CC BY
312
Ермохин Ю.И., Бобренко И.А. Система почвенно-растительной оперативной диагностики минерального питания сельскохозяйственных культур // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2016. -№4 (7) октябрь - декабрь. - URL http://e-joumal.omgau.rU/index.php/2016-god/7/32-statya-2016-4/500-00245. - ISSN 24134066
УДК 631.81: [635+63.5.21]
Ермохин Юрий Иванович
Доктор сельскохозяйственных наук, профессор ФГБОУВО Омский ГАУ, г. Омск [email protected]
Бобренко Игорь Александрович
Доктор сельскохозяйственных наук, доцент ФГБОУ ВО Омский ГАУ, г. Омск [email protected]
Система почвенно-растительной оперативной диагностики минерального питания сельскохозяйственных культур
Аннотация. В статье представлена система почвенно-растительной диагностики сельскохозяйственных культур. Полевыми и лабораторными исследованиями, с использованием математических методов, выявлены нормативные параметры элементного состава почвы и растений. Использование в производстве рекомендуемых нормативных агрохимических показателей и формул расчета доз удобрений для основного внесения позволит получать максимальный экономически обоснованный урожай сельскохозяйственных культур хорошего качества и не загрязнять окружающую среду.
Ключевые слова. Диагностика питания, сельскохозяйственные культуры, удобрения,
доза.
В большинстве исследований оптимальные дозы минеральных удобрений для конкретных условий возделывания установлены на основе полевых опытов с удобрениями - опытным путем. Но этим методом устанавливается только конечное действие удобрений на урожай. Полевыми опытами невозможно охватить все разнообразие почв, климатических особенностей зон и регионов страны, а также каждого хозяйства и конкретного поля. Более прогрессивным в этом отношении является метод химического анализа почв и растений и установление расчетным путем доз удобрений.
Ю.И. Ермохиным и сотрудниками кафедры агрохимии ОмГАУ [1-36 и др.] начиная с 60-х гг. ХХ в. была разработана почвенно-растительная оперативная диагностика питания «ПРОД» более чем для 40 сельскохозяйственных культур в условиях Западной Сибири и Северного Казахстана, которая включает в себя три блока (рисунок):
1) установление обеспеченности растений элементами питания до посева на основе химического анализа почвы и расчет доз удобрений для предпосевного внесения (система ПД -почвенная диагностика)
2) контроль питания растений в период их активного роста и развития с помощью листовой (тканевой) диагностики и установление возможных нарушений в обеспечении культур
элементами питания и проведения необходимых подкормок (система РД - растительная диагностика)
3) прогнозирование величины урожая и его качества по установленным формулам на ранних стадиях развития растений.
Для оперативного осуществления диагностики специально разработан единый метод экстрагирования элементов питания 2 %-ной уксусной кислотой из почвы и растений.
При комплексном подходе к диагностике питания растений, необходимо иметь агрохимические и физиологические характеристики оптимального уровня и соотношения ряда элементов питания системе «почва - растения», которые являются основой при разработке системы «ПРОД» конкретной культуры. В данной работе представлены параметры для ряда кормовых, овощных культур и картофеля. Исследования выполнены в Омском государственном аграрном университете в 1976-2015 гг. Полевые опыты проводили на полях хозяйств «Новоомский», «Заря», «Первомайский», на опытных полях СибНИИСХ и Омского ГАУ. Почвы - чернозем обыкновенный и лугово-черноземная.
Почвенная диагностика питания культур. Для каждой культуры существует свой оптимальный уровень содержания в почве того или другого элемента питания. Нами, с помощью математических методов, установлены взаимосвязи между содержанием питательных веществ в почве и величиной урожая и определены оптимальные уровни обеспеченности культур элементами питания лугово-черноземных почв и обыкновенных черноземов перед посевом и в ранние фазы развития растений (табл. 1). С помощью данных показателей можно определять и регулировать условия питания конкретной культуры путем применения определенных доз и сочетаний удобрений.
ДВУ
/ программированным
урожай
Рис. Модель почвенно-растительной оперативной диагностики минерального питания растений «ПРОД»
Оптимальные уровни содержания элементов в почве можно использовать при расчете доз удобрений по формуле (1):
Эо - Эф
Д =-, кг / га,
Ъ
(1)
где Эо и Эф - оптимальное и фактическое содержание элемента в почве, мг/кг; «Ь» -коэффициент интенсивности действия единицы внесенного удобрения на химический состав почвы, мг/кг. По нашим данным применение каждого килограмма азотных, фосфорных и калийных удобрений повышает соответственно содержание N-N0;? в почве (коэффициент «Ь») на 0,24, подвижного фосфора и обменного калия на 0,27 мг/кг почвы.
На практике часто наблюдается, что внесение одного элемента способствует поступлению другого в растения и, наоборот, несбалансированность элементов в почве сказывается отрицательно на потреблении ряда элементов, содержащихся в ней в достаточном количестве. Для хорошего роста и развития растений, создание оптимальных соотношений между элементами питания в почве также важно, как и достаточное абсолютное их содержание.
Таблица 1
Оптимальный химический состав черноземных почв для сельскохозяйственных культур (слой 0-30- см), мг/кг*
Культура N-N0; Р2О5 к20 Уровень урожайности, т/га
Кукуруза: зерно 50 80 90 6 - 7
зеленая масса 35 300 280 45 - 50
Сорго-суданковый гибрид 42 33 62 230 80 250 40 - 50
Суданская трава 40 31 80 300 80 250 35 - 40
Брюква 45 34 62 230 90 280 80 - 100
Столовая свекла 32 22 69 260 84 260 45 - 50**
Картофель 35 - 40**
Морковь 40 - 50**
Лук 15 10 45 180 90 280 17 - 28**
Редис 25 47 90 7 - 27**
Редька 19 190 280 35 - 45
*В числителе - содержания, определенные в 2 %-ной уксуснокислой вытяжке, в знаменателе - стандартными методами^-ЫОз в водной вытяжке, Р205 и К20 по Чирикову). **Для различных сортов и гибридов.
Установленные оптимальные соотношения между доступными азотом, фосфором и калием в почве для различных культур, определенных различными методами, выражаются следующими равенствами (табл. 2).
Сельскохозяйственные культуры страдают от дефицита питательных веществ почве двух видов содержания: абсолютного и относительного. При абсолютном дефиците какого-либо элемента достаточно довести содержание в почве до оптимального уровня, например, уровень N-N0? для суданской травы до 40 мг; Р205 и К20 - до 80 мг/кг почвы. Чтобы определить степень абсолютного недостатка, необходимо установить коэффициент действия удобрений (Кд) по формуле (2):
оптимальный уровень элемента в почве, мг/кг
Кд =
фактический уровень элемента в почве , мг/кг
(2)
Данный показатель используют для расчета доз удобрений на прибавку урожая (П) по формуле (3):
Д = ^^ (3)
Ку
где Д - доза удобрений, кг д.в./га; Кд - коэффициент действия удобрений, указывающий на отклонение фактического содержания элемента питания в почве от оптимального; Н - норма расхода элемента питания на создание 1 т основной продукции; Ку - коэффициент использования элемента питания из удобрений.
Таблица 2
Оптимальное соотношение элементов питания в черноземных почвах (слой 0-30 см)
Культура 2 % СН3СООН Стандартные методы
Кукуруза Р205=1,6№Шэ=1,1 К2О Р2О5 =8,7^-Шэ=1,1-К2О
Сорго-суданковый гибрид Р2О5=1,5 N-N03=0,8 К2О Р2О5 =7,0№Шэ=0,9К20
Суданская трава Р2О5=2№Ш3=К2О Р2О5=9,8№Шэ=1,2К2О
Брюква Р2О5 =1,4^-Ш3=0,7-К2О Р2О5 =7,5 -N-N03=0,8 К2О
Столовая свекла, морковь, картофель Р2О5 =2,2№Ш3=0,8К2О Р2О5 =12^-Ш3=К2О
Лук репчатый Р205=3,0-№Ш3=0,5 К2О Р2О5 =17^-Ш3=0>К20
Редис, редька Р205=1,9^-Ш3=0,5 К2О Р205=9,7№Ш3=0,7К20
При относительном недостатке элементов питания в почве, то есть нарушения их равновесия (соотношения), необходимо определить недостающий элемент, внести его с удобрением и восстановить равновесие. В этом случае Кд (коэффициент действия удобрений) определяется по формуле (4):
Р2О5^-Ш3; Р205 :К20;К20^-Ш3,...(оиткм)
Кд --, (4)
Р2О5:N-N0.,;Р205:К20; К20:N-N03,...(факт)
где в числителе - оптимальные, в знаменателе - фактические соотношения элементов питания в почве.
Следовательно, для прогнозирования действия удобрений и роста урожайности необходимо установить фактическое содержание и соотношение доступных элементов питания в почве, сравнить их с оптимальным сбалансированным питанием и определить потребность растений в удобрении для основного внесения. Для применения расчётных методов определения доз удобрений на основе почвенной диагностике необходимо определить ряд нормативных агрохимических параметров.
Анализ многолетних данных позволил определить коэффициенты использования питательных элементов из почвы (КИП) и удобрений (КИУ). Они имеют большую амплитуду колебаний даже в опытах с одинаковыми культурами и сортами на однотипной почве. Однако полученные средневзвешенные коэффициенты КИП и КИУ в значительной степени соответствуют мощности корневой системы (табл. 3, 4.) Так, наиболее высокие коэффициенты использования элементов питания из почвы наблюдаются у культур с мощной, сильно развитой корневой системой и надземной массой.
Таблица 3
Коэффициенты использования элементов из почвы сельскохозяйственными культурами
Культура N Р2О5 К2О
Кукуруза 0,55 0,63 0,68 0,18 0,67 0,22
Сахарное сорго 0,50 0,61 0,40 0,08 0,80 0,23
Суданская трава 0,40 0,52 0,40 0,11 0,80 0,23
Брюква 0,60 0,66 0,55 0,15 0,85 0,27
Столовая свекла 0,45 0,51 0,20 0,05 0,80 0,25
Морковь 0,35 0,38 0,60 0,16 0,85 0,27
Редька 0,70 0,80 0,60 0,15 0,80 0,25
Лук репчатый 0,55 0,65 0,11 0,03 0,09 0,03
Картофель 0,80 0,90 0,25 0,06 0,80 0,25
Примечание. В числителе - при определении N. Р205, К20 в почве в 2 %-ной уксуснокислой вытяжке, в знаменателе - стандартными методами (N-N0;? в водной вытяжке, Р205 и К20 по Чирикову).
Таблица 4 Коэффициенты использования растениями элементов питания из удобрений
Культура N Р2О5 К2О
Кукуруза 0,50 0,15 0,60
Сахарное сорго 0,50 0,15 0,60
Суданская трава 0,45 0,15 0,60
Брюква 0,80 0,20 0,20
Столовая свекла 0,80 0,20 0,80
Морковь 060 0,28 0,40
Редька 0,33 0,13 0,30
Редис 0,25 0,09 0,23
Лук репчатый 0,11 0,05 0,11
Картофель 0,35 0,07 0,30
В табл. 4 приведены средние КИУ лучших вариантов с точки зрения продуктивности культур. При этом содержание в почве соответствующего элемента перед внесением удобрений не было выше среднего. При оптимальном и сверхоптимальном содержании элемента питания в почве КИУ приближается к нулю. Кроме того, важным условием запланированного КИУ является создание сбалансированного питания.
Интенсивность использования элементов питания из почвы и удобрений зависит от сортовых особенностей, что необходимо учитывать при расчете доз удобрений под конкретные сорта (табл. 5). Можно отметить, что у позднеспелых сортов редиса наблюдаются наи-
большие КИП и КИУ, что объясняется более высоким выносом химических элементов в результате формирования большей биомассы. Изучаемые сорта и гибриды моркови не имели существенных различий в наших исследованиях.
По результатам полевых опытов по удобрению расчетные методы определения доз удобрений оказались более эффективны, чем применение рекомендованных доз на основе полевого опыта. Таким образом, для оптимизации доз удобрений для основного внесения необходимо применение расчетных методов на основе нормативных показателей почвенной диагностики с учетом генотипических особенностей.
Таблица 5
Коэффициенты использования элементов из почвы (КИП) и из удобрений (КИУ) расте-
ниями картофеля и редиса по группам сортов
Группа сортов КИП КИУ
N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О
Картофель
Среднеранние 0,85 0,27 0,80 0,28 0,06 0,30
Среднеспелые 0,75 0,22 0,80 0,34 0,07
Морковь
Раннеспелые 0,82 0,55 0,90 0,60 0,32 0,40
Среднеранние 0,76 0,58 0,80 0,28
Позднеспелые 0,75 0,60 0,82 0,28
Лук репчатый
Очень ранние 0,40 0,05 0,07 0,11 0,04 0,11
Раннеспелые 0,40 0,09 0,13 0,14 0,05
Среднеранние 0,55 0,13 0,17 0,14 0,05
Среднепоздние 0,20 0,10 0,15 0,12 0,05
Позднеспелые 0,16 0,10 0,15 0,10 0,05
Редис
Раннеспелые 0,38 0,05 0,07 0,18 0,05 0,20
Среднеранние 0,42 0,07 0,11 0,25 0,05 0,16
Позднеспелые 0,73 0,25 0,35 0,51 0,35 0,52
Растительная диагностика питания культур. О потребности растений в питательных веществах можно судить по химическому составу целого растения или органа-индикатора. Между дозами удобрений с одной стороны и содержанием неорганических и валовых элементов питания в растениях с другой наблюдается положительная корреляционная зависимость, которая носит криволинейный характер, а в области до оптимального питания она близка к прямолинейной. В табл. 6 приводятся показатели взаимосвязи между дозами удобрений и содержанием элементов в органах-индикаторах культур - коэффициенты «Ь» которые показывают, на сколько измениться содержание того или иного элемента в листьях при внесении 1 кг д.в. / га соответствующего вида удобрений.
Таблица 6
Коэффициенты интенсивности действия удобрений («Ь») на химический состав органа-индикатора сельскохозяйственных культур, мг/100 г
Фаза развития Неорганические формы мг/100 г Валовое содержание, %
№ Рн N Р
сырые листья сухие листья Кукуруза (раннеспелый гибрид)
8-10 листьев 0,080 0,074 0,0010 0,0005
Суданская трава
5-7 листьев: основной укос 0,042 0,030 0,0019 0,0009
Отава 0,024 0,034 0,0010 0,0010
Сорго-суданковый гибрид
5-7 листьев: основной укос 0,067 0,029 0,0023 0,0005
отава 0,030 0,025 0,0030 0,0003
Лук репчатый
4-5 листьев 0,050 0,022 0,0025 0,001
6-8 листьев 0,027 0,039 0,0030 0,001
Редис
3-4 листьев 0,11 0,030 0,0031 0,0004
сок черешков Брюква сухие листья
6-8 листьев 0,20 0,013 0,0025 0,0005
8-10 листьев 0,24 0,015 0,0027 0,0011
Утолщения 0,60 0,010 0,0042 0,0007
Столовая свекла
4-6 листьев 0,64 0,016 0,0039 0,001
8-10 листьев 0,75 0,019 0,0040 0,001
10-12 листьев 0,13 0,012 0,0038 0,001
Картофель
Бутонизации 0,81 0,140 0,005 0,0007
Проследив связь между содержанием элементов в надземной массе в течение вегетации и урожайностью культур, нами установлены оптимальные уровни содержания элементов, характерное для высоких урожаев (таблица 7). Сортовые особенности минерального питания также находят свое отражение и в оптимальном химическом составе растений. В наших исследованиях впервые установлены данные особенности.
Таблица 7
Оптимальные уровни содержания элементов питания в органе-индикаторе сельскохо-_зяйственных культур_
Культура, фаза N Р К
Неорганические формы, мг/ 00 г сырых листьев
Кукуруза, 8-10 листьев 62+7 150+20 1650+100
Суданская трава, 5-7 листьев: основной укос 22+2 36+2 500+50
отава 17+2 36+2 400+50
Сорго-суданковый гибрид, 5-7 листьев: основной укос 50+5 40+5 500+50
отава 22+2 30+5 400+50
Морковь: 6-8 листьев, раннеспелые 40+10 25+10 610+100
среднеранние и позднеспелые 27+15 28+15 680+130
8-10 листьев, раннеспелые 19+2 21+10 600+30
среднеранние и позднеспелые 16+3 25+15 600+150
Лук репчатый, 4-5 листьев: очень ранние 8,5+1,4 7,5+1,5 500+70
раннеспелые 10,6+4,0 6,8+0,7 535+60
среднеранние 7,8+0,5 7,6+0,6 535+40
среднепоздние 14,3+4,6 7,2+0,3 600+50
позднеспелые 10,1+3,8 7,2+1,2 535+60
6-8 листьев: очень ранние 2,1+0,8 2,4+1,4 335+75
раннеспелые 4,0+2,0 3,7+0,7 375+40
среднеранние 4,4+0,8 4,1+0,7 435+100
среднепоздние 4,8+0,5 4,2+0,9 400+35
позднеспелые 5,2+1,0 4,0+0,7 400+75
Редис, 3-4 листа: раннеспелые 20+2 13,0+4,0 260+40
среднеранние 30+10 9,0+1,8 190+30
поздние 30+6 19,0+3,0 230+20
Неорганические формы, мг/100 г сока черешков листьев
Картофель, бутонизация: среднеранние 225+25 7,3+3,0 740+100
среднеспелые 245+20 6,5+1,5 680+70
Столовая свекла: 4-6 листьев 120+20 7,5+1,0 480+30
8-10 листьев 160+25 7,0+1,0 450+30
Брюква: 6-8 листьев 225+25 6,5+1,0 450+50
8-10 листьев 230+40 11,5+3,0 525+65
утолщения корнеплодов 240+30 4,0+0,2 465+35
Редька: 3-4 листьев 100+50 7,0+3,0 410+40
8-10 листьев 150+50 6,2+1,8 340+40
Валовое содержание, % на сухое вещество
Кукуруз а, 8-10 листьев 4,15+0,10 0,35+0,05 3,30+0,20
Суданская трава, 5-7 листьев: 3,80+0,10 0,40+0,05 1,80+0,10
основной укос
отава 3,65+0,10 0,50+0,05 1,90+0,10
Сорго-суданковый гибрид, 5-7 листьев:
основной укос 3,90+0,50 0,50+0,05 2,50+0,25
Отава 3,85+0,10 0,45+0,05 2,30+0,10
Морковь: 6-8 листьев, раннеспелые 4,50+0,20 0,48+0,05 3,25+0,20
среднеранние 4,60+0,20 0,45+0,05 3,45+0,20
позднеспелые 4,40+0,30 0,50+0,05 3,40+0,20
8-10 листьев, раннеспелые 3,55+0,10 0,40+0,04 2,85+0,20
среднеранние 4,30+0,15 0,42+0,04 2,75+0,20
позднеспелые 4,00+0,10 0,40+0,04 2,70+0,20
Редис, 3-4 листа: раннеспелые 5,05+0,30 0,46+0,06 1,50+0,20
среднеранние 4,60+0,40 0,40+0,10 1,40+0,30
поздние 4,90+0,10 0,46+0,02 2,60+0,20
Если установлено, что содержание данного элемент в органе-индикаторе ниже оптимального уровня, то усиленное питание этим элементом будет увеличивать урожай, в противном случае он останется без изменений или снизится. Однако, при наличии многочислен-
ных взаимосвязей между растением и средой, эта зависимость между содержанием минеральных элементов питания в органе-индикаторе и урожайностью может оказаться более сложной.
Содержание питательных элементов в растениях характеризует количественную сторону питания, соотношение же между элементами указывает на качественную сторону питания. Уравновешенное (сбалансированное) питание характеризуется определенными уравнениями в зависимости от фаз развития растений и характеризуется следующими равенствами (табл. 8).
Данные химического анализа почвы используются для расчета норм удобрений до посева (посадки) культур, а химический состав органа-индикатора растений позднее - в период вегетации. В этом случае на ходу процесса развития растений в установленные диагностические фазы включается система растительной диагностики (РД) для получения информации о растении и определения доз удобрений для дополнительного внесения в течение вегетации.
Фактический уровень содержания элементов в органе-индикаторе в тот или иной период роста характеризует содержание, физиологически доступных питательных веществ в почве. Оптимальный уровень и уравновешенный баланс в органе-индикаторе в период вегетации культур указывают на высокую обеспеченность его минеральным питанием и наличии других благоприятных факторов, позволяют сформировать высокий урожай хорошего качества.
Таблица 8
Оптимальное соотношение элементов питания в органе-индикаторе сельскохозяйст-_венных культур_
Культура, фаза Оптимальное соотношение
Неорганические формы, мг/ 00 г сырых листьев
Кукуруза, 8-10 листьев № = 0,4-Рн = 0,037-Кс
Суданская трава, 5-7 листьев: основной укос № = 0,6-Рн = 0,044-Кс
отава № = 0,6-Рн = 0,043-Кс
Сорго-суданковый гибрид, 5-7 листьев: основной укос № = 1,3-Рн = 0,1-Кс
отава № = 0,8-Рн = 0,063-Кс
Морковь: 6-8 листьев, раннеспелые № = 1,6-Рн =0,07-Кс
среднеранние и позднеспелые № = Рн = 0,04-Кс
8-10 листьев, раннеспелые № = Рн =0,03-Кс
среднеранние и позднеспелые № = 0,6-Рн = 0,03-Кс
Неорганические формы, мг/100 г сока черешков листьев
Картофель, бутонизация: среднеранние № = 31-Рн = 0,30-Кс
среднеспелые № = 37-Рн = 0,36-Кс
Столовая свекла: 4-6 листьев № = 16-Рн = 0,25-Кс
8-10 листьев № = 23-Рн = 0,35-Кс
Брюква: 6-8 листьев № = 35-Рн = 0,56-Кс
8-10 листьев № = 20-Рн = 0,44-Кс
утолщения корнеплодов № = 60-Рн = 0,52-Кс
Химический стандарт органа-индикатора (оптимальный уровень и уравновешенный баланс элементов) нужен для того, чтобы задать начало отсчёта нарушений в процессе роста контролируемых культур. В основу применявшейся нами методики расчёта норм и соотношений между элементами в минеральных удобрениях положены принципы комплексного метода диагностики «ПРОД». Зная оптимальное содержание элементов питания в органе-индикаторе и их уравновешенное состояние, можно с успехом прогнозировать действие и очередность внесения удобрений. Для этого применяется коэффициент потребности в эле-
менте (Кп), показывающий на сколько отклоняется фактическое содержание или соотношение элементов в целых растениях или органе-индикаторе от оптимальных величин (5): ^Р,^К,Р :К и т. д.(оптим)
Кп =
(5)
№Р,^К,Р:К и т. д.(факт) Если Кп > 1 то растения нуждаются в данном элементе и тем сильнее, чем больше коэффициент. При Кп < 1 - потребность культуры в этом элементе отсутствует. Наибольший Кп указывает на тот элемент, который находится в первом минимуме. Это значит, что при фактически сложившимся балансе элементов питания в органе-индикаторе их вынос растением не соответствует тем величинам, какие должны быть при оптимальном уровне питания. Исходя из этого Ю.И. Ермохин [3] предложил формулу расчёта доз удобрений в подкормку для определённой фазы развития растений (6):
Д = Кп • Н, кг/га (6)
где Н - минимальная норма потребления элементов питания растением в определенную фазу развития культуры, выявленная ранее для уровня высоких урожаев. В результате многолетних исследований нами установлены уровни минимального потребления (Н) питательных веществ для исследуемых культур в ранние фазы развития, которые необходимы для определения доз удобрений в подкормку (табл. 9).
При содержании элементов питания в органе-индикаторе ниже установленных оптимальных уровней, для расчёта доз удобрений можно использовать следующую формулу (7): (Эо -Эф)2
Д = -
(7)
Ь • Эо
где Эо и Эф - оптимальный и фактический уровень содержания минеральных форм (мг/100) или общих (%) элементов питания в органе-индикаторе, мг/100 г; Ь - коэффициент интенсивности действия удобрения на содержание минеральных форм элементов питания в органе-индикаторе, мг/100 г.
Таблица 9
Минимальная норма потребления элементов питания растениями в ранние фазы развития культур, кг/га
Культура Фаза развития N Р2О5 К2О
Кукуруза(раннеспелый гибрид) 8-10 листьев 40 12 45
Кукуруза(среднепозд-ний гибрид) 7-8 листьев 30 10 54
Сорго-суданковый гибрид 5-7 листьев 30 10 40
Суданская трава 5-7 листьев 30 10 30
Брюква 8-10 листьев 43 13 60
Столовая свекла 4-6 листьев 22 5 27
Морковь 8-10 листьев 32 12 48
Лук репчатый 6-8 листьев 17 8 34
Редис 3-4 лист 10 3 7
Картофель бутонизация 25 10 50
Прогнозирование качества растениеводческой продукции. Изучив влияние удобрений на химизм почвы и растительных организмов, можно целенаправленно изменять качество урожая. Математическая обработка полученных данных показала, что существует корреляция между содержанием нитратного азота в органе-индикаторе растений и целых растениях
в период уборки. Это позволяет на ранних этапах онтогенеза прогнозировать содержание нитратов в растениях к периоду уборки кукурузы с помощью уравнений (8, 9): У1 = 112 + 2,2х, г = 0,83, (8)
У2 = 180 + 3,8х, г = 0,88, (9)
где У1 и У2, - содержание нитратов в зелёной массе в фазу цветения початка (У1) и восковой спелости зерна (У2,), мг/кг;
х - содержание нитратного азота в органе-индикаторе в фазу 8-10 листьев, мг/100г.
Для суданской травы используются уравнения (10-12):
У1 = 346 + 3,8х1, г = 0,79, (10)
У2 = 142 + 16,7х2, г = 0,80, (11)
У3 = 225 + 9,0х1, г = 0,73; (12)
для сорго-суданкового гибрида (уравнения 13 - 15):
У1 = 428 + 0,9*1, г = 0,69, (13)
У2 = 214 + 5,9х2, г = 0,74, (14)
У3 = 264 + 3,8х1, г = 0,84, (15)
где У1, У2, У3 - содержание нитратов в зелёной массе в период уборки в фазу начала выметывания метелок основного укоса (У1), отавы (У2), и в фазу молочно-восковой спелости зерна (У3), мг/кг; х1 и х2 содержание нитратного азота в органе-индикаторе в фазу 5-7 листьев основного укоса (х1) и отавы (х2), мг/100 г.
Ранний прогноз содержания нитратов в надземной массе урожая кормовых культур в период уборки подтвердился фактическими данными. Ошибка прогноза содержания нитратов в корме за период исследований в 90% случаев не превышала 12 %, следовательно, выявленные закономерности и полученные математические уравнения можно использовать в практических целях.
Анализ полученных нами данных подтверждает тесную связь содержания протеина в урожае кормовых культур с дозами азотных удобрений. Установлены связи между дозами азотных удобрений и содержанием протеина в растениях к периоду уборки при содержании в слое почвы 0-30 см N-N03 от низкого до оптимального уровня, которые выражаются уравнениями регрессии (табл. 10).
Также установлена зависимость содержания протеина (У) от концентрации нитратного азота в почве перед посевом (сорговые культуры) и в фазу 8-10 листьев (кукуруза) в области от низкого до оптимального уровня, с помощью полученных уравнений регрессии можно с достаточной степенью вероятности прогнозировать содержание протеина в урожае по уравнениям. С повышением содержания N-N03 в почве на 10 мг/кг увеличивается содержание протеина в урожае зеленой массы суданской травы на 0,7-1,9, сорго-суданкового гибрида и кукурузы на 0,15-0,20 %, т е. с точки зрения обеспеченности протеином зеленой массы суданская трава более отзывчива на улучшение азотного питания. Но, безусловно, наиболее эффективно влияет концентрация нитратного азота почвы на содержание протеина в зерне кукурузы (3,0% на каждый 10 мг N-N03).
Таблица 10
Связь содержания протеина в период уборки в растениях кормовых культур (У, %) с
азотом удобрений и почвы (х)
Фаза уборки Дозы азотных удобрений (х), кг/га Содержание нитратного азота в почве(х), мг/кг*
Уравнение регрессии г Уравнение регрессии г
Кукуруза (раннеспелый гибрид), зеленая масса
Молочно-восковая спелость У = 8,58 + 0,006 х, 0,76 У=8,42+0,015х, 0,76
Кукуруза (раннеспелый гибрид), зерно
Молочно-восковая спелость У = 5,42+0,0013х, 0,80 У=8,94+0,3х, 0,91
Суданская трава, зеленая масса
Начало выметывания метелок: основной укос У=10,63+0,0144 х, 0,92 У=7,13+0,19х, 0,89
отава У=10,06+0,0168х, 0,89 У=8,94+0,11х, 0,91
Молочно-восковая спелость У=7,63+0,0088 х, 0,86 У=6,19+0,07х, 0,85
Сорго-суданковый гибрид, зеленая масса
Начало выметывания метелок: основной укос У=12,94+0,008х, 0,80 У=12,13+0,02 х, 0,77
отава У=13,00+0,013х, 0,84 - -
Молочно-восковая спелость У=7,81+0,007х; 0,82 У=7,94+0,015х. 0,79
Содержание нитратного азота в почве (2%-ная СН3СООН вытяжка) перед посевом (сорговые культуры) и в фазу 8-10 листьев (кукуруза)
Разработанные параметры режима минерального питания культур системы «ПРОД» позволяет создать гибкую систему удобрения полей для получения максимально возможных и экономически выгодных урожаев.
Ссылки на источники
1. Бобренко Е.Г. Агрономическая эффективность применения удобрений под редис в зависимости от сорта / Е.Г. Бобренко // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2001. - № 4.
2. Бобренко Е.Г. Влияние сорта и удобрений на структуру урожая редиса / Е.Г. Бобренко, И.А. Бобренко // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2002. - № 3. - С. 10 -13.
3. Бобренко Е.Г. Влияние удобрений на урожайность и накопление нитратов растениями различных сортов редиса / Е.Г. Бобренко // Омский научный вестник. - 2000. - № 12. - С. 127-128.
4. Бобренко Е.Г. Вынос и потребление элементов питания растениями различных сортов редиса в зависимости от удобрений / Е.Г. Бобренко // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2001. - № 1. - С. 10-15.
5. Бобренко Е.Г. Диагностика минерального питания, величины и качества урожая различных сортов и гибридов редиса в условиях Западной Сибири: Дис.....канд. с.-х. наук: /
Е.Г. Бобренко.- Омск, 2001. - 229 с.
6. Бобренко И.А. Агрономическая и биоэнергетическая эффективность применения удобрений под сорговые культуры в условиях Западной Сибири / И.А. Бобренко // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 1997. - № 2. - С. 25-28.
7. Бобренко И.А. Диагностика минерального питания, величины и качества урожая сорго-вых культур на чернозёмах Западной Сибири: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук / И.А. Бобренко. - Омск, 1997. - 17 с.
8. Бобренко И.А. Оптимизация минерального питания кормовых, овощных культур и картофеля на черноземах Западной Сибири: дис. ... доктора с.-х. наук: 06.01.04 / И.А. Боб-ренко. - Омск, 2004. - 446 с.
9. Бобренко И.А. Почвенная диагностика потребности культурных растений в удобрениях / И.А. Бобренко // Теоретические и прикладные вопросы науки и образования: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции: Тамбов, 30 июля 2016 г.: ч. 1. - 2016. - С. 24-26.
10. Бобренко И.А. Эффективность минеральных удобрений при возделывании различных гибридов кукурузы на зеленую массу на обыкновенном черноземе Казахстана / И.А. Боб-ренко, Э.Е. Кантарбаева // Омский научный вестник. - 2014. - №2(134) - С.151-154.
11. Бобренко И.А. Эффективность применения минеральных удобрений при возделывании гибридов кукурузы в условиях Северного Казахстана / И.А. Бобренко, В.М. Красницкий, Э.Е. Кантарбаева // Плодородие. - 2014. - №5 - С.16-17.
12. Вынос элементов питания урожаем в условиях черноземов Омского Прииртышья / И.А. Бобренко, Л.М. Лихоманова, Н.К. Трубина, Е.Г. Бобренко // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2004. - №3. - С. 29-36.
13. Ермохин Ю.И. Влияние удобрений и сорта на продуктивность картофеля в Омском Прииртышье / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко, В.П. Кормин // Сельское хозяйство Сибири. -2003. - №5. - С. 18-19.
14. Ермохин Ю.И. Диагностика минерального питания и качества столовой свеклы / Ю. И. Ермохин, Л. М. Лихоманова // Картофель и овощи. - 1980. - № 7. - С. 25 - 26.
15. Ермохин Ю.И. Диагностика минерального питания различных сортов и гибридов редиса / Ю.И. Ермохин, Е.Г. Бобренко, И.А. Бобренко // Агрохимия. - 2004. - №5. - С.14-20.
16. Ермохин Ю.И. Диагностика минерального питания, величины и качества урожая суданской травы в условиях Западной Сибири / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко // Агрохимия. -1999. - № 7. - С. 45-50.
17. Ермохин Ю.И. Динамика накопления доступного азота почвы под кукурузой и его использование при расчете доз удобрений / Ю.И. Ермохин, М.А. Склярова // Плодородие. -2010. - № 5. - С. 23-26.
18. Ермохин Ю.И. Кукуруза на зерно в Сибири / Ю.И. Ермохин, М.А. Склярова // Плодородие. - 2007. - № 3. - С. 32.
19. Ермохин Ю.И. Микроэлементный состав овощных культур и картофеля в условиях Омского Прииртышья / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко, Л.М. Лихоманова // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2003. - №3. - С.33-35.
20. Ермохин Ю.И. Оптимизация минерального питания и качества урожая картофеля и овощных культур: дис. ... д-ра с.-х. наук: 06.01.04. - Омск, 1983. - 437 с.
21. Ермохин Ю.И. Оптимизация минерального питания кормовых, овощных культур и картофеля на основе системы «ПРОД» / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2004. - №3. - С.43-55 .
22. Ермохин Ю.И. Оптимизация минерального питания сельскохозяйственных культур (на основе системы «ПРОД»): монография / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко. - Омск: Изд-во ФГОУ ВПО «ОмГАУ», 2005. - 284 с.
23. Ермохин Ю.И. Оптимизация минерального питания сорговых культур: монография / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко. - Омск: Изд-во ОмГАУ, 2000. - 118 с.
24. Ермохин Ю.И. Оптимизация питания и эффективность применения цинковых удобрений под кукурузу на зерно в условиях лесостепи Омской области / Ю.И. Ермохин, М.А. Склярова // Вестник Бурятской ГСХА им. В.Р. Филиппова. - Улан-Удэ, 2007. - Вып. ГУ(9). - С. 39-45.
25. Ермохин Ю.И. Особенности накопления тяжелых металлов растениями сорго-суданкового гибрида при внесении минеральных удобрений / Ю.И. Ермохин, И.А. Боб-ренко // Доклады РАСХН. - 2000. -№ 6. - С. 33-34.
26. Ермохин Ю.И. Особенности химического состава кормовых и овощных культур в условиях Западной Сибири / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко // Омский научный вестник. -
2003. - №3. - С. 180-182.
27. Ермохин Ю.И. Сортовая диагностика минерального питания редиса: монография / Ю.И. Ермохин, Е.Г. Бобренко, И.А. Бобренко. - Омск: Изд-во ОмГАУ, 2004. - 108 с.
28. Ермохин Ю.И. Сортовые особенности продуктивности и качества редиса при использовании удобрений / Ю.И. Ермохин, Е.Г. Бобренко, И.А. Бобренко // Доклады РАСХН. -
2004. - № 5. - С. 12-14.
29. Ермохин Ю.И. Влияние расчетных доз удобрений на продуктивность кормовых культур в условиях Западной Сибири / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко, В.М. Красницкий // Плодородие. - 2004. - №3. - С.7-11.
30. Ермохин Ю.И. Почвенная диагностика потребности сельскохозяйственных культур в удобрениях / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко, В.М. Красницкий // Плодородие. - 2004. -№1. - С.4-7.
31. Лихоманова Л.М. Диагностика минерального питания, эффективности применения удобрений и качества корнеплодов столовой свеклы: Дис. ... канд. с.-х. наук / Л. М. Лихоманова. - Омск, 1986. - 214 с.
32. Лихоманова Л.М. Нитраты в овощной продукции открытого грунта / Л.М. Лихоманова, Н.К. Трубина // Роль России и Сибири в развитии экологии на пороге XXI века: Материалы Международной конференции. - Омск, 1997. - С. 164-165.
33. Орлова Э. Д. Содержание бора в растениях и урожай столовой свеклы в зависимости от условий питания / Э. Д. Орлова, Ю. И. Ермохин, Л. М. Лихоманова // Агрохимия. - 1980. - № 1. - С. 72 - 79.
34. Склярова М.А. Диагностика и оптимизация цинкового питания кукурузы на зерно на лу-гово-черноземной почве Западной Сибири: дис. ... канд. с.-х. наук / М.А. Склярова. -Омск, 2008. - 175 с.
35. Склярова М.А. Эффективность различных приемов применения цинка под кукурузу на лугово-черноземной почве Омской области / М.А. Склярова // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2014. - №1 (13). - С. 28-31.
36. Трубина Н.К. Диагностика условий минерального питания лука репчатого: автореф. дис. ... канд. с. -х. наук / Н.К. Трубина. - Омск: ОмСХИ. - 1993. - 16 с.
Yuri Yermokhin
Doctor of Agricultural Sciences, Professor FSBEI HE Omsk SA U, Omsk
Igor Bobrenko
Doctor of Agricultural Sciences, Associate Professor FSBEI HE Omsk SA U, Omsk
The system of soil-plant operational diagnostics of mineral nutrition
crops
Abstract. The article presents the system of soil-plant diagnose of agricultural crops. Field and laboratory research, using mathematical methods, identified the normative parameters of the elemental composition of soil and plants. Use in the manufacture of agrochemical recommended standard for the indicators and formulae for calculating the doses of fertilizers for the main application will allow you to get the maximum economically reasonable crop of good quality and does not pollute the environment.
Keywords. Diagnostics of power, crops, fertilizer, dose.
