Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

СЕРНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ ПОДМОСКОВЬЯ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "СЕРНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ ПОДМОСКОВЬЯ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

I-

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

А114

На правах рукописи

Ольга Георгиевна ФОМИНА

СЕРНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ ПОДМОСКОВЬЯ

(Специальность 06.01.04 — агрохимия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА —1982

Диссертационная работа выполнена на Ра мен с кой агрохимической опытной станции Научно-исследовательского института по удобрениям и инсектофунгицидам имени проф. Я- В, Самойлова НПО «Минудобреиия».

Научный руководитель -г- доктор сельскохозяйственных наук Ф. В. Янишевскнй.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, заслуженный деятель науки РСФСР, профессор 3. И. Журбиц-кий; кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, доцент А. А. Собачкин.

Ведущее учреждение—Горьковский сельскохозяйственный институт, • ;

Защита диссертации состоится « . . .

1982 г. в « » час. на заседании Специализированного совета Д-120.35. 02 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127 550, г. Москва И-550, ул. Тимирязевская, 49. Сектор защиты диссертаций ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан «

]982 г>

Ученый секретарь Специализированного совета

доцент Л. А. Дорожкина

В решениях XXVI съезда КПСС большое внимание уделяется подъему сельскохозяйственного производства. Принятый на XXIV съезде КПСС курс на химизацию сельского хозяйства нашел яркое претворение в развитии производства и применения минеральных удобрений. Основным направлением совершенствования ассортимента удобрений является увеличение доли сложных и концентрированных удобрений. В 1980 году она составила около 90% при средней концентрации питательных вешеств около 38—39%. Одновременно происходило уменьшение доли выпуска простых удобрений, в том числе серосодержащих. Среди удобрений основным поставщиком серы для растений является простой суперфосфат, в меньшей степени — ннтрофоска и сульфат аммония. В удобрениях, которые, планируется поставить сельскому хозяйству страны в 1985 году,.содержание серы составит около одного миллиона тонн, т. е. будет на уровне 1965 года.

Актуальность темы. Сера имеет важное значение в питании растений. Отечественными и зарубежными исследователями показана безусловная необходимость серы для процессов дыхания, фотосинтеза, азотного и углеводного обмена, образования хлорофилла, витаминов, эфиров и ферментов. Процессы метаболизма растений связаны с участием в них серы как составной части белковой молекулы (Демолон, 1961; Янг, Моу, 1961; Баранов, 1969; Хоменко, 1976; Мосолов, 1979 и др.). Недостаток серы вызывает нарушение обмена веществ растений, снижает содержание белка, углеводов, витаминов и некоторых других органических соединений.

За рубежом сере уделяется большое внимание в связи с тем, что в результате увеличения применения концентрированных, не содержащих серу удобрений и уменьшения использования простых, серосодержащих удобрений в почвах многих стран и континентов мира обнаружился дефицит этого элемента для питания растений (Слуцкая, 1972; Баранов, 1973; Хоменко, 1976; Кардиналовская, 1977 и др.).

Цели и задачи исследований. Целью наших исследований было изучение вопросов биологического круговорота серы в

Центр, п)чт бай.гэтен1

условиях Подмосковья' на кислой и известкованной среднесу-глинистой дерново-подзолистой почве:

— определение роли источников снабжения растений серой;

— изучение влияния минеральных удобрений и извести на содержание и поступление серы в растения, на урожай сельскохозяйственных культур и его качество;

— установление содержания форм серы в почве при систематическом применении минеральных удобрений;

— определение баланса серы в полевых и вегетационных опытах.

Научная новизна. Впервые для Подмосковья и всего центрального района Нечерноземья в комплексе изучены основные источники снабжения растений серой. Проведен многолетний (1966—1975 гг.) учет поступления серы на почву с атмосферными осадками. Выявлена зависимость поступления сульфатной серы на почву в составе атмосферных осадков от их количества по периодам года и влияние этого источника на положительный баланс серы в многолетних полевых опытах. Установлено влияние известкования п минеральных удобрений на доступность для растений почвенной серы, распределение фракций серы по профилю почвы. Определено количество серы, которое растения могут усваивать в виде газообразных ее соединений из воздуха.

Практическая ценность. Установлено, что положительный баланс серы в изученных условиях обеспечивался за счет поступления ее в почву в составе атмосферных осадков и серосодержащих удобрении. Значительную часть серы растения ассимилировали нз воздуха, В пахотной почве стационарных полевых опытов количество общей серы составило от 0,005 до 0,016%. Доступная сера от общей—14—25%. Применение концентрированных бессерных удобрений н извести усиливало минерализацию резервной фракции почвенной серы, переводя ее в доступные для растений формы. Применение простого суперфосфата способствовало стабилизации валовых запасов почвенной серы.

Количество сульфатной серы, осаждающейся на почву в составе дождя и снега, подвержено значительным колебаниям но годам и сезонам, что вызывает необходимость планирования внесения серы с удобрениями при интенсивном земледелии. Рекомендовано использование установленных критериев содержания общей серы в сухой массе растений и соотношения между общим азотом, фосфором и серой в органах растений, а также внешних признаков недостатка серы для установления необходимости применения серосодержащих удобрений.

Реализация результатов исследований. Основные положе-

о

ни я диссертации освещены в 15 опубликованных работах и переданы для использования при планировании производства и применен!!я минеральных удобрений в лабораторию эффективности минеральных удобрений НИУИФ имени проф. Я. В. Самойлова и в ВИУЛ имени Д. Н. Прянншннкова.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на заседании научно-технического совета Раменской агрохимической опытной станции НИУИФ (1969, 1976 н 1981 гг.), на Всесоюзном отчетно-методическом совещании участников Географической сети опытов с удобрениями (г. Воронеж, 1971 г.), на Научно-методическом совещании Географической сети опытов с удобрениями (г. Москва, 1974 г.), на региональном совещании секции «Физиология питания растений» Научного совета ЛН УССР по проблеме «Физиология и биохимия растений» {г. Ужгород, 1976 г.), на агрохимической секции Ученого совета НИУИФ (Москва, 1981 г.).

Объем и струтура работы. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, 4-х глав экспериментальной части, выводов и предложении производству. Она изложена на 140 страницах машинописного текста, включает 39 таблиц и 23 рисунка. Список литературы включает 329 наименований, в т. ч. 161 на иностранных языках. В приложении 31 таблица.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ

Исследования проводились в 1966—1975 гг. на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве РЛОС и условиях вегетационных, стационарных полевых и лизиметрических опытов. В диссертацию включены данные 15 однолетних и 7 многолетних вегетационных опытов в почвенных культурах, и 13 опытов в песчаных культурах, 3-х стационарных полевых опытов, трехлетние данные содержания серы в лизиметрических водах, десятилетние данные поступления серы на почву с атмосфер-

Таблица 1

Агрохимическая характеристика почвы

Гумус, % N Рх05 5 Подвижные Обменные О X а, - Иг 5осн в« >■

Общее содержанке, 1 « О (А 3 О Ъ-Г < мэкв/100 г почвы

мг/ШО г почвы

1,38 —1,80 0,08 —0,13 0,02 —0,04 0,006 -0,016 4—6 1,25 —2.8 7,0 7,5 -8.3 ■м —4.5 4.5 -4,8 4.8 —5,2 51 —53

пымн осадками. Агрохимическая характеристика исходной почвы участков полевых опытов приведена в табл. 1

В образцах почвы определяли рНкс! по Ллямовскому, обменную кислотность и алюминий—по Соколову, гидролитическую кислотность— но Каппену, подвижный фосфор—по Кирсанову, общую, доступную и легкорастворимую серу — по Лйдшшиу, соответственно при сжигании с бертолетовой солью, в 0,2 и. солянокислой и водно-а не то но во а вытяжках с последующим титрованием хлористым барием в присутствии индикатора питхромазо. Резервную серу рассчитывали по разности между общей н доступной серой. Вегетационные опыты проводили в стеклянных или эмалированных сосудах емкостью 2—6 литров при 3—6-кратной повторности. Кварцевый песок для опытов в песчаных культурах обрабатывали соляной кислотой и отмывали водопроводной и дистиллированной водой до исчезновения реакции на хлор-нон. Поливали дистиллированной водой из расчета 60% от полной влагоемкостн почвы и песка. Удобрения .вносили при набивке сосудов, перемешивая их со всем объемом почвы. Дозы удобрений в почвенной культуре устанавливали с учетом биологических особенностей растений (150—250 мг/кг почвы N, PaOs, К20). Дозы серы — 20—50 мг/кг (S). В песчаной культуре использовали смесь Кнопа, Культуры — картофель Лорх, яровая пшеница Краснозерная, капуста белокочанная Хг 1, брюква Куузн-ку, фасоль Белозерная, горох Капитал, вика Льговская, морковь Нантская, помидоры Тал а лих икс к не, клевер красный Мос-1, люцерна Сииегибридная, кукуруза Буковннская-3, горчица Сарепская, подсолнечник Смена. Определение азота, фосфора и калия в растениях проводили после мокрого оэоле-ння в смеси серной и хлорной кислот по Гинзбург и Щегловой с последующей'отгонкой азота на аппарате Кьельдаля, определенна фосфора колориметрически по Труогу-Мейеру, калин— на пламенном фотометре. Содержание общей серы по Лйднняну (1068) проводили после сухого озолення с бертолетовой солыо, затем — титрованием хлористым барием в присутствии питхромазо. Содержание белкового азота — по Барн-штейну, каротина — по Сапожннкову, углеводов и крахмала— по Бертрану, хлорофилла — колориметрически. Данные о содержании серы в растениях, почве, атмосферных осадках и лизиметрических водах приведены в расчете на элемент.

Исследования серного питания растении в полевых условиях проводили в отдельных вариантах стационарных опытов РАОС, заложенных в 1955—1959 гг.: «Формы фосфорных удобрений», «Формы калийных удобрений», «Калийные удобрения и известкование».

Почва опытных участкрв сформирована на покровном суглинке мощностью от 40 до 70 см. Нижние горизонты — опес-

чапениые моренные суглинки, подстилаемые песком. Размер опытных делянок 48—140 ма. Повторность — 4-кратная. Возделываемые культуры: озимая пшеница ППГ-186, в последние годы — Мироновская 808, ячмень Московский 121, вика Льговская, овес Орел, картофель Лорх. Исследования вели в 1970— 1973 гг. в одном поле за ротацию севооборота каждого опыта, на кислой н известкованной почве. Схемы опытов представлены в таблицах при обсуждении экспериментальных данных. Дозы удобрений 45—60 кг/га N, PjOj и КгО в год. Формы удобрений: аммиачная селитра (Naa, N — 34,4%), простой порошковидный суперфосфат (Pe, PaOs — 20,2%, S—10,68%), двойной суперфосфат (Рсд,- Р2О5 — 43,1%), сернокислый калий (Кс, КаО — 50,3%, S— 13,41%), хлористый калий (Кх, КаО — 57,6%). Учет урожая в опытах — сплошной. Отбор растительных проб для зерновых — методом пробного снопа, для картофеля — по 10 кустов с каждой делянки в 4-х повторениях опыта.

Атмосферные осадки собирали круглогодично непосредственно после их выпадения, зимой — с помощью дождемера Третьякова, летом — в эмалированный сосуд, установленные вблизи опытного участка на высоте 1,5 метра. Для предотвращения выдувания осадков ветром сосуды защищали деревянными щитами в соответствии с рекомендациями гидрометеослужбы (Дроздова, Петренчук и др, 1964). Учет атмосферных осадков и определение в них серы проводили по декадам и месяцам. Определение сульфатов в лизиметрических водах проводили ежемесячно в теченне 3-х лет (1973—1975 гг.).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

Влияние серосодержащих удобрений на урожай и качество

сельскохозяйственных культур в условиях вегетационных опытов на дерново-подзолистой почве

На известкованной по 1/2 Иг почве от применения сульфата кальция (Sr), фосфогнпса (Эфг), серы элементарной (Ээл) в дозе 20 мг серы на кг почвы получена высокая отзывчивость сельскохозяйственных культур на серу в составе этих удобрений. В однолетних опытах, проведенных на фоне аммиачной селитры н'фосфатов калия, прибавки от сульфатов кальция составили; ранней капусты — 96%, корнеплодов брюквы — 67%, клубней картофеля — 33%, плодов помидоров — 31%, корзинок подсолнечника — 34%. Под влиянием серы гипса количество моносахаров в сухом веществе брюквы увеличилось на 5%чв абсолютом выражении; В плодах помидоров содержание моно-н дисахаров в сумме возросло на 2,3%. В сырых клубнях картофеля содержание крахмала увеличилось на 1.2%.

В однолетних опытах с бобовыми культурами урожай гороха, фасоли и вики под влиянием серы гипса не увеличился, но значительно повысилось содержание общего и белкового азота, на известкованной почве в большей мере, чем на кислой,

В двухлетнем опыте при непрерывном выращивании красного клевера дефицит серы для питания растений проявился на 3-м укосе на кислой почве и на 5—7 укосах на известкованной почве (табл, У). Данные опыта показывают, что под влиянием известкования почвы но половине гидролитической кислотности доступность серы для растений клевера значительно увеличилась.

В трехлетнем опыте при ежегодном внесении удобрений действие гипса, фосфогипса и серы элементарной в дозах 50 мг серы на кг почвы на фоне полного минерального удобрения на известкованной почве четко проявилось на третий год на культуре яровой пшеницы (табл. 3).

Таблица 2

Влияние сульфата кальция на.урожай в/с массы клевера и содержание в нем серы и кальция (опыт 1908—1969 гг.)

5 Са

Укосы клевера Урожай, г/сосуд % ла воз-душ но-сухое вещество м г/сосуд % на воздушно-сухое вс шести о м г/сосуд

-X Л + * — ч и и с, к .¿о £> (Л ги к 4 4-м к и иГ с. 2 ¿о —« СЗ КО ¡45 йъ

Без извести

1-Й укос 7,0 0.8 0.13 0,21 9.1 14,3 1,00 1,05 96 71

2-Й » 6,8 7,1 оло 0,18 0.8 12,7 0.85 0,85 58 60

3;Й » 3,4 6.9* 0,07 0,18 2.4 12.4 0,78 0,75 27 52

КорПИ 17,2 20,8* о,ос 0,15 3,5 7,5 0.15 0,13 9 7

По извести

1-Й укос 9,0 10,1 0,11 0,17 10,6 17,2 0,90 1,00 86 101

2-Й » 6,7 <1.9 0.10 0,22 6,7 15.6 1,00 0,95 67 06

З-Л » .8,3 8.8 0,10 0,24 8,3 21,1 1,25 0,20 104 100

4-Й > 10,6 11,8 0.10 0.20 10,6 23,0 1,15 1,10 122 МО

5-Й > 6,0 8,2* 0.03 0;14 4.8 П,5 •1.10 1,25 69 103

6-Й » 4,С 11,1* «.06 0,13 с,а 14,1 1,55 1.2.1 71 136

7-Й > 5,1 6.8 * — — — ,— 1,20 1.15 61 75

Семеннис 0.2 2,3* — — г— 1— — —■ —

головки

Корни 17,9 25,0* 0,08 0.16 14.3 40,0 0,20 0,15 30 37

* — достоверные различия в урожае.

Влияние форм серных удобрений на урожай сухой массы растений, г/сосуд

Вариант Вика, 1971 г. Подсолнечник, 1372 г. Ярозая пшеница, 1973 г.

зерно солома корзинки листья стсб-ли зерно солома

0 15,6 23Л 5,8 16.5 3,6 5,2

ЫРК 25.4 36.8 11,1 25,6 73,2 10,6 14,9

Ж'К+Бг 26,2 1)1,4 23,1, 73,0 22,8 32,2

МРК+Бфг 27 2 33.4 18,2 25,7 08.2 22 4 32,7

«РК+Эм ■26.2 36,7 9,4 24,7, 68,5 22.7 32,7

МО. Г± 0,93 1.10 0,91 0,85 3,27 0,84 0,90

Сравнительная эффективность в многолетних вегетационных опытах нитрофоски азотноеульфатной и нитроаммофоски

Были поставлены 2 серии опытов с 3- и 4-летним использованием почвы при ежегодном внесении нитрофоски азотносульфатнон (НФК.в — 5,3%) и нитроаммофоски (НЛФК, в— 0,3%). В табл. 4 приведены данные одного из опытов.

Установлено, что уже на второй год растення на фоне НЛФК обнаружили отставание в росте и развитии из-за недостатка серы в этом удобрении, причем на повышенном уровне питания недостаток серы был более ошутим| В другой серии опытов при 4-летнем использовании почвы с другим набором культур также получено значительное преимущество НФК перед НЛФК. Прибавки урожая в % на воздушно-сухую массу составили клубней картофеля — 54—165%, зёрна яровой пшеницы—16—49%, корнеплодов брюквы — 47%, корзинок и листьев подсолнечника соответственно—120—139 и 33— 39%. Серные удобрения способствовали значительному увеличению содержания и выноса серы всеми опытными культурами. Растення, испытывавшие дефицит серы, обнаружили характерные внешние симптомы недостатка серы, заключавшиеся в изменении окраски и морфологии листьев, в остановке роста и развития. При недостатке серы листья брюквы и капусты прекращали рост, приобретали большую гофрирован-ность, ярко выраженную сине-фиолетовую окраску жилок листа при бледно-зеленой окраске листовой пластинки, раньше желтели и отмирали. У зерновых, подсолнечника и картофеля цвет листьев был почти таким же, как при недостатке азота.

Коэффициенты отношения общего азота к сере и общего фосфора к сере при недостаточном и оптимальном серном питании значительно различались в зависимости от биологических особенностей растений и анализируемого органа.

Влияние серосодержащих удобрений на урожай сухой массы растений,

г/сосуд

Варианты Яровая пшеница, 1971 г. Картофель, 1972 г. Яровая пшеница, 1ЭТЗ г.

зерно солома клуб- 1Ш Сото а зерно солома

1-й уровень литания

Без удобрений , НЛФК — контроль НЛФК+Бг . . НЛФК+5 эл . ,

НФК.....

МО, г± . . .

3,8 12,8 13.1 13,5 43,4 0,73

9.4 2 (.5 24,7 23,9 £4,8 0,63

4.5 32.3 42, ( 38,1 49,6 3,16

35.8 34,1 38,4

35.9 ■1,63

3,2 18.« 20.5 2(2 27,7 1,02

5,1

25.3

36.4

37.6

37.7 0,69

2-Й уровень питания

Картофель Яровая пшеница Картофель

клубни ботва зерно солома клубин ботва

Без удобрений . . . . НЛФК — контроль . . . НЛФК+Э г..... НЛФК+Б эл..... НФК........ М о, Г2г...... 12.0 92,& 101,6 &1.3 92,5 4,63 2,4 32,0 31.2 31,9 30.3 1,14 4.8 26,4 30,0 зм 30,7 0,89 6,7 40,5 45.3 45,7 43.4 0,46 6,0 26.6 58.2 40.3 70,6 2,79 4,1 29,1. 47,0 44,4 50,6 2,00

Влияние форм серных удобрений на агрохимические свойства почвы и фракционный состав почвенной серы в условиях вегетационных опытов

Применение серы элементарной в течение 3-х лет значительно увеличивало гидролитическую кислотность и снижало рН почвенного растнора в сравнении с фоном ЫРК и сульфатными формами удобрений. Гипс и фосфогипс оказывали на почву небольшое подщелачивающее действие. В опыте с формами серосодержащих удобрений запасы общей серы в неудобренной почве в сравнении с исходной за 3 года уменьшились на 8%, при внесении ¿ЧРК без серы — на 23%, в основном за счет резервной фракции. Применение серных удобрений за 3 года увеличило количество общей серы соответственно по гипсу, фосфогипсу и сере элементарной на 65, 73 н 89% в сравнении с фоном ^К без серы. Увеличилась в основном резервная фракция серы и количество легкорастворимых сульфатов. -■ 8

Исследования роли нерегулируемых источников серы в питании растений

а) Поступление серы из атмосферы на почву РАОС & 1966—1975 гг.

Учет атмосферных осадков и определение в них сульфатной серы показало, что поступление серы из атмосферы подвержено значительным колебаниям (табл. 5) в зависимости от количества осадков, частоты их выпадения, времени года и концентрации серы в осадках. Данные таблниы 5 свидетельствуют об уменьшении поступления серы из атмосферы в в изучаемом районе, начиная с 1972 года. По-видимому,- это связано, с изменением топливного баланса и свидетельствует об уменьшении роли атмосферы в серном питании полевых культур.

б) Использование растениями сульфатов дождевой воды (вегетационный опыт в почвенной культуре)

В специально поставленном опыте по изучению влияния сульфатов дождевой воды на серное питание растений установлена нх положительная роль. В качестве сравнения использовали серные удобрения Б г, $фг, Э эл. Данные учета урожая ' (табл. 6) показали, что сульфаты, содержащиеся в дождевой воде, значительно увеличивали урожай культур на фоне не содержащих серу ЫРК удобрений. На фоне МРК-Ы>г разницы в урожае при поливе дождевой и дистиллированной водой не наблюдалось.

в) Ассимиляция газообразных соединений серы . растениями из воздуха

В вегетационных опытах в песчаной культуре при выращивании растений на смеси Кнопа установлено, что все опытные растения использовали газообразные соединения серы для синтеза органического вешестпа. На примере отдельных культур (рис. 1) видно, что количество общей серы в растениях возрастало с увеличением концентрации сульфатов в питательной смеси. Количество серы, ассимилированное из атмосферы при среднем содержании Б02 в воздухе 22,4 мкг/м3 (по нашему определению), зависело от биологических особенностей культур и уровня корневого питания сульфатами. С повышением уровня корневого питания сульфатами доля серы, усвоенной растениями из воздуха, от общего содержания ее в целом растении уменьшалась. При остром недостатке сульфатов в питательной смеси горчица, горох, подсолнечник и картофель усвоили из воздуха соответственно 84, 85, 80 н 53% серы от общего ее потребления, прн оптимальном питании—64, 57, 39 и 30%, при избыточном — 36, 31, 17 и 0.

Таблица 5

Количество сери, выпавшей с атмосферными осадками на почву РАО С в 1960—1975 гг. кг/га

Месяцы Всего

Годы I и III IV V VI VII VIII IX | X XI ЛИ | V— IX X—» IV I— XII

10С6 6,2 8,1 8,2 '1,0 1,3 0,8 1,3 • 1.7 Л5 2.8 7,9 12,5 7,6 47,3 ' 54,9

1957 3,1 •1.3 0,4 1,0 0.9 0.8 0.9 0,7 0,1 3,2 7.2 8,9 3,3 35,0 35,3

•1908 1.9 8,7 8,9 8,а ■15,5 5,7 6,0 3,3 7,0 10,4 32.3 -13,1 38,7 64,2 102,9

1969 0,0 15,4 20,5 ззд 8,7 7,3 5,5 4.6 10,1 '10,5 •(3.0 3,0 30,2 №2 132Д

1970 28,8 над 21,0 24,4 3,0 0,4 0,9 4,5 7,5 117,9 14,5 20,4 22,9 151,3 174,2

1971- 38,» 5,0 28,7 15,0 5,5' 5,4 4,7 3,7 4,1 5,1 0,2 11,9 23,7 ПО,9 331,0

1972 0,4 0 1.0 0.0 1,1 0,7 ОМ 1,0 2,1 2,3 1,8 2,2 5,3 8,9 14,2

■1973 4,3 0,1 3,5 4,7 2.2 1.6 /,9 5,2 4,0 5,9 7,7 9,4 15,5 41,0 67,1

1971 2,1 11,2 4,3 6,1 5,9 2.0 2,5 13 0 6,6 2,1 4,9 12,8 36,3 49,1

1975 3,1 2,6 4,5 0,5 2,7 . 3,4 3,2 1.6 1,1 5,9 0,5 1,8 12,0 18,9 30,9

Сумма Ш 79,7 107,0 56,1 47,7 31,7 27,9 28,1 39,7 70,6 73,2 Ш 178.2 610,6 788,6

Среднее за год 8.9 8,0 ' 10,8 4.8 3,5 2,8 2,8 4,0 .7.1 7,3 9,4 17,8 01,1 78,9

Диапазоны коле- 0,1- 0- 1,0- 0,5- 0,9- 0,7- 0,4— 0.7- 0- 2,3- 0,5— 1,8- 3,3— 8,9—

баний 38,4 18,3 28,7 -33,2 15,5 7,3 0,0 5,2 10.1 17,9 14,5 26,4 38,7 151,3 174,2

УрОусаил г/сосуд ,55 $ из воздуха, яг.

/ тЫ,оз 7$

- т<1*0$9

Рк.1. Урожай целых растений, нагсодледае в ша серы я усвоение ■ ■ ' серы из воздуха в завасамоетл от корневого питан ад суль-' фатами.

Условные обоз начеши: ———картофель . .

..............♦ подсолнечник

горох горчица;

£,11ДЦ,1У - уровна корневого хитаяия растений серой

Эффективность полива сельскохозяйственных культур дождевой водой — источником серного питания

Вика, ЮТ г. Подсолнечник, 1972 т. Я роза я пшеница, 1973 г.

Варианты о 5. о го « и о г: о и £.2 о к ± С" * л В о 5. о п О г, о и

Урожай, г/сосуд

1 2 1 о 1 | 2 " ' о 1 2

0 ИРК ^РК+Ьг МРК+Эфг ЫРК+Зэл 16,8 28,0 27.2 28,0 27,5 15,6 25.4 20,2 27,2 262 23,0 36.7 35,6 37.8 39,3 23.5 36,8 38,1 38.4 36,7 16.6 15;1 16,1 13,0 1.1.1 1М 18.2 9.4 22 7 92> 97,7 87,6 94,9 С2.3 100.8 96,7 93,9 93.2 2,9 17,1 2° Г 233 22,8 3.6 10,6 22,8 оо 4 22 7 4,0 21,1 32.7 31.8 32.9 5,2 14,9 32,2 327 32,7

0,93 . МО 0,91 2,06 0,84 0,90

Примечание. В графе 1—полив дождевой водой, 2 — полна дистиллированной водой.

Следует отметить высокое содержание серы в клубеньках на корнях бобовых культур: клевер — 2,36—2,43, люцерна — 0,82—1,98, горох— 1,00—1,13, вика — 2,70—2,77%. Такое высокое содержание общей серы сохранялось даже в условиях резкого дефицита серы в питательной смеси.

Влияние минеральных удобрений и извести на серное питание растений, фракционный состав серы в почве и ее баланс в многолетних полевых опытах

В полевых опытах не было получено положительного действия серных удобрений на увеличение урожая общей массы растений. В опыте «Формы фосфорных удобрений» по варианту КааРсКх на известкованной по полной гидролитической кислотности почве расход серы на образование / ц товарной продукции (с соответствующим количеством побочной продукции) составил: для зерна озимой пшеницы — 0,8 кг, зерна ячменя—1,1 кг, вико-овсяного сена — 0,4 кг, сырых клубней картофеля — 0,2 кг. Под влиянием известкования и применения простого суперфосфата вынос серы урожаями растений был значительно выше, чем на кислой почве и по варианту с двойным суперфосфатом, В зависимости от величины урожаев и биологических особенностей культур в составе надземной массы содержание серы колебалось от 4 до 38 кг/га в год.

М

Больше серы потребляли ячмень и озимая пшеница, меньше— картофель и вико-овес. Положительное влияние простого суперфосфата в сравнении с двойным заключалось в увеличении белка в товарной части, урожая." В пересчете на сырой протеин абсолютное увеличение белка, на кислой почве в зерне ячменя и озимой пшелицы было 0,3%*,* в виковом сене — 1,7%, в овсяном сене— 1,2%, На фоне извести: в зерне озимой пшеницы — на 0,62%, в сене вики:—3,6%, в овсяном сене — на .1,2%. .*

а) Соотношение содержания общего азота и общего фосфора

к сере как диагностический показатель обеспеченности растений серой

По коэффициентам отношения азота и фосфора к сере можно контролировать ход серного питания растений. Оптимальное серное питание сложилось в вариантах ^аРсКх на известкованном фоне. В этих условиях отношение общего азота к сере для клубней н ботвы картофеля составило соответственно 11,-1 и 7,9; для зерна и соломы ячменя—16,3 и'2,3; для зерна и соломы озимой пшеницы — 5,9ц 1,4; для сена вики— 5,1; для сена овса — 6,6. Отношение общего фосфора к сере для клубней .и ботвы картофеля—1,3 и 0,4; зерна и соломы озимой пшеницы —0,7 и 0,1; сена .вики — 0,6; сена овса — 0,9. Эти показатели мы рекомендуем для контроля . обеспеченности растений серой. В наших вегетационных опы-..тах на известкованной почве для - соответствующих культур получены аналогичные коэффициенты, что позволяет считать зти показатели достаточно стабильными и рекомендовать их для практического использования в- сельскохозяйственной практике. ■ .

б) Определение фракционного состава почвенной серы

Применение простого суперфосфата на кислой почве не .меняло заметно содержания доступных форм серы в почве. . Известкование увеличивало валовое количество серы в почве за счет резервной и доступной: ее фракций. Под влиянием простого и двойного суперфосфатов на известкованной почве про. изошло уменьшение резервной фракции серы в слое 60—80 см и накопление ее в слое 80—100 см, который отличается высоким содержанием алюминия.

Содержание серы в пахотном слое почвы нестабильно и наблюдаются значительные колебания в содержании отдельных ее фракций: общей—от 5 до 15, резервной—от 3,2 до 10,3, - доступной — от 2 до 7,5 легкорастворнмой—от 0,4 до 2,1 мг на . 100 г почвы. Изменения; фракционного состава в этом и дру-' гнх опытах,.происходило по годам и периодам года и зависе-

vio от исходного плодородия участка, возделываемых культур и применяемой агротехники, прихода серы в почву в составе атмосферных осадков и удобрений, количества осадков и характера их выпадения по сезонам года, особенностей весеннего снеготаяния. Уменьшение количества резервной фракции, как правило, сопровождалось увеличением доступной и легкорастворимой форм и наоборот. Наиболее высокое содержание общей серы наблюдалось в пахотном слое, с глубиной содержание ее уменьшалось. Доля доступной и легкорастворнмой серы от общей возрастала с глубиной и составила соответственно 24 и 13% в пахотном и 44 и 25% в слое почвы 20— юосм. . . " ; ; ;

Опыт «Формы калийных удобрений»

В этом опыте также не получено увеличения урожая культур при использовании серосодержащих удобрений, но вынос серы по варианту NaaPcKx в сравнении с NaaPwKx увеличился на 29%. Положительное влияние сульфата калия в сравнении с хлористым и простого суперфосфата в сравнении с двойным сказалось на увеличении белкового азота в зерне ячменя, озимой пшеницы и в внко-овсяном сене.

Длительное применение минеральных удобрений и известкование способствовало усилению .минерализации почвенной серы и переводу ее в доступное для растений состояние, особенно в сочетании калийных удобрений с двойным суперфосфатом.

Баланс серы в полевых опытах

В таблице 7 приведен условный баланс серы в опыте «Калийные удобрения и известкование» за период 1972—1975 гг. В этом и других опытах положительный баланс серы определялся превышением прихода ее в почву с атмосферными осадками и удобрениями над выносом основной и побочной продукцией полевых культур. Данные, полученные нами в лизиметрах РЛОС, показывают, что неиспользованная растениями сера в основном выщелачивается из почвы.

Определение круговорота серы в системе: почва — полевые ■ культуры — известь и минеральные удобрения — атмосферные осадки — показало, что в условиях РЛОС в годы исследований, в круговороте ежегодно участвовало в среднем около 100 кг/га серы {91,7—108,0), Из этого-количества приход серы в почву с атмосферными осадками и аэрозолями с поливной водой и простым суперфосфатом в сумме составил 77,4 кг/га, или 72% от максимального количества серы н круговороте. Расход на создание урожая и потерн в результате выщелачивания составили 30,6 кг/ra, или 28%. Из атмосферы в среднем за 10 лет серы поступало больше, чем выносилось с

.Условный баланс серы, в среднем за 4 года, кг/га: (фон — известь, 6 т/га)

Варианты Приход: серы Расход серы Ба-

1 ' 2;. всего 1 о всего ланс

Без удобрений . . , . Фон+Кс...... 0 118,0 27.3 20,7 20,7 20,7 20,7 20,7 38,7 38,748,0 4.1 5,0 5,7: 6,3 17,1 23.7 23,7 29,1 21 2 28,7 29,4 35,4 -0,5 110.0 9.3 12,6

Примечание, Приход: 1—сера, внесенная с удобрениями; 2 —сера, поступившая с атмосферными осадками, с мая по сентябрь, и часть серы, содержавшейся в осадках, выпавших с октября но апрель, и внесенная с семенами. Расход: I —сера, вынесенная урожаями сельскохозяйственных культур; 2—сера, вымытая из слоя почвы

1 • 0—72 см в стационарных лизиметрах РАОС.

* Принято считать, что такое количество серы может поступить в поч-

-ву при всссннем таянии снега.'

"урожаями и выщелачивалось с атмосферными осадками. Сера, находящаяся в движении, составила 20,6% от общего содержания ее в пахотном слое и 5,9% в метровом слое почвы по варианту СаС03+№аРсКх,

Выводы

1. В условиях вегетационных опытов на среднесуглинистой

* дерново-подзолистой почве при использовании не содержащих

* серу удобрений и поливе дистиллированной водой дефицит в питании сельскохозяйственных культур этим элементом устой' чиво обнаруживался на 2—3-й годы проведения опытов.

2. Применение серосодержащих удобрений оказывало положительное влияние на урожай растений в вегетационных опытах в почвенных культурах. При этом у ряда культур существенно улучшались отдельные качественные и физиологические показатели: содержание белка, крахмала, углеводов,

_ каротина и хлорофилла.

3. Установлены показатели содержания общей серы в растениях и соотношения между азотом и серой, фосфором и серой, характеризующие недостаточное и. оптимальное серное

* питание, которые могут быть использованы в целях диагностики. На культурах получены характерные внешние признаки недостатка серы: изменения в окраске и морфологии листьев, нарушения нормального развития в онтогенезе растений.

: - 4. В песчаных культурах показана зависимость потребле-14

ния 50а растениями из воздуха от уровня корневого литания сульфатами. В оптимальных условиях серного питания бобовые растения (клевер, люцерна, горох) усваивали из воздуха 56—85% серы от общего содержания ее в растениях.

Небобовые культуры (картофель, подсолнечник, горчица) поглощали из воздуха до 30—64% серы, содержащейся в растениях.

При резком недостатке серы в питательной смеси ассимиляция серы растениями из атмосферы не обеспечивала нормального роста и развития растений.

5. В стационарных полевых опытах па среднесуглшшстой дерново-подзолистой почве применение в течение 15—21 года простого суперфосфата и сернокислого калия при средних дозах, в сравнении с двойным супертосфатом и хлористым калием, не увеличивало урожаев нолевых-культур: картофеля, ячменя, вико-овса и озимой пшеницы. Положительное влияние серы удобрений в отдельные годы заключалось в увеличении содержания белка в зеленой массе овса, зерне ячменя и озимой пшеницы.

6. Применение серосодержащих удобрений и извести увеличивало содержание серы в растениях и вынос ее полевыми культурами. Вынос серы растениям)! зависел от величины урожаев, биологических особенностей растений и содержания серы в удобрениях. Количество серы, отчуждаемой с урожаями основной и побочной продукции, составило: для картофеля — 4,5—25,0, ячменя — 5,4—37,7,

. озимой пшеницы—5,3—21,9, зеленой массы внко-овса — 4,6—7,6 кг/га в год.

7. В стационарных полевых н многолетних вегетационных опытах установлено, что внесение извести и концентрированных бессерных удобрений усиливает минерализацию резервной фракции почвенной серы, переводя ее в доступные для растений формы. При этом происходит уменьшение валовых запасов серы в пахотном слое почвы.

8. Применение сульфата калия способствовало значительному увеличению легкорастворимых сульфатов в почве. По простому суперфосфату больше серы содержалось в составе доступной и резервной фракций.

9. В пахотной почве, сформированной на маломощном (40—50 см) покровном суглинке, подстилаемом желтым н бурым леском, содержалось 0,005—0,006% общей серы. В почве, образованной на покровном суглинке более тяжелого механического состава мощностью 70—100 см, содержалось 0,015—

.0,016% общей серы.

В пахотном (0—20) слое почвы доступная для растений минеральная сера составляла 14—25% от общей. С глубиной содержание общей серы уменьшалось, а доля доступной серы

увеличивалась. Легкорастворимые сульфаты по профилю почвы распределялись более равномерно, составляя от 7 до 25% от валового содержания серы. Наибольшее количество минеральной серы, как правило, обнаруживалось в слое 40—60 см, где определено значительное количество алюминия.

10. Одним нз главных источников обеспечения полевых культур серой в условиях Подмосковья является атмосфера; В среднем за год за период с 1966 по 1975 годы с дождем и снегом, аэрозолями • и пылью на почву поступило серы 78,9 кг/га, с колебаниями но годам от 14,2 до 174,2 кг/га, но месяцам — от 0 до 38,4 кг/га.

Большая часть атмосферной серы осаждалась в период отопительного сезона, в среднем 61,4 кг/га, меньшая часть — в летние месяцы, в среднем — 17,8 кг/га. За последние 4 года исследований (1972—1975) поступление серы на почву из атмосферы уменьшилось до 37,8 кг/га за отопительный сезон • и Л 1,4 кг/га — за период вегеташш.

11. С учетом поступления серы в почву с атмосферными осадками, удобрениями и в составе семян по всем изучаемым вариантам стационарных опытов с формами фосфорных и калийных удобрений наблюдался положительный баланс этого элемента. ... *

ПРЕДЛОЖЕНИЯ- ПРОИЗВОДСТВУ Для:предприятий сельского хозяйства

. 1. Об обеспеченности сельскохозяйственных культур серой можно судить по содержанию общей серы в растениях, внешнему виду растений и содержанию легкорастворимых сульфатов в почве.

а) Предлагаются следующие . критерии содержания общей серы в сухой массе растении для определения нуждаемости в серных удобрениях: в ботве брюквы н помидоров, и кочанах капусты, в сене вики и гороха — 0,06—0,10; в сене клевера н люцерны," в листьях и корзинках "подсолнечника в фазе цветения — 0^13—0,16%; в ботве картофеля и плодах помидоров—0,21—0,23%; в соломе яровой пшеницы — 0,14%; в соломе горчицы — 0,25%. Превышение указанных уровней в два раза снимает потребность растений в сере.

б) Дефицит серы в корневом;питании растений может возникнуть при условии содержания легкорастворимых сульфатов в почве менее 0,5Иг серы на 100 г почвы.'

- 2. Для улучшения серного питания растений необходимо* применение концентрированных удобрений, не содержащих серу, сочетать с периодическим известкованием кислых почв.

Учитывая крайне неравномерное-поступление серы в иоч-' 16

ву с атмосферными осадками, большая часть которой поступает в осенне-зимний период, для предотвращения уменьшения запасов почвенной серы в условиях интенсивного земледелия, при выращивании озимой пшеницы, ячменя, картофеля, овощных и кормовых культур, необходимо предусматривать внесение серосодержащих удобрений (простого суперфосфзта, азотно-сульфатной нитрофоски, сульфатов аммония и калия, гипса ц фосфогипса). Дозу серы следует предусматривать с учетом биологических особенностей сельскохозяйственных культур, но не менее 30—40 кг/га в год.

Для промышленности минеральных удобрений

1. На перспективу необходимо предусмотреть выпуск фосфогипса с улучшенными физическими свойствами с целью непосредственного использования его в земледелии в качестве серо- и кальцнйсодержащего удобрения.

2. При планировании ассортимента минеральных удобрений на перспективу необходимо учитывать содержание серы в простом суперфосфате и азотно-сульфатной нитрофоске.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Ф. В. ЯI111 ш с в с к и й, II. И, Фом к и, О. Г. Ф о м я я а, Г, В. П о д-колэина, В. В, П р око ш е в. Ю. М. Б сзуг л а я, В. Д. II а и и тк ил. Эффективность ссри » полевых н -вегетационных опытах. Всесоюзное отчетно-методическое совещание участников Географической сети опытоз с удобрениями, тезисы ч. I, М., 1971, с, &0—62.

2. П. И. Фомин, О. Г. Фомина, Л, П. Чернух ни а. Влияние различных уровней молибденового и -серного питания на бобовые растения. Агрохимия. № 7, 1971, с, 123—1Л7.

3. П. И. Фомин, О. Г. Фомина, Л. П. Чернухина. Влияние серы на урожай кормовых и овощных культур на суглинистой дернозо-подзолиетой почве. Химия в с, х„ 10, 1972, с. 33—37.

4. П. И. Фомин. О. Г. Фомина, Л. П. Чернухина. Влияние СаЯО, на урожай и накопление азота бобовыми культурами на дернозо* подзолистой почве. Агрохимия, Л*» 6, 1972, с, 109—113.

5. Ф, В. Я и иш евсх и Й, П. И, Фомин, О. Г. Фомин а, В, В. II ро-хошев, Ю. М, Без у г л а я, Г. В, II од к о да к и а, В. Л. II а пит к ни. О потребности сельскохозяйственных культур в серном удобрении. Труды научно-методического совещания Географической сети опытов с удобрениями, вып. 23, 1974, г. 147—1&6.

6. Ф. В, Я н и ш с в с к и й. О, Г. Ф о и и н а, П. И. Ф о м и и, Ю. М. В е э-у гд а я. Формы серы п почве ш баланс в многолетнем полевом опыте при внесении двойного и простого суперфосфатов. Агрохимия, Л"* 7, 1976, с. 24—35,,

7. П. П. Фомин, О, Г. Фомина. Влияние сульфата кальция на агрохимические свойства почвы л поступление сери л молибдена в растения. Агрохимия, Л* 9, 1976, с. 107—]'! 1.

8. О, Г. Фомина, Г1, И, Фомин. О соотношении листового и корневого питания растений серой. Агрохимия, № 1, 1077, с. -107—112.

9. Ф. В. Я и и ш е в с к и й, О. Г. Фом и н а, П. И. Ф о м и н, В, В. II р о-кошев. Баланс серы в волевом севообороте и фракционный состав серо-

2 17

содержащих соединения дер ново-подзолисто и почвы при. многолетием применении удобрений. Агрохимия, № 4, 1977, с. 44—50.

10. П. И. Фомин, О. Г, Фомина, Р. П. Лазарев а. Поступление серы из атмосферы в Подмосковье. Химия в с. х., К» 6. 1977, с, 29—31.

И. О, Г. Фомина, Ф. В, Я н и ш-е в с к и й, П. И, Ф ом и и. Использование атмосферной серы растениями в условиях вегетационного опыта на дерново-подзолистой почве: Агрохимия, № 7, 1977, с. 80—83.

12. О. Г. Фомина, Ф. В; Я ни ше веки й, П. И; Фомин. Влияние серных удобрений на урожай, поступление серы в растения и фракционный состав серы в почве. Агрохимия, № 3, 1978. с. 88—90.

13. О, Г. Фомина, П. И. Фомин, Т. А. В ьюгнн а, В. В. П роко-шев, Ф. В. Я н и ш ев ск и й.. Динамика серы в почве в зависимости от известкования, применения удобрений к. атмосферных осадков. Химия в с. х„ № 5, 1978, с. 47—50.

14. Ф. В. Я и и ш е в с к и й, О. Г. Фомина, П, И, Ф о м и и.'Источники серного питания растений. Сб. науч. тр. Минеральное питание и продуктивность растений. Киев, «Наукова думка», 1978, с, 302—30415, О. Г. Фомина, А. П. Ч ернухяи о, Ф. В. Я н ишевский.

Влияние нитрофоски азотно-сульфатной и нитроаммофоски на урожай и поступление серы в растения на дерново-подзолистой почве. Агрохимия; № 9, 1979, с. 71—77.

Л 101026 10/Ш—82 г. Объем 11Л п. л. Заказ 487. Тираж 100

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