CC BY
74
______________________________________
ПРОБЛЕМЫ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ РАСТЕНИЙ____
ВЛИЯНИЕ АЗОТНЫХ ПОДКОРМОК НА СОДЕРЖАНИЕ АЗОТА В ПОЧВЕ И РАСТЕНИЯХ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
Б.И. Сандухадзе, Б.П. Лобода, Д.Ф. Асхадуллин, Е.В. Журавлева
НИИСХЦентральных районов Нечерноземной зоны
Основатель отечественной агрохимии Д.Н. Прянишников указывал, что степень обеспечения сельскохозяйственных культур азотом - главное условие, определяющее среднюю величину урожая в различные эпохи. Этот тезис продолжает оставаться актуальным и в настоящее время, особенно в зоне бедных органическим веществом дерново-подзолистых почв, где азот был, есть и всегда будет важнейшим элементом питания растений. В составе сухого вещества растений доля азота невысокая - от 1 до 5 %. Однако даже такое небольшое его содержание играет важную роль в жизни растений.
Основными источниками азотного питания растений служат соли аммония и азотной кислоты (нитраты). Недостаток азота приводит к слабому кущению, уменьшению листовой поверхности, снижению числа и массы зерен в колосе, содержания белка и клейковины в зерне, что ухудшает его технологические свойства и хлебопекарные качества.
Динамику минерального азота в почве и сортовые особенности потребления его растениями изучали в 2003-2005 гг. в полевом опыте на 11 сортах озимой пшеницы при проведении разовых азотных подкормок в период весеннего кущения.
По данным О.В. Церлинг (1990 г.), оптимальное количество азота в растениях при осеннем кущении озимой пшеницы должно составлять 2,05-3,0 %, а при весеннем -5,0-5,4 %. В период трубкования в надземной части его оптимальное содержание должно составлять 3,2-4 %, в
период колошения - цветения оно снижается до 3 и 2 %.
Динамика минерального азота в почве ежегодно имела свои особенности несмотря на то, что посевы размещали по чистым парам. В этой связи приводим показатели минерального азота в почве по годам исследований (табл. 1).
В 2003 г. в почвах, где подкормку не применяли, содержание нитратов весь вегетационный период было очень низкое (10-12 кг/га). Подкормки N50 и N^0 повышали содержание №ЫОз в почве до 20 и 30 кг/га и только в период выхода в трубку и колошения. В 2004 г. после перезимовки количество нитратного азота в почве было крайне низким, а аммиачного - достигало 25-30 кг/га. Подкормки N,50 повышали в период кущения и трубкования запасы минерального азота в почве на 30-35 кг/га. При внесении в подкормку N^0 запасы азота в пахотном слое увеличивались при кущении и трубко-вании на 50-110 кг/га, а при колошении только на 40-45 кг/га. Наблюдается, что разовые внесения ^20 создавало в период кущения высокое содержание азота, а при колошении в почве снова возникал его недостаток. Это свидетельствует в пользу дробного внесения высоких доз азотных подкормок.
В 2005 г. на протяжении всей вегетации содержание минерального азота в пахотном слое было низким (20-30 кг/га), что почти в 3 раза ниже оптимальной обеспеченности. В условиях влажного и прохладного лета процессы нитрификации протекали слабо и нитратный азот почвы и аммиачной селитры после подкормки вымывался из почвы.
1. Динамика минерального азота в дерново-подзолистой почве под озимой пшеницей, мг/кг
Период вегетации Глубина, см Без подкормки Подкормка N60 Подкормка N¡20
N03 1 МН4 N03 1 МН4 N03 1 МН4
2003 г.
Выход в трубку 0-20 3,7 - 7,2 - 10,5 -
20-40 3,5 - 5,5 - 5,4 -
Колошение 0-20 2,7 - 5,3 - 7,8 -
20-40 2,5 - 2,5 - 9,5 -
Восковая спелость 0-20 3,3 - 3,5 - 4,2 -
20-40 3,5 - 3,9 - 4,2 -
2004 г.
Кущение 0-20 0,2 9,4 9,0 10,0 25,3 22,1
20-40 3,5 9,0 2,4 12,3 10,0 10,4
Выход в трубку 0-20 0,5 8,5 5,7 13,5 28,5 11,1
20-40 0,3 8,9 0,8 8,9 8,5 10,2
Колошение 0-20 0,9 7,7 0,9 5,2 12,2 12,2
20-40 0,9 5,5 0,5 5,5 5,5 8,0
2005 г.
Кущение 0-20 2,5 3,5 1,9 3,5 2,8 3,7
20-40 1,8 2,9 1,7 3,5 4,1 2,3
Выход в трубку 0-20 0,2 5,1 0,1 4,4 0,4 5,5
20-40 0,3 5,5 0,1 5,1 0,1 4,8
Колошение 0-20 1,9 7,1 1,4 7,2 2,4 5,5
20-40 0,9 3,0 0,5 3,9 0,8 12,4
Молочно-восковая спелость 0-20 1,7 5,0 0,8 5,1 2,4 5,9
20-40 1,4 7,3 0,7 5,3 1,9 5,5
Полная спелость 0-20 1,5 4,0 0,9 2,5 1,4 4,0
20-40 0,8 4,1 1,9 3,7 1,0 2,7
Нитратный азот, внесенный в подкормку удобрения, полностью использовался озимой пшеницей и тенденция к его накоплению в почве отмечалась только при внесении N^0 в период колошения и молочно-восковой спелости. Аммиачный азот селитры не полностью использовался растениями и после подкормки до молочно-восковой спелости частично до 20-25 кг/га накапливался в слое 040 см. В эти периоды количество аммонийного азота в пахотном слое повышалось в 2 раза от 3,5 мг/кг до 6,1-7,2 мг/кг. К моменту полной спелости зерна содержание в почве N - N1^ снижалось до исходного количества и было в 2 раза выше, чем содержание азота нитратов. Это позволяет утверждать, что во влажные годы процессы минерализации органического вещества почв подавлены, и растения полностью используют азот минеральных удобрений даже при внесении ^20 в разовую подкормку.
Изучение сортовых особенностей потребления азота озимой пшеницей показало, что на дерново-подзолистых почвах Московского региона в период весеннего кущения без применения подкормки содержание общего азота в растениях очень низкое и составляет по сортам от 1,8 до 2,4 % (табл. 2).
После проведения азотных подкормок в весеннее кущение растения различных сортов по-разному потребляли азот. Сильно отзывались на подкормки Немчиновская 24, Инна, Московская 39, Галина, Памяти Федина и Заря. Менее отзывчивыми на подкормки были Мироновская 808, Эритроспермум 917, ППГ 599. Однако оптимального содержания азота (5,0-5,4 % в весеннее кущение) даже после подкормок в растениях не достигалось. После подкормки ^20 только у сортов Инна и Немчиновская 24 оно было более 4 %, а у остальных составляло в среднем 70 % нормы.
В период выхода в трубку поступление азота в не-подкормленные растения было очень низким (<2%) и колебалось по сортам от 1,62 до 2,28 %. Лучше его потребляли Немчиновская 24, Памяти Федина и Московская 39. В подкормленных азотом растениях его содержание значительно повышалось (при N<50 - на 20-25 %, а ^20 - на 40-50 % и достигало 2,5-3,0 %). Однако только у растений сорта Памяти Федина при N^0 достигалось оптимальное содержание азота.
В период колошения потребление азота растениями всех сортов было низким (менее 2 %). Оптимальное его потребление не отмечалось ни одним сортом. В этот период влияние подкормки Ни отмечалось только на сортах Немчиновская 24, Галина, Инна, Памяти Федина и Московская 39. При этом разовое внесение N^0 в подкормку тоже не создавало оптимального содержания азота в растениях. Лучшими сортами были Немчиновская 24 и Памяти Федина (1,9 %). Однако такое потребление азота было на 25 % меньше оптимального.
В период молочно-восковой спелости влияние азотных подкормок на увеличение поступления азота в растения отмечалось на сортах Галина, Памяти Федина и Инна.
Таким образом, разовые подкормки азотом по-разному влияли на потребление его различными сортами озимой пшеницы. Одни сорта лучше потребляли азот в кущение, другие в трубкование. Во влажные годы потребление азота растениями снижалось.
Одна из основных причин недостаточного потребления азота растениями - недостаток тепла в регионе. Оптимальная температура воздуха для поглощения азота и фосфора для зерновых составляет 23-25 оС. При более низких температурах поглощение корневой системой со-
2. Динамика потребления азота различными сортами озимой пшеницы
Сорт Подкормка N кг/га д.в. Содержание N % на с.в.
кущение выход в трубку колошение молочно-восковая спелость
Эритроспермум 917 0 2,36 1,93 1,19 1,29
60 2,40 2,36 1,30 1,08
120 3,08 2,75 1,46 1,16
ППГ 599 0 1,95 1,91 1,10 1,23
60 2,41 2,28 1,31 1,16
120 3,87 3,01 1,74 1,18
Мироновская 808 0 2,20 1,94 1,23 1,22
60 2,34 2,22 1,25 1,21
120 3,27 2,56 1,66 1,22
Заря 0 1,97 1,83 1,28 1,34
60 2,85 2,57 1,33 1,26
120 3,70 3,04 1,47 1,27
Московская 39 0 1,98 1,99 1,48 1,36
60 2,65 2,33 1,43 1,41
120 3,59 2,91 1,72 1,31
Московская 56 0 1,83 1,73 1,18 1,41
60 2,75 2,06 1,15 1,34
120 3,69 2,76 1,76 1,43
Эритроспермум 257/01 0 2,08 1,62 1,13 1,42
60 2,69 2,85 1,46 1,30
120 3,47 2,92 1,76 1,48
Памяти Федина 0 2,25 2,02 1,02 1,38
60 2,78 2,54 1,32 1,35
120 3,54 3,17 1,91 1,53
Инна 0 2,21 2,04 1,28 1,36
60 2,40 2,54 1,38 1,25
120 4,28 3,09 1,75 1,44
Немчиновская 24 0 2,05 2,28 1,37 1,46
60 3,15 2,98 1,59 1,47
120 4,02 3,21 1,89 1,46
Галина 0 2,23 1,88 1,28 1,36
60 2,52 2,50 1,35 1,23
120 3,66 3,05 1,73 1,68
лей этих элементов значительно снижается. В условиях НИИСХ ЦРНЗ среднемесячные температуры значительно ниже оптимальных и составляют в апреле 4,3 оС, мае
- 12,2, июне - 16,3 и июле - 17,7 оС.
Второй причиной недостаточного потребления азота растениями в период трубкования - колошения стало разовое внесение высоких доз азота (120 кг д.в.). На это косвенно указывает тот факт, что от подкормки N60 содержание азота в растениях не повышалось. Аналогичная закономерность наблюдалась и при разовой подкормке N^0, влияние от которой на растение отмечалось при кущении и выходе в трубку.
Таким образом, региональные и сезонные почвенноклиматические условия ежегодно создают крайне нестабильную динамику минерального азота в почве в период вегетации. Разовое внесение Ы60 и Ы120 не создает в почве оптимального его содержания, особенно во влажные годы. В почве, как правило, не обнаруживается весь
азот, который вносят с удобрениями. В этой связи не следует пренебрегать рекомендациями о том, что после поверхностного внесения аммиачную селитру необходимо заделывать в почву в процессе боронования посевов озимых. Это снизит потери азота из удобрений на смыв, вымывание и испарения аммония в атмосферу.
Вместе с тем, высокие уровни урожайности и качества зерна в опытах не могут быть достигнуты при низком потреблении азота растениями. Однако в наших опытах была получена высокая урожайность (7,58-7,88 т/га) с прибавкой до 70-92 % от азотной подкормки в сочетании с высоким качеством зерна (белок - 13,6-16,7 % с прибавкой от подкормки до 2%). Это указывает, что существующие нормативы потребления питательных веществ для озимой пшеницы устарели и нуждаются в уточнении, так как разработаны 30-35 лет назад (1970-1980 гг.) без учета региональных почвенноклиматических условий на сортах.
ОПТИМИЗАЦИЯ ПИТАНИЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ГЕРМАНИИ И КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
В.И. Брысозовский, И.И. Брысозовский
Калининградский государственный технический университет
Для обеспечения нормального питания человека хлебопродуктами и продуктами животноводства требуется производить 0,7-1 т продовольственного и фуражного зерна (Дуданов, 1998). Если в США этот показатель в 1990 г. достигает 1160 кг/чел., Дании в 1993 г. - 1581 кг, Канаде в 1993 г. - 1784 кг, то в России он упал с 769 кг в 1970 г. до 330 кг/чел. в 1998 г. В 2002 г. этот показатель вырос до 597 кг/чел., но при экспорте в 18,7 млн. т фактически составил 468 кг/чел., что не покрывает внутренних потребностей страны в продовольствии. По данным Е. С Шершнева, В.Ф. Мищенко, В.Г. Ларионова (1999), уже в первой половине 90-х годов ХХ века в России импортные продукты питания составили 30%, а в больших городах -70-80%. Для удовлетворения внутренних потребностей страны и обеспечения продовольственной безопасности необходимо наращивать производство зерна.
Проблема повышения урожайности и качества зерна озимой пшеницы для Калининградской области весьма актуальна. Урожайность озимой пшеницы остается очень низкой: 1990 г. - 3,00 т/га, 1998 г. - 1,53 т/га, 2002 г. - 2,33 т/га, 2003 г. - 2,49 т/га. В соседних странах, имеющих сходные почвенно-климатические условия, урожайность зерновых значительно выше.
Например, в Германии (земля Шлесвих-Хольштайн) имеет очень сходные с Калининградской областью климатические условия. Урожайность озимой пшеницы в среднем по Шлесвих-Хольштайн в 1997 г. составила 9,07 т/га (81егй, 1997). Высокие урожаи достигнуты благодаря использованию результатов многочисленных лабораторных и полевых опытов. Для получения сравнимых результатов необходимы высокоурожайные интенсивные сорта, технология возделывания которых в нашем регионе еще не отработана. Имеющиеся литературные источники либо ориентируются на го-
раздо меньшую урожайность, либо дословно переводят зарубежные рекомендации без учета местных особенностей.
Два вегетационных сезона в 1999-2001 гг. во время прохождения практики в Кильском Университете (факультет растениеводства) мы проводили опыт с применением азотных удобрений на посевах озимой пшеницы. Почва поля имела в составе 33,0 % физической глины, 67,0 % физического песка, 1,3 % органического углерода, обменного калия 280 мг/кг почвы, подвижного фосфора 250 мг/кг почвы, рНкс1 - 6,7.
Удобрение - аммиачную селитру вносили по фону Р60К90. Норму азота меняли с 0 до 320 кг/га д.в. Первую подкормку проводили в начале весенней вегетации (23-я стадия развития). Дозы азота (0, 40, 80, 120 кг/га д.в.). Вторую подкормку
- в фазе начало выхода в трубку (31-я стадия развития). Дозы азота (0, 40, 80 кг/га д.в.). Третью подкормку - в фазе начало выхода колоса (49-я стадия развития). Дозы азота (0, 40, 80 кг/га д.в.) (A. Trautman, R. Stroh, 2001).
За 1999-2001 гг. на опытном поле Кильского университета в варианте без химической защиты растений были получены следующие данные (табл. 1).
В 1999-2003 гг. на опытном поле Калининградского государственного технического университета нами проведены опыты на озимой пшенице с применением различных доз и сроков азотных подкормок. Почвы на опытном поле дерново-слабоподзолистые, легкосуглинистые. Содержание гумуса 2,0%, подвижных фосфатов 240 мг/кг почвы, обменного калия 240 мг/кг почвы, pHKC1 6,2, гидролитическая кислотность 1,40 мг-экв/100 г. По фону в Р30К50 вносили различные дозы азотных удобрений (табл. 2).
Для изучения и уточнения влияния азотных удобрений в условиях Калининградской области в 2003-2004 гг. заложен и проведен опыт с озимой пшеницей по аналогичной
