Влияние азотных удобрений на показатели растительной диагностики и продуктивность зерновых культур и горчицы белой в условиях Центрального района Нечернозёмной зоны - Автореферат

В последние годы во многих странах с развитым сельским хозяйством большое внимание уделяется рациональному использованию азотных удобрений на основе физических методов диагностики в отличие от ранее применяемых химических методов стеблевой (тканевой) и листовой диагностики, требующей мокрого озоления растительного материала и определения в нем общего азота (Церлинг, 1990). В зарубежной практике в последние 10-15 лет преобладающим методом диагностики азотного статуса растений служит фотометрия, основанная на косвенном определении обеспеченности их азотом по взаимодействию света с хлорофиллом листовых пластинок (Scharf et al., 1996). Этот метод применяется в различных устройствах, портативных и мобильных, с пассивным или активным влиянием световой энергии на растения и регистрацией ответной реакции облученных растений или их листьев в отраженном или проникающем свете. Разработка научно-методических основ фотометрической диагностики с учетом районированных сортов сельскохозяйственных культур и соответствующих почвенно-климатических условий позволит создавать отечественные приборы для адекватной оценки азотного статуса растений. Зависимость урожайности культур звена севооборота, возделываемых на дерново-подзолистой суглинистой почве, хорошо обеспеченной подвижным фосфором и средне - обменным калием, от возрастающих доз азотных удобрений характеризовалась параболической кривой, что позволяет определить оптимальные дозы азота по максимальным, статистически достоверным прибавкам урожайности этих культур.Исследованиями, проведенными в 2006 году в фазу трубкования озимой пшеницы в опыте 1 с возрастающими дозами азотных удобрений, показано, что концентрация хлорофиллов a и b довольно тесно связана с уровнем азотного питания (рис. Указанная зависимость определяется соответствующими значениями коэффициентов криволинейной корреляции (r = 0,8 для хлорофилла а и r = 0,78 для хлорофилла b). При исследовании подобных связей в фазу колошения ячменя в опыте 3 (2008 г.) было выявлено, что и хлорофилл а, и хлорофилл b также находились в тесной зависимости от доз азота.Проведенные исследования подтвердили, что концентрация зеленого пигмента - хлорофилла в условиях полевых опытов находится в непосредственной зависимости от уровня азотного питания растений и связана с их урожайностью, что позволяет использовать ее показатели для определения обеспеченности растений азотом. Диагностика проводилась путем измерения флуоресценции хлорофилла в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн, светопроницаемости листьев растений и соотношения этих показателей, выраженных в условных единицах приборов. По исследованиям с использованием приборов ВНИИА-Спектролюкс в 2006 году на озимой пшенице сорта Московская 39 в фазу кущения при весеннем сроке внесения азотных удобрений в опыте 1 было установлено, что по связи диагностических показателей с дозами азота и урожайностью культуры лучшие результаты дает двухлучевой фотометр с зеленым светодиодом, а из наиболее адекватных показателей - соотношение интенсивности флуоресценции хлорофилла, фиксируемой при длине волны 720 нм, к светопроницаемости листовых пластинок, условно обозначаемое как 19/ПСЗ (рис. Близким по тесноте связи с дозами азота (коэффициент криволинейной корреляции 0,96) был также показатель 19/ПСС, характеризующий отношение интенсивности флуоресценции хлорофилла к светопроницаемости листьев при облучении их синим светодиодом. При диагностике ячменя сорта Михайловский однолучевым фотометром в опыте 1 (2007 г.) установлено, что наиболее тесную корреляционную связь с урожайностью зерна ярового ячменя имели такие параметры, определенные в фазу колошения культуры, как флуоресценция хлорофилла (коэффициент линейной корреляции r =-0,79) и соотношения флуоресценции к светопроницаемости (r = 0,94).Азотные удобрения в возрастающих дозах от 0 до 180 кг/га действующего вещества, внесенных под озимую пшеницу, и до 150 кг/га - под ячмень и горчицу белую, оказали неоднозначное влияние на продуктивность культур звена севооборота. Оптимальные дозы азота в почвенных и агроклиматических условиях проведения исследований составили: для озимой пшеницы при осеннем и весеннем внесении - 90 кг/га N при урожайности 42,8 - 43,0 ц/га и окупаемости 1 кг N 16,8-18,7 кг. При выращивании горчицы белой на зеленую массу оптимальная доза составила 120 кг/га при урожайности 295 ц/га, а для получения семян - 90 кг азота при урожайности 16,2 ц/га. Коэффициенты корреляции показателей стеблевой диагностики с дозами азота составили: для озимой пшеницы в фазу кущения 0,93 - 0,95; для ярового ячменя в фазу выхода в трубку 0,97, для горчицы белой в фазу начала цветения 0,99. Достижение максимума содержания хлорофиллов а и b отмечено у озимой пшеницы в фазу трубкования по дозе азота 180 кг/га; у горчицы белой - в фазу начала цветения хлорофилла а по дозе 90 кг/га, хлорофилла b по дозе 120 кг/га; у ярового ячменя на опытном участке ЦОС ВНИИА в фазу колошения хлорофиллов а и b - по дозе 60 кг/га азота.

Содержание хлорофилла в листьях растений10. Содержание пигментов в листьях горчицы белой в фазу цветения, опыт 1, 2008 г.

1. Азотные удобрения в возрастающих дозах от 0 до 180 кг/га действующего вещества, внесенных под озимую пшеницу, и до 150 кг/га - под ячмень и горчицу белую, оказали неоднозначное влияние на продуктивность культур звена севооборота. Зависимость урожайности культур от возрастающих доз азота с высокой степенью достоверности (r = 0,8-0,9) описывается параболическими кривыми квадратичных уравнений регрессии. Оптимальные дозы азота в почвенных и агроклиматических условиях проведения исследований составили: для озимой пшеницы при осеннем и весеннем внесении - 90 кг/га N при урожайности 42,8 - 43,0 ц/га и окупаемости 1 кг N 16,8-18,7 кг. Оптимальная доза азота для ячменя соответствовала 60 кг/га N при урожайности 35,8 ц/га и окупаемости 1 кг N 8,3 кг зерна. При выращивании горчицы белой на зеленую массу оптимальная доза составила 120 кг/га при урожайности 295 ц/га, а для получения семян - 90 кг азота при урожайности 16,2 ц/га.

2. Содержание N, P, K и других веществ в растительной продукции в разной степени варьировало, на уровне тенденций, в зависимости от доз и сроков внесения азотных удобрений. Характерной тенденцией биохимического состава растений при единовременном ранневесеннем внесении азотных удобрений является снижение концентрации основных элементов питания в вегетативной массе или семенах при повышении урожайности культур, что обусловлено эффектом разбавления. Перенос сроков внесения умеренных доз азотных удобрений на более поздние фазы развития озимой пшеницы, а также их дробное применение повышает содержание белка в зерне, улучшает ряд хлебопекарных свойств пшеничной муки.

3. Возрастающие дозы азота оказывали влияние на показатели стеблевой (тканевой) диагностики культур звена севооборота. Коэффициенты корреляции показателей стеблевой диагностики с дозами азота составили: для озимой пшеницы в фазу кущения 0,93 - 0,95; для ярового ячменя в фазу выхода в трубку 0,97, для горчицы белой в фазу начала цветения 0,99.

4. Применение азотных удобрений в возрастающих дозах повышало содержание хлорофилла в листьях растений до определенного предела. Достижение максимума содержания хлорофиллов а и b отмечено у озимой пшеницы в фазу трубкования по дозе азота 180 кг/га; у горчицы белой - в фазу начала цветения хлорофилла а по дозе 90 кг/га, хлорофилла b по дозе 120 кг/га; у ярового ячменя на опытном участке ЦОС ВНИИА в фазу колошения хлорофиллов а и b - по дозе 60 кг/га азота. Дальнейшее повышение доз азота не приводило к повышению концентрации хлорофилла в растениях. Зависимости содержания хлорофилла в листьях растений от возрастающих доз азотных удобрений описывается квадратичными уравнениями в форме параболических кривых.

5. При исследовании методом фотометрической диагностики азотного питания озимой пшеницы, ячменя и горчицы белой установлена тесная зависимость показателей экспериментальных приборов ВНИИА-Спектролюкс с уровнем обеспеченности растений азотом. Коэффициенты корреляции показателей однолучевого N-тестера с дозами азота, внесенными под культуры звена севооборота, в зависимости от фаз развития составляли от 0,8 до 0,97. Коэффициенты корреляции показателей двухлучевого прибора (19/ПСС и 19/ПСС) находились для культур звена севооборота в интервале значений от 0,93 до 0,99.

6. Энергетическая эффективность азотных удобрений зависела от уровня их применения. Наибольшие показатели дополнительной энергии в посеве озимой пшеницы - 23,6 ГДЖ/га и горчицы белой - 3,6 ГДЖ/га получены при внесении 90 кг/га N, ярового ячменя - 4,3 ГДЖ/га - при внесении 60 кг/га N, которые являются оптимальными дозами по уровню урожайности этих культур. При оптимальном уровне удобренности коэффициенты энергетической эффективности (Кээ) имели положительные значения и составили для озимой пшеницы 3,8, ярового ячменя - 1,8 и горчицы белой - 1,5.

7. Применение азотных удобрений под культуры звена севооборота оказалось экономически эффективным. В оптимальных по урожайности вариантах достигнута наибольшая рентабельность применения удобрений: на озимой пшенице она составила 66,2%, ячмене - 19,2% и на горчице белой - 720%. Окупаемость 1 руб. затрат на применение азотных удобрений в этих вариантах равнялась: по озимой пшенице 1,66, ячменю - 1,19 и горчице белой на семена - 8,2 руб.

1. Афанасьев Р.А. Спектрометрическая диагностика азотного питания растений / Р.А. Афанасьев, И.В. Сопов, Е.В. Пономарева, И.В. Румянцева // Материалы 5-й международной конференции (ВВЦ) «Современное приборное обеспечение и методы анализа почв, кормов, растений и сельскохозяйственного сырья». - М.: ВНИИА, 2007. - С. 58-61.

2. Сопов И.В. Эффективность дифференцированного применения азотных удобрений в условиях дерново-подзолистой почвы // Материалы 41-й международной научной конференции (ВНИИА) «Агрохимические приемы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур». - М.: ВНИИА, 2007. - С. 144-147.

3. Афанасьев Р.А. Фотометрическая диагностика азотного питания зерновых культур / Р.А. Афанасьев, И.В. Сопов, Е.В. Березовский, А.В. Мельников, А.В. Сорокин // Материалы Всероссийского совещания «Экологические функции агрохимии в современном земледелии». - М.: ВНИИА, 2008. - С. 32-35.

4. Сопов И.В. Эффективность дифференцированного внесения азотных удобрений под озимую пшеницу в условиях дерново-подзолистой почвы // Материалы 42-й международной научной конференции (ВНИИА) «Агрохимические технологии, приемы и способы увеличения объемов производства высококачественной сельскохозяйственной продукции». - М.: ВНИИА, 2008. - С. 210-216.

5. Сопов И.В. Фотометрическая диагностика азотного питания зерновых культур / И.В. Сопов, И.В. Румянцева, Е.В. Пономарева // Материалы 42-й международной научной конференции (ВНИИА) «Агрохимические технологии, приемы и способы увеличения объемов производства высококачественной сельскохозяйственной продукции». - М.: ВНИИА, 2008. - С. 175-180.

6. Афанасьев Р.А. Принципы и методы дифференцированного применения удобрений с использованием фотометрии / Р.А. Афанасьев, И.В. Сопов, В.В. Галицкий // Плодородие. - 2008. - №6. - С. 14-17.

Размещено на .ru