Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ОСОБЕННОСТИ ПИТАНИЯ И УДОБРЕНИЯ ВИКИ В СМЕШАННОМ ПОСЕВЕ С ОВСОМ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ОСОБЕННОСТИ ПИТАНИЯ И УДОБРЕНИЯ ВИКИ В СМЕШАННОМ ПОСЕВЕ С ОВСОМ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

^ ^С) ^О правах рукописи

Вера Степановна АГЕЕВА'

ОСОБЕННОСТИ ПИТАНИЯ И УДОБРЕНИЯ ВИКИ В СМЕШАННОМ ПОСЕВЕ С ОВСОМ

(Специальность 06.01.04 — агрохимия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА —1979

Работа выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор биологических наук про* фессор М. М. Гукова.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук профессор И. В, Мосолов и кандидат биологических наук М. Н. Кондратьев.

Ведущее предприятие — Всесоюзный научно-исследовательский институт кормов им. В. Р. Вильямса,

Защита диссертации состоится » Й^^^А-**? 1979 г, в « часов на заседании Специализированного совета Д-120.35,02 (06.01.04 — агрохимия, 06.01.03 —почвоведение) при Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева. Адрес: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА:

Автореферат разослан *

У » ЯН&Ьр^ 1979 г.

Ученый секретарь Специализированного совета-кандидат биологических наук

доц. Л. А. Дорожкияа

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В программе развития народного хозяйства, намеченной XXV съездом КПСС и Постановлением июльского (1978 г.) Пленума ЦК КПСС «О дальнейшем развитии сельского хозяйства СССР», большое внимание в области сельского хозяйства уделяется вопросам улучшения кормопроизводства. Указывается, что «„.Особое внимание обратить на решение проблемы кормового белка, прежде всего за счет увеличения производства зернобобовых, сои, люцерны, клевера и других высокобелковых культур». Это в полной мере относится н к смешанным посевам бобовых со злаковыми культурами. Бобовые культуры отличаются высоким содержанием биологически полноценного, богатого незаменимыми аминокислотами протеина. При совместном выращивании этих культур можно получать более питательные, сбалансированные по углеводисто-белковому содержанию корма.

Особенности питания и накопления азота бобовыми растениями в смешанных посевах изучены недостаточно.. Особенно неясным остается вопрос об отношении их к азотным удобрениям, без применения которых трудно получать высокие урожаи кормовых травосмесей. В работах многих авторов (Рома-шев, 1939, 1964, 1966; Тоомре, i960; Алтуннн, 1973; Филимонов, 1973, 1976; SchmaHus, 1960; Müller, 1976) отмечалось, что применение азотных удобрений увеличивает общую продуктивность травостоев, но угнетает рост и развитие бобового компонента, вызывает его выпадение. Однако эти работы были проведены главным образом на многолетних травосмесях. Детальных же наблюдений за динамикой развития бобового компонента в однолетних травосмесях в связи с уровнем обеспеченности их тем или иным элементом проведено мало. Не выявлены изменення в усвоении элементов питания бобовой культурой в смешанном посеве по сравнению с чистым, не определены размеры сим биотического азотоусвоения и отзывчивость на другие удобрения при внесении повышенных доз азота.

Для направленного воздействия-на урожай травосмеси и ее

■ i .... I ■' •

качество важно знать специфику развития каждого из компонентов смешанного посева и характер его реакции на изменение условий питания при совместном произрастании.

Цель исследовании заключалась в выявлении особенностей питания вики при совместном произрастании ее с овсом и влияния различной обеспеченности среды питательными элементами на характер развития растений и общую продуктивность смешанного посева. В соответствии с поставленной целью изучали:

1) влияние уровней обеспеченности азотом и калием на рост и развитие вики и овса в чистом н смешанном посевах;

2) накопление азотистых веществ в вике и овсе при различных условиях питания и способах посева. Фиксашпо атмосфер, ного азота викой в смешанном посеве;

3) особенности потребления калия викой и овсом в чистом и смешанном посевах;

4) динамику накопления и состав азотистых соединении в вике и овсе в зависимости от условий питания и фаз раэви-тпяфастений;

5) изменение бел косо-углеводного соотношения в урожае травосмеси в зависимости от условий- минерального питания растений. .

Научная новизна работы. Полученный в работе экспериментальный материал имеет значительный теоретический интерес в познании взаимоотношений растении в искусственных фито-цеиозах. Впервые определены размеры, симбиотической азот-фиксации внкой и особенности усвоения ею других питательных элементов в смешанном посеве со злаком и показано, что. при выращивании овса с викой в оптимальных условиях питания баланс азота в системе почва-растение остается положительным. Это наряду с увеличением количества корма и значительным улучшением его качества имеет существенное значение при; решении вопроса о поддержании круговорота этого элемента в земледелии. Установлено, что внесение полного минерального удобрения под внко-овсяную смесь при благоприятном соотношении компонентов в посеве оказывает положительное влияние на урожай массы травосмеси. Показано, что отрицательное действие азотных удобрений на, рост вики в смешанном посеве может быть устранено внесением повышенных доз калия.

Использование повышенных доз азотных удобрений прн достаточной обеспеченности калием не вызывает избыточного накопления, нитратов в травосмеси. Их содержание повышено лишь в ранние фазы развития и значительно снижается к фазе образования репродуктивных органов.

Практическая ценность и реализация результатов исследований. Полученный в работе экспериментальный материал

о

имеет важное значение для разработки правильной системы удобрения смешанного посева с целью максимального повыше-нин .его продуктивности и использования способности бобовых, растений к усвоению свободного азота атмосферы и накопле* пню белковых веществ. Результаты проведенной работы.указывают на необходимость внесения . полного минерального удобрения с повышенным удельным весом в его составе калия ирн выращивании вики с овсом с целью повышения урожайности травосмеси и увеличения сбора растительного белка. Выявлены оптимальные сроки по максимальному накоплению биомассы и содержанию ценных питательных компонентов.

Результаты исследований докладывались на научной конференции в ТСХЛ (1972 г.), на Зональном совещании по биологическим основам повышения урожайности сельскохозяйственных культур (1978) и освешены в опубликованных работах.

Объем работы. Диссертация изложена на 120 страницах машинописного текста, включает -16 таблиц н 29 рисунков. Вспомогательный материал диссертации представлен в 28 таблицах приложений. Список использованной литературы составляет 313 наименования, в том числе 89 иностранных.

Условия и.методика исследований. Экспериментальная работа выполнена на кафедре агрономической и биологической химии Московской сельскохозяйственной .академии им, К. Л. Тимирязева в период 1971—1973 гг. Были проведены вегетационные и полевые опыты с викой и овсом как чистого, так и смешанного посевов при одинаковых фонах питания для обоих, типов посева. Схемой опытов предусматривалось ' создание различных уровнен питания растений азотом и калием таким образом, чтобы действие каждого нз этих элементов изучалось на фоне нескольких уровней обеспеченности другим элементом. Использовались элитные семена внкп сорта Льговская 31/29, овса сорта Орел.

Вегетационные опыты проводились на Агрохимической опытной станции им. Д. Н. Прянишникова в-песчаной и почвенной культурах в сосудах Мнтчерлнха емкостью 6 кг, Семена вики во всех опытах обрабатывали нитрагином, полученным от ВНИИ микробиологических средств зашиты растений и бактериальных препаратов. Повторность в опытах 10— 12-кратная. Соотношение семян вики с овсом указано при описании отдельных опытов.

В опытах проводились детальные наблюдения за ростом и развитием растений, ходом формирования урожая. Размеры накопления органической массы и вынос основных элементов питания, а также динамику накопления углеводов и азотистых соединений в отдельных органах растений определяли по фазам развития растений в чистом и смешанном посевах.

Для оценки влияния способа посева на развитие растении

Н вынос им »питательных элементов сравнивали показатели одного сосуда чистого посева с суммарной продуктивностью каждого из растении, выращенного в двух сосудах смешанного посева. Количество азота, фиксированное викой в симбиозе с клубеньковыми бактериями, рассчитывали по методу баланса, а также путем сравнения с небобовой культурой (с овсом) . При определении размера азотфиксашш методом баланса учитывали азот, вносимый с семенами и удобрениями. Коэффициент использования азота семян принимали за 100%, удобрений— 70%.

Полевой опыт 1971 г. проводился на участке производственного посева колхоза «Память Ильича» Щелковского района Московской области. Вику и овес высевали в соотношении 2: I (160 кг вики и 80 кг овса на 1 га). Опыт 1972 г, был заложен в учхозе «Дубки» Рузского района Московской области. Семена вики и овса высевали в соотношении I : 1 (по 130 кг/га). Агрохимическая характеристика почв приведена в диссертации.

Фосфорные к калийные удобрении вносили иод зяблевую вспашку, азотные — весной под культивацию. Повторность опытов трехкратная, учетная площадь делянок — 50 м2. Растительные образцы отбирали пробными площадками- по всем повторностя.м вариантов. Урожай зеленой массы убирался в фазу массового образования репродуктивных органов сплошным методом, Урожайные данные вегетационных и полевых опытов обрабатывались методом дисперсионного анализа по Б. А. Доспехову (1968) . Содержание в почвах подвижных форм фосфора определялось по Кирсанову, калия — по Пейве, лег-когндролизуемый азот — по Кудеярову. Общий и небелковый азот в растительных пробах определили по методу Кьельдаля —Иодльбауэра, калий—на пламенном фотометре. Все анализы по определению сахаров н азотистых соединений проводили в свежем растительном материале. Фракции небелковых соединений азота (аммиак, амиды, нитраты н свободные аминокислоты) определяли методом последовательного восстановления до аммиака с последующим учетом его объемным методом в видоизмененных чашках Кон вея.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

К Влияние условий питания на реет вики и овса в чистых н смешанных посевах

Результаты исследований показали, что рост и развитие вики II овса в чистом и смешанном посевах происходят по-разному. Различия проявляются как в зависимости от условий питания, складывающихся при их совместном произраста-

4-

тш « внесении удобрений; так и от исходного, соотношения компонентов в посеве.

В вегетационных опытах 1971 г. и 1972—1973 гг. было четко показано, что, начиная уже с ранних фаз развитии, накопление биомассы вики в смешанном посеве шло почти в два раза медленнее, чем в чистом посеве; Особен]ю резко снижалось накопление ею сухого вещества при низком уровне калия и повышенной обеспеченности азотом.

Овес, наоборот, лучше развивался в смешанном посеве. Как урожай зерна, так и общин сбор сухих веществ в смешанном посеве увеличивался примерно на.30% по сравнению с чистым посевом, а при пониженном уровне обеспеченности калием н высоком фоне азота это увеличение составляло почти 45%. Наличие в питательной среде высокого уровня азота увеличивает потребление калия овсом и повышает его конкурентную способность в потреблении этого элемента но сравнению с бобовым растением.

Биологической особенностью овса является высокий темп накопления сухой массы в ранние фазы развития. В связи с этим при совместном произрастании с викой он обгоняет ее в использовании всех факторов роста и доминирует в травостое. Медленный рост вики* в начале онтогенеза еще больше задерживается при совместном посеве с овсом, что приводит к ослаблению ее развития и снижению продуктивности в смешанном посеве по сравнению с чистой культурой (табл. 1).

Азотные.удобрения мало влияли на развитие вики. Повышенные дозы азота не вызывали ее угнетения при хорошей обеспеченности калием, но отмечается задержка роста и депрессия в накоплении сухого вещества при низком обеспечении этим элементом. Увеличение доз калия в питательной среде на всех изучавшихся фонах.азота повышало урожай вики как в смешанном, так и чистом посевах во все фазы развития.

В отношении общего размера накопления сухих веществ наиболее эффективным для овса были варианты с высоким обеспечением обоими элементами питания, для вики—варианты с высоким, фоном калия при умеренных дозах азота, хотя и высокие дозы азота при этом не сказались отрицательно на ее росте.

На низком фоне калия (400 мг/сосуд) удвоение дозы азота (с 300 мг до 600 м г) приводило к увеличению урожая зерна овса в чистом посеве на 27:%, а при повышении дозы азота до 1200 мг/сосуд прибавка составила 77%. В тех же вариантах питания смешанного посева урожай зерна повышался на 74 и 93% соответственно. Таким образом, в условиях, смешанного посева при внесении азотных удобрений увеличение урожая овса происходит даже в большей степени, чем при выращивании в чистом посеве. Этот факт позволяет сделать заключение

Динамика накоплений сухой массы вики и овса в смешанном н чксюм посевах при различных условиях питания аэотом и калием (г на сосуд). Вегет. опыт. песчаи. культура, 1Э72 г.

X» варианта Дано на сосуд, мг Стеблевание Uветелне Образов, репрод. органов Полная спелость зерна

рика ооес

N КІО вика о пес вика овес вика овес всего зерно солома зерно солома

Смешанный посев

I 300 400 4.9 16.2 8,0 31,3 6,1 34,6 40,7 4,0 6,4 П,4 30,8

11 300 1200 5,6 16,3 8,7 37,4 7.4 36,9 44,3 3,2 9,6 14,8 29,2

III 600 400 6,8 17,6 8.4 45.8 7,5 52,5 60,0 3,2 7.0 19,4 32,0

IV 600 1200 6,2 18,7 11,5 42.6 14,8 38,9 53,7 3,8 7,0 20,4 32,4

V 1200 400 11.3 35,4 20.6 43.9 64,5 4,2 6,6 21,0 31.2

VI 1200 1200 — 15,5 33,9 20,0 48.3 68,3 7,2 11.0 21,9 36,6

ЧметыA noces

1 300 400 7,0 13,1 13,4 18,0 17,1 19,9 37.0 5,0 10,0 10,0

II 300 1200 9,6 11,5 14,2 21,5 21,4 24.6 46,0 7,2 13,0 8,4

ш 600 400 1U 14,8 . 13.2 27,7 17,1 34,2 5U 5,9 11.7 12,7

IV 600 1200 5,9 15,0 19,3 ■ 23,8 22,9 35,1 55,0 9,4 15.9 12,2

V 1200 '400 __ —' 17.3 26,0 16,6 30,4 55,0 9,4 13,6 17.7

VI 1200 1200 — — 10,3 25,3 22,1 34,5 56,6 9,6 13,3 21,9

о том, что опес при. вырашиванни с викой не улучшает своего азотного питания за счет биологического азота бобового компонента. Если бы имело место использование овсом азота пики, то действие азотных удобрений при этом было бы менее эффективным; чем в чистом посеве. Это обстоятельство указывает на то, что роль прижизненной отдачи азота, фиксированного в симбиозе с клубеньковымн бактериями в корнях бобового растения, видимо, не должна переоцениваться. Косвенным подтверждением того, что овес не улучшает азотное питание за счет азота вики, является также почти одинаковая отзывчивость оиса чистого и смешанного посевов на калийное удобрение (табл. 1).

Выделение азота в окружающую среду, на которое указывает ряд авторов (Чернобрнвенко, 1956; Грюммер, 1957; Часовенная, 1957, 1965;. Луговская, 1964; Логинов, 1966, 1976 и др.), по-видимому, имеет место как и экзоосмос ряда других элементов, но в количественном отношении оно невелико и не может оказывать существенного влияния на увеличение продуктивности совместно произрастающего злака.- Повышение его урожайности в этом случае, вероятно, связано с известным перераспределением азота почвы между компонентами посева в пользу злака, благодаря: неодинаковой требовательности к нему растений.

Результаты полевых опытов также показали, что внесение полного минерального удобрения под внко-овсяную смесь при благоприятном исходном соотношении в ней компонентов оказывает положительное действие на общий урожай массы и не . ухудшает его качественный состав. Однако повышенные дозы азотных удобрений эффективнее используются растениями только при достаточной обеснеченности растеннй фосфором и калием.

2. Накопление азота в вике и овсе в зависимости . от типа посева и внесения удобрений

Вика и овес, довольно сходные между собой по длине вегетационного периода, фазам развития и размерам накапливаемой биомассы, значительно различаются по динамике потребления азота и общему выносу его с урожаем. Для овса характерна более резко выраженная, чем у внкн, периодичность в потреблении азота по фазам вегетации. Максимум усвоения им этого элемента приходится на начальные периоды роста, когда насыщенность тканей азотом у неге даже больше, чем у вики (табл. 2). Однако по мере роста довольно' скоро процент азота в овсе резко, снижается (с 4,0—4,57и в 30-дневных растениях до 0,8—1,5% в период образования репродуктивных органов) н общий прирост накопления этого элемента

Та бл ицз 2

Динамика накопления азота в зеленой массе внкн и овса чистого и смешанною посевов (п % на поз д.-с ух, вещество). Вегетационный опыт, песчаная культура, 1971 г.

№ вари- Дано на сосуд, мг Стеблевание Цветение Образование репродуктивных органов

анта N КгО. вика овес вика овес вика . овес

Чистый посев

I 600 400 4,82 2.77 1,80 1.60 1.03

3,01 2,50 2.73 1,32 2.49 1.23

■ П 600 1200 3.88 4,50 2.63 2.11 1.93 1.02

3.01 2,ЗУ 2№ 1.46 2,76 1.41

III 1200 1200 4.70 В.05 3,47 2.40 2.07 1,73

3,66 2,44 3.81 1,65 2.84 2,09

Смешанный посев

600 400 4,70 4,15 2.68 2.35 1.49

2.63 2.44 1,82:

600 1200 4.03 4,23 2,37 2 42 1,66

3.4 и 2.46 1,У5

1200 1200 4,95 4,70 3.48 3,09 2.05

3,27 1\Йй 2,23

Примечание. В числителе дано содержание в надземных органах; в знаменателе — и корнях; в смешанном посеве содержание указано для суммы корней обоих растений.

в дальнейшем идет уже весьма медленно. У вики насыщенность тканей азотом в раннне фазы развития также больше, чем в последующие периоды, однако снижение содержания его идет не так резко, как у овса, и сохраняется на высоком уровне до конца пегеташш.

Овес как в чистом, так и смешанном посевах сильнее реагировал на уровень содержания азота в питательной среде, но слабее отзывался на изменение обеспеченности калием; Увеличение дозы .азота приводило к значительному повышению его содержания в овсе во все фазы развитая. Изменение условий калийного питания в большей степени сказывалось на вике, чем на овсе.

Изучение динамики потребления азота компонентами при совместном выращивании в полевых условиях показало, что овес отличается высокой энергией потребления азота в ранние фазы развития, но уже ко времени цветения растений концентрация его в тканях уменьшается почти в 2 раза. Содержание азота в вике обоих типов посева было высоким во все фазы развития растений и мало зависело от обеспеченности минеральным азотом.

Относительное содержание азота в зеленой массе овса при выращивании совместно с викой не изменялось по сравнению с чистым посевом при аналогичных условиях питания. Как видно из данных таблицы. 2, процент азота в овсе не уиеличн-( вался при выращивании в смеси с викой; повышается лишь обшее потребление азота овсом за счет увеличения массы урожая, что согласуется с данными, полученными в исследованиях Синдншкнной (1965), Тюлиной (1968), ГЧ'КОВОЙ с сотр. (1970).

Полученные в опытах данные позволяют определить сравнительные размеры накопления азота каждым компонентом посева в зависимости от условий выращивания, рассчитать долю участия их в общем выносе азота травостоем, а также выявить характер баланса этого элемента в системе почва-растение для условий эксперимента.

Общий вынос азота викой и овсом в значительной степени зависел от условий питания, а в смешанном посеве и от количественного соотношения компонентов в травосмеси. Чем больше растений вики в посеве, тем выше общий вынос азота травосмесью при одних и тех же условиях питания (табл. 3).

Таблица 3

Вынос азота емко" и овсом смешанного посева а зависимости от условий : питания и соотношения компонентов, (мг на сосуд). Вегетационные опыты, песчаная культура

Дзно на сосуд, мг 1971 г. Вика: овес -2:1 1972 г. Вика : опес = 1:1

всего в т. ч. всего в т. ч.

N К!0 вика овес Корин вика | овес корни

1 600 400 1589 737 630 •>22 1077 230 633 214

II 600 1200 1466 700 570 196 1190 218 705 267

III 1200 400 1854 533 1113 £03 1331 239 874 268

IV 1200 1200 17Г5 580 964 231 1368 373 805 190

При сравнении размеров потребления азота викой и овсом в чистом и смешанном посевах видно, что вынос азота овсом повышается в смеси, тогда как у внки он больше в чистом посеве. С повышением уровня азотного питания возрастало общее накопление азота в травосмеси, но в основном за счет на-

копления его в овсе. Доля азота овса в общем выносе урожаем увеличивалась в этих условиях до 60—04%,

Характер использования викой свободного азота атмосферы также зависел от условий выращивания. При изменении общего накопления азога в вике в зависимости от обеспеченности элементами питании изменялось и соотношение в ней азота, усвоенного из разных источников (семян, удобрений, атмосферы).

Таблица 4

Баланс азота при вырашмвании вики и овса в чистом и смешанном посевах

(В еге га иконные опыты в песчаной культуре) •

Дозы на сосуд, мг ° о Баланс N В т. ч, фиксировано hj атмосфери

к О >1 § . S S О JJ ~ сЛг- О § в К ЦК. s а о - по методу .баланса по сравнению с небобовой культурой

С3 Я О Z £t

о a S ч О л 3 aog u к I 1-і S о. £ г

Чистый посев вики (1971 г.)

600 600 1200

600 600 1200

600 600 1200

400 1200 1200

400 1200 1200

400 4200 1200

1022 1196 1141

467

• 496 936

674 674 1274

+348 +522 —133

+62 +77 —10

528 702 227

52 59 20

555 700 205

54 59 18'

Чистый посев овса <1971 г.)

625 625 1225

—158 —129 —289

—25 —21 —24

Смешанный посев вика+овес (1971 г.)

795 733 888

650 650 1250

+ 145 +83 —362

+22 + 13 —29

325 263 75

41

36 8

327" 237 126

41 32 10

Смешанный посев вика+овес (1972 г.)

300 400 376 350 +26 +8 116 34 125 33

300 1200 450 350 + 100 +29 190 42 176 39

600 400 540 ■ 650 —ПО —17 70 13 78 14

600 1200 595 650 -55 —8 125 21 76 13

Смешанны») посев вика+овес (1973 г.)

300 300 600 600

400 1200 400 1200

543 560 547 631

350 350 650 650

+ 193 +210 —103 —19

+55 +60 —16 —3

283 300 77 161

52 54 14 25

253 263. 78 174

47 47 14 £7

С увеличением дозы калия размер фиксации атмосферного азота увеличивается как абсолютно, так и относительно в общем выносе с урожаем.

Полученные данные показали, что при выращивании овса с викой баланс азота в системе почва-растение положительный, хотя и несколько меньший, чем при выращивании чистой вики (табл. 4). Процесс симбиотической азотфнксацни вики в смешанном посеве при оптимальных условиях питания идет с достаточной интенсивностью: около 40% от общего выноса азота с урожаем смешанного посева составляет в этих условиях азот, усвоенный из атмосферы, что имеет существенное значение в земледелии при решении вопроса о восполнении запасов этого элемента в круговороте растениеводства за счет его бесплатного источника — атмосферы.

3. Потребление калия викой и овсом в чистом-и смешанном посевах

На содержание калия в тканях вики и овса большое влияние оказало внесение калийных удобрений. Концентрация калия в растениях находилась в прямой зависимости от уровня содержания его в питательной среде, особенно в ранние фазы развития растений (табл. 5) .

Таблица 5

Динамика накопления калия викой и овсом прк различном содержании его в питательной среде (% К*0 на возд. сух, вещ-во) Вегетационный опыт 1971 г., песчаная культура

Вариант Дано на сосуд, мг Возраст растений, л ни

30 (29/УП 45 (14ЛЛП 65 (4АШП

N КіО вика овес пика овес вика онес

Смешанный посев

[ 600 400 2,00 3,23 1.72 1,86 1,09 1,55

И 600 1200 2,89 5,26 2,55 3,84 1.08 2.88"

N1 1200 1200 2.40 5,22 2,08 4,09 1.57 2.94

ЧистыЕ посев .

I 600 400 2,08 3,87 1.52: 1,55 1,06 1.10

II 600 1200 3.30 5,24 2.32 2,17 2.17 2,34

Ш 1200 1200 3,08 4,90 2 22 2,78 2,52. 2.38

К концу вегетации .при уборке урожая на'зерно характер распределения калия в растениях несколько изменился. Процентное содержание его в зерне обенх культур практически не зависело от: варианта питания::у .овса оно составляло 0^5—

н:

0,6% в чистом и смешанном посеве, а у вики было почти в 3 раза выше, и в чистом посеве несколько больше, чем в смешанном. В соломе обеих культур содержание калия оставалось на высоком уровне и зависело от условий обеспеченности растений калием. При низкой дозе последнего па оптимальном фоне азота в соломе овса содержалось 1,2—1,4% К20, а при повышенной дозе — около 3,5%. У вики этот показатель изменялся не столь резко — соответственно с 0,7—1,1 до 1,3—1,4% в смешанном и чистом посевах.

Хотя относительное содержание калия в зерне вики было в 3 раза выше, общий вынос этого элемента с урожаем зерна и соломы овса в 5—8 раз превысил общий вынос калия викой. В чистом посеве вика использовала калии значительно лучше, чем в смешанном, и общий вынос его с урожаем в первом случае был в 2—3 раза больше.

Следует отметить, что с урожаем зерна вики выносится почти половина всего калия, используемого ею в обоих Ttfnax посева. Распределение калия в надземных органах овса было иным, чем у вики. При повышенном уровне калийного питания увеличивался общий вынос его овсом, но около 90% его было в соломе и лишь 9—11;% —в зерне. При низком уровне содержания калия в питательной среде общее потребление его овсом снижалось, и доля выноса этого элемента с зерном увеличивалась до 20—26%.

Относительное содержание калия и вике и овсе чистого и смешанного посевов практически не зависело от уровня обеспеченности другими элементами питания, в том числе азотом.

При раздельном выращивании потребление калия викой и овсом было довольно близким как при низком, так и повышенном содержании его в среде. В смешанном посеве из общего количества калия, усвоенного травосмесью, три четверги приходилось на долю овса и лишь одна четверть — на долю вики. Потребление калня овсом увеличивалось в 1,5 раза по всем изучавшимся вариантам питании при выращивании и смесп с викой. Однако овес менее продуктивно, чем викз, использовал усвоенный калии. На единицу потребленного калия синтез сухого вещества у впкн был в 1,5—2 раза больше, чем у овса при аналогичных условиях питания (табл. 6). *

Результаты полевых опытов подтвердили данные, полученные в условиях вегетационных опытов. Потребление калня растениями зависело от содержания его в питательной среде, а по энергии потребления овес превосходил вику. Чем больше было растений вики в посеве, тем выше было содержание калня в тканях овса. При внесении полного минерального удобрения общее потребление калия травосмесью увеличивалось в результате повышения выноса его обоими компонентами.

Продуктивность использования усвоенного кадив викой и овсом в зависимости от условий питания-(г сухого вещества на 1 г КзО). Вегетационный опыт 1971 г., песчаная культура (фаза иветеннп)

Дано на Вика Овес

сосуд, мг чисты й смешанный ЧИСТЫЙ' смешанный

посев посев посев посев

N КгО 8 . 5І шх Я «Я о "[О « Я о - о и о«Ы 3,5 1. аІАи о «О, й^ «Э . § ЗО & 8 Л аХ Я « - ■ то __ ж о 20 р- -."

[ П 111 600 600 1200 400 1200 1200 228 341 342 63 43 45 222 456 314 58 39 49 306 442 64« 65 46 36 425 715 1006 53 26 2І

4. Состав азотистых веществ в вике и-овсе в зависимости-от:условий минерального литания и фаз развития растений

Применение азотных удобрений значительно: повышало урожай трав и содержание в них белковых вещестн. Однако высокие дозы азота увеличивали в них также-и содержание небелкового азота, в частности, повышалось в урожае содержанке нитратов, количество которых в кормовых смесях, как известно, вредно для животных (Янсон, 1971; Харьков, Шехов-цева, 1973; Драздаускас, 1973; КШскег, 1973 и др.). Рядом авторов {Ахламова, 1970; Кореньков, Филимонов, Захаров, 1973; Филимонов, 1976)- было показано, что накопление нитратов в травах тесио связано с содержанием в них сырого протеина. При повышении содержания последнего в растениях увеличивается и количество азота нитратов {до 0,3% на сухое веще-ство-и выше).

Данные опытов показали, что процентное содержание общего, белкового и небелкового азота и вегетативной мас^е вики и овса значительно изменяется по фазам развития растений и вариантам питания. Азот белковых соединений в вике и овсе 30—35-дневного возраста составляет 55—68% от общего азота. В дальнейшем идет значительное снижение его относительного содержания. В то же время содержание небелковых азотистых веществ изменяется иным образом.

Содержание растворимого азота в большей степени увеличивается в вегетативной массе овса, чем вики/особенно по фону высоких доз азота. Доля его от общего азота составляла, до 60—70%. Основная масса небелкового азота была представлена аминокислотами, удельный вес которых колебался

в зависимости от возраста растений и количества внесенного азота. В условиях вегегацнонных и нолевых опытов выявлена определенная динамика содержания отдельных фракций небелковых азотистых соединений у вики и овса.

Азот аминокислот в вегетативной массе вики составлял 70—80% от всего небелкового азота, у овса доля этой фракции была значительно меньше, особенно в ранние фазы развития {35—40%). При дополнительном внесении азотного удобрения "удельный вес азота аминокислот уменьшался у обоих растений и увеличивалось содержание аммиака п нитратов. При недостатке калия н повышенном уровне азота заметно возрастало содержание амидов в растениях.

Наибольший интерес представляет динамика нитратного азота в растениях, так как нитраты являются одним из показателен качества кормами их повышенное накопление может вызвать заболевания животных. Хотя , критический уровень содержания нитратов в растениях еще точно не установлен, но считается, что содержание его в сухом веществе корма более 0,07.% является уже вредным, вызывающим отравление животных, а-свмшс 0,3%—смертельным (Лхламова, 1969, 1970; Панферов. 1973; Мо. 1973; Морозова, 1974; Klocker, 1973; Fritz, Habhen, 1975).

Результаты наших опытов показали, что содержание нитратного азота в компонентах посева весьма значительно, но зависит как от условий питання, так и возраста растений. Абсолютное количество его было больше в начальные фазы роста растений, а к фазе образования репродуктивных органов значительно понижается.

На высокое содержание нитратов в вегетативных органах бобовых растений в ранние фазы развития указывается в работах Коноплева (І966)і Гуковок (1971), Бражниковой (1973);

Чтобы проверить влияние повышенного азотного питания на накопление нитратов в растениях в более поздние фазы их развития, 30-дневным растениям варианта со средними дозами азота дополнительно была дана еше азотная подкормка в виде раствора NH4NO3 (600 мг/сосуд). Проба была, взята через 15 дней после подкормки, и оказалось, что абсолютное количество нитратов при этом не только не увеличилось, а даже уменьшилось по сравнению с тем количеством* которое было до подкормки. Снизилась и их доля от суммы всех небелковых азотистых веществ с 40—42 до 13—28% (табл. 7). Таким образом, в накоплении нитратов в растениях важным условием может являться не только суммарное содержание азота в субстрате, но и возраст растения, хотя этот вопрос требует еше дальнейшего изучения. ,

Прн веех условиях, питания растений количество нитратов в овсе было выше,-чем в вике. Абсолютное н относительное СОНІ»

Фракционный состав небелковых азотистых веществ в вике и овсе (чг на 1000 г сырого вещества). Вегет. опыт 1972 г.

Дано на

сосуд, мг «1 С* Небел- Амино- Аммиач- Амндный Нитрат, ный N—N0! в % от небелк. N

N КлО | ковый кислотный ный

I проба (30 дней от всходов)

300 300 600 600

300 300 600 600

400 1200 400 1200

400 1200 400 1200

2040 2200 2930 2670 '

1670 1740 2320 1980

101

120 133 139

202 157 338 331

64 180 141 218.

3.2 8,2 4,8 8,2-

II лроба (45 дней) через 15 дней после подкормки

1620 1300 3100 3300

1406 964 2360 2410

74 105 176 251

83 137 256 315

58 94 300 309

3.6 7,2

9.7 10,2

І пробаі(30 дней от всходо»)

300 400 1030.

300 1200 : 1680

600 400 1660

600 1200 1500

453 92 143 340 33,0

1030 87 171 390 23,2

691 124 174 671 40,4

567 92 211 ' 630 42,0

II проба .{45 дне») через 15 дней после подкормки

300 400 ~ 932

300 1200 : 710

600 400 2810

600 1200 1710

660 55 114 108 11,6

520 42 83 67 9.4

2120 134 202 352 12,5

1100 63 67 475 27,8

держание нитратов в овсе возрастало при внесении повышенных доз азота, но никогда не достигало концентрации, вредной для животных; С возрастом растений содержание нитратного азота в вике и овсе снижалось.

5. Иоменение некоторых показателей качества урожая ■ смешанного посева в зависимости от условий питания растений,

Полученные данные показали значительное изменение концентрации углеводов в тканях вики и овса в зависимости от условнА питания азотом и калием. Изменяется также содержание их в процессе развития растении в ходе онтогенеза. Относительное содержание углеводов в овсе было, как правн-

1Б

.10, всегда выше, чем в вике по всем фазам развития растений и увеличивалось: при улучшении условий минерального питания. В связи с более высоким относительным содержанием углеводов в овсе общее накопление их в нем также значительно превышает вику. Изменение условии минерального питания меньше влияло на накопление углеводов в вике (табл. 8). Наибольшее накопление их в урожае травосмеси происходит в фазу образования репродуктивных органов. Большую долю в общем накоплении составляют углеводы овса, на долю вики падает 20—36% общего: их содержания в урожае.

Таблица 8

Накопление углеводов викой и овсом при разном уровне питании азотом и калием (м г/сосуд), Вегетационный опыт, 1973 год

Дано на сосуд, мг 35 дней стеблевание 45 'дней цветение 55 дней обра юв. реп род. органов

N КгО вика 011СС всего вика овсс всего вика овес всего

I ООО 400 237 1330 1567 629 920 1549 600 2350 2950

1«* «2 ■10 60 20 80

II 600 1200 227 650 877 632 880 1512 521 1125 1650

2« 74 42 08 32 68

ш 1200 400 220 670 890 750 ИЗО 1880 992 1800 2792

25 75 40 60 36 64

IV 1200 1200 274 880 1154 585 1610 2195 1530 2920 4450

20 80 27 73 34 66

* Знаменатель: в % от общего накопления.

Общее накопление протеина в травосмеси возрастало также к репродуктивной фазе развития растений и наибольший сбор его был при высоком обеспечении обоими элементами питания как в полевых, так н вегетационных опытах. Но если в общем накоплении углеводов травосмесью удельный вес овса был несколько выше, чем вики, то в случае выноса сырого протеина, наоборот, доля вики повышалась до 2/3 от общего накопления его в урожае.

Концентрация протеина резко изменяется в растениях вики и овса, в первую очередь в зависимости от их возраста, а также и от состава вносимых удобрений. В начальные фазы развития растений относительное содержание сырого протеина в вике и овсе достигало 30% от сухого вещества, причем при увеличении дозы азота с 600 до 1200 мг на сосуд, концентрация 16...

Динамика накоплении сырого протеина викой и о асом в зависимости от условии минерального питания (кг/гл) Полевой опыт 1072 г.

Вариант опмта . Стеблевание Цсетснпе Образование репродуктивных органов

пика «нес пссто вика овес пссго вика овес всего

Р«.:Кк'> 228 127 355 237 131 308 384 217 601

64 36 64 36 64 36

РмЛ« 213 237 482 299 213 542 461 27» 735

51 40 55 45 63 37

Рм?*!» 230 240 470 зт 316 664 581 235 866

49 51 60 40 76 21

РбоК^М^д 406 334 800 407 384 851 615 530 1145

58 42 48- 52 54 46

Знаменатель — в % «г общего накоплении.

сырого протеина увеличилась более чем на 5%. К фазе образования репродуктивных органов процентное содержание его уменьшилось в-а—б раз (9—13% в вике и 5—9% в овсе). Такая же закономерность в изменении содержания протеина в компонентах травосмеси отмечалась и в полевых опытах.

В увеличении общего накопления протеина травосмесью наиболее эффективны высокие дозы азотного удобрения в сочетании с высокими дозам» калия (табл. 9).

Общие выводы

1. Проведенные исследования показали, что продуктивность смешанного посева вики с овсом выше, чем при выращивании этих растении в чистом посеве. Однако для успешного развития викн и сохранения высокого удельного веса ее биомассы в урожае отношение числа растении вики к овсу в травостое должно быть равным'единице или несколько больше.

2. Наиболее чувствительной к изменению пищевого режима в смешанном посеве является вика. Овес, как правило, растет в травосмеси лучше, чем в чистом посеве. При произрастании вики с овсом ухудшаются условия питания ее калием. В связи с этим внесение калийных удобрении в большей степени повышает урожай викн, чем овса. Азотные удобрения преимущественно улучшают рост овса. При одновременном

»несении азотных и калийных удобрений урожаи травосмеси повышается за счет обоих компонентов.

3. Общее накопление азота в урожае внко-овсяной смсси зависит от условий питания и соотношения компонентов в травостое. При увеличении уровня азотного питания растений суммарное накопление азота травосмесью возрастает, однако п основном за счет увеличения выноса его овсом. При оптимальном обеспечении посевов калием внесение азотных удобрений увеличивает накопление азога и викой. Обший вынос азота с урожаем травосмеси возрастает при увеличении в по, севе числа растений вики.

4. В овсе, при выращивании в смеси, накапливается больше азота, чем в чистом посеве, хотя процентное содержание азота в его тканях почти не изменяется. Вынос азота повышается за счет увеличения массы урожая.

5. Вынос азота викой в смешанном посеве ниже, чем в чистом, особенно при высоком уровне минерального азога в среде н недостатке калия. С увеличением дозы калия размер фиксации атмосферного азота возрастает как абсолютно, так и относительно в общем выносе с урожаем.

При выращивании овса совместно с викой в оптимальных условиях питания баланс азота в системе почва-растение остается положительным, что наряду с увеличением количества корма и повышением его белковости имеет существенное значение для практики растениеводства.

6. При увеличении уровня обеспеченности растений калием потребление его обоими компонентами возрастает как в чистом, так и смешанном посевах. При совместном выращивании культур вынос калия овсом увеличивается почти в два раза по сравнению с чистым посевом. Потребление калия внкой в травосмеси, наоборот, ухудшается по сравнению с чистым посевом.

7. Внесение азотного удобрения ускоряет темп поглощения калия овсом в онтогенезе и увеличивает общий вынос его, что усиливает дефицит калия в питании вики при совместном произрастании с овсом. Отрицательное действие азотного удобрения на развитие вики в смешанном посеве может быть устранено внесением повышенных доз калия.

8. Основная масса растворимых соединений азота в вике и овсе представлена аминокислотами {до 70% от небелкового азота). С повышением доз минерального азота, особенно при низкой обеспеченности калием, их доля в овсе снижается до 35%, главным образом, за счет увеличения накопления нитратов в растениях. Количество нитратного азота в овсе было всегда значительно больше, чем в вике, но в общей массе урожая смешанного посева содержание его не достигало концентраций, токсичных для животных.

9. Качество травосмеси изменяется в зависимости от условии питания и возраста растений. Высокие дозы азота несколько снижают концентрацию растворимых углеводов, но общее накопление их в травостое возрастает за счет увеличения массы урожая. Повышение дозы калия способствует увеличению накопления углеводов в обоих компонентах посева.

10. В ранние фазы развития растений содержание протеина в вике и овсе достигает до 30% от сухого вещества, но в дальнейшем идет резкое снижение его. Повышенные дозы азота увеличивают общее накопление протеина травосмесью.

Максимальное накопление углеводов и протеина в урожае травосмеси совпадает с фазой образования бобов у вики и началом молочной спелости овса. Наивысший сбор урожая с высоким содержанием протеина и растворимых углеводов имеет место при одновременной высокой обеспеченности посевов как азотом, так и калием.

Список работ, опубликованных по теме диссертации,

1. Влияние условий питания на урожай и питательную ценность внко-овсяной смеси. Доклады ТСХЛ, вып. 188, 1972 (с М. М, Гуковой).

2. Развитие отдельных компонентов в внко-овсяной смеси и общая продуктивность посева при различных условиях питания. Известия ТСХЛ, вып. 5, 1977 (с М. М. Гуковой),

3. Баланс азота в травостое вико-овсяиой смеси в зависимости от условий питания. Известия ТСХЛ, вып. 1, 1978 (с М. М. Гуковой);

4. Особенности потребления калия викой и овсом в смешанном посеве. Известия ТСХЛ, вып. 5, 1978 (с М. М. Гуковой).

Л 124091- 29/ХП—78 г. Объем l'/ч п. л. Заказ 2185. Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44