 14,5 16,0 - 23,7 16,6 35,1 24,7

РьоКго 399,1 83,8 9,6 9.5 - 13,3 11,9 23,6 15,9

Ь!5оРиК2о 685,7 126,7 14,2 15,4 - 20,1 16,9 35,6 24,5

К50Рбо 716,4 156,6 16,8 20,4 27,1 20,1 43,8 28,4

N75?%^ 30 775,7 168,1 17,5 22,4 - 29,5 20,7. 44,6 33,4

Физические свойства муки и теста, а также хлебопекарные показатели зерна озимой пшеницы выражены несколько лучше при возделывании ее по люцерне, чем по сахарной свекле. Рост содержания протеина в зерне не всегда сопровождается улучшением физических свойств теста и хлебопекарных качеств муки. Количество №>К в удобрениях коррелирует довольно тесно по люцерне с водопоглот ительной способностью муки (г=+0,873) и временем до начала разжижения теста (г=+0,772). Азотные удобрения имеют наиболее сильную связь только со временем до начала разжижения теста, а фосфорные с ВПС. По сахарной свекле существенная связь обнаруживается лишь между зой азота и силой муки (г=+0,663) и объемом хлеба (г=+0,645). В то же время, выявляется высокая степень сопряженности клейковины и протеина с набухае-мостью муки (г=+0,737 и г=+0,866), а также с объемом хлеба (г=+0,724 и г=+0,734). Более сбалансированное сочетание основных технологических, хлебопекарных показателей зерна достигается по люцерне на фоне N^90^30» по сахарной свекле - Навоз в последействии (30 и 60 т/га) также оказы-

вает благоприятное влияние на хлебопекарные свойства зерна озимой пшеницы.

Содержание тяжелых металлов и микроэлементов в зерне озимой пшеницы не превышало предельно допустимых их концентраций при систематическом применении (в течение 13 лет) фосфорных и фосфорсодержащих комплексных удобрений. Вместе с тем в случаях использования аммофоса, суперфоса и ам-мофосфата отмечалось повышение но сразнению с контролем содержания а. зерне кобальта, марганца, цинка, никеля и кадмия, соответственно на 0,10 мг, 20,1, 7,7, 0,64, 0,34 и 0,3 мг/кг сухого вещесгга.

Длительное применение (п течение 24 лет) аммиачной селитры (1555- 2810 кг/га М), суперфосфата простого гранулированного (280-3450 кг/га Р2О5) и хлористого калия (770-1310 кг/га К20) в условиях депятипольного полевого севооборота не оказывало существенного влияния на накопление в зерне озимой пшеницы тяжелых металлов и ряда микроэлементов. Оно чаще всего находилось на уровне контроля. Однако длительное отсутствие ® системе удс5ре:к:я одного из элементов питания способствовало увеличению в товарной части урожая по сравнению с контролем цинка, свинца, кадмия и никеля соответственно на 3;7 мг, 0,35, 0,05 и 0,31 мг/кг сухого вещества. Определенное накопление свинца, кадмия и никеля обнаружив ал ось и при двойной системе удобрения.

Микроудобренвя. Заметно повышает содержание протеина в зерне озимой пшеницы применение бора, цинка и особенно марганца, в последнем случае оно достигает 15,3%, что отвечает требованиям сильной пшеницы (табл.9).

■ . Таблица 9

Вариант Объемная масса, г/л Масса 10001 Стекловид-зерен, г |ность, % Содержание протеина, %

Контроль 828,8 41,3 86,0 12,7

ЫзоРбоК2(гфон 832,8 42,8 87,5 12,1

Фон+бор (1 кг/га) 833,4 43,0 87,0 13,9

Фон+цинк (2 кг/га) 834,8 41,5 ' 87,0 13,1

Фон+марганец (5 кг/га) 833,4 '43,4 88,0 15,3

Формы удобрений. Объемная масса зерна, масса 1000 зерен и стехловид-ность зерна озимой пшеницы не претерпевают особых изменений при использовании в севообороте различных форм минеральных удобрений. Вместе с тем систематическое применение аммиачной селитры, сульфата аммония на фоне суперфосфата простого гранулированного и хлористого калия, а также суперфосфата двойного в сочетании с аммиачной селитрой и хлористым калием оказывает благоприятное влияние на накопление в зерне озимой пшеницы протеина и клейковины. Содержание протеина доходиг до 14,0-14,2%, клейковины - 30,831,3% при высоком ее качестве (1 группа). Все это соответствует нормам, установленным для сильной тненины.

Диагностика питания и программирование урожаев озимой пшеницы

Рациональное применение удобрений, обеспечивающее получение максимального программируемого урожая с соотистстиующим уровнем качественных показателей возможно при использовании агрохимической диагностики почв и растений.

Почвенная диагностика. Почвенная диагностика азотного питания озимой пшеницы нами основывается на использовании данных по содержанию нитратов - как основного источника подвижного фонда минерального азота. Установлена тесная связь между дозой азота и абсолютным содержанием N-N03 в весенний период (г=+0,766-0,866). Зависимость между количеством азота в удобрении и содержанием Ы-ИН» в почве при этом менее существенна (г=+0,457-0,524).

Оптимальная глубина слоя при учете содержания нитратного азота в почве для диагностических целей определяется в зависимости от длительности применения удобрений. В первой ротации севооборота целесообразнее ориентироваться на метровый слой почвы, при этом обеспечивается достаточно высокая корреляционная связь между дозой азота и содержанием N-N03 (г=+0,886). Во второй ротации севооборота' независимо от предшественников количество нитратного азота теснее коррелирует с дозой азота в слое 0-50 см (г^+0,875-22+0,875-0,915).

По сахарной свекле в первой ротации величина накопления нитратного азота находится в прямой зависимости с урожаем зерна при определении его в фазу трубкования (г=+0,845). Для формирования урожая зерна озимой пшеницы в пределах 56-60 ц/га необходимое содержание нитратного азота в слое почвы 0-100 см должно составлять 187,1-213,4 кг/га (табл.10). При необходимости корректировку дозы азотных удобрений следует вести с использованием коэффициента 1,27, указывающего на возможность увеличения содержания нитратов к фазе трубкования на 127 кг/га почвы на каждые внесенные 100 кг азота удобрений. Данная величина вытекает из уравнения регрессии, вычисленная для фазы трубкования между дозой азота и содержанием N-N03 у=91,77+1,27-х (г=+0,886) и выражает количественную зависимость содержания N-N03 в слое почвы 0-100 см от доз азотных удобрений.

Урожай зерна озимой пшешщы во второй ротации имеет наиболее тесную связь с запасами нитратов в слое почвы 0-50 см как по люцерне (г=+0,767), так и по сахарной свекле в фазу кущения (г=+0,809). Возможности формирования высокой урожайности зерна озимой пшеницы (65-70 ц/га) по этим предшественникам возникают при условии содержания нитратного азота в слое почвы 0-50 см в фазу кущения 333,5-400,1 кг/га. Такие результаты удается достичь, если дозу азотных удобрений в подкормку рассчитывать исходя из коэффициента 2,15. При этом каждые 100 кг азота удобрений увеличивают к фазе кущения содержание нитратного азота в расчетном слое почвы на 215 кг/га.

Таблица 10

Урожай зерна озимой пшеницы и оптимальные уровни содержания

нитратного азота и подвижного фосфора в почве, кг/га_

Урожай, ц/га Нитратный азот Подвижный фосфор

слой 0-100 см слой 0-50 см слой 0-25 см

фаза трубкования фаза кущения фаза кущения

40-45 80,4-113,3 65,5 33,1

45-50 120,4-147Д 78,9-132,5 39,0-66,5

51-55 153,7-180,4 145,7-199,4 73,1-99,8

56-60 187,1-213,4 213,0-266,3 106,5-133,1

61-65 220,4-247,1 279,9-333,5 139,3-166,5

66-70 253,7-280,4 351,5-400,1 173,1-199,0

Используя данные" оптимального содержания нитратного иона в почве для определенного уровня урожая и показатели роста его количества а почве в слое 0-100 см или 0-50 см от 100 кг/га азота можно рассчитать дозу азотных удобрений, соответствующую необходимым содержанием нитратов в почве в фазу кущения или трубкования по известной формуле:

^ОПТ - ^исх

Дн ----100 (1)

У

где Дм - доза азота, кг/га: Мопг -оптимальное содержание нитратного азота для планируемого урожая,кг/га; -исходное содержание нитратного азота , кг/га; У - увеличение содержания нитратного азота в почве при внесении 100 кг/га удобрений, кг/га.

Наличие в пахотном слое (0-25 см) в фазу кущения запасов подвижного фосфора на уровне 106,2-166,5 кг/га является надежной основой для получения 56-65 ц/ra зерна озимой пшеницы. При этом в расчете на 100 кг фосфора содержание подвижных его форм в пахотном слое почвы увеличивается к фазе кущения на 84 кг/га. Использование вышеуказанной формулы позволяет рассчитать оптимальную дозу и фосфорных удобрений для получения планируемого урожая зерна озимой пшеницы..

Величина содержания обменного калия в почве в целом не является лимитирующим фактором при получении стабильных и высоких урожаев зерна озимой пшенины. Поэтому чаше всего не удается установить достоверные сзя-ш между содержанием подвижного калия с продуктивностью культуры. И содержание его в почве не менее 350-400 мг/'кг в слое 0-25 см в фазе кущения достаточно для формирования урожая зерна 65-70 ц/га.

Растительная диагностика. Как подчеркивают Н.К.Болдырев (1970), В.В.Церлинг (1978), Л.М.Державин и др. (1988), более объективным показателем, характеризующим обеспеченность растений элементами минерального питания, является содержание их в растениях, поскольку между количеством определенного элемента в п-.чве и концентрацией его в растительных тканях су-

шествует последовательная положительная связь. Следовательно, при опреде-, лении доз удобрений необходимо регулировать их величины на основании растительной диагностики. При этом важна не только концентрация отдельных элементов, но и их соотношения (Церлинг и др., 1990). Результаты исследований показали, что оптимальные уровни содержания азота, фосфора и калия в листьях озимой пшеницы находятся в пределах 3,5-5,0%Ы, 1,0-1,2 Р205 и 5,86,1% К20 в фазу кущения и 3,1-3,4Ы,0,7-1,0 Р205 и 4,0-6,0% К20 в фазе трубко-вания. Знание этих параметров позволяет внести корректировку в дозу азотных удобрений, установленную по результатам почвенной диагностики для подкормки в ранние фазы развития озимой пшеницы (кущение, трубкование) по следующей формуле (Церлинг и др., 1986):

N

Дк = Кп-----(2)

"Кфакт

где Дм - общая доза удобрений, рассчитанная для получения максимального урожая и с учетом результатов анализа растений, кг/га; Ы„ - доза азотных удобрений, рекомендованная на основе результатов почвенной диагностики, кг/га; Н0,гг - оптимальное содержание азота в растениях, % или кг/га; Ыф^ -фактическое содержание азота в растениях, % или кг/га.

А поправку на концентрацию других элементов (фосфора и калия) и их соотношений (табл. 11) предлагается производить по формуле:

ЭДитг Рфакг ды = Ып-----. (3)

опт

По такому же принципу необходимо корректировать дозу азотных удобрений и по обеспеченности растений калием.

Контроль за накоплением протеина в зерне озимой пшеницы следует вести на основе определения содержания азота в листьях в фазу колошения (% или кг/га). Для достижения содержания протеина не менее 14,0%, что соответствует требованиям стандарта на сильную пшеницу, при максимально возможной урожайности культуры, концентрация азота должна составлять не ниже 2,7 % (табл.11). По вышеприведенной формуле уточняют дозу азота и для фазы колошения с целью повышения качества зерна. Как показали наши исследования, корректируемой дозой азота для этой цели является 28 кг/га.

Таблица 11

Оптимальное валовое содержание азота, фосфора и калия в листьях _и их соотношения по фазам развития озимой пшеницы_.

Фаза развития Органы растения Содержание,% Соотношения, % от суммы

N р2о5 к2о N + р205 + К20 .

Кущение надземная

часть 3,5-5,0 1,0-1,2 5,8-6,1 34,0-40,6 9,7-9,2 56,3-49,6

Трубкование листья 3,1т3,7 0,7-1,0 4,0-6,0 34,7-34,6 8,9-9,3 51,3-56,1

Колошение листья . 2,7-3,7 0,7 3,0-5,0 42,1-39,4 10,9-7,4 46,9-53,2

Расчетные дозы удобрений, выполненные методом элементарного баланса для программированного урожая зерна озимой пшеницы с учеггом разработки по питанию растений, параметров диагностики в наших исследованиях показали возможность их использования с целью удовлетворения потребности растений в элементах питания на максимальный уровень планируемых урожаен,' составляющие после сахарной свеклы в пределах 55-70 ц/га и по пласту люцерны 65-70 ц/га в орошаемых условиях полевых севооборотов на сероземно-луговых почвах Сегера Кыргызстана.

Окупаемость применяемых удобрений под озимую пшеницу

Важнейшими показателями эффективности применения удобрений под озимую пшеницу, как известно, являются прибавки урожая зерна. Однако, они не всегда служат критерием наиболее рационального использования удобрений, так как не затрагивает экономическую сторону вопроса, без которой невозможно определение целесообразности применения удобрений под данную культуру. Это особенна актуально сейчас, в новых условиях хозяйствования, когда экономическая самостоятельность фермерских хозяйств, ассоциаций, кооперативов обуславливает необходимость новых подходов в решении рационального и эффективного использования удобрений. В связи с наблюдающейся в последние годы нестабильностью цен на удобрения и сельскохозяйственную продукцию, а значит и со сложностью подсчета экономической эффективности применения удобрений обычным методом (Баранов, 1967), нами как и многими другими исследователями дается анализ по учету окупаемости кг внесенных удобрений прибавкой урожая.

Расчеты показали, что оплата I кг азота, фосфора и калия в удобрениях зависит от предшественников, норм внесения и форм применяемых удобрений. Отмечается более высокая оплата удобрений зерном по люцерне, причем она возрастает в направлении от первой к третьей ротации. Оптимальные системы удобрения обеспечивают наиболее высокую оплату 1 кг ЫРК зерном озимой пшеницы, которая достигает в зависимости от места культуры в севообороте 9,5-14,2 кг. По люцерне применение аммиачной селитры и мочевины, суперфосфата простого гранулированного и суперфоса, а также аммофоса оборачивается наивысшей их окупаемостью,, достигающей соответственно 21,7 и 22,9, 10,3 и 11,6 кг зерна. По пропашному предшественнику (кукуруза на зерно) предпочтительнее внесение под озимую пшеницу аммиачной селитры и суперфосфата простого гранулированного, которые дают возможности получить соответственно 10,2 и 11,6 кг зерна на каждый кг азота и фосфора.

Заключение

На орошаемых сероземно-луговых почвах Севера Кыргызстана при длительном и правильном применении удобрений в сочетании с поливами и другими агротехническими приемами, как показали впервые проведенные нами многолетние исследования в течение трех ротаций девятиполыюго полевого севооборота (27 лет), возможно получение урожая зерна озимой пшеницы 50-70 ц/га при одновременном улучшении его качества.

Урожай зерна имеет положительную связь с повышением содержания нитратов в почве, причем наиболее тесную по пропашному предшественнику и с накоплением углеаммонийнорастворимых фосфатов в почве особенно по пласту многолетних бобовых трав в весенний период. В то же время величина урожая зерна чаще всего находилась в меньшей зависимости от содержания обменного калия в почве. Наличие высокой степени сопряженности позволило для названных периодов вывести уравнения регрессии с целью использования их в диагностических целях.

Минеральные удобрения повышают содержание в органах растений азота, фосфора и калия, которое положительно коррелирует с урожаем зерна. Благодаря тесной взаимосвязи между содержанием элементов питания в листьях озимой пшеницы и показателями ее продуктивности получены уравнения регрессии, которые могут быть использованы для прогнозирования величины урожая.

Интересны данные по накоплению в растениях азота, фосфора и калия по важнейшим периодам вегетации и в урожае. Для формирования повышенного урожая зерна по люцерне (48-66 ц/га) растения усваивали из почвы 114,0-207,5 кг N, 59-93 кг Р203 и 134-247 кг К20, по сахарной свекле (57-66 ц/га) - 172-206 кг N, 62-90 кг Р2О5 и 188-284 кг К2О. В пересчете на 10 ц зерна с вегетативной массой вынос составляет: по люцерне - 23,3-31,3 кг N, 12,0-14,0 кг Р203 и 27,337,1 кг К20 , по сахарной свекле - соответственно 30,5-31,4, 11;0-13,8 и 33,243,3 кг.

Во всех случаях внесения азотных удобрений N3Ü_I5U и калийных К20-60 баланс азота и калия отрицательный. Баланс по фосфору положительный при всех дозах фосфорных удобрений Рбо-iso- Лучший баланс по азоту складывается по люцерне при внесении азотных удобрений в дозах N45.120. по калию - при исключении фосфора из состава тукосмеси, по сахарной свекле по обоим элементам по последействию навоза (30 и 60 т/га) в сочетании с полным удобрением (N50.75 Р«)-чо К2о-зо)-

Для создания урожая зерна в 53,3 ц/га растения озимой пшеницы извлекали из почвы 376 г В, 2428 г Мп и 218 г Zn, что на 10 ц зерна составляет 71 г В, 4ß6 гМп, 41 r Zn. Повышенная потребность растений в марганце является одной из причин увеличения урожая озимой пшеницы под влиянием удобрений, содержащих названный микроэлемент.

Наличие коррелятивных связей между удобрениями, фотосингетическими элементами в отдельные периоды вегетации и продуктивностью озимой riuie? ницы позволило вывести уравнения регрессии и определить оптимальные вели-

чины площади листьев, концентрации в них хлорофилла, фотосинтетического потенциала, прироста биомассы и размера накопления сухого вещества для различной высоты урожая зерна.

Величина урожая, как показали исследования, имеет определенную связь и с качеством зерна, которое в свою очередь изменяется в зависимости от видов, доз и форм применяемых удобрений. Значительное действие на качество урожая оказывают азот, фосфор, калий, бор, цинк и особенно из микроэлементов марганец. Они в целом при правильном внесении являются мощным средством увеличения количества стекловидных зерен, накопления в зерне клейковины и протеина, улучшения его технологических и хлебопекарных достоинств. При этом повышается количество аминокислот в суммарном белке зерна и прежде всего под действием азота. Заметное увеличение содержания белка и клейковины в зерне достигается при помощи поздних азотных подкормок посевов озимой пшеницы 30% раствором мечеппшл с период налива зерна. В то же время длительное систематическое применение в условиях севооборота различных форм азотных, фосфорных и фосфорсодержащих комплексных удобрений не приводит к заметной концентрации в зерне тяжелых металлов и микроэлементов. Все это повышает питательную ценность зерна озимой пшеницы.

Внесение полного удобрения (№>К) обеспечивает высокие прибавки урожая зерна озимой пшеницы по люцерне, сахарной свекле и кукурузе. По сахарной свекле удобрения действуют лучше, чем по кукурузе на зерно. В пределах изучаемых доз (до N120-150 Р135-180 К45-60) между количеством азота, фосфора и калия в удобрениях и урожаем наблюдается прямая коррелятивная связь (г=+0,639-0,873). Максимальный урожай зерна озимая пшеница формирует по люцерне (66,4-69,2 ц/га) при внесении минеральных удобрений в дозе КадР^Кзо, по сахарной свекле и кукурузе (56,5-65,6 ц/га) под влиянием ^зРадКзо-

По пласту люцерны озимая пшеница из азотных удобрений хорошо отзывается на внесение мочевины, аммиачной селитры, по пропашному предшественнику - аммиачной селитры, сульфата аммония. По люцерне фосфорные удобрения весьма эффективны в форме суперфосфата простого гранулированного и суперфоса, по пропашному предшественнику - суперфосфата простого гранулированного и обесфторенного фосфата. Из комплексных удобрений по обоим предшественникам эффективно внесение аммофоса.

С целый диагностирования питания озимой пшеницы азотом следует использовать абсолютное содержание нитратного азота в почве и количество азота в листьях в ранние фазы развития культуры (кущение, трубкование). Контроль за уровнем питания фосфором лучше проводить по его абсолютному количеству в почве в фазу кущения и в листьях в фазы кущения или трубкования. Диагностику питания растений калием можно осуществлять по абсолютному накоплению его в листьях в период кущения или трубкования озимой пшеницы. Для этих же фаз установлены оптимальные соотношения между М,Рг05 и К20 в листьях, необходимое для достижения -урожая зерна 56-66 ц/га с содержанием в нем протеина не менее 14,0%. Содержание азота в листьях в фазу колошения является основным показателем для прогнозирования накопления

протеина в зерне. Оптимальные параметры содержания азота, фосфора и калия, в почве служат объективной основой для программирования урожаев зерна озимой пшеницы на уровне 55-70 ц/га.

Предложения производству

На основании многолетних исследований нами разработаны научно-обоснованные рекомендации по системе удобрения озимой пшеницы на серо-земно-луговых почвах Севера Кыргызстана. Они предусматривают применение различных видов, форм, доз внесения удобрений под озимую пшеницу в полевых севооборотах в разрезе их ротаций. Наряду с этим даются рекомендации по дозам азотных, фосфорных и калийных удобрений в зависимости от содержания нитратного азота, углеаммонийнорастворимых фосфатов и обменного калия в почве. Применение микроудобрений и, прежде всего, марганца целесообразно использовать при планировании повышенной и высокой продуктивности культуры (более 55-60 ц/га). Вместе с тем внесение марганца (5 кг/га) с азотно-фосфорно-калийными удобрениями - надежный способ получения зерна с высокими качественными показателями (клейковины, протеина). Содержание клейковины и протеина гарантированно возрастает и при некорневой подкормке посевов озимой пшеницы мочевиной (30%-ная водная смесь) во время налива зерна с расходом рабочего раствора - 200 л на одном гектаре.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Ахматбекоз М., Кочетова К.К. Влияние удобрений на урожай и качество озимой пшеницы в свекловичном севообороте // Вопросы агрономии. Сб. ст. агрон. фак. Кирг.СХИ. - Фрунзе, 1975. - С.67-72.

2. Ахматбеков М., Кузнецов Н.И., Федоров П.С., Трифонова. E.H. Влияние года репродукция и удобрений на аминокислотный состав белка зерна озимой пшеницы // Вопросы агрономии. Сб. научн. тр. агрон. фак. Кирг.СХИ. -Фрунзе, 1975. -С.24-30.

3. Ахматбеков М. Влияние удобрений на урожай и качество озимой пшеницу, в севообороте // Тезисы докладов научно-производственной конференции молодых ученых Кирг НИИЗ. - Фрунзе, 1975. - С.157.

4. Ахматбеков М. Влияние удобрений на динамику шггате.и.них элементов под озимой пшеницей в сероземно-луговой почве // Вопросы агрономии. Сб. научн. тр. агрон. фак. Кирг.СХИ. - Фрунзе, 1975. - М.54-60.

5. Ахматбеков М., Кузнецов Н.И., Кормилина Е.Г. Качество урожая озимой пшеницы под влиянием удобрений в орошаемых условиях Киргизии // Тезисы докладов Всесоюзного научно-методического совещания участников Географической сети опытов с удобрениями. Часть 1. - М., 1976. - С.147-148.

6. Кормилина Е.Г., Кузнецов Н.И., Ахматбеков М. Эффективность запасного внесения фосфорных удобрений в третьем звене свекловичного севооборота на сероземно-луговых почвах // Тезисы докладов Всесоюзного научно-методического совещания участников Географической сети опытов с удобрениями. Часть 1.-М., 1976. - С.78-80

7. Ахматбеков М., Кузнецов Н.И. Удобрение озимой пшеницы в севообороте // Сельское хозяйство Киргизии. - 1977. - № 7. - С.22.

8. Кузнецов Н.И., Ахматбеков М. Влияние удобрений на содержание элементов питания в озимой пшенице // Вопросы агрономии. Сб. науч. тр. агрон. фак. Кирг.СХИ. - Фрунзе, 1977. - С.26-36. .

9. Кузнецов Н.И., Кормилина Е.Г., Ахматбеков М. Удобрение озимой пшеницы в свекловичном севообороте // Тезисы докладов регионального совещания "Итоги работы Географической сети опытов с удобрениями и пути повышения эффективности применения удобрений в республиках Средней Азии и Казахстана". - Целиноград, 1977. - С.64-67.

Ю.Ахматбеков М. Влияние удобрений на фотосинтетическую деятельность озимой пшеницы на сероземно-луговой почве // Вопросы агрономии. Сб. научн. ст. агрон. фак. Кирг.СХИ. - Фрунзе, 1978. -С.11-151

11 .Ахматбеков М. Влияние удобрений на накопление сухого вещества озимой пшеницей на сероземно-луговой почве Чуйской долины // Вопросы агрономш!. Сб. науч. ст. агрон. фак. Кирг.ССР. - Фрунзе, 1979. - С.72-77.

12.Ахматбеков М. Удобрение озимой пшеницы в третьем звене свекловичного севооборота на светло-луговых почвах Чуйской долины Киргизской ССР // Автореф. дис. к-та сельск. хоз. наук. - Ташкент, 1980. - 22 <г.

13.Кузнецов Н.И., Кормилина Е.Г., Ахматбеков М. Эффективность применения удобрений под культуры свекловичного севооборота // Пути повышения продуктивности земледелия и почвенного плодородия и задачи географической сети опытов с удобрениями в XI пятилетке. Тез. докл. Всесоюзн. науч. техн. совещ. - М., 1980. - С.104-105.

Н.Кузнецов Н.И., Кормилина Е.Г., Ахматбеков М. Влияние микроудобрений на урожай и качество культур свекловичного севооборота на сероземно-луговой почве Чуйской долины // Совершенствование систем удобрения в севооборотах в различных зонах страны. Тез. докл. Всесоюзн. семинара. - М:, 1981. -С.132-133.

15.Кузнецов Н.И., Кормилина Е.Г., Ахматбеков М. Продуктивность и баланс элементов питания в свекловичном севообороте при внесении удобрений // Почвенные условия и пути повышения эффективности применения удобрений. Тез. докл. Всесоюзн. науч.-техн. совещ. геогр. сета опытов с удобр. Часть II. - М., 1982. - С. 110-111.

16.Кузнецов Н.И., Ахматбеков М., Кормилина Е.Г. Действие запасного внесения фосфорных удобрений на продуктивность культур свекловичного севооборота // Система удобрения сельскохозяйственных культур в Киргизии. Сб. науч. ст. агрон. фак. Кирг. СХИ. - Фрунзе, 1982. - С.7-13.

П.Кузнецов Н.И., Кормилина Е.Г., Ахматбеков М. Удобрение культур в первой ротации свекловичного севооборота // Система удобрения сельскохозяйственных культур в Киргизии. Сб. науч. ст. aipoH. фак. Кирг.СХИ. - Фрунзе, 1982. -С.29-34.

18.Кузнецов Н.И., Кормилина Е.Г., Борисова Е.М., Ахматбеков М., Гильдеб-рандт З.Г. Система удобрения культур свекловичного севооборота на серо-земно-луговых почвах Киргизской ССР. Рекомендации. - Фрунзе, МСХ KP. 1984.- 15 с.

19.Кузнецов Н.И., Кормилина Е.Г., Ахматбеков М., Гилдебрандт З.Г. Применение мшфоудобрений под культуры свекловичного севооборота на сероземно-луговых почвах. Рекомендации. - Фрунзе, МСХ KP. 1984. - 10 с.

20.Кузнецов Н.И., Кормилина Е.Г., Ахматбеков М. Экономическая эффективность применения удобрений под культуры* свекловичного севооборота на сероземно-луговых почвах Киргизии // Задачи агрохимической науки по повышению окупаемости удобрений по зонам страны. Тез. докл. Всесоюзн. совещ. Геогр. сети опытов с удобр. Часть II. - М., 1984. - С.92-93.

21.Кормилина Е.Г., Кузнецов Н.И., Ахматбеков М., Гильдебрандт З.Г. Экономическая эффективность применения микроудобрений под культуры свекловичного севооборота // Задачи агрохимической науки по повышению окупаемости удобрений по зонам страны. Тез. докл. Всесоюзн. совещ. Геогр. сети опытов с удоб. Часть П. - М., 1984. - С.95-96.

22 .Ахматбеков М. К вопросу о содержании и выносе микроэлементов урожаем озимой пшеницы // Микроудобрения и продуктивность культур в полевом севообороте Чуйской долины. Сб. науч. тр. Кирг. СХИ. - Фрунзе, 1991.-С.35-43.

23.Ахматбеков М.А., Кузнецов Н.И. Урожай и качество зерна первой озимой пшеницы в севообороте в зависимости от форм минеральных удобрений // Формы минеральных удобрений и продуктивность культур полевого севооборота в Кыргызстане. Сб. науч. тр. Кирг. СХИ. - Фрунзе, 1992. - С.4-13.

24.Ахматбеков М.А., Кормилина Е.Г., Будник В.Ф. Влияние форм удобрений на урожай зерна озимой пшеницы в севообороте // Формы минеральных удобрений и продуктивность культур полевого севооборота в Кыргызстане. Сб. науч. тр. Кирг.СХИ. - Фрунзе, 1992. - С.21-24.

25.Ахматбеков М.А., Кузнецов Н.И., Кормилина Е.Г., Дуйшембиев Н.Д., Гиль-дебрандт З.Г. Об эффективности применения удобрений под культуры свекловичного севооборота на сероземно-луговой почве // Тез. докл. юбилейной науч. конф. Часть II. Агрономия. - Бишкек, 1992. - С. 101-103.

26.Ахматбеков М., Кузнецов Н.И., Дуйшембиев Н.Д., Гильдебрапдт З.Г., Кормилина Е.Г. Формы минеральных удобрений и продуктивность культур севооборота на сероземно-луговой почве // Проблемы земледелия. Сб. науч. тр. Кырг. СХИ. - Бишкек, 1994. - С.20-25.

27.Дуйшембиев Н.Д., Кузнецов Н.И., Ахматбеков М., Гильдебрандт З.Г. Содержание тяжелых металлов и микроэлементов под действием удобрений в зерне озимой пшеницы ярового ячменя // Проблемы земледелия. Сб. науч. тр. Кырг. СХИ. - Бишкек, 1994. - С. 191-196.

28.Ахматбеков М., Кузнецов Н.И., Кормилина Е.Г., Дуйшембиев Н.Д., Гильдебрандт З.Г. Оптимизация норм удобрений под культуры полевого севооборота на сероземно-луговой почве // Научные проблемы повышения почв Кыргызстана. Сб. науч. тр. Кырг. НИИПиА. Вып.ХХ1. - Бишкек, 1994. -С.76-88.

29.Кузнецов Н.И., Ахматбеков М., Дуйшембиев Н.Д., Кормилина Е.Г. Влияние удобрений на накопление тяжелых металлов в почве и растениях // Перспективы направления развития исследований в Кыргызской Республике. Материалы I конференции. - Бишкек, 1996. - С.45.

30.Ахматбеков М. Влияние удобрений на содержание подвижных форм элементов питания в условиях сероземно-луговой почвы Чуйской долины // Научно-консультационное и кадровое обеспечение аграрной реформы в Кыргызской Республике. Сб. науч. тр. КАА. Вып.1. - Бишкек, 1997.

- С.134- 136. о

31.Ахматбеков М. Азотный режим сероземно-луговой почвы под влиянием систематического применения удобрений в севообороте // Стратегия земле -делия и растениеводства на рубеже XXI века. Материалы международной на учно-теоретической конференции. - Алматы, Бастау, 1999. - С.53-55.

32.Ахматбеков М.А. Оптимизация условий азотного питания озимой пшеницы в севообороте на сероземно-луговых почвах Чуйской долины // Сельское хозяйство Кыргызстана: проблемы и достижения в образовании и научно-исследовательской работе. Сб. науч. тр. КАА. Вып. 2. — Бишкек, 1999.

- СЛ5-4&

33. Лхматбеков М.А. Рост корневой системы озимой пшеницы под влиянием удобрений на сероземно-луговых почвах севера Кыргызстана // Сельское хозяйство Кыргызстана: проблемы и достижения в образовании и научно-исследовательской работе. C6.hay4.Tp. КАА. Вып_2. -Бишкек, 1999. -С.40-44.

Г-! Кузнецов Н.И., Дуйшембиев Н.Д., Ахматбеков М.А., Мамбетов К.Б. Формы минеральных удобрений и содержание тяжелых металлов и микроэлементов в почве над посевом озимой пшеницы // Сельское хозяйство Кыргызстана: проблемы и достижение в образовании и научно-исследовательской работе. Сб.науч.тр. КАА. Вып.2 -Бишкек, 1999. -С.178-183.

35. Ахматбеков М.А., Кузнецов НЛ., Дуйшембиев Н.Д. Методические указания для лабораторно-практических занятий по системе удобрения сельскохозяйственных культур. КАА, -Бишкек, 1999,-16 с.

36. Ахматбеков М.А. Удобрение и продуктивность озимой пшеницы. -Бишкек, 1999.-120с.

4J

RESUME Achmatbecov Musachun

The optimisation of winter wheat nutrition on the North Kyrgyzstan grey-meadow soiis

The thesis is devoted to the decision of urgent republic problem - the increasing of winter wheat productivity that is the main food crop by developing of fertilise system taking into consideration the whole complex of the questins of optimum providing the plants with nutrition by using nitrogen, phosphorus, potassium «nd complex fertiliser, their effective form and microfertilizer on wide-spreading, grey-widow soils of the North Kyrgyzstan.

The results of long standing investigations (1968-1994) had shown the effectiveness of individual kinds, forms, dozes and correlations of the used fertilisers in dependence on predecessors in qrop-rotation and their stages in condition of irrigated grey-medowy soils with the aim to get the high crop of winter wheat grain with corresponding quality indexes.

The more optimum forms cf nitrogen, phosphorus and potassium mineral ' fertilisers in dependence on place of winter wheat in crop-rotation, and perspective microelements under the studying crop had been selected.

The local system of mineral fertilisers application, taking into consideration the soil-climatic conditions of concretic region on base of developing the scientific-founded, model of optimisation of winter wheat nutrition conditions, which provided to get the high crop of grain with corresponding quality has been developed.

The methods of optimisation of mineral nutrition for winter wheat has been realized on the base of soil and plant diagnosis, determination of optimum dates of photosynt'netic elements, accumulation of dry substances in the main winter wheat vegetation periods by creating the mathematic models for the different levels of wheat productivity by using the fragments of crop programming.

In dependence of place of the crop in crop-rotation, its stage and duration of mineral fertilisers application the optimal dozes and NPK, correlation has been recommended. These doses increase the productivity of winter wheat after Lucerne to 28-62%, after sugar beet and corn - to 48-71%. The best forms of mineral fertilisers promote the growth of additional grain as compared with the background of legume grass to 26-35% and after com - to 18-19%. The yield of winter wheat on the optimum background of nutrition on Medicago sativa, Beta Vulgaris and Zea mays are accordingly 66-68 centner and 55-66 centner per hectare. The level of protein are provided not lower the limit, set by the State standards on strong wheat.

РЕЗЮМЕ

Ахматбеков Мусакун

Тундук Кыргызстандын шалбалуу боз топурактарындагы

куздук буудайдын азыктануусун оптималдаштыруу

Диссертация республика учун актуалдуу проблеманы - эн негизги азык_ есумдугу - куздук буудайдын тушумдуулугун ara азоттун, фосфордун, кал и иди н жана комплекстуу туктардын, алардын эффективдуу формаларын ошондои эле кичисемирткичтерди колдонуу аркылуу Тундук Кыргызстанда' эн кецири тараган шалбалуу боз топурактарда азык менен оптималдык денгээлде камсыз болуусун баардык жактан комплекстуу чечуучу семирт-кичтер системасын иштеп чыгуусуна арналган.

Ken жылдык жургузулген изилдеелордун (1968-1994) негизинде сугарылуучу шалбалуу боз топурактардын которуштуруп айдоо шартында жана алардын ротацияларында куздук буудайдан сапаттуу тушум алууга колдонулуучу семирткичтердин жогорку эффективдуулуктегу азык элемент-тери, алардын формалары, елчему жана катнаштары табылган.

Бул регион учун куздук буудайдын азыктануусунун илимий негизиндеги оптималдуу моделин тузуу менен алардын топурак климатикалык шартары-нын езгечелугун эсепке алып бул есумдуктен керектуу сапаттагы жогорку тушум беруучу минералдык семирткичтерди колдонуунун зоналдык система-сы иштеп чыгарылган.

Куздук буудайдын минералдык азыктануусун оптималдаштыруу жолу топурак жана есумдук диагностикасынын негизинде фотосинтетикалык эле-менттердин оптималдуу параметрлерин аныктоо, куздук буудайдын есуусу-нун эн негизги фазаларындагы кургак заттын ар кандай денгээлдеги тушуму учун топтоосун белгилее менен аны программалаштыруунун элементтерин колдонуп математикалык моделдерди тузуу аркылуу ишке ашырылган.

Бул есумдуктун которуштуруп айдоодогу анын ордуна, ротациясына жана минералдык семирткичтерди колдонуусунун узактыгына карата беде-ден кийин 28-62 % ке, катар аралыгы иштетилуучу есумдукторден кийин (кант кызылчасы, жугеру) - 48-71 % ке жогорулатылган куздук буудайдын тушумун алып беруучу азот, фосфор, калий, алардын оптималдуу елчемдеру жана катнаштары сунуш кылынган.

Минералдык семирткичтердин эц мыкты делген формалары куздук буу-дайды чанактуу есумдуктерден кийин сепкенде анын кошумча тушумдуулугун 26-35 % ке, ал эми жугеруден кийин 18-19% ке кетерууге мумкунчулук берет. Тушумдун абсолюттук елчему аны бедеден кийин жайгаштырганда 66-69 ц/га жана кант кызылчасы менен жугерудэн кийин 55 - 66 ц/га жетет. Ошол эле учурда дандагы клейковина менен белоктун елчемдеру, стандартта керсетул-ген кучтуу буудайларга тийиштуу денгээлден кем эмес болуп чыгат.

Подписано Б печать у 9 Шпрмпт Со ' mfo£

Печать офсетная. Обы»** 2-.Q п.п. Здк. S-2.9 . Тир. ^ОО

г. Бишкек, ул. Медерова, 68. Типография Кырг. агр. академии

CL

РГБ ОД

1 с ДПР т

УДК: 631.811:581.133.1:633.11

На правах рукописи

БУЛГАКОВА НАТАЛЬЯ НИКОЛАЕВНА

ОПТИМИЗАЦИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ ПШЕНИЦЫ В РАЗНЫХ УСЛОВИЯХ ВЫРАЩИВАНИЯ

Специальность 06. 01.04 - агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

МОСКВА 2000

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения им. Д. Н. Прянишникова.

Научный консультант - доктор биологических наук, профессор Н. Т. Ниловская.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,академик РАСХН , профессор Б. А. Ягодин; доктор биологических наук, профессор С. Ф. Измайлов; доктор биологических наук Е. Е. Крастина.

Ведущая организация — Центральный научно-исследовательский институт агрохимического обслуживания сельского хозяйства.

Защита диссертации состоится «. » СШ^чиЛсЛ-^2000 г.

в « -/У » ч на заседании диссертационного совета Д.020.09.01. при Всероссийском научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения им. Д. Н. Прянишникова.

Адрес: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, 31, специализированный совет ВИУА им. Д. Н. Прянишникова.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИУА.

Ученый секретарь диссертационного совета —

доктор биологических наук Н. В. Пухальская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Разработка оптимальной системы питания в разных условиях выращивания пшеницы необходима для выявления генетически детерминированного потенциала продуктивности, реализация которого зависит от внешних факторов. Для решения этой проблемы главное внимание ' должно быть сосредоточено на оптимизации морфофизиологических, биохимических, транспортных процессов, определяющих рост, развитие и урожайность этой культуры.

Для оптимизации минерального питания растений важное значение имеет изучение влияния общей солевой концентрации - одной из основных характеристик питательного раствора - на разные стороны их жизнедеятельности. Однако к настоящему времени не установлен точно сам факт и остаются малоизученными механизмы влияния концентрации питательного раствора на продуктивность растений, что находит отражение в обилии противоречивых данных (Olsen, 1950; Журбицкий и др., 1964; Leggett, Free, 1971; Petrovic, Saric, 1973; Крастина, 1979; Вильяме и др., 1979; Wliipker, Hammer, 1998; Guier Semiha, Giize Nuri, 1998).

Чтобы управлять продукционным процессом сельскохозяйственных культур в полевых условиях необходим детальный анализ воздействия внешних факторов, в т.ч. и средств химизации, включая пестициды, на формирование продуктивности растения, на каждом нз этапов реализации генетической программы онтогенеза в фенотипе. Для оптимизации минерального питания сельскохозяйственных культур используют методы растительной диагностики. К настоящему времени разработаны методы морфофизиологического исследования органогенеза растений (Куперман, 1977; Ниловская, Остапенко, 1999), известны примерные оптимумы содержания отдельных элементов и их соотношения по фазам развития различных культур (Церлинг, 1978, 1990; Baier, 1982; Болдырев, Зверева, 1986; Горшкова, 1991). Обсуждаются методы оценки диагностических показателей, разрабатываются модели оптимизации питания сельскохозяйственных культур, составляются программы расчета доз, сроков внесения азота (Церлинг, 1985; Ельников и др., 1987, 1989; Хавкин, 1987; Nam-biaret al., 1988; Яуэрт и др., 1989; Болдырев, 1991; Ельников, 1993; Семененко и др., 1996; Горшкова, 1996; Olness et а!., 1998). Опенки же комплексного влияния средств химнзациии, позволяющих наиболее полно раскрыть потенциал продуктивности сельскохозяйственных культур, на динамические характеристики формирования вегетативной и генеративной сферы растения и на диагностические показатели минерального питания практически нет.

В настоящее время важным направлением в оптимизации минерального питания растений, в частности азотного, является изучение метаболических процессов, связанных с усвоением азота. Нитрат - основная форма азотного питания зерновых культур, играет важную роль в регуляции синтеза и функционирования нитратредуктазы - фермента, определяющего продуктивность сельскохозяйственных культур. Согласно современным представлениям (Shaner, Boyer, 1976; Aslam, 1987; Xu Chang-Ai, Ni Jin-Shan, 1990; Измайлов и др., 1992; Овчаренко и др., 1993), на активность нитратредуктазы оказывают влияние

нитраты, сосредоточенные в метаболическом фонде. Компартментации принадлежит особо важное место в регуляции восстановления нитрата. Однако не изучены вопросы функционирования и взаимодействия нитратных фондов и нитратредуктазы в различных условиях нитратного питания растений при оптимальных и экстремальных внешних факторах. Практически отсутствуют работы, в которых прослеживалось изменение этих показателей в онтогенезе зерновых культур, что актуально и важно для теоретического обоснования оптимизации минерального питания пшеницы в разных условиях выращивания и решения прикладных задач, направленных на повышение ее продуктивности.

Цель н задачи исследований. Целью исследовании являлась оптимизация минерального питания пшеницы в разных условиях выращивания для управления продукционным процессом растений на основании оценки в онтогенезе их ростовых, морфофизиологических, биохимических и химических характеристик.

В связи с этим.необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить влияние концентрации питательного раствора на рост, развитие и продуктивность пшеницы при разных внешних факторах.

2. Определить влияние средств химизации на формирование продуктивности пшеницы и некоторые ее физиологические показатели.

3. Изучить влияние режима питания на химический состав пшеницы при разных условиях выращивания.

4. Выявить влияние комплексного применения средств химизации на диагностические показатели минерального питания пшеницы.

5. Изучить влияние нитратного питания на функционирование и взаимодействие нитратных фондов и нитратредуктазы в онтогенезе пшеницы.

6. Разработать показатели ранней диагностики обеспеченности растений пшеницы азотом.

Научная новизна. Впервые на модели ценоза яровой пшеницы доказано, что величина оптимальной концентрации питательного раствора при неограниченности запаса питания меняется в зависимости от комплекса внешних условий (сезона года, интенсивности ФАР, температуры раствора).

Впервые установлены закономерности влияния концентрации питательного раствора на формирование элементов продуктивности пшеницы. Выявлено, что оптимальная концентрация влияет на генеративную сферу пшеницы, не затрагивая ее вегетативный рост и фотосинтетическую деятельность. Показано, что в условиях низкой скорости органообразователыюго процесса при оптимальной концентрации раствора усиливается степень развития и реализации основных элементов продуктивности. Определены этапы органогенеза на которых растения наиболее отзывчивы на изменение обшей солевой концентрации.

Новым является установление зависимости влияния концентрации питательного раствора на транспорт в надземную часть пшеницы воды и ионов от внешних факторов.

Впервые комплексное применение средств химизации при выращивании озимой пшеницы оценено с позиций морфофизиологических, фотосиитетиче-

ских, химических, донорио-акцепторных, ростовых аспектов формирования в онтогенезе элементов структуры ее урожая.

Новым является установление влияния нитратного питания на функционирование и взаимодействие нитратных фондов и нитратредуктазы в листьях яровой пшеницы в онтогенезе в оптимальных и экстремальных условиях. Показана роль экзогенного азота в регуляции усвоения нитрата растениями при разных условиях их выращивания и разработаны показатели ранней диагностики обеспеченности пшеницы азотом.

Теоретическая значимость работы.

1. Дано теоретическое обоснование необходимости повышенния общей солевой концентрации питательного раствора для реализации потенциала про-

• дуктивности в благоприятных условиях выращивания. Установлена зависимость величины оптимальной концентрации питательного раствора от комплекса внешних факторов на разных этапах органогенеза пшеницы.

2. При комплексном' изучении фотосинтетических, органообразовательных, донорно-акцепторных процессов и сбалансированности питательных эле-_ ментов в растениях обоснованы возможности повышения урожайности озимой пшеницы, выращиваемой по интенсивной технологии.

3. С позиции морфофизиологической оценки формирования в онтогенезе ат-трагирующих центров обоснована необходимость высокого уровня азотного питания для формирования и реализации потенциала продуктивности в оптимальных условиях выращивания пшеницы и низкого уровня азотного питания для реализации потенциала продуктивности в экстремальных условиях.

4. Развито представление о механизме авторегуляции растительного организма: показана способность растений пшеницы поддерживать на постоянном— уровне содержание и соотношение макроэлементов в тканях при варьировании в широких пределах их экзогенных концентраций в разных условиях выращивания и активность нитратредуктазы, даже при недостатке нитрата в цитозоле.

Практическая значимость работы. Характеристики роста, развития и питания пшеницы, полученные в онтогенезе в различных условиях ее выращивания, могут быть использованы для создания банка данных при разработке динамических моделей продукционного процесса пшеницы, для обоснования применения высоких доз и способов внесения удобрений в зависимости от климатических условий, а также для теории и практики программирования урожая пшеницы.

Показатели, характеризующие компартментацию нитрата, взаимодействие нитратных пулов и нитратредуктазы, могут служить надежными критериями при оценке продуктивности пшеницы и обеспеченности ее азотом на ранних этапах органогенеза.

Результаты и выводы, полученные в диссертации, могут быть использованы для установления оптимальных режимов питания пшеницы в условиях светокультуры.

На защиту выносятся положения

1. Для реализации потенциальных возможностей пшеницы в благоприятных условиях выращивания требуется более высокая, чем в неблагоприятных, концентрация питательного раствора, которую достаточно поддерживать кратковременно в период формирования проводящей системы, или в период формирования генеративной сферы.

2. Оценка фотосинтетических, ростовых, органообразовательных процессов и сбалансированности минерального питания пшеницы позволяет программировать и управлять ее продуктивностью в разных условиях выращивания.

3. Утилизация нитрата запасного фонда листа пшеницы происходит при недостатке нитрата в цитозоле и является необходимым условием поддерж'ания стабильности активности нитратредуктазы.

4. Оптимизация нитратного питания регулирует величину соотношения основных нитратных фондов, нитратредуктазную активность в листьях пшеницы и формирование ее продуктивности.

5. Показатели нитратной ассимиляции в верхних развитых листьях пшеницы на ранних этапах органогенеза - надежные критерии обеспеченности растений азотом.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на научных конференциях ВИУА «Химизация земледелия, урожай сельскохозяйственных культур и плодородие почвы» (Москва, 1980, 1981, 1984), на Всесоюзных конференциях «Оперативная диагностика минерального питания сельскохозяйственных культур в интенсивных системах земледелия» (Мелитополь, 1987, 1989), на Всесоюзной конференции «Экологические проблемы накопления нитратов в окружающей среде» (Пущине, 1989), на XV Всесоюзном координационном научно-методическом совещании «Принципы и методы экологического контроля за элементным составом растений и состоянием почвенного покрова» (Ялта, 1991), 5th International Wheat Conference (Ankara, 1996), International Symposium on stress and inorganic nitrogen assimilation (Moscow, 1996), 11ш Congress of the federation of European societies of plant physiology (Varna, 1998).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 33 печатные работы.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 269 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав и выводов,экспериментальный материал приведен в 89 таблицах и 14 рисунках. Список цитируемой литературы состоит из 357 наименований, в том числе 108 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Методика исследований

Влияние минерального питания в разных условиях выращивания на формирование продуктивности пшеницы и ее морфофизиологическне показатели изучали в лаборатории «Потенциальной продуктивности растений» ВИУА и на Центральной опытной станции ВИУА в Барыбино Московской обл. в течение

пературе воздуха днем 20-22°С, ночью - 17-19°С, влажности воздуха 60±10%. В опытах 12-15 нитратный азот вносили при посеве яровой пшеницы. В опытах 16 и 17 для регуляции нитратного обмена применили корневую азотную подкормку (50 мг N/кг почвы), необходимость которой определяли по показателям нитратной ассимиляции.

Растения выращивали в пластиковых сосудах, содержащих 4 кг воздушно-сухой дерново-подзолистой почвы с агрохимической характеристикой: рНС0Л. 4.2, Нг 2.16 мг-экв/100 г почвы, N-NO3 0.5 мг/кг почвы, N-NH4 4.4 мг/кг почвы, P2Os 48.8 мг/кг почвы (по Кирсанову), К2О 85.4 мг/кг почвы (по Масло-вой). Почву известковали по полной гидролитической кислотности. Основные элементы питания вносили в виде солей Са(ЫОз)г и КН2РО4. Содержание вносимого азота варьировало от 25 до 500 мг/кг почвы. Фосфор и каши вносили при посеве по 500 и 400 мг/кг почвы соответственно. Влажность почвы поддерживали на уровне 60% ПВ весовым методом. Высевали по 50 семян на сосуд. Отбор проб осуществляли равномерно по всем вариантам. К 111 этапу органогенеза в каждом сосуде оставляли по 30 растений, с VII этапа - по 15 растений. Повторность опытов 5-кратная.

Во всех вегетационных и полевых опытах на протяжении вегетационного периода растений пшеницы проводили морфофизиологический контроль за наступлением этапов органогенеза (Куперман, 1977). В онтогенезе (по основным этапам: II, III, V, VII, IX, XI, XII) отбирали растительные пробы, при этом определяли нарастание биомассы по органам, характеризовали вегетативное и генеративное развитие (высота растений, число стеблей, колосков, колосьев, цветков, площадь листьев, стеблей, колосьев). На ранних этапах органогенеза (III-VI) количество колосков и цветков в конусе нарастания считали с помощью микроскопа МБС-2 при увеличении в 16 и 32 раза.

Для характеристики фотосинтетической деятельности растений рассчитывали индекс листовой поверхности (ИЛП), м2/м2 (площадь листовой поверхности к площади посева); фотосинтетические потенциалы листьев и нелистовых хлорофиллоносных органов (ФП), млн. м2/га сут и дм2-сут, определяемые суммой средних величин площади ассимиляционной поверхности за каждый период взятия проб в течение всего вегетационного периода. Для определения эффективности работы листьев рассчитывали чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) по отношению суточного увеличения сухой биомассы растения к площади зеленых листьев.

Для изучения зависимости интенсивности фотосинтеза и дыхания растений от условий минерального питания в герметичном фитотроне (Nilovskaja, Laptev, 1977) измеряли газообмен с помощью газоанализаторов ГГМК-4 и ГОА-5.

Для оценки влияния концентрации питательного раствора на показатели водного обмена в онтогенезе пшеницы фиксировали количество поглощенной растениями воды. На V этапе органогенеза определяли скорость плача с помощью капилляров (Чернов, 1973). Для оценки осмотических сил измеряли осмотическое давление раствора криоскопическим методом и пасоки - методом Шардакова.

Таблица 3. Факторы химизации и их градации в полевых опытах (7-11)

Фактор (символ)

Градации средств химизации

Предшественник - влкоовсяная смесь, 1986, 1988, 1989 гг.

(опыты 7, 9,11)

Азотное удобрение (Ы) 0 1 2 3

0 60 120 180

Гербицид (Г) ,

снмазин 0 4 5 6

0 0.16 0.20 0.24

2М-4ХП+2,4-ДА 0 1.20+0.48 1.50+0.60 1.80 + 0.72

Фунгицид(Ф)

байлетон 0 2 3 4

0 0.125 0.188 0.250

тилт 0 0.06 0.09 0.12

Инсектицид (И) >

волатон 0 2 3 4

0 0.40 0.60 0.80

фосфамид 0 0.32 0.48 0.64

Предшественник - клевер !■ ■го года пользования, 1987, 1988 гг.

(опыты 8, 10)

Азотное удобрение (Ы) 0 1 2 3

0 50 100 150

Гербицид(Г)

2М-4ХП+2.4-ДА 0 2 3 4

0 1.0+0.4 1.5+0.6 ' 2.0+0.8

Фунгицид (Ф)

тилт (I -я обработка) 0 4 5 6

0 0.08 0.10 0.12

тилт (2-я обработка) 0 0.08 0.10 0.12

Инсектицид (И)

волатон (1-я обработка) 0 2 3 4

0 0.4 0.6 0.8

фосфамид (2-я обработка) 0 0.32 0.48 0.64

Примечания. 1. Над чертой - индекс при символе, под чертой - доза средств химизации, кг/га д.в. 2. В опыте 7 градации при символе были следующие: 0, 1, 2,3-Г; 0,9, 13, 16-Ф; 0, 7, 11, 14-И.

Экстремальные условия (вегетационный домик) характеризовались резкими переходами от периодов с низкой температурой и высокой влажностью к периодам с высокой температурой и низкой влажностью. Во время генеративного развития пшеницы (У-Х этапы органогенеза) температура воздуха и почвы достигала 28-35°С, а влажность воздуха -25-40%. Оптимальные условия создавали в климатической установке (опыты 14-17). Растения выращивали при облученности 130±10 Вт/м2 ФАР лампами ДРИ-2000-6, 16-часовом световом дне, тем-

Таблица 4. Влияние концентрации питательного раствора на продуктивность _ пшеницы при разной интенсивности ФАР_

Концен- Биомасса, г на 1 растение

•трация пита- общая в т.ч. зерно общая в т.ч. зерно общая в т.ч. зерно общая в т.ч. зерно общая в т.ч. зерно

го раствора, мМ опыт 2 (370 Вт/м2) опыт 3 (250 Вт/м2) опыт 4 (290 Вт/м2) опыт 5 (320 Вт/м2) опыт 6 (90 Вт/м2)

1.6 - - - - - - 20.5 8.8 - -

3.3 22.4 12.0 11.4 6.4 14.0 6.7 22.3 9.6 9.0 3.9

8.2 27.2 14.7 11.4 6.4 16.6 8.6 23.4 10.9 7.5 3.2

20.5 20.4 10.2 10.3 5.5 - - 19.8 8.9 5.7 2.1

28.7 18.6 9.2 - - - - - - - -

0! 7.0 4.9 0.7 0.7 1.1 2.0 1.9 2.0 7.9 6.3

Р,% 3.5 4.9 3.9 5.4 4.9 5.4 3.5 4.1 3.9 5.8

НСР0? 2.3 1.7 - - 2.2 1.4 2.2 1.2 0.9 0.6

умеренной интенсивности ФАР в осенне-зимний период действие концентрации не проявилось (опыт 3). При слабой интенсивности ФАР большая масса зерна была получена от растений, выращенных на разбавленном растворе (3.3 мМ), что на 22 и 86% превышало зерновую продуктивность растения на более концентрированных растворах - 8.2 и 20.5 мМ соответственно.

При облученности растений 200-400 Вт/м2 концентрация питательного раствора не оказывала существенного влияния на интенсивность фотосинтеза и дыхания растений пшеницы, величину ассимиляционной поверхности (табл. 5), а также на значения ЧПФ, ФП. При низкой мощности ФАР на растворе с повышенной концентрацией (20.5 мМ) наблюдали существенное снижение интенсивности фотосинтеза, нетто-ассимиляции и величины ассимиляционной поверхности.

Таблица 5. Слияние концентрации питательного раствора на газообмен растений яровой пшеницы при разной интенсивности ФАР (стадия молочной спелости)_

Концентрация питательного раствора, мМ Газообмен, мг СО;/ч Отноше- Ассими-

световой на темповой на ние СО2 Нетто- ляцион-

растение дм2 ассимиляционной поверх- растение г биомассы выделенной к поглощенной, ассими-ляцня, мг/сут на растение ная поверхность 1 -го расте-

ности % ния, дм2

Опыт 5 (300 Вт/м2)

3.3 44.0 3.7 13.0 0.65 21 390 12.2

8.2 43.0 3.6 13 8 0.62 21 408 11.7

20.5 37.2 3.7 11.0 0.70 20 352 10.1

Опыт 6 (100 Вт/м2)

3.3 20.3 2.7 66 0.67 16 272 7.5

8.2 19.2 3.1 5.8 0.70 16 261 6.2

, 20.5 8.1 1.6 5.2 0.74 32 88 5.0

Для определения донорно-акцелторных отношений рассчитывали «условную реутилизацию», показывающую долю сухих веществ вегетативных органов в накоплении биомассы зерна (Кумаков и др., 1982).

Для характеристики обеспеченности растений питательными веществами в пасоке определяли нитратный азот колориметрическим методом с дисульфо-феноловой кислотой, фосфор - методом Троуга-Мейера, калий - на пламенном фотометре. В растительных образцах на II, V, VI, IX, XI и XII этапах органогенеза определяли в воздушно-сухом материале: общий азот нейтронно-активационным методом, общий фосфор и калий рентгено-флюоресцентным методом, нитратный азот в сыром материале - ионселективным электродом.

Для изучения усвоения нитратов и распределения их по функциональным фондам в онтогенезе (со II по IX этапы) отбирали пробы листьев через 5 ч после начала светового периода. Анализировали 2 верхних, закончивших рост листа. Нитратредуктазную активность (НРА) определяли in vivo модифицированным методом Мюльдера (Mulder et al., 1959) в целых листьях: НРАр (реальная) - без добавления нитрата, a HP Ал (потенциальная ) - с добавлением 0.1 М KNO3 в буфер. Содержание нитратов - по реакции с салициловой кислотой (Cataldo et al., 1975), содержание нитрита - по реакции с сульфаниловой кислотой и а-нафтиламином (Токарев, 1977). По содержанию нитратов в пробах после инкубации в буфере судили о размерах запасного фонда (ЗФ). Общий фонд нитрата измеряли в пробах, которые кипятили перед инкубацией. Количество нитратов в метаболическом фонде (МФ) рассчитывали по разнице между содержанием нитрата в общем и запасном фондах.

При оценке минерального питания растений пшеницы наряду с общеизвестными показателями состояния питания (содержание элементов в тканях и их соотношения) нами была использована методика ИСОД (Ельников, 1989, 1993), учитывающая сбалансированность .элементов питания и представляющая собой модификацию метода DRIS (Beaufíls, 1974).

Влияние средств химизации на урожай и химический состав озимой пшеницы оценивали с помощью разработанной ВИУА автоматизированной подсистемы моделирования на ЭВМ СМ-4. Остальные экспериментальные данные обрабатывали дисперсионным и корреляционным методами с использованием ЭВМ «Мир-2» и программируемого калькулятора МК-61 (Доспехов, 1973; Иванов, Погоремюк, 1990).

Формирование продуктпвностн яровой пшеницы в зависимости от концентрации питательного раствора при разных внешних факторах

Наши многолетние исследования показали, что эффект общей солевой концентрации раствора зависел от условий проведения эксперимента (табл. 4).

Корреляционный анализ выявил тесную положительную зависимость (г = 0.88-0.93) накопления биомассы зерна от интенсивности облучения растений. Повышение мощности лучистого потока с 90 до 370 Вт/м2 увеличивало зерновую продуктивность в несколько раз. При высокой же интенсивности лучистого потока (опыты 1, 4, 5) под влиянием оптимальной концентрации раствора (8.2 мМ) биомасса зерна достоверно увеличилась на 14-30%. Не отмечено влияния концентрации раствора на накопление вегетативной биомассы. При

В разных опытах число отдельных элементов продуктивности было неодинаково. Как правило, повышение их количества отмечали в опытах с большей длительностью этапов органогенеза, ответственных за их формирование. Например, выявлена сильная коррелятивная зависимость между длительностью I1I-IV этапов и числом продуктивных стеблей (г = 0.78), между продолжительностью V-VII этапов и количеством развитых цветков (г = 0.90). Продолжительность же III-IV этапов органогенеза зависела от интенсивности ФАР (г = 0.66), а длительность V-VII этапов коррелировала с температурой раствора (г = -0.87).

Установлено, что в разных опытах повышение зерновой продуктивности пшеницы при выращивании на растворе с оптимальной концентрацией происходило за счет увеличения числа продуктивных стеблей, зерен в колосе и в меньшей мере за счет массы зерновки (табл. 6). Изменение концентрации питательного раствора не сказывалось на сроках наступления фенологических фаз и этапов органогенеза, но оптимальная концентрация интенсифицировала орга-нообразовательный процесс при низкой его скорости.

В благоприятных условиях большая степень реализации побегов кущения, цветков, сформированных на V этапе органогенеза, происходила на растворе с оптимальной концентрацией 8.2 мМ. Использование разбавленного раствора (3.3 мМ) приводило к меньшей реализации цветков к VII этапу органогенеза, а концентрированных (20.5 и 28.7 мМ) - к большему их «сбросу» во время последующих этапов. Следует отметить, что кратковременное применение раствора с оптимальной концентрацией во время формирования генеративной сферы пшеницы дало тот же эффект, что и выращивание на нем растений всю вегетацию. Это достигалось, по-видимому, синхронизацией органообразова-тельного процесса пшеницы за счет влияния оптимальной концентрации на комплекс физиолого-биохимическнх процессов, в том числе и на образование гормонов, участвующих в регуляции роста и развития пшеницы (Кулаева и др., 1984; Морозова, Помелов, 1984; Кудоярова и др., 1993; Трапезников и др., 1999), эффективность действия которых зависит от минерального питания (Mercier, Kerbany, 1991; Климачев, Якушкина, 1997; Якушкина и др., 1998; Лузина, 1999).

Влпяппе концентрации питательного раствора па показатели плача, химический состав пасоки и растений пшеннцм при разных условиях вмращнванпя

Известно, что ассимиляция и аккумуляция элементов питания связана с процессами их поглощения и транспорта. Данные, полученные нами с помощью метода сбора пасоки при разных условиях выращивания пшеницы, позволили связать поступление элементов питания с их содержанием в растении и формированием зерновой продуктивности.

Исследование плача пшеницы, проведенное в период формирования цветков показало, что характер выделения пасоки зависел от сезона года и интенсивности лучистого потока (табл. 7). В осенне-зимний период скорость плача была очень низка и так же как величина продуктивности не зависела от концентрации раствора. Весной же при сходных условиях облученности скорость

Таблица б. Влияние концентрации питательного раствора на формирование элементов продуктивности яровой пшеницы

Концентрация питательного раствора, мМ Коэффициент кущения Число в главном колосе, шт. Масса 1000 зе-

общего продуктивного цветков зерновок

на этапах органогенеза рен, г

VII XII V | VII XII

Опыт 2 (Ш-1V этапы - 12 сут, У-УП этапы - 16 сут)

3.3 7.4 5.4 160 68 55 45.8

8.2 8.2 7.0 167 91 68 46.0

20.5 . 7.8 5.5 165 92 55 44.4

28.7 7.0 4.9 158 84 50 48.8

РрТ.о, 0.2 2.5 0.3 1.9 3.2 1.2

Р, % 2.2 5.7 4.4 5.0 3.5 2.2

НСР0? - 1.0 - 13.0 60 2 9

Опыт 3 (111-1У этапы - 6 сут, У-УП этапы - 15 сут)

3.3 4.2 4.2 132 69 40 45.4

8.2 4.8 4.7 127 75 46 44.3

20.5 4.5 4.2 118 66 42 39.7

Р/Ъоз 0.2 0.4 0.4 0.7 1.9 3.6

•Р,% 9.4 4.6 4.1 4.1 2.9 1.9

НСР05 - - - - 3 8 2.5

Опыт 4 (Н1-1У этапы -8 сут, У-УП этапы - 23 сут)

3.3 4.1 4.0 160 101 57 40.1

8.2 4.2 4.2 182 121 72 44.8

РРТ10! 0.9 0.7 1.2 2.4 1.1

Р,% 6.2 6.2 2.5 2.8 5.6

НСР05 - - 13.1 10.0 10.8

Опыт 5 (1Н-1У этапы - 9 сут, \'-У'П этапы - 20 сут)

1.6 7.8 5.8 163 88 61 35.6

3.3 8.2 5.8 170 82 60 37.7

8.2 9.0 8.2 174 107 63 37.1

20.5 7.0 5.8 175 97 68 34.8

ИЛ7,05 0.7 3.1 0.7 9.7 1.1 0.4

Р,% 6.8 5.4 2.1 2.0 3.0 3.3

НСР05 - 1.0 - 5.7 5.6 -

Опыт 6 (ПНУ этапы - 7 сут, У-УП этапы - 23 сут)

3.3 2.8 3.6 174 93 48 34.5

8.2 3.0 2.5 165 81 47 35.1

20.5 2.2 2.1 147 76 48 28.1

РрТ.О} 0.8 3.0 3.3 1.2 0.03 4.3

Р,% 7.6 5.0 2.2 4.5 4.6 2.8

НСРо.1 - 0.4 10.9 11.2 - 2.7