Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Пути регуляции азотного питания овощных культур в условиях пойменных почв

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Пути регуляции азотного питания овощных культур в условиях пойменных почв"

РГ6 0«

7 г» V» .....*

~ СЛНКТ-НШРЯУРГСКШ ГОС.УДЛРСТВГНФ!" АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На гтравах рукописи

БШЮВА Тамара Викторовна

ПУТИ РЕГУЛЯЦ"Й АЗОТНОГО ПИТАНИЯ 0ВОЦ1Ш !{УЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ПОПМЕНШХ ПОЧВ

Спешшльносгь: 05.01.04. - агрохимия

А Б Т 'О РЕФЕРАТ диссертации на соискание учено« степени кандидата сельскохозяйственных Наук

Санкт-Петербург - Пушкин Т9'?3

Работа выполнена в Институте почвоведения и фотосинтеза РАК и Мичуринском плодоовощном институте им. И.В.Мичурина

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор О.А.СОКОЛОВ

Официальные оппоненты! доктор сельскохозяйственных наук,

профессор В.А.БОРИСОВ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.Е.СОВШИНА

Ведущая организация; Всероссийский институт растениеводства

Защита диссертации состоится У июля 1993 года в 14 час.

30 нин. на заседании специализированного совета К 120.37.01.

' по■присуждению ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете по адресу» 189620, Санкт-Петербург, Пушкин, Ленинградское шоссе, д.й, ауд. 444

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петер-буЬгского государственного аграрного университета. ■

Автореферат разослан

"Яр" <МД\ 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета» доктор с.х. наук, доцент Л, В.П.Иареняо

I. ОЛГЛЯ ХЛРЛЮТГИОТ'КЛ РА [»14

Актуальность тс!ы. Интенсивное вовлечение в природный никл биологического и технического а-зота приводит к увеличению скорости потеков неорганического азота и загрязнения продуктов пите.нип и . питьевой еодн его мине ралышки соединениями - нитратами к нитритам:. Однако несмотря на негативные процессн, обусловленшда усилением антропогенного рлияния на круговорот азота б биосфере, минеральное удобрения ка обозримую перспективу остаются основой повышения плодородия почт, роста урожайности и регулирования качества лродукши сельскохозяйственннх культур. В связи с этим возникает необходимость в более широком развитии экологических основ применения средств химизации в интенсивном земледелии. В агрохимии азота - ото оптимизация азотного питания растений в сочетании с макро- и микроплементатя;, подбор лучших с ¡экономической и тэко-логччсзсяой точек зрения <1орм азота и ресурсосберегающих те:шоло~. гий их внесения /Н.З.Шшащенко, Г.Н.Захаров, Г?9Т/.

Основное условие оптимизации минерального питания растет;:! -правильное определение их пот]юбностн в элементах митрального питания. Разрешение з,той проблем,!, коррекция количественных характеристик с системе "почвсини-' раствор - корневая система - транспортная система - продуктивность растении" возможно с помощью удобрений. Нарушение отдельных звеньев транспортно-ассимиляцион-ной системы, взаимодействия макро- и микроэлементов приводит к накоплению нитратов и растениях, у овощных культур в особенности.

Особую роль г ггро ¡¡о с се метаболизма, в растении исследователи /Гарбер, 1<?Сс; О.Л.Соколов и др.,ЮТ;/Ь/е ,1981/ отводят взаимодействию азота и калия при их поглощении из почвы, поступлении я растения, ассишллции в процессе метаболизма. Однако вопросы регулярен поглощения ионов на уровне целого растения, влияния соотношения ионов на продуктивность растений и их качество, в том числе накопление нитратов, решены не полностью. Недостаток инфор- • магии о влиянии агрохимических факторов, генотипических особенностей растении на продуктивность и качество овощных культур,. поиск путей регуляпии азотного питания растений на пойменных почва/ о преда л ил и актуальность исследований.'

Цель и задачи исследований. Основная гель работы - изучить возможности управления процессами транспорта, ассимиляции, аккумуляции азота, продуктивность» овощных культур и их качеством нуте м изменения условий минерального питания.

В соответствии с поставленной целью в задачи исследоранип входило;

1. Изучить особенности азотного питания овоаршх культур при примечании возрастающих доз, различных форм "и технологи!! внесения азотшх удобрений в условиях аллювиальных луговых почв.

2. Выявить влияние условий азотного и калийного питания на транспорт, ассимиляцию, аккумуляцию азота и калия в условиях различной обеспеченности почвы обыеннш.1 калием и использование азота почвы и удобрений овощными культурами.

3. Изучить динамику проиессоп транспорта и аккумуляции калия и шнеральшх форм азота в течение вегетации растений в зависимости от условий минерального питания.

4. Выявить генотипические особенности азотного иитанил, продуктивности и качества овощных'культур при интенсивном применении удобрений.

5. Определить степень участия азота удобрений и почвы е формировании запасного и метаболического пулов овощных культур.

Научная новизна. В работе проведен комплексный анализ влияния условий минерального питания ка динамику процессов поступления, транспорта, аккумуляции азота, в том числе его неорганических форм, в процессе вегетации растений. Выявлено влияние интенсивности этих процессов на продуктивность овощных культур и накопление ими нитратов} показан различный характер аккумуляции азота" растениями при изменении технологии внесения азотных удобрений, а также в зависимости от видовой специфики растений. ■Установлена агрохимическая эффективность новых форм азотных удобрений под овощные культуры /карбамид-амшачной селитры, супер-гранулированной мочевкпл/, дана их акологическая опенка. Вняв- . ленн особенности транспорта и аккумуляции азота и калия на различных уровнях азотного и калийного питания и включения азота Удобрений в нитратный фонд растений. Показан характер соотношения запасного и метаболического пулов нитратов у овощных культур при разбросном и локальном способах внесения азота, а также размеры включения в пули- азота удобрения.в условиях пойменных почв /использован стабильный изотоп азота 15 Л' /.

Практическая ценность работы. Определены оптимальные дозы а?отю!Х к калий ¡шх удобрений, их соотношение, подобраны технологические приемы внесения для получения устойчивых урожаев овощных культур с безопасным уровнем нитратов в продукции, которые «огут быть использованы при разработке системы удобрения в уело-

в них пс::меншгх почв. Результаты исследований могут быть использованы при разработке. технологии внесения перспективных форм азотных удобрений /карбамид-аммиачной селитры, супергранулиро-ванно!; мочевины/. Изученные количественные закономерности транспорта ионов, а такте методические подходы к проблеме представляют интерес при постановке физиолого-агрсхимических опытов в условиях почвенной культуpu.

Апробагия и публикации работы. Основные положения работы были доложены па .ТУ научноЛ кокферект-ии молодых ученых Института почвоведения и фотосинтеза /г. Пущино/ в 1989 г; всесоюзном совещании 'Чизиолого-генетичсзские аспоктн минерального питания рае-тени! '' /г. [Сиев/ г 1?С0 г; научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов /СПГАУ/ в 19?I г: научной. .{онферсниии профессорско-преподавательского состава /Ми-чурипешы плодоовощном институт им.И.В.Мичурина/ в .Т99Я году.

По материалам диссертации опубликовано 10 работ.

Внедрение результатов исследований. Производственную проверку и внедрение результатов исследований проводили в 1986 году в совхозе "Еалковгаи.У Серпухоского района Московской области.

Объем и структура диссертант). Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, экспериментально;' части, выводов, рекомендаций производству, списка литератур», включающего 627 наименований, из них НО на иностранных языках, содержит ¿0 таблиц , 20рисунков и !9 таблиц в приложении.

2. Условия и методика проведения исследований

Исследования проводили на статном участке Института почвоведения и фотосинтеза РАН в условиях микрополе-вьгх опытоп и на поля.. совхозов "Галковсний" и Тольтеэвик" Московской области в условия мелкодсляночнпх н полевых опытов в 1988-1990 годах.

Опыты были заложены на аллювиальной луговой среднесуглинистой почве, характеризующейся следующими агрохимическими показателями: рНС0Л - 6,60-7,15; содержание подвижного фосфора /г.о Чичикову/ обменного калия /по МаслопоН/ о,8-24,3 кг/100 г почт; содержание гумуса - 1,75-2,77*1; В опытах применялись сле-дупшие азотные удобрения: сульфат аммония и мочевина, меченные по /V ; немечезнная мочевина /гранулированная и супергранулирэ-ванная/; карбамид-аммиачная селитра /азотный раствор - КАС/ ; .

карбамидформальдегидное удобрение - К2У.

Объектами исследования явились следующие овощные культуры: капуста белокочанная шести сортов} Номер первый грибовский 147, Слава 1305, Иодарок, Аыагер 311, Московская поздняя iE:, Зимовка 1474, овавла столовая сорта Корд о 237, морковь столовая сорта Нантская.

Агротехника выращивания овощных культур в опытах соответствовала общепринятой в хозяйствах Московской области технологии. Микро поле вые опыты проводили в сосудах из винипласта различного размера5 50см х БОсм х 40см без дна, вмещающих 109 кг воздушно-сухой почвы} Юс« х 10см х 25см с дном, вмещающих 2,6 кг почвы. Мелкоделяночше опыты.проводили на делянках 10 ь?, полевые - 50 повторность трехкратная, В растительных, образцах определяли» общий и минеральный азот колориметрически /А.Н.Еочкарев, В.Н.Кудеяров, 1982/, сахара -цианидным методом,, аскорбиновую кислоту - с реактивом Тильман-са, выделение и очистку вакуолей - по методике Р.К.Саляева и др, /1981/, кальций, Магний - атомно-адсорбционным методом, отбор кси-лемного эксудата /пасоки/ по методу Д.А;Сабинина /Агрохимические методы.., 19?5/. Содержание определяли на эмиссионном спектрометре/^?/ -5. Агрохимические исследования почвы проводили общепринятыми методами. Математическая обработка результатов исследования проведена корреляционно-регрессионным и дисперсионным методами /Б.А.Доспехов, 1985/ на ЭВМ СМ-52 и бытовом компьютере "Вектор",

В опыте I изучали влияние уровня азотного питания /A'qq,//Г50/, способа внесения азота и генотипических особенностей капусты белокочанной шести сортов на транспорт и аккумуляцию нитратов. ! В микрополевых опытам 2 и 3 изучали влияние технологии внесения азота на формирование запасного и метаболического пулов нитратов у капусты белокочанной и моркови столовой /с ^У/.

В микрополевых опытах 4 и 8 с V изучали влияние уровня азотного и калийного питания при различной обеспеченности почвы обменным калием на поступление, аккумуляцию нитратов и калия, коэффициенты использования азота удобрения и продуктивность капусты белокочанной и свеклы столовой, Эксперимент поставлен по полной факториальной схеме 3x4x4 с тремя градациями обеспеченности почвы обменным калием и четырьмя градациями доз, азота и калия /0,90,160,300/.

В полевом опыте 5 изучали влияние возрастающих доз азотных удобрений /ГО,ISO,180/, их форм /мочевины, КАС, КФУ/, техйоло-гии внесения азота /вразброс и локально/ на урожай и качество капусты белокочанной сорта Зимовка 1474.

В модельном опыте 6 и мелкоделяночном опыте 7 изучали особенности поведения азота в очаге и его влияние на накопление нитратов капустой сорта Зимовка 1474 и ее урожай при использовании супергранулированной мочевиш.

■ Го всех опытах проводили отбор пасоки и растительных образцов в динамике, раз в течение вегетации растений.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ o.I. Влияние уровня азотного питания,' способа внесения азота и сортовн- особенностей капустн белокочанной на транспорт и аккумуляцию нитратов

йнтенсигность процессов поглощения, транспорта и аккумуляции нитратов растенияш обусловлена рядом факторов: уровнем азотного питания, сортовыми особенностями, возрастом растений к моменту уборки. В период нарастания вегетативной массы у шести сортов капустн максимальное поступление азота приурочено к скороспелому сорту Номер первый и среднему сорту Слава, у которых поступление нитратов составило 10,34-13,54 мг/3 часа по сравнению с другими сортами: '1,У7-с,4о мг/3 часа. Эта закономерность прослеживалась до коша вегетации и к моменту уборки оба- сорта накопили наибольшее количество нитратов - 170-389 мг/кг сырой массы /табл.1/. Однако у поздних сортов, капусты влияние интенсивности поступления нитратов на их аккумуляцию опосредованно,£ =0,52. Содержание нитратов у сортов Зимовка, Московская поздняя, Амагер, Подарок составило 31,123,66,71 мг/кг, среди поз-кеспелых сортов Зимовка накапливала в 2,0-3,0 раза нитратов меньше. Применение азотных удобрений привело к уменьшению сортовых различий: без внесения удобрений различия составили 116%, на фоне РК - 18ЗД, на PK-tA^Q - Б7%, на PiivV^Q - 34%. Содержание нитратов в растениях капусты зависело и от способа внесения азота. Локализация 90 и 150 кг/га снизила содержание До ЮЗ и 179 мг/кг, чТо на 74,0 и 13,49« соответственно ниже, чем внесение этих доз вразброс, что на фоне равноценного с разбросным внесением азота урожаем следа ет рассматривать как преимущество локального способа внесения азотных удобрений. Среди поздних сортов капусты наибольшей продуктивностью - Ы9 u/га, низким содержанием нитратов -34 мг/кг к большим содержанием сухого вещества - 8»9# отличался

Таблица I

Содзржанке нитратов ъ капусте белокочанной в зависимости от доз и способов внесения азотных удобрений

Сот.т мг/кг сырой массы Сорт Ва- Л>и~ мг/кг сырой массы г ри~ * ■ . •■■■ " ри- —---

ант 20.УI 7.УП З.УШ 28.УШ ант 20.УГ 7.У1Т З.УШ 14.X

Номер I 354 465 483 447 Ама- I 377 341 ■115 ' 10

первый 2 377 128 412 391 гер 2 зео КЗ 66

ГрИ- бовс- 3 1320 195 558 315 611 3 709 1559 656 82

кий 147 4 7РЗ 594 514 354 4 1077 148.9 257 204

5 1054 155 253 226 5 1015 010 439 71

6 837 1Ш 505 598 6 625 541 385 22

8. К

Слава I 1061 ' 142 470 Пода- I 310 465 241 226

1305 2 722 115 142 155 рок 2 341 71 248 10

3 722 129 142 412 3 966 .1307 115 27

4 1462 129 •'368 '398 4 5РЗ 965 563 100

5 1271 44 133 177 5 580 1 кл* 182 10

6 558 611' 354 106 6 625 • 310 665 142

14 ;х

Зимов- I 495 195 105 Ю Мое-' I 585 129 128 137

ка 1474 2 416 14 23 Ю ковс-кая 2 368 44 70 49

3 992 425 97 310 позд- 3 1053 921 576 213

4 824 1165 БЗ 56 няя 15 4 1559 . 381 718 93

5 1063 341 2<;б 44 5 1559 . , 310 182 89

6 992 1785 270 49 6 1615 510 ' 341 155

НСР^/гл, эффект сорта^мг/кг 14 НСРд^/гл.эффект дозы /,мг/кг 26

Варианты: 1-без удобрзний, 2-Р100К1с:0-фан, 3-фон4-л/д0 вразброс, ■ _ ' 4-фон4Л^50 вразброс, Б-фон-*!^ локально, б-фончл^ Д0К

сорт Зимовка 1474.

3.2. Влилнио способа внесения азота на формирование метаболического и запасного нитратных фондоп растений

Способ тшссепия азота оказал влияние на соотношение запасного /3<1/ и метаболического /МЕ/ бондов нитратов в листьях капусты /табл.2/.

Таблига 2

Соотношение запасного и метаболического фондов нитрптов р листьях капустн белокочанной

Дата отбора образца

13.УП.88 вразброс 5,7 50,9 5,5 49,1

локально 9,7 02,2 0,9' 47,8

20..У!'!. 88 вразброс 10,0 • 23,4 25,2 71,6

локально 5,7 27,4 15,1 72,6

27. IX.88 вразброс 10,5 28,4 25,5 71,6

локально 9,1 16,8 45,2 83,2

В начале гегстагии содержание нитратов в ЗФ и МФ при локализации азота было выше на 61,8-70,2%, что связано"с интенсивной нитри'! иканием аммония в очаге и образованис?м большего по сравнение с улзброспым гнесением количеством Л'П^. В дальнейшем произошло спи-хенио доли ЗФ до 28,Л% от общего количества нитратов при разбросном внесении и до 16,8^ - при локальном с ростом до 71,6-83,22. То есть локальное, внесение азота увеличило долю Ш? по сравнению с гнесением вразброс на 12,4% за счет перераспределения из ЗФ. В опыте с морковью столовой е течение вегетации произошло увеличение доли ЗФ нитратов с 3,5-17,I до 44,6-73,6/' гследствие специфических условий произрастания корнеплодов. В целом влияние размеров I® на формирование общего ■ нитрчтиого фонда оценипается кооффициентом корреляции 2 -0,970-0,99С>, в то же арем-я между содержанием нитратов в СФ и ЭФ обнаружена отрицательная корреляция с £ --0,712.

Способ

Запасной фонд Метаболический фонд

•'азота ----:-

мг/кг мг/кг %

сырок от сырой от

массы общего массы общего •

Таким образом, полученные данные достаточно удовлетворительно объясняют концепцию о путях движения нитратов из внешней сроды через метаболическим пул в вакуолярный, восстановление нитратов и их включение в метаболизм клетки именно в митоэоле /Овчаренко и др., 1990» Á fí.nl., 1982/.

3.3. Влияние уровня азотного и калийного питания и обеспеченности почвы обменным калием на транспорт, аккумуляцию азота и калия и продуктивность 'растений

Изучение вопросов взаимодействия ионов , К+, Ca^V

в процессе поступления в растения прогодили с использованием метода сбора и анализа пасоки; Метод "плача" растении позволяет с достаточной объективностью оценить характер транспортных процессов, происходящих в растении, и связать поступление олементов питания с их ассимиляцией и аккумуляцией.

В шкрополевом опыте 4 использовали метод моделирования агрохимических фонов /три фона обменного калия в почве: 10,35,56 мг на 100 г/. Анализ процессов поступления ионов с пасокой капусты сорта Слава показал, что суммарное постуачение нитрата на 1,П,Ш фонах калия в течение вегетации составило 11,3; 10,9; 8,9 мг/3 часа, т,е» увеличение концентрации калия в почве в целом снизило поступление /Ш,. Эта закономерность сохранилась и р отношении Других ионовt на 1(П,Ш фонах калия поступление/^составило 0,56, 0,51} .0,40} поступление Са2+ - 6,15} 5,58; 5,47; поступление ¿üf' 0,95} 0,86} 0,87 мг/3 часа, в то ке время поступление К+ - 10,15; 11,03} 15,36 мг/3 часа /рис.1/. Взаимодействие ионов нитрата и калия в течение вегетации оценено коэффициентом корреляции г =0,40' 0,46, который изменялся незначительно, хотя к концу вегетации поступление нитрата снизилось в 3,6 раза. Видимая невысокая теснота связи, возможно, объясняется степенью сформированное™ ионного статуса растения, повреждающим действием высокой концентрации раствора на избирательную_гронигаемость мембран клеток корня. Между поступлением М^и/^связь более тесная, г - 0,53-0,94, причем, равенство квадрата корреляционного отношения ё 2 с г2 свидетельствует о наличии линейной связи /в начале вегетации г =0,94/ ■и подтверждается уравнением регрессии:

v у=0,16+11,21х, где х- поступлениеЛ'/Л, у- поступление^. ' Зависимость поступления сукш катионов от поступления нитрат-иона оценена с т-0,33-0,58« В целом - это зависимость квадратичная или логори^мичеекая./табл.3/.

Соотношение нитрат-иона, с одной и суммы катионов, с другой

8

70 50

Я 3.0

ГО

53 Ю ^ 0.6 0.2

9.06 6.07

2008

Рис.]. Поступлении ионов с пасокоп капусты белокочанной

I 2 3 - Щ

Са"| 5 - К4

6 - сумма катионов

стороны, изменялось в Учение вегетации. Вначале поступление нитрата преобладало в широком диапазоне /в 1,1-29,4 раза/ за счет высокой обеспеченности почил минеральным азотом* причем, соотношение "нитрат-кагиош" близко к I. К уборке поступление катионов раза. Самое узкое соотношение при поступлении

про о о лада л о в

характерно для///?* и К4 /1:1,2/ по сравнению с поступлением Сас

Шц/1:0,60; 1:0,09; 1:0,05/, что, по-видимому, объясняется различной метаболической потребностью в элементах шнерально го/питания.

Алгоритм последовательного регрессионного анализа позволил математически огенить плиянис доз а;}ота и калия, а также обеспеченности почвы обменным калием на транспорт и аккумуляцию азота и калип в растения.: капусты:

Лг(^/пост1уш11зпие/-0,94-0, 45В)-1,55В0»5., о, КС "0,89/АВ/0»5 Л^7ашсуодля!41я/Ч),33134,33+19,63В°'5-30, й/ЛВ/0»5

Таблица 3. Взаимосвязь, поступления нитрат-иона и катисшг

Пата л, и + ,р- ■ Сумма катионов.

сХа Ио» ^ .._К . /Щи^;^ Ca2V

9.У1.89 у=о, i6+ii,2ix y=-i,ia+2,c4x- у—2,&24г,з$>г<-

-0,17х2 ' -0,12х2

б.УП.89 Л0~ у=0,04+10,Ох- y=l,02-i0,68x- у=0,75-Ю,53х-

3 . -0,01х2 -0,03x¿ -0,02x~

'20,УШ.89 y=0,02+3I,2x- у Л, 16+0,x y-0,27+0, ?0¿/ix

y - поступление натиона/ов/, x - поступление нитрата, мг/3 часа

^+/поступЛение/=3,40+1,24А-0,90С0,5+0,80/ВС/0'Б+0,бб/АВС/°'Ь

ххК+/аккумуляция/= 1,33+0,62B+1,02А+0,47/ВС/°'5-0,32/АВС/0'5

Урожай кочанов,=I,21-4,87А+5,08D+8,2г^0'Б+I,33/ВС/0'5' г/сосуд

где А - фон обменного калия в почве, В и С -дозы азота и калия

х - поступление, мг/3 часа, хх - аккумуляция, г/растение Коэффициенты множественной корреляции для процессов аккумуляции ионов и общего азота /t =0,67-0,90/ выше таковых для процессов поступления ионов /й.-0,41-0,79/, что, вероятно, объясняется сложностью процессов транспорта веществ из корня в надземную част!

С процессами транспорта' ионов связаны промессы их аккумуляции в растении. Так, максимальная аккумуляция нитратов капустой наблюдалась в начале вегетации при наибольшем е опыте содержании Кобм. в почве /56 МГ^10С г/ _ 68,8-116,0 мг/растение, в период формирования кочана - на П фоне ,калия /35 мг/КО г/ -.163,0-184,9 мг/растение, а в период уборки кочанов - на I фоне калия /10 мг itó 100 г/ - 22,7-96,9 мг/растение /на П-Ш фонах калия 4,4-45,0 мг на растение/. Именно при естественной обеспеченности почвы калием сформировался наименьший урожай - 2078 г/сосуд, тогда как на П-Ш фонах калия он составил 2268-22У9 г/сосуд.

В целом дозы азота /90,160,270 кг/га/, внесенные в пойменную почву с содержанием гумуса 2,37^ способствовали накоплению нитратов в урожае 3,1-45,2 мг/кг. ; <

Метод изотопной ивдикации показал, что в начале вегетации коэффициент использования азота удобрений составил 11,95-', в фазу забивания-кочана 28,?*, в период уборки урожая - 39% U ростом 10

количества обменного калия в почве КИУ/д// снижался на 3,4-8,6%. Влияние уровня калийного питания на КИУ^у неустойчиво.

В опыте С со столовом свеклой повышение уровня азотного питания с 2,25 до 6,75 г/сосуд увеличило потребление азота удобрений с 20,5 до 35, Ж. .Однако на Г фоне калия внесение большей ' дозы снизило потребление азота удобрения по сравнению с меньшей с 30,2 до а на П-Ш фонах эта доза увеличила КИУуду до 39,2-39,9%. То есть наибольшее потребление азота удобрения отмочено при низком уранне азотного питания/Vj при содержании 10 мг KgO/IOO г или па высоком уровне азотного питания/У^ и 3555 мг К^О/ЮО г, когда процессы ассимиляции азота и калия сбалансировании.

Нитратнш фонд растения формируется- за счет нитратов из естественных почвенных запасов и нитратов, поступающих из удобрения. В растениях капусты в начале вегеташи доля ^tf-MQ удЬб-рений составляла 70,6%, р период формирования кочана 52,&%, к ■ моменту уборки - 37,К, причем, снижение содержания нитратного алота удобрения произошло более резко /в 129 раз/, чем снижение общего содержания нитратов /в 75 раз/. В растения* свеклы в течение вегетации.доля азота удобрения в нитратном фонде снизилась в относительном выражении с 56,4 до 40,1%. Между ^/У-Уй' и общий количеством нитратов в- растении существует тесная корреляция с г- 0,978-0,998.

Влияние уровня обеспеченности почвы обменным калием на размеры включения азота удобрений в общий нитратный фонд капусты и свеклы проявилось лишь в начале вегетации, с незначительным снижением доли ^Л'-А^'ва П-Ш фонах. Таким образом, к.периоду уборки урожая нитратный фонд растения формировался на Ь9,9-62,9% за счет азота почвы.

3.4. Влияние супергранулированной мочевины на транспорт и аккумуляцию азота капустой белокочанной

В литературе практически нет сведений, касающихся изучения влияния супергранул на поступление и аккумуляцию азота у овощных культур. В 40-дневном модельном опыте 6 создание очага высокой концентрации азота привело к подщелачиванию почвы на 7 день до рН=7,15 за счет ферментативного гидролиза мочевины и увеличения содержания А^^до 88,2 иг/100 г почвы,рис.2. На ; 18 день в очаге произошло псдкисление' почвы до рН-8,7 за счет окисления Л'^до Л7^ и МО и накопление нитратов до 47,2-88,9

П

t/Q'i П0Ч6& WO^ РАСТЕНИЕ.

Рис.2. Динамика содержания минеральных соединении азота при очаговом размещении мочевины

I -низ'сосуда; 2 -под очагом; 3 -очаг; 4 -мочевина вразброс; Б -М£~/гранул&/; б -^/'гранула/; 7 -/VÖ/вразброс^; 8 -Л^/вразброс/

мг/100 г почвы по 25 день включительно. Длительного ингибироваг ния нитрификации аммония в очаге мочевины, кап это имеет место на кислых дерново-подзолистых почвах /и.Л.Соколов, В.гл.Семенов, 1986; Pnnfy «¿af'., 1975/, не произошло, по-видимому, за счот более благоприятных для жизнедеятельности микроорганизмов у слови!' в нейтральной аллювиальной почве, представленные факты согласуются с данными' А.П.Щербакова, Л.Д.,1!тахурлорои/Г?90/. ¡1а 7-25 день опыта в почве были обнаружены нитриты /за счет торможения второй стадии нитрификации/ до 1,43-2,07 мг/100 г, что в 10-12 раз превысило естественный фон. Однако к 40 дню содержание снизилось до 0,10-0,16 мг/100 г почвы. В растении ята Форма минерального азота не обнаружена. Локализация азота усилила транспортную функции корней, увеличивая поступление аммония и нитр')_ .тов по сравнению с разбросным способом. Так максимальное количество аммония поступило на 18 день, т.е. с небольшим запаздыванием по сравнении с его интенсивным образованием в очага и coli

ставило 0,39 мг/3 часа /на контроле -0,20 мг/3 часа/. Наибольшее поступление нитрата произошло на 18-25 день - 6,2-9,2 мг/3 часа /на контроле 2,3-7,5 мг/3 часа/ и содержание. Л"^" в растении составило 19С5-2393 мг/кг, при разбросном внесении мочевины оно не превысило П91-1926 мг/кг /рис.2/'. К кониу эксперимента содержание нитратов в варианте "гранула" не превышало 33, а в варианте "разброс" - 54 мг/кг сирой массы. Очаг повышенной кснцент-раши азота обеспечил более интенсивный рост надземной, части растения, в среднем на 12,0-44,69(1. Повторение модельного эксперимента в полевых условиях /опыт 7/ продемонстрировало некоторое преимущество супергранулированной мочевины перед обычной: содержание нитратов в варианте "гранула" было на 39,696 /192,2 мг/кг/ меньше, а урожай на 2й'Л /654 ц/га/ больше, чем при разбросном внесении.

3.5. Влияние формы азотного удобрения и технологии

внесения азота на продуктивность и качество капусты

В условиях полевого опыта 5 установлено, что в начале вегетации максимальное поступление нитратов с пасокой капусты сорта -Зимовка 1474 наблюдалось при внесении мочевины - 9,2 мг/3 часа, минимальное - при внесении К<ЕУ -4,0 мг/3 часа, в накоплении нитратов наблгдалась та же закономерность:/^ -5,7, !Ш -1,9 кг/га. Ь период формирования,кочана наибольшее поступление нитратов -17,0-46,3 мг/3 часа и накопление -18,3-20,2 кг/га приурочено к быстрорастворимым формам азота: мочевине и [{АС. В период убор- . ки урожая ота тенденция сохранилась и содержание нитратов в продукции составило для/Уу, КАС и ШУ 257,199,193 мг/кг соответственно, /табл.4/. Разбросное внесение азотных удобрений способствовало более интенсивному поступлению нитратов в период уборки урожая и большему их накоплению: 10,0-21,9 кг/га /193-318 мг/кг/, при локальном внесении накоплением/^ составило 6,6-16,3 кг/га /135-260 мг/кг/, т.е. локализация азота снизила содержание нитратов в урожае по сравнение с разбросным внесением на 30,3^. Наименьший эффект отмечен у мочевины -22,5%, наибольший -у КАС -35,. ■

'Горма азотного удобрения оказала влияние на урожайность капусты, причем, существенных различий при внесении мочевины и 1ИС но обнаружено /503-611 ц/га, [1СРо5=Г0-1Г и/га/, КФУ снизило урогай , на 16Х по сравнению с растворимыми формам! азота. Локализация-90 кгЛ7га не повлияла на урожай кочанов и различия по всем формам азота по сравнению с внесением вразброс не превысили 0,7-

п .

Тз0ЛВЦЭ Ц

Влияние форы азотных удобрений а технология их ввесения на качество капуста авлоиганной

Показатели ! Сухое вещество, % ! Моаосахара,£ ! Аскорбиновая кис- '.Нитраты,иг/кг

качества ! ' ! ! дота, от % !

фосыа !1Э69 ! 1390 !среда. JI969! 1990!среда! 1369 !1990 {среда. ! 1989! 1990!среда.

азотного ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !

шюааая_I_J_\ î . I ,,i_» ? ■ ■ > ?

Беа удобрения 7,40 6,65 7,03 3.84 3,94 '3,89 31,68 33,66 32,67 222 170 196

PI00KI50" Фо® 8,23 6,90 7,57 4,18 4,04 4, II 33,74 35,90 34,82 194 77 136

Мочевияа-вразброс 7,46 6,97 7,23 3,39 3,37 3,38 30,33 32,68 31,51 289 277 283

Мочевина-локально 7,01 6,99 7,00 3,24 3,39 3,32 29,70 31,86 30,78 222 238 231

ВАС - вразброс 7,52- 6,77 7Д5 3,47 3,73 3,60 30,99 31,82 31,41 246 214 230

КАС - локально 7,23 7,13 7,18 3,67 3,54 3,61 31,60 33,17 32,49 195 141 168

КФУ - вразброс 7,79 6,63 7,21 3,71 3,38 3,54 30,00 30,69 30,35 178 264 221

КФУ - локально 7,75 6,90 7,32 3,74 3,29 .3,51 30,60 34.01 32,31 122 207 165

НСРЛс 31 23

£,0?£. Большее снижение урожая дало локальное внесение 150-100 кг Л//га, 5,5-12,4;*.

Азотные удобрения оказали определенное влияние на качественные показатели кочанов капусты, несколько снизив их по сравнению с фоном Рщ^^ф, однако в разной степени в зависимости от Форш азотного удобрения и способа его внесения, Самое низкое содержание сухого вещества, Сахаров, аскорбиновой кислоты отмечено при внесении мочевины /7,12$, 3,35%, 31,15 ит%/, КФУ способствовало наибольшему в опыте накоплению сухого вещества -7,27?6 по сравнению с.Л^ и НАС /табл.4/. Внесение азота в форме КАС привело к большему накоплению Сахаров и аскорбиновой кислоты по сравнению с другими формами азота. Локальное -внесение КАС и КФУ повысило количество витамина С с 30,35-31,41 до 33,3132,49 мг%. Корреляционно-регрессионный анализ влияния уровня ааотного питания на показатели качества капусты свидетельствует о некотором снижении качества с ростом доз азота. Если влияние азота на содержание сухого вещества незначительно /я =-0,29, -0,41/, то на содержание Сахаров и витамина С оно растет /г ---0,67..-0,75 и г =-0,43..-0,72 соответственно/.

Таким образом, мочевина и КАС являются равноценными с точки зрения их агрохимической эффективности; Формируя урожай кочанов 603 ц/га /при внесении мочевины -611 ц/га/, КАС снижала содержание нитратов в кочанах на 29,2%} одновременно увеличи-- вая содержание, сахаревна 0,26% и аскорбиновой кислоты на 0,80

онцш? вывода

1. Содержание нитратов в капусте белокочанной, свекле столовой, моркови столовой определялось уровнем ааотного питания и зависело от форм и способов внесани.4 азотных удобрений, ■ видовых и сортовых особенностей растений, соотношения азота и калия в течение вегетации.

2. На ход продукционного процесса с.х, культур оказали влияние процессы 'поглощения и транспорта элементов питания, в первую очередь, аяота. Поглощение нитратов растениями сопряжено с транспортом других ионов /Са2{ КТ Л7{/, -Щ*/ с коэффициентом корреляции-г -0,40-0,94. Соотношение Щ и К+ 'в процессе пето' тапии составляло 1:1,2, из сопутствующих нитрату катионов ка-.

лий поглощался о наибольшее интенсивностью.

&

3. На процессы поглощения и аккумуляции растениями элементов питания оказала влияние обеспеченность почвы обменным калием. Наибольшая аккумуляция нитратов в кочанах капусты отмечена при содержании в почве 10 мг I^O/IOO г /I фон/ - 22,7-96,9 мг/рас-тение. На этом же фоне калия сформировался наименьший урожай -2078 г/сосуд.

4. Метод изотопной индикации позволил оценить размеры включения азота удобрений в общий нитратный фонд растения, рассчитать коэффициенты использования азота удобрения. КйУ/д,-/ капустой составил в период уборки 39%, снижаясь с ростом содержания

Кобм. Б по31е на 3,4-8,6%.

5. Доля А^-Л'О'в растениях в. составе нитратов в течение вегетации снижалась с 56,9-70,6^ до 37,1-10,156. Мезду общим, количеством нитратного азота растениями и отмечена тесная корреляция с 2 =0,973-0,990.

6. Повышения эффективности азотных удобрении можно достичь при локальном внесении их концентрированных форм. Внесение мочевины в форме супергранул снизило содержание нитратов в кочанах капусты белокочанной на 39,6$ и повысило урожай на 24% по сравнению с внесением мочевины разбросным способом, нитриты в кочанах не обнаружены.

7. Мочевина и КАС являются равноценными удобрениями, обеспечив урожай кочанов 603-611 ц/га, причем КАС способствовала снижению содержания нитратов в кочанах на 29,2% по сравнению с мочевиной, увеличению содержания Сахаров и аскорбиновой кислоты;

8. Локальное внесение 90 кг азота на га независимо от формы азотного удобрения снизило содержание нитратов в кочанах капусты на 30,3$, формируя при етом равноценный с разбросным внесением азота урожай.

9. Один из путей интенсификации продукционного процесса в овощеводстве - подбор,агрохимически эффективных форм растений с высокими коэффициентами поглощения элементов питания из удобрений и почвы. Среди шести сортов капусты белокочанной сорт Зимовка 1474 накопил наименьшее количество нитратов, 34 мг/кг и большее количество сухого вещества - 8,9$, а также сформировал Наибольший урожай -549 ц/га.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1« Для получения урожая капусты белокочанной 560-660 ц/га с содержанием Нитратов 170-230 мг/кг на аллювиальной луговой поч-

ве возможно применение азотного раствора - карбамид-аммиачной селитры с содержанием азота 20% в дозах 90-160 кг/га.

2. Локальное внесение У0-150 кг азота на га позволяет снизить содержание нитратов в кочанах капусты на 13,4-30,3% по сравнении с разбросным внесением азота без снижения урожайности.

3. Позднеспелый сорт капусты белокочанной Зимовка 1474 при внесении 90-150 кг///га накапливал в 2,0-3,8 раза нитратов меньше, чем такие среднепоздние и позднеспелые сорта как Подарок, Амагер 611, Московская поздняя 15.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Тимченко A.B., Дубнова Т.В. К оптимизации азотного питания овощных культур // Почвенно-агрохимические и экологические проблемы формирования высокопродуктивных агроцеиозов: Сб. науч. тр,/ Пущино. - 1988. - С.49-51.

2. Тимченко A.B., Бубнова Т.В. Оптимизация азотного питания капусты // Химизация с.х. - 1989. - №. - С.26-27.

3. Соколов O.A., Тимченко A.B., Бубнова Т.В. Эколого-агрохиш-ческие аспекты аккумуляции нитратов в растениях //III Менделеевский съезд по общей и прикладной химии: Сб. науч. тр/ Ташкигг. 1989. - Том П. - Секция 6. - С.515.

4. Тимченко A.B., Бубнова Т.В. Сортовые особенности накопления нитратов овощными культурами // 1У конференция молодых ученых ИПФС: Сб. науч. тр./ Пущино. - 1989. - С.142-144.

5. Тимченко A.B., Бубнова Т.Е. Физиологические особенности поступления калия и нитратов в зависимости от условий питания и сортовых особенностей капусты белокочанной // Экологические проблемы накопления нитратов в о'кружающ'Л среде: Сб. науч. тр,/ Пущино. - 1989. -'с. 112-113.

6. Соколов O.A., Тимченко A.B., Бубнова Т.В. Азот почвы и азбт удобрения в формировании нитратных пулов растений // Экологические проблемы накопления нитратов в окружающей среде: Сб. науч. тр./ Пущино. - 198«, - С.III.

7. Соколов O.A., Дубнова Т.В. Атлас распределения нитратов в растениях. - Пущино, НИШ, 1939. - 50 с.

8. Дубнова Т.В., Тлустолш Я. Регуляция азотного питана; овощ-' ных культур // Азот-удоброния-почга-рэстение: Сб. науч. тр./ Прага. -.1990. - С.247. . '

Г?

9. Соколов O.A., Бубнова Т.О. Регуляция потоков нитратов в агро-ценозах // Канцерогенные /V-нитрозосоединения и их предшественники - образование и определение'в округагащеЛ среде: Сб. науч. тр./ Таллинн. - 1990. - С.156-157.

10. Бубнова Т.В.» Соколов O.A., Тлустолш П. Особенности поведения азота s почве и его поступления в растения при применении су-пергранулированных азотных удобрений // Агрохимия. - 1900. - ГII.-С.63-67. '

<7