Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПРИМЕНЕНИЕ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ ПОД ЛЮЦЕРНУ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЭФФЕКТИВНОСТИ БОБОВОРИЗОБИАЛЬНОГО СИМБИОЗА (В ЦЕНТРАЛЬНЫХ РАЙОНАХ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ)

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "ПРИМЕНЕНИЕ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ ПОД ЛЮЦЕРНУ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЭФФЕКТИВНОСТИ БОБОВОРИЗОБИАЛЬНОГО СИМБИОЗА (В ЦЕНТРАЛЬНЫХ РАЙОНАХ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ)"

Л-

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

На правах рукописи Михаил Александрович КАШИН

ПРИМЕНЕНИЕ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ ПОД ЛЮЦЕРНУ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЭФФЕКТИВНОСТИ БОБОВОРИЗОБИАЛЬНОГО СИМБИОЗА

(В Центральных районах Нечерноземной зоны)

(Специальность № 06.01.09 — растениеводство)

, Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 197«

Диссертационная работа выполнена при кафедре растениеводства Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Экспериментальные исследования проведены в течение 1972—1974 гг. в опытном хозяйстве ТСХА «Михайловское» Подольского района Московской области. ~

Научные руководители: академик ВАСХНИЛ доктор сельскохозяйственных наук профессор И, С, Шатилов, кандидат сельскохозяйственных наук доцент Г. С. Посыланов.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук профессор М, И, Тарковский, кандидат биологических -наук Т. А, Трофимова.

Ведущее предприятие— Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной

Защита состоится в « ^^^час. «■/¿Г» . .

1976 г. на заседании специализированного совета К-12035.04 (06.01.01; 06.01.05; 06.01.09} при Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 125008, Москва А-8, Тимирязевская ул., 49. Ученый совет ТСХА.

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

Автореферат разослан « ЭР. » . 1976 г.

Ученый секретарь специализированного Совета доктор биологических наук ,

Е. Е. Крастина

■'■"....

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. Актуальность проблемы

В постановлении XXV съезда КПСС об основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 гг. намечено осуществить крупные меры по созданию устойчивой кормовой базы, обеспечению более полного удовлетворения потребностей животноводства в кормовом белке, за счет максимального расширения посевов бобовых культур, в том числе люцерны.

В связи с тем, что люцерна в нечерноземной зоне сравнительно новая культура, вопросы ее питания изучены недостаточно. Особый интерес представляет питание ее азотом. Как бобовая культура люцерна способна получать азот атмосферы за счет симбиоза с азотфикснрующими бактериями — рнзоби-ум. Однако в этой зоне условия для бобоворизобнального симбиоза нередко бывают неблагоприятными, азотфиксация незначительной или отсутствует, растения испытывают азотное голодание и дают низкие урожаи. Результаты ряда советских и зарубежных исследований показывают, что применение азотных удобрений в отдельных случаях повышает урожай сена и улучшает его качество.

Таким образом, изучение эффективности симбиоза и применения азотных удобрений под люцерну представляет большой практический и теоретический интерес.

2. Цель и задачи работы

Изучить эффективность бобоворизобнального симбиоза в зависимости от условий выращивания люцерны.

Выяснить влияние различных доз азотных удобрений на симбиотическую азотфнксацню, потребление минерального азота, фосфора, калия, кальция, рост и развитие растений, зимостойкость, уровень урожая и его качество.

3. Научная новизна

До настоящего времени пет научно обоснованных рекомендаций по применению азотных удобрений 'Под люцерну в условиях Московской области. Имеющиеся научные данные носят противоречивый характер.

Изучение формирования симбнотического аппарата и эффективности симбиоза в зависимости от условий выращивания позволят дать обоснованные рекомендации по применению азотных удобрений под люцерну,

В работе впервые определен общий и активный симбиоти-ческий потенциал люцерны в зависимости от условий выращивания, установлена связь величины потенциала с эффективностью симбиоза.

4. Практическая ценность

Результаты исследований показывают, что в условиях Московской области на почвах с рНка 6,5—7,0 можно получить высокие урожаи сена (более 120 ц/га) хорошего качества без применения азотных удобрений. На кислых почвах с рНка 5,5 и ниже для получения высокого урожая необходимо вносить азотное удобрение весной и поукосно в дозах около 100 кг азота на гектар, что обеспечит урожай сена до 90 ц/га. Внедрение рекомендаций позволит получать высокие устойчивые урожаи сена люцерны на почвах с различной реакцией среды.

5. Реализация результатов работы

Основные положения диссертации освещены в опубликованных работах и находят применение в хозяйствах Подольского и других районов Московской области.

6. Апробация работы

Результаты исследований были доложены иа III научной конференции Московского областного правления НТО сельского хозяйства в марте 1973 г,

7. Объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, и 7 глав, с изложением результатов эксперименаль-пых работ, выводов и рекомендаций производству. Она изложена на ¡04 страницах машинописного текста, содержит 46 таблиц в тексте н 63 в приложении и 6 рисунков. Список использованной литературы включает 342 наименования, в том числе 37 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе — «Обзор литературы» — показано народнохозяйственное значение люцерны, биологические н агротехнические особенности ее, рассмотрены вопросы фиксации атмосферного азота люцерной, особенности потребления элемеи-

о

тов Минерального питания и качество урожая в зависимости от условий выращивания.

Анализ научных данных показывает, что вопросы снмбио-трофного 'И автотрофного питания люцерны изучены недостаточно.

Во второй главе — «Место, условия и методика проведения исследований» — даны сведения о том, что полевые опыты проводили в 1972—1974 гг, на экспериментальной базе учхоза «Мнханловское» с люцерной сорта Северная гибридная 69. Посев люцерны проводили в 1972 и 1973 годах, кроме того, вели наблюдения и исследования на опытах, заложенных в 1970 г. доцентом Г. С. Посыпановым.

Почва опытных участков дерново-слабоподзолистая, сред-несуглинистая по агрохимической характеристике типичная для почи центральной части нечерноземной зоны. После известкования pHkci была близкой к нейтральной, некоторые опыты проводились на неизвесткованной почве с рНкс! 5,0— 5,5.

Метеорологические условия в годы проведения опытов: 1972 год — засушливый с большим дефицитом осадков; 1973— 1974 годы — благоприятные для роста и развития люцерны.

Опыты заложены методом рендомизированных блоков в четырехкратной повторности, учетная площадь делянки 70 и2. Семена люцерны обрабатывали молнбденовокислым аммонием и инокулировали рнзобнум штамм — 441 «А». В почву вносили бор из расчета 1 кг на гектар. Дозы минеральных удобрений рассчитывали по выносу питательных веществ урожаем сена люцерны 100 ц/га с учетом наличия подвижных питательных веществ в почве, коэффициентов использования их из почвы и удобрений.

Схема опытов: 1) контроль (без макроудобрений); 2) PK — вариант, рассчитанный па преимущественно симбиотрофный тип азотного питания; 3) PKN 1/3; 4) PKN 1/2; 5) PKN 2/3 — от полной нормы азота, рассчитаны на смешанный тип азотного питания — как симбиотрофный, так и автотрофный; 6) PKNi — полная доза азота на планируемый урожай. Предполагалось, что в этом варианте клубеньки не образуются и растения будут, использовать только минеральные формы азота, что позволит сравнить эффективность бобоворизобиально-го симбиоза при разной обеспеченности минеральным азотом с минеральным типом азотного питания; 7) PKNa—предполагалось изучить реакцию люцерны на избыточную обеспеченность растений азотом..

Дозы удобрений по опытам были различными в зависимости от плодородия почвы и уровня планируемого урожая и со ставлялн P2Os от 165 до 200; КгО от 260 до 340; N по полной норме от 260 до 330 кг/га. Фосфорно-калийные удобрения вно-

з

¿или под зяблевую вспашку, борные—пол культивацию. Азотные удобрения вносили в весеннюю подкормку и поукосно, кроме последнего укоса. Агротехника в опытах общепринятая. Покровную культуру — вико-овсяную смесь убирали в фазу выметывания овса.

В опытах проводили следующие наблюдения и исследования по общепринятым методикам: определение водно-физнче-скнх и агрохимических свойств почвы, подсчет густоты стояния; растительные пробы на биометрический анализ отбирались по 40 растений с каждого варианта с 4 повторностей, начиная с фазы весеннего отрастания, через 10 дней до конца вегетации. Растения выкапывали на глубину пахотного горизонта, корни освобождали от почвы сухой разборкой с последующим отмыванием на ситах с диаметром отверстий 0,25—0,5 мм, В пробе определяли высоту растений, количество вегетативных и генеративных органов, площадь листьев, вес абсолютно сухой массы листьев, стеблей и корней; количество и вес клубеньков с леггемоглобином и без него. Одновременно определяли химический состав отдельных органов растений во всех вариантах опыта: азот, фосфор, калий, сырую клетчатку, сырой протеин; сырой жир, сырую золу, сахар. БЭВ, аминокислотный состав белка в фазу укосной спелости па аминоанализаторе Н-1200Е. ■урожайные данные, полевые и химические анализы обработаны методом дисперсионного анализа (Доспехов 1968, 1973). В автореферате приведены данные только по двум — четырем наиболее характерным вариантам. Экономическая оценка проведена по методике кафедры организации ТСХА (Грандиц-кий, 1970).

В третьей главе — «Рост и развитие люцерны» — оннсапы результаты фенологических наблюдений, данные по густоте стояния и нзрежнваемости растений, формированию корневой системы люцерны в зависимости от уровня обеспеченности минеральным азотом. Во все годы опытов уровень азотного питания не оказал существенного влияния на продолжительность межфазных периодов люцерны первого и последующих лет жизни. Весеннее отрастание ее начиналось одновременно на всех делянках, однако растения в вариантах с высокими дозами азотных удобрений были выше, чем без них. Эта разница сохранялась до укосной спелости.

Отмечено, что в вариантах без азота формирование генеративных органов проходило более дружно, чем в вариантах с полной и двойной дозами азота.

Азотные удобрения не оказали влияния на полевую всхожесть и изреживаемость растений под покровом и в течение вегетации последующих лет жизни, а также на их зимостойкость, несмотря на то, что перед уходом в зиму и весной в корнях растений на делянках с азотными утренними содержа-

лось сахара меньше, а протеина больше, чем на делянках без азота.

Высокие дозы азотных удобрений способствовали лучшему развитию корневой системы и большему накоплению сухой массы корней во все годы жизни растений. Наибольшего развития корневая система достигала в четвертый год жизни растений, причем вес абсолютно сухой массы корней в пахотном слое почвы в варианте РК составил 55, а в варианте — 61 ц/га.

В четвертой главе—«Формирование снмбиотического аппарата люцерны'—изложены данные исследований по динамике формирования симбнотического аппарата люцерны в зависимости от года жизни растений, влагообеспечеиностн и величины кислотности почвы, а также влияния на этот процесс фос-форно-калнйпых н азотных удобрений. Приведены сведения по продолжительности общего и эффективного симбиоза, величина эффективного и общего симбнотического потенциала в зависимости от условий выращивания.

Результаты исследований показывают, что в первый год жизни растений формируются сравнительно мелкие немногочисленные клубеньки до 6—8 штук на 1 растение общим весом 15—20 мг. В последующие годы жизни количество их достигает 80, а вес 287 мг на 1 растение. В течение вегетации количество и вес клубеньков увеличиваются от начала весеннего отрастания до фазы укосной спелости (до начала цветения). После укоса часть клубеньков отмирает, вес их снижается в 1,5—2 раза. Количество н вес клубеньков с леггемоглобпном уменьшаются еще в большей степени — в 2—3 раза. В вариантах с азотными удобрениями после укоса, как правило, все клубеньки отмирают. По мере послеукоспого отрастания растении клубеньки вновь образуются, их количество и вес увеличиваются до следующего укоса.

Большое влияние на образование клубеньков оказывает влажность почвы. Б засушливом 1972 году, когда влажность почвы в течение июля и августа была 30% ППВ и ниже, даже на растениях 3 года жизни сформировались мелкие бледно-розовые клубеньки с общим весом 2(5—60 мг, а первого года жизни клубеньков не было в течение всей вегетации. В вариантах без азота листья люцерны имели бледно-зеленую окраску, что указывает на азотное голодание растений. В 1973 году при благоприятной влажности почвы вес клубеньков на I растение второго года жизни доходил до 287 мг. С начала отрастания и до конца вегетации они были розовыми или красными, что говорит о высоком ■содержании леггемоглобина и активной азотфнксации.

Эффективность бобоворизобиального симбиоза зависит от кислотности почвы и уровня подвижного алюминия (табл. I).

Таблица 1

Влияние реакции среды и уровня подвижного алюминия на образование клубеньков (варлзнт РК)

Гол жизни рНкс, Л1 мг/100 г Клубеньков на 1 растение

почвы. шт. мг

11 — 1973 6,5 6,1 5,8 5.5 1.4 1,7 2.4 5.5 17 17 10 2 287 209 136 6

II—1974 6,5 5,4 1,2 2.3 66 48 96 41

Для изучения этого вопроса нами были поставлены специальные опыты на почвах с различной кислотностью. Исследования велись методом локальных проб. В 1973 благоприятном по влажности году при рНка 6,5 н содержании подвижного алюминия 1,4 мг на 100 г почвы вес клубеньков составил 287 мг на 1 растение, повышение кислотности до рНка б,Г снизило вес клубеньков на 28%, до рНка 5,8—в 2 раза, а. до рНкс1 5,0 клубеньки не образовывались. При рНксс 5,5 и содержании подвижного алюминия 5,5 мг на 100 г почвы вес клубеньков составил лишь 6 мг на 1 растение, а при той же кислотности почвы, но содержании алюминия 2,3 мг на 100 г почвы сформировалось много мелких клубеньков. Это говорит о том, что полуторные окислы подавляют бобоворизо-биальный симбиоз. Положительное влияние на формирование клубеньков оказывают фосфорно-калийные удобрения. Так, в засушливом 1972 году в варианте РК вес клубеньков был в 2 раза, а в благоприятных по влажности 1973—1974 годах в 1,3—1,5 раза выше, чем в контроле (табл. 2).

В варианте РК при рНка 6,4 клубеньков образовалось в 1,3 раза больше, чем к контроле с рНка 7,1. Это указывает на то, что на слабокислых почвах фосфорно-калийные удобрения способствуют лучшему формированию снмбнотического аппарата.

Известно, что азотные удобрения в значительной мере иногда полностью подавляют образование клубеньков на зернобобовых культурах. С многолетними бобовыми травами таких исследований проведено мало и результаты их противоречивы (Мншустин, Шилышкова, 1974; Посыпанов, 1972). В наших опытах в годы с различными метеорологическими условиями азотные удобрения всегда снижали количество и вес 6 \

■■ , Т а б л и а а 2

Влияние фосфорио-калийкых удобрений на формирование клубеньков люцерны

Агрохнм. показатели появы Количество клу-

Год жизни Вариант мгЛОО г почвы беньков па 1 растение

РНкС!

РЛ к*о шт. мг

111 — 1972 Контроль РК 6.4 6.5 9 14 9 14 7 14 33 63

11 — 1973 Контроль РК 7,1 6,4 9 16 13 20 13 16 167 220

И — 1974 Контроль РК 6.3 6,5 9 12 13 14 71 66 76 06

клубеньков. Снижение было тем больше, чем выше доза азота {табл. 3). Однако отрицательное влияние минерального азота было значительно меньше, чем отмечено в опытах с зернобобовыми культурами (Посыпанов, 1970—1975). В вариантах с азотными удобрениями клубеньки формировались позже, они были мельче и содержали меньше красного пигмента. При одн-

Таблица 3

влияние различных доз азотных удобрении на количество и вес клубеньков люиерны в фазу начала цветения

Клубеньков на 1 расте-

ние

Год жизни Вариант РНКС1

шт. мг

III — 1972 РК 6,5 14 63

РКМ,.5 6,3 5 28

РКМ, 6,4 3 19

11 — 1973 РК 6,1 17 209

РККм - 6.1 14 146

РКМ, 6,1 9 87

РКМг 6,2 5 23

паковой кислотности почвы п 1972 г. половинная доза азота снизила вес клубеньков в 2 раза, а полная в 3 раза по сравнению с вариантом РК, В 1973 году при достаточной влагообес-печенностн ннгнбнрующее действие азотных удобрений было несколько меньше. Полная доза азота снизила максимальный вес клубеньков в 2,3 раза. В этот год мелкие клубеньки образовались даже в варианте с двойной дозой азота.

Из приведенных данных следует, что азотные удобрения подавляют образование симбнотического аппарата, а следова-

тельно, и уменьшают количество фиксированного азота воздуха тем больше, чем выше их доза.

Кроме количества и веса клубеньков важным показателем симбиотических отношений является продолжительность общего и особенно эффективного бобоворизобнальиого симбиоза. Известно, что при неблагоприятных условиях (низкая влажность или высокая кислотность почвы, высокие д<эзы азота и т. и.) иногда формируется много мелких клубеньков без леггемоглобина, а следовательно, азотфнксацня в них не происходит (Посынанов, 1972). При благоприятных условиях продолжительность эффективного и общего симбиоза весьма близки. Так, в 1972 г. на люцерне III года жизни продолжительность общего симбиоза в варианте РК составила 80, а эффективного 42 дня, в варианте РК1^1 продолжительность эффективного симбиоза была в 3 раза меньше, чем общего (табл. 4). В 1973 году в варианте РК клубеньки были с лег гемоглобином в течение всей вегетации, половинная и полная доза азота сократили продолжительность эффективного симбиоза втрое.

Таблица 4

Продолжительность общего (числиie.il>) и эффективного (знаменатель) симбиоза (дней) в зависимости от доз азотных удобрений

Год Ж1ЕЗЩ1 РК РККМ РКХ,

Ш — 1972 яо 50 * 38

42 20 12

IV— 1074 108 78 78

108 31 31

Ш — Ш74 73 73 62

73 56 33

Более полным комплексным показателем бобоворизобнальиого симбиоза является общий симбиотический потенциал. Он учитывает одновременно вес сырых клубеньков на гектаре и продолжительность их функционирования в зависимости от условий выращивания. Так, в 1973 г. от внесения полной нормы азота вес клубеньков снизился в 2,3 раза, продолжительность общего симбиоза—в 1,5 раза, а симбнотический потенциал— и 3,5 раза.

Для фиксации атмосферного азота большее значение имеют показатели эффективного сим биотического потенциала, учитывающего массу клубеньков с леггемоглобином (Посыпано«, 1975). Так, в 1973 году в варианте РК эффективный сим-8

биотический потенциал был меньше общего в 2,5 раза, в варианте РКЫ0,5 — в 7 раз и РКГ^Ь — в 12 раз, в 1974 году соответственно: в 3,7; 9 и 15 раз (табл. 5).

Таблица 5

Общий (числитель) и эффективный (анамечатель) с им биотический потенциал люцерны в зависимости от обеспеченности минеральным азотом (сырых клубеньков кг-дней/га)

Год жизни Контроль РК PKNC,S PKNt

III — 1972 330 302 _ 340 218

161 20! 167 41

IV —1073 4071 7090 2226 2002

1006 2831 330 165

III — 1974 4501 5285 (976 2075

830 1414 532 103

Приведенные данные опытов показывают, что в нечерноземной зоне на сим биотическую азотфнксацию оказывают отрицательное влияние недостаточная влагообес печениость, кислая реакция почвы, высокий уровень подвижных полуторных окислов, недостаточное фосфорно-калийное питание и азотные удобрения. При благоприятных условиях формируется большой активный симбнотнческий аппарат.

В пятой главе—«Фотосннтетнческая деятельность посевов» — рассмотрены вопросы формирования фотосинтетического аппарата, накопления сухого вещества растениями, уровня урожая при внесении различных доз азотных удобрений и без них, на почвах с различной кислотностью.

Данные опытов показывают, что на слабокислых почвах (рНкс] —6,1—6,5) -полная норма минерального азота улучшает показатели фотосннтетической деятельности посевов (табл. 6).

Начиная с весеннего отрастания люцерны второго н последующих лет жизни площадь листьев в варианте РКГ^ была на 10—40% больше, чем в варианте РК. Эта закономерность сохранялась до укосной спелости. В этом варианте максимальная площадь листьев была па 17—30%, фотоспнтетнческнй потенциал на 30—52%- и накопление сухого вещества на И— 30% больше, чем в варианте без азота. Облиственность растений и показатели чистой продуктивности фотосинтеза по всем вариантам были практически одинаковыми.

Анализ урожайных данных показывает, что внесение РК удобрений дает достоверную прибавку урожая (за исключением 1972 засушливого года); половинная доза азота— 130—

Таблица б

Влияние полной нормы азотных удобрений на фотосинтетическую деятельность посевов люцерны

Год жнзш! Вариант Максим, площадь листьев. тис. мг/га ФСП, тис, м'/га-яней ЧПФ, г/м1 сутки Сбор сухого в-ва, ц/га

II - 1973 РК SU 1328 4,8 107,8

PKNi 119 2012 3,7 110,8

III- 1974 РК 48 1109 4,5 71.4

РКК| 62 N66 5.0 93,0

IV- 1073 РК 70 1191 5,3 113,0

PKN, 82 1413 5,7 141.5

165 кг/га на слабокислых помпах не повысило достоверно уровень урожая по сравнению с вариантом РК ни в один год опытов (табл. 7),

Таблица 7

Влияние уровня азотного питания на урожаи сена люцерны, и/га

ГОД ЖЕ13ШЕ Контроль РК РКМм PKNi PKNi HCPf.5

II — 1973 94.0 130,0 133,1 144,5 157,7 13,1

11— 1974 58,7 75,4 86,9 106,2 116,5 7,1

Ш— 1972 34,0 38.8 41,7 48,7 — 10,1

Ш — 1974 62,8 86,1 98,8 112,1 — 13,7

IV — 1973 115,3 136,2 153,6 170,4 18,7

Среднее из

5 опытов 72,9 93,3 102,8 116,3 — ~~' t

По-видимому, азот, внесенный в этой дозе, шел в компенсацию снижения симбнотнческои азотфиксацнн. Полная доза азотных удобрений (260—330 кг/га) дала достоверную прибавку урожая во все годы опытов. Избыточная обеспеченность минеральным азотом еще больше повышала урожай -сена люцерны, однако эффективность азотных удобрений резко падала.

Показатели кислотности почвы имеют решающее значенне в эффективности азотных удобрений (табл. 8). На кислых почвах (рИка 5,0—5,5) половинная доза азота повышает урожай сена почти в 2, полная — в 2,7, а двойная в 3,4 раза по сравнению с вариантом РК. Снижение кислотности почвы уве-. личивает урожай сена в варианте РК за счет повышения эффективности симбиоза, при этом снижается положительное влияние азотных удобрений.

В шестой главе — «Потребление элементов питания люцер-

ю

ТаОл и Ца■8

Влияние азотных удобрений на урожай сена люцерны {ц/га) в зависимости от кислотности почвы, 1973 г.

рНКС] РК РКМ0.5 Р№, НСРс.%

5,0-5.5 31 69 82 (03 12

5,5—6,0 83 107 124 124 9

6,0-6,5 105 111 121 132 16

6,5—7,1 122 120 137 140 13

ной»—приведены результаты химических анализов по динамике содержания элементов питания в растениях, накоплению питательных веществ, выносу элементов питания урожаем и коэффициенту использования питательных веществ из почвы и удобрений.

В растениях второго года жизни содержание элементов питания в надземных органах несколько снижается от фазы отрастания к фазе начала цветения (табл. 9). С повышением до-

Таблица 9

Содержание N. р. К, Са (% на абсолютно сухо« пешество) а Органах люцерны второго года жизни в среднем за 1073—1674 гг.

N РЛ К1О СаО

Варианты Ь О о г§ = Р а V о й> ЙГ* £ те 2 § 5 К « = а. я 5 5 й> ч К и в £г* (О № =3 И н в я = а ¿ = О У О * Й и РЗ « сд а = Я а и С я ей а я а з

Листья

РК РКЫ, РКМ* 4,36 4,30 4,61 4,76 3,70 3,91 4,01 4,70 3,88 3,90 4,16 4,13 1,09 1.15 1.Н 1,21 0,71 0,73 0.72 0,66 0,75 0.81 0.78 0,74 1.56 1,79 2.00 1,79 2,15 2,36 2,20 2,10 1,81 1,57 1,85 1,69 1.63 1,50 1.64 1,59

Стебли

РК 2,39 1,85 1,36 1,06 0,69 0,61 2,53 2,29 1,64 1,04

РКЫ^ 2,92 1,82 1,62 1,06 0.58 0,63 2,73 2,28 1,60 1,00

РКЫ] ■ 3,06 2,09 1,97 1,01 0,57 0,61 2.69 2,23 1,69 1,03

РКГ^ : 3,41 2,70 2,10 1,04 0,57 0,61 2,60 2,42 1,63 1,03

К орнк

РК 1,40 1,08 1,85 0,51 0,48 0,67 1,39 1,12 1,00 0,53

РКМо.5 1,43 1,17 1,85 0,46 0.49 0.60 1,33 1,44 1,16 0,51

РКЫ, 1.54 1,40 1,89 0,-36 0.51 0,68 1,44 1,36 1.13 0,49

РКЫ3 1,53 1,54 1,91 0,46 0,53 0,66 1,47 1,58 0,87 0,46

Л

зы азотных удобрений содержание азота во всех органах ра-.стений повышается, фосфора и, кальция снижается,' акалия остается примерно , на том же уровне. Наибольшее количество N. Р, К и Са содержится в листьях, а К в стеблях. Увелнче- ;. ние содержания азота в корнях к фазе цветения объясняется ' тем, что к этому времени площадь листьев достигает .максимума, идет интенсивная ассимиляция углеводов и улучшается поступление их в клубеньки, повышается активность азотфик-сании. В вариантах с азотными удобрениями также образуются клубеньки, относительное содержание азота в которых:1 значительно выше, чем в корнях. Аналогичная закономерность по химическому составу отмечена в растениях люцерны третьего и четвертого годов жизни.

Наиболее интенсивное потребление элементов питания лю-, церной происходит в период бутонизации—начала цветения, когда за две недели в растения поступает 20—50% азота, 30— 60%-фосфора и 20—60% калия. При внесении высоких доз азотных удобрении интенсивность потребления азота н калия бывает выше, чем в варианте РК с начала весеннего отрастания н до укосной спелости. Потребление фосфора бывает более равномерным.

Наибольшее влияние на потребление элементов" питания оказывают высокие'дозы азотных удобрений на кислых почвах. Так, при рНксь 5,0—5,5 в варианте РКЫ, -потребление азота было на 60%, а калия на 25% больше, чем в варианте РК. При рНка 6,5—7,0 полная норма азота увеличила потребление его по сравнению с вариантом РК на 10%, калия на 9%. а потребление фосфора осталось на уровне варианта РК."

Величина выноса элементов питания единицей урожая незначительно изменялась в зависимости от обеспеченности минеральным азотом (табл. 10). При полной н избыточной обеспеченности вынос его несколько возрастал, фосфора и калня снижался, а кальция оставался на том же уровне.

Таблица 10

Выкос азота, фосфора, калня и кальция (кг) на 1т сена " (17% влажности) в средне.« эа 1972—1974 гг.

Питательные вещества- Контроль РК РКМм . РКМ, - '

N 17,2 18,6 18,6 19,0 '

Р*05 • 5.0 4,6 ■ 4.4

К»0 ' 11,4 13,8 12,8 4 - ' 12,9

СлО 8,2 8,8 8,3 и

Коэффициент использования подвижных форм фосфора к калия из почвы и удобрений в большей степени зависит от влагообеспечешюсти. В 1972 г. фосфор нз почвы использовался на 3—8%, из удобрений —на 3—11%'. В 1973—1974 гг. использование фосфора нз почвы повысилось до 9—19%, а из удобрении до 9—36%; калии соответственно—нз почвы до 18—25% и удобрений до 6—69% в зависимости от обеспеченности минеральным азотом.

Высокие дозы азотных удобрений (особенно на кислых почвах) повышали коэффициенты использования фосфора п калия из минеральных удобрений в 2—4 раза по сравненню с вариантом РК. Увеличение дозы минерального азота от половинной дозы до двойной приводит к снижению коэффициента его использования на 6—31%.

В главе седьмой — «Качество корма» — дано содержание и сбор сырого и переваримого протеина с единицы площади, зоотехнический анализ корма, аминокислотный состав кормов и сбор незаменимых аминокислот с урожаем сена люцерны. Фосфор но-калийные удобрения, улучшая развитие симбиотическо-го аппарата н обеспеченность растений азотом, повышали содержание протеина в люцерне на 1—4%. Весенняя подкормка ч азотными удобрениями о дозе 50—60 кг/га (вариант РК^а), как правило, снижала содержание протеина в 1 укосе на 2— 3%. По-видимому, депрессия симбиоза в этом варианте превысила количество внесенного азота. Следовательно, весенние подкормки азотом в малых дозах при прочих благоприятных условиях симбиоза снижают качество урожая люцерны. При поукосных подкормках азотом в тех же дозах содержание протеина остается на уровне варианта РК. При полной и избыточной обеспеченности минеральным азотом содержание протеина несколько повышается или остается на уровне содержания в безазотном варианте.

Сбор сырого, переваримого протеина и кормовых единиц с гектара значительно повышается при внесении фосфорно-ка-лийных удобрений, дополнительное внесение половинной дозы азота не увеличивает этих показателей, а полная доза азота достоверно повышает их (табл. 11). Не найдено зависимости содержания клетчатки, БЗВ и жира, а также обшей питательности корма от уровня азотного питания (табл. 12).

Л м н но кислотный состав белка также мало зависел от типа азотного питания. Несколько больше незаменимых аминокислот было в листьях в варианте с половинной дозой азота, а в стеблях с двойной. Валовой сбор незаменимых аминокислот с единицы площади возрастал по мере увеличения дозы минерального азота и урожайности люцерны (табл. 13). В варианте РКМ! лнзина было на 13, метионина и валика па 14,

: - Та б л н«а II

Количество протеина и кормовых единиц (и/га) в урожае сена люцерны в зависимости от обеспеченности растений минеральным азотом

Год жизни

Контроль

РК

РКМ0Л

РКЫ,

НСРм

Сырого протеина

II — 1973 1И - 1974 IV— 1973

II — 1973 Ш — 1974 IV — 1973

И — 1973 Ш — 1974 IV — 1973

15.5 11,0 18,9

9.8

6.9 11,9

40.3 26.0 46,0

22,0 17,2 25,0

21,1 18.2 27,8

Пере вар им ого протеина

14,2 10,7 15,0

13,6 11,3 16,5

Кормовых единиц

52,2 36,0 56,0

53.3 34,1

65.4

25.0

20.1 32,3

15,9 12,8 18,6

61.5

50.4 "

70.5

1.0

6,0

Таблица 12 Химический состав и питательная ценность сена люцерны

1 от сухого вещества Кормо-

■ Год Вариант клетчатка БЭВ жир вых единиц в 1 кг сена

1973 (I г, п.) РК РКМ, 29.4 26.5 29,0 31,5 2,6 2,7 - 0,50 0,53

1974 (11 г. п.) ' - РК РКИ, 21,8 24 2 33,4 32,1 2,6 2,1 - 0,50 ■0,51

1973 (III г. п.) РК РКМ, 21,7 . 21,8 31,9 3-1,1 2.6 Г) Г, 0,50 0,51 '

триптофана на 1,7 кг на гектар больше, чем в варианте РК. Двойная норма азота еще больше повысила эти показатели.

Таким образом, высокая обеспеченность минеральным азотом не ухудшает качество корма по сравнению с преимущественно снмбиотическнм питанием, однако в первом' случае сбор питательных веществ с единицы площади бывает выше. .

В главе восьмой — «Экономическая эффективность применения азотных удобрений» — проведен подробный анализ затрат, рассчитана себестоимость, производительность труда, чиН

Таблица 13

Сбор незаменимых аминокислот (кг/га) с урожаем сена люцерны (в средн. .1973—1974 гг.)

Показатели РК РКЫс.-» РКИ, РКМ!

Всего незаменимых аминокислот . 480 542 614 690

В т. ч, лизина........ 63 71 76 87

Метиотшна+валина...... 07 109 111 134

Триптофана......... 14,0 14.4 16,6 18,0

стый доход с единицы площади и норма рентабельности. Как показывают данные, применение азотных удобрений под люцерну на слабокислых почвах (рНко 6,1—6,5) повышает себестоимость 1 ц кормовых единиц па 0,43—1,06 руб, несколько снижает производительность труда и норму рентабельности.

Выводы

1. При посеве люцерны на кислых дерново-подзол истых почвах Московской области (рНка 5,0) без известкования симбнотнческая фиксация азота не происходит, растения испытывают азотное голодание и дают низкие урожаи сена (13— 17 ц/га). При известковании почвы (рН ка 6,5—7,1} формируется большой активный снмбиотический аппарат, способный обеспечить люцерну азотом для формирования урожая сена до 95 и/га.

2. Допосевнос внесение фосфорно-калнйных удобрений из расчета на планируемый урожай за все годы использования, на фоне известкования, еще больше активизирует бобовори-зобиальный симбиоз, улучшает не только фосфорно-калийиое, но и азотное питание, повышает урожай сена еще на 30 н более центнеров.

3. При известковании почвы и внесении РК удобрений фактором, определяющим активность бобоворизобналыюго симбиоза и уровень урожайности, является влагообеслеченность растений. В засушливом 1972 г. при влажности почвы 34—21% ППВ образовались единичные малоактивные клубеньки, растения испытывали азотное голодание, урожай сена был 38,8 ц/га. В 1973 г. при удовлетворительной влагообеспечеп-ности сформировался большой активный симбнотическпй аппарат и урожай сена достиг 130 ц/га.

4. Люцерна, как и все бобовые культуры, интенсивно усваивает минеральные формы азота. Лвтотрофное питание азотом вполне заменяет симбиотрофное, причем высокие дозе,! азота не оказывают отрицательного влияния на зимостойкость люцерны.

5. На неизвестное аннон почве при полной обеспеченности растений минеральным азотом (дозы 330 кг/га) повышенная кислотность (рНко _ —5,5) п. полуторные окислы (до, 7 мг/100 г почвы) не подавляют рост и развитие люцерны; при благоприятной влажности урожай ссна составляем 82— 105 ц/га. -

6. На слабокислых и нейтральных почвах (рНксГ 6,5—7,1) низкие и средние дозы азота (87—165 кг/га) уменьшают.ноду-ляцию растений, общий симбиотическнй потенциал снижается в 1,5 раза, а активный — почти в 2 раза. Минеральный азот идет в компенсацию снижения количества фиксированного азота воздуха, урожай сена люцерны не повышается. '

7. Высокие дозы азота (330 кг и более) в еще большей степени подавляют бобоворизобнальный симбиоз, снижая актив--ный симбиотнческий потенциал в"7—14 раз, однако при'этом накопление азота растениями увеличивается в 1,2—1,6 раза, одновременно возрастает потребление калия, а фосфора — несколько снижается, повышается относительное .содержание азота в растениях, площадь листьев на гектаре бывает больше на 20—30%, фотосннтетнческий потенциал и накопление сухого вещества — на 20—50%-. " ■

8. С повышением дозы азота вынос фосфора 1 т сена снижается -с 5,0 до 4,4 кг, калия с 13,8 до 12,9 кг, а азота - повышается с 18,6 до 19,0 кг.

9. При минеральном азотном питании (вариант PKNj'на кислой почве) качество корма остается таким же, как и при симбиотрофном. В благоприятных условиях симбиоза высокие дозы азота не ухудшают качество корма, повышают сбор кормовых единиц на 30—40%, переваримого протеина — на 19— 32%. " .

10. Аминокислотный состав белка не изменяется в зависимости от типа азотного питания, но при полной и повышенной обеспеченности минеральным азотом сбор незаменимых аминокислот с гектара был значительно выше, чем в вариантах без минерального азота,\в частности, лизина на 13—38%,-метио-нина н валнна на 16—46%', триптофана на 11—27%, *

11. В годы с благоприятным водным режимом на кислых ночвах полное обеспечение минеральным азотом позволяет получать высокий урожай сена люцерны. В засушливых условиях азотные удобрения малоэффективны.

12. При достаточной водробеспечепности на почвах с рНкс, не ниже 6,5 применение азотных удобрений- под люцерну экономически не оправдано.

Предложения производству

Для успешного возделывания люцерны на дерново-подзолистых почвах Московской области обязательным - условием

является известкование почв до рНна 6,5—7,0 и внесение фосфорно-калинных удобрений из расчета на планируемый урожай за весь период пользования посевом. При этом применение азотных удобрений до посева и в подкормку в любых дозах нецелесообразно.

Посевы люцерны, произведенные на кислых почвах (с рНка около 5,6), образуют слабый снмбиотическлй аппарат даже при хорошей водообеспеченности н для получения высокого урожая сена необходимо проводить весенние и по-укосные подкормки азотом в дозах около 100 кг/га в каждую подкормку.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы

1. Влияние азотных удобрений на рост и развитие люцерны первого года жизни. Доклады ТСХА, вып, 204, 1974, г

2. Формирование спмбиотпческого аппарата люцерны при различных условиях выращивания. В сб. «Биологические основы повышения урожайности сельскохозяйственных культур». Вып. 2. М., 1974 {в соавторстве).

3. Влияние минерального азота на химический состав люцерны. Доклады ТСХА, вып, 219, 1976 (в соавторстве).

Объем l'/i п. л. Заказ 1498. Тираж 150

Типография Московской с.-х. академии им, К. А. Тимирязева " 125008, Москва А-8, Тимирязевская ул., 44