CC BY
55
ПЛОДОРОДИЕ
УДК 633.11"324":631.816
Удобрение озимой пшеницы и метод функциональной диагностики питания растений
И.И. ГУРЕЕВ, доктор технических наук
Всероссийский НИИ земледелия и защиты почв от эрозии E-mail: [email protected]
Рассказано о методе функциональной диагностики, позволяющем провести подкормку пшеницы в соответствии с потребностями растений в питательных веществах.
Ключевые слова: питание растений, подкормка, удобрения, фаза развития.
Получение высоких урожаев качественного зерна озимой пшеницы возможно только на базе интенсивной технологии, предусматривающей комплексный подход к использованию средств химизации, в том числе - минеральных удобрений.
В начальный период развития растений их необходимо в полной мере обеспечить фосфорно-калий-ным питанием. Это способствует формированию мощной корневой системы, накоплению в клетках сахаров и других пластических веществ, приобретению устойчивости к неблагоприятным погодным условиям и возбудителям болезней. Недостаток фосфора и калия на начальных этапах развития озимой пшеницы невозможно восполнить внесением их в более поздние фазы.
Что касается азота, то достаточные его запасы в начале вегетации культуры не всегда приводят к ожидаемым последствиям. Обильное азотное питание активизирует прирост надземной массы, опережающей раз-о витие корневой системы, вследствие ® чего формируется крупноклеточная «¡г структура ткани, образуется большое z число непродуктивных стеблей, че-ш рез которые свет плохо проникает в g нижние ярусы посевов. Вследствие ■з этого неэффективно расходуются s влага и питательные вещества, раз-
§ виваются болезни. m
IV
Вот почему всю дозу фосфорно-калийного удобрения нужно вносить до посева озимой пшеницы, а азот -в период весенне-летней вегетации. Сроки и дозы азотных подкормок должны способствовать росту корневой системы в глубину и не вызывать избыточной густоты растений.
Для нормального развития озимой пшеницы в осенний период достаточно содержания 9-12 кг/га азота в пахотном слое почвы. Такое его количество имеется практически после всех предшественников [1], что исключает необходимость внесения азотного удобрения осенью. Осеннее внесение азотного удобрения под озимую пшеницу целесообразно лишь в следующих случаях:
- на легких по механическому составу почвах с низким содержанием гумуса,
- при отсутствии в хозяйстве органически удобрений,
- при разрушенной структуре пахотного слоя;
- при изреженности посевов;
- при заделке в почву соломы предшественника без азотного удобрения.
Подкормки азотом должны быть тесно увязаны с текущими потребностями культуры в азотном питании. Дату подкормок определяют не календарные сроки, а фазы развития культуры. Только тогда внесенный азот используется наиболее эффективно. По известным рекомендациям [2] подкормки азотом озимой пшеницы проводят в соответствии с «пиками» его потребления культурой (рис. 1). Количество подкормок устанавливают в достаточно широком диапазоне (от трех до шести).
Определить потребность растений в питании можно с помощью листовой химической диагностики, направленной на определение химического состава растения. Но в силу вариабельности почвенно-климатических условий факт накопления в растении элемента питания еще не является свидетельством его необходимости для развития растения.
Альтернативой листовой химической диагностике служит принципиально новый метод функциональной диагностики питания растений по фотохимической активности хлоропла-стов, позволяющий оценивать не содержание какого-то элемента в растении, а потребности растения в нем.
Puc. I. Потребление азота озимой пшеницей
Этап 1 Этап 2
Этап 3
ш
1,2
0,8
0,6
и;
I
О)
с; ю
о си
■=„ s
0.4
0,2
О
00 07 10-13 21 25 29 30 31 32 37 39 49 51 59 Фазы развития культуры
— Скорость потребления азота --Ускорение потребления азота
Рис. 2. Динамика потребления азота озимой пшеницей
Сущность нового метода состоит в следующем. Из средней пробы листьев диагностируемых растений готовят суспензию хлоропластов и определяют ее фотохимическую активность (контроль). Затем в суспензию вносят испытываемый элемент в определенной концентрации, вновь устанавливают фотохимическую активность суспензии и сравнивают с контролем. По степени превышения (понижения) фотохимической активности хлоропластов над контролем судят о величине потребности(избытка) испытываемого элемента в растении. Отсутствие различия в фотохимической активности хлоропластов для сравниваемых вариантов свидетельствует об оптимальной концентрации данного элемента в питательной среде. Аналогично оценивают все макро- и микроэлементы питания, в которых культура может испытывать потребность.
ОАО «Буйский химический завод» в содружестве с российскими учеными создал уникальную портативную лабораторию функциональной диагностики «Аквадонис», позволяющую проводить экспресс-диагностику растений как в стационарных, так и полевых условиях. Посредством портативной лаборатории с высокой точностью определяют потребность культуры в макро- и микроэлементах питания, подбирают необходимую марку и количество необходимого удобрения для некорневых подкормок.
Сроки диагностики потребности растений в любом элементе питания (в том числе и в азотном), как и сами подкормки, не могут носить произвольный характер, они должны иметь научное обоснование. Для установления регламента диагностических действий и последующих подкормок необходима углубленная информация по динамике потребления азота культурой. «Пики» же на кривой потребления азота (см. рис. I) выражены слабо, что затрудняет объективное установление регламента подкормок культуры.
С целью повышения информативности кривую потребления азота формализуем, аппроксимируя ее с высокой точностью (0,999) полиномом шестой степени:
N = -0,791Г1+4,118Г>-7,46Р+5,47Р-1,26Р+0,375Ь
где N - потребление азота озимой пшеницей; t - фазы развития культуры (время).
Дважды дифференцируя полученную зависимость по времени,
получим вначале скорость СХ/Са-4,75^+20,56^-29,86Р+ 16,412 2,52t+0,37, а затем ускорение сРХ/СР=-23,74Г4+82,24Р-89,58Р+32,8П-2,52 потребления азота озимой пшеницей по фазам развития.
Приведенные выражения представлены графически на рисунке 2. Величина азота, усвояемого культурой в единицу времени, определяется по кривой скорости СХ/Л, а темпы нарастания скорости усвоения азота - по кривой ускорения С2Х/С2.
По характеру кривой СХ/С процесс вегетации озимой пшеницы можно подразделить на пять выделяющихся этапов, которые являются определяющими при назначении диагностических действий и подкормок. Из них два этапа соответствуют нарастанию скорости потребления азота (положительное значение ускорения) и три этапа - когда скорость потребления азота снижается (ускорение отрицательно).
Этап I. Внутренние ресурсы семени, за счет которых первоначально осуществляется жизнедеятельность
ростка, от начала прорастания постепенно расходуются, и скорость потребления азота замедляется.
Этап 2. После того, как кончик ко-леоптиле выйдет на поверхность поля (фаза 07), процесс фотосинтеза активизируется, и величина dN/dt начинает нарастать, достигая своего первого максимума в фазах 21-2S (появление боковых побегов - основное кущение).
Этап 3. Затем наблюдается плавный спад скорости потребления азота, достигая абсолютного минимума в фазах 31-32 (от появления над поверхностью поля первого узла до прощупывания второго узла).
Этап 4. Скорость потребления азота интенсивно нарастает до абсолютного максимума в фазах 49-51 " (первые ости - видимые колоски | соцветия). g
Этап 5. После прохождения 51-й | фазы процесс вегетации растений s завершается, и скорость потребле- z ния азота резко падает до нулевого R значения. N
Обратный возврат к интегральной §
W
УДК 633.11"324":631.86
Применение биологических препаратов на яровой пшенице
кривой потребления азота позволяет установить количественные показатели потребления. За время прохождения первого этапа культура потребляет лишь 3 % азота. Дальнейшее развитие растений на втором, третьем и четвертом этапах сопряжено с возрастающим потреблением соответственно 20, 22 и 34 % азота. Завершающему вегетацию пятому этапу соответствует потребление 21 % азота.
Максимальное ускорение (темпы нарастания скорости потребления азота) соответствует фазам 10 -13 и 39.
Таким образом, потребность озимой пшеницы в макро- и микроэлементах питания с высокой точностью определяют по фотохимической активности хлоропластов, используя лабораторию функциональной диагностики. Регламент диагностических действий и последующих подкормок азотом устанавливают по формализованным зависимостям от времени потребления, скорости и ускорения потребления элемента озимой пшеницей.
Литература
1. Интенсивная технология производства озимой пшеницы/Сост. Ю.А. Никитин, П.Н. Бурченко, К.С. Орманджи. -М.: Россельхозиздат, 1988. - 303 с.
2. Евсеева Р.П. Как выращивать озимые зерновые //Журнал по современному ведению сельского хозяйства «Супе-рагро»: Специальный выпуск. - 1992.
Fertilization of winter wheat and functional diagnostic method of plants nutrition
I.I. Gureev
Functional diagnostic method, which
allows top-dress wheat accordingly to
© requirements of plants in nutrients, is
® presented.
Keywords: plant nutrition, top-dressing,
z fertilizers, development stage.
tv s
e;
tu to
20
C.H. НИКИТИН, кандидат сельскохозяйственных наук А.В. ОРЛОВ
Ульяновский НИИ сельского хозяйства
E-mail: [email protected]
Исследования показали, что внесение биопрепаратов, а также инокуляция ими семян повышали урожайность и качество зерна озимой пшеницы.
Ключевые слова: биологические препараты, яровая пшеница, инокуляция, урожайность.
Возможность искусственного внесения в агроценоз определенных организмов для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур привлекает внимание ученых многих стран [1-7]. Выполнены многочисленные исследования по интродукции в почву специально отобранных бактериальных штаммов, положительно влияющих на растения; препараты на их основе применяются в производстве.
На опытном поле Ульяновского НИИСХ в 2000-2002 гг. мы изучали влияние бактериальных препаратов и их сочетаний на урожайность и качество зерна яровой пшеницы (сорт ZI-S03). Схема первого опыта представлена в таблице 1. Биологические удобрения вносили в почву из расчета: Азотовит и Бактофосфин -0,2 л/га, АПМ - 1 л/га непосредственно перед предпосевной культивацией ранцевым опрыскивателем с нормой расхода рабочего раствора 300 л/га. Площадь учетной делянки 82,8 м2, повторность четырехкратная.
Целью второго опыта, варианты которого даны в таблице 2, стало изучение влияния минеральных удобрений, инокуляции семян яровой пшеницы бактериальными препаратами и ЖУСС-2 на урожайность и качество зерна. Минеральные удобрения (аммиачную селитру, двойной гранулированный суперфосфат, хлористый калий) вносили под предпосевную культивацию. Обработку семян бактериальными препаратами Азотовит и Бактофос-фин (0,8 л/т) и препаратом ЖуСС-2 (2 л/т) проводили за 1-2 дн. до сева. Повторность опыта четырехкратная. Учетная площадь делянок 42 м2.
Азотовит представляет собой экологически безопасный биологический препарат, полученный на основе почвенных азотфиксирую-щих микроорганизмов Azotobacter chroococum с добавками. Он позволяет фиксировать азот атмосферы, продуцировать антибиотические вещества, подавляющие развитие фитопатогенной микрофлоры, и синтезировать ростстимулирующие вещества.
Бактофосфин - экологически безопасное бактериальное удобрение, способствующее мобилизации нерастворимых соединений фосфора в почве. Основная функция бактерий, содержащихся в препарате, - разложение фосфора (органического и минерального), недоступного для растений, до легкоусвояемой формы.
АПМ (активатор почвенной микрофлоры) - экологически безопасный бактериальный препарат, регулятор роста растений, действие которого основано на способности содержащихся в нем ростстимулирующих веществ повышать урожайность и устойчивость растений к различным заболеваниям.
ЖУСС-2 (жидкий удобрительно-стимулирующий состав) - концентрированные водорастворимые хе-латные микроудобрительные вещества, в которых микроэлементы (медь и молибден) образуют комплексные соединения с органическими лигандами.
Организация полевых опытов, проведение наблюдений, лабораторных анализов осуществлялись по общепринятым методикам и соответствующим ГОСТам. Статистическую обработку результатов полевых опытов проводили на компьютере с использованием программы AGROS.
Почва опытного участка - чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый на желто-бурой карбонатной глине. Содержание гумуса - S,6S %, общего азота - 0,26 %, валового фосфора - 0,078 %, P2O5 и К2О (по Чирикову) - 21,S и 10,3 мг/100 г почвы, рН - 6,6.
По фазам развития потребность зерновых культур в питательных веществах различна: в начале роста -невысокая, от кущения до колоше-
