Содержание элементов питания в растениях озимой пшеницы при реминерализации чернозема выщелоченного

Исследование содержания макро и микроэлементов питания в растениях озимой пшеницы при реминерализации чернозема выщелоченного, а также влияния внесения горных пород. Органические соединения, входящие в состав гумуса, животных и растительных остатков.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 30.07.2017
Размер файла 31,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ставропольский государственный аграрный университет, Ставрополь, Россия

Содержание элементов питания в растениях озимой пшеницы при реминерализации чернозема выщелоченного

Калугин Дмитрий Васильевич

к. с.-х. н.

Почвы, вовлеченные в сельскохозяйственное производство, претерпевают изменения в физических, физико-химических и химических свойствах[1, 2]. С пашни отчуждается от 20 до 80% всей биологической продукции в качестве фуража, топлива, продовольствия или органического сырья, что приводит к разомкнутости круговорота химических элементов, вовлеченных в цикл, а также к изменению баланса энергии [4]. Вследствие этого возникает обеднение почвенного покрова важными элементами минерального питания и запасами потенциальной энергии [5]. Наибольший дефицит эти почвы испытывают в фосфоре, кальции, сере и таких микроэлементах как цинк, кобальт, молибден [7]. С каждым урожаем отчуждается значительная часть микроэлементов, что способствует истощению почв и внесением удобрений эту проблему решить не возможно [9]. Происходит снижение урожайности сельскохозяйственных культур[6]. Существенное значение для формирования качества и количества урожая озимой пшеницы имеет достаточная обеспеченность растения питательными элементами, такими как N, P, B, Mn, Cu, Zn, Co, Mo [3,8].

Цель исследований было изучить влияние внесения различных горных пород на изменения содержания микро и макроэлементов питания на черноземе выщелоченном и урожайность подсолнечника.

Исследования проводились на опытной станции Ставропольского агроуниверситета на черноземах выщелоченных мощных малогумусных тяжелосуглинистых на лессовидных суглинках. В целях повышении плодородия почв вносились следующие горные породы: апатит (в дозе 1,5 и 3,0 т/га), известняк-ракушечник (6,0 и 12,0 т/га), фосфогипс (12,0 т/га). Производили отдельное и совместное внесение горных пород. Опыт заложен в 2006 году. Результаты исследований представлены за 2016 год.

Выбор горных пород обусловлен, прежде всего, тем, что в них содержится большое количество макроэлементов, а также микроэлементы.

Известняк-ракушечник является биогенной осадочной горной породой, которая содержит в основном 36-37% Са; 0,48% Mg; 0,24% Р2О5, а также микроэлементы: 0,2% B; 1,5% Mn; 0,5% Cu; 1,5% Zn; 0,2% Co; 0,13% Mo. Известняк-ракушечник вносили для устранения недостатка кальция и некоторых микроэлементов.

Апатитовый концентрат является продуктом флотации апатит-нефелиновой породы, используемой в промышленности для получения фосфорных удобрений. Он содержит до 41% Р2О5, 55,5% СаО, а также калий, и микроэлементы: 0,15% B; 2,3% Mn; 0,4% Cu; 1,3% Zn; 0,09% Co; 0,1% Mo. Эту горную породу вносили для устранения дефицита фосфора.

Фосфогипс - это продукт химической переработки апатитового концентрата. Он содержит 20-22% Са, 1,4% Mg; 3,4% Р2О5; 20,2% S и микроэлементы: 0,1% B; 1%Mn; 0,01% Cu; 0,05% Zn; 0,03%Co; 0,05% Mo. Фосфогипс вносили для устранения дефицита серы и кальция.

Питание растений предопределяет уровень содержания в почве доступных форм азота. Азот почвы представлен органическими соединениями, входящими в состав гумуса, животных и растительных остатков, микроорганизмов и содержащимися в почвенном растворе неорганических соединений [10]. Азотсодержащие органические соединения становятся доступными растениям лишь после минерализации. Из соединений минерального азота, используемых растениями в значительных количествах, преимущественно являются N-NO3, и N-NH4.

Фосфор является одним из наиболее важных элементов питания. Растения поглощают из почвы свободную ортофосфорную кислоту и ее двух- и однозамещенные соли, растворимые в воде, а также и некоторые органические соединения фосфора, такие как фосфаты сахаров и фитин.

Содержание фосфора в растениях составляет около 0,2% на сухую массу [11]. Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, нуклеотидов, фосфолипидов и витаминов.

Подвижные формы фосфора представляют собой интерес, так как обеспеченность ими является одним из признаков высокого плодородия и культурного состояния почвы. Их количеством определяется обеспеченность растений фосфором в период вегетации.

Проведенные химические анализы растительных образцов озимой пшеницы показали, что внесение горных пород в различной степени влияет на содержание питательных элементов в растениях.

Так содержание азота в озимой пшенице существенно не изменялось. Это подтверждают результаты математической обработки. По вариантам опыта и составляло в пределах 4,8-5,2 мг/кг в фазу выхода в трубку, 3,4-3,5 мг/кг в фазу цветения, 2,3-2,6 мг/кг в фазу молочной спелости. По фазам развития пшеницы наблюдалось закономерное снижение концентрации азота в растениях (табл. 1).

Таблица 1. Содержание азота и фосфора в озимой пшенице по фазам ее развития

варианты опыта

Фаза выхода в трубку

Фаза цветения

Фаза молочной спелости

N %

P2O5 %

N %

P2O5 %

N %

P2O5 %

1 Контроль

5,01

0,40

3,50

0,33

2,50

0,17

2 Лессовидный суглинок 40 т/га

4,86

0,41

3,38

0,35

2,33

0,16

3 Известняк-ракушечник 6 т/га

4,90

0,42

3,35

0,35

2,50

0,18

4 Известняк-ракушечник 12 т/га

4,90

0,44

3,36

0,36

2,40

0,18

5 Апатит 1,5 т/га

5,00

0,50

3,38

0,38

2,45

0,18

6 Апатит 3 т/га

5,05

0,53

3,39

0,39

2,55

0,20

7 Фосфогипс 12 т/га

4,95

0,46

3,36

0,36

2,35

0,18

8 Известняк-ракушечник 6 т/га+ апатит 1,5 т/га

4,90

0,48

3,37

0,37

2,45

0,19

9 Известняк-ракушечник 12 т/га + апатит 3 т/га

5,05

0,47

3,35

0,35

2,50

0,18

10 Известняк-ракушечник 6 т/га+ фосфогипс 12 т/га

5,00

0,50

3,38

0,38

2,55

0,19

11 Известняк-ракушечник 12 т/га + апатит 3 т/га,+фосфогипс 12 т/га

5,00

0,52

3,39

0,39

2,58

0,21

12 Лессовидный суглинок 40 т/га+ известняк-ракушечник12 т/га +апатит 3 т/га+ фосфогипс 12 т/га

5,10

0,50

3,37

0,37

2,55

0,20

Следовательно, внесение различных горных пород не оказало существенного влияния на этот показатель. Возможно, различия в содержании микроэлементов по вариантам опыта не существенным образом оказывается на развитие азотфиксирующей микрофлоры.

Наименьшее содержание фосфора в озимой пшенице наблюдалось на контроле по всем фазам развития озимой пшеницы. При внесении мелиорантов содержание фосфора в растениях увеличивалось в зависимости от горной породы и дозы внесения. Наибольшее содержание этого элемента наблюдалось при применении апатита и совместном внесении мелиорантов. Внесение лессовидного суглинка и совместное применение горных пород повысило содержание кобальта в растительных образцах.

Наименьшее содержание молибдена по всем изучаемым фазам наблюдалось на контроле. Применение известняка-ракушечника в максимальной дозе и совместно с другими мелиорантами существенно повысило содержание молибдена в растительных образцах озимой пшеницы. Это подтверждают результаты математической обработки.

Так применение апатита в дозе 1,5 и 3 т/га превышение над контролем составило 0,10 и 0,13 г/кг в фазу выхода в трубку, 0,05 и 0,06 г/кг в фазу цветения и 0,01 и 0,03 г/кг в фазу молочной спелости. Аналогичные цифры были получены при совместном применении мелиорантов.

Следует отметить отсутствие четкой взаимосвязи между содержанием элементов питания в почвенных и растительных образцах. Это можно связать с недостаточной перемешаностью горной породы с почвой.

Внесение горных пород не оказало существенного влияние на содержание бора в растительных образцах. Это подтверждают результаты математической обработки.

Наблюдается ожидаемое снижение в содержании этого элемента в фазу молочной спелости и максимальные значения в фазу выхода в трубку (табл. 2).

Микроэлементы играют важную физиологическую и биохимическую роль в жизни растений, животных и человека. Они входят в состав ферментов, гормонов, витаминов.

Поступление микроэлементов в растения зависит от целого ряда элементов, в первую очередь от содержания их в почве. Установленно наличие тесной связи между содержанием микроэлементов в почвах, состоянием и урожайностью растений.

При недостатке марганца могут наблюдаться на молодых побегах и среднемолодых листьях хлоротические пятна с желтой, полевой окраской. Позднее может появиться и некроз. У листьев с сетчатым строением пятна имеют округлую, а у листьев с параллельным жилкованием - удлиненную форму. Кончики листьев часто зеленые, листья увядшие, в нижней части бывают надломленные и обвисшие.

Таблица 2. Содержание микроэлементов в озимой пшенице в фазу выхода в трубку

варианты опыта

Фаза выхода в трубку

B мг/кг

Mn мг/кг

Cu мг/кг

Zn мг/кг

Co мг/кг

Mo мг/кг

1 Контроль

2,30

43,5

1,80

8,9

0,25

0,18

2 Лессовидный суглинок 40 т/га

2,40

44,7

1,75

9,6

0,30

0,21

3 Известняк-ракушечник 6 т/га

2,35

45,2

1,70

9,5

0,25

0,20

4 Известняк-ракушечник 12 т/га

2,30

46,0

1,75

9,9

0,25

0,23

5 Апатит 1,5 т/га

2,36

45,4

1,80

9,4

0,23

0,21

6 Апатит 3 т/га

2,30

45,6

1,80

9,7

0,25

0,22

7 Фосфогипс 12 т/га

2,51

46,2

1,75

9,3

0,28

0,20

8 Известняк-ракушечник 6 т/га+ апатит 1,5 т/га

2,36

45,8

1,85

10,1

0,26

0,22

9 Известняк-ракушечник 12 т/га + апатит 3 т/га

2,37

45,4

1,85

10,5

0,28

0,23

10 Известняк-ракушечник 6 т/га+ фосфогипс 12 т/га

2,35

46,4

1,85

10,2

0,28

0,23

11 Известняк-ракушечник 12 т/га + апатит 3 т/га,+фосфогипс 12 т/га

2,38

46,6

1,90

11,4

0,30

0,24

12 Лессовидный суглинок 40 т/га+ известняк-ракушечник12 т/га +апатит 3 т/га+ фосфогипс 12 т/га

2,35

45,9

1,90

11,1

0,28

0,22

Образование корней слабое, корни малоразвитые и часто с коричневой окраской. Медь занимает особое место в жизни растений. Она играет значительную роль в некоторых физиологических процессах и регулирует дыхание, фотосинтез, углеводный и белковый обмен, участвует в восстановлении и фиксации азота, метаболизме протеинов и клеточных стенок.

Таблица 3. Содержание микроэлементов в озимой пшенице в фазу цветения

варианты опыта

Фаза цветения

B мг/кг

Mn мг/кг

Cu мг/кг

Zn мг/кг

Co мг/кг

Mo мг/кг

1 Контроль

2,10

44,5

1,85

9,0

0,23

0,15

2 Лессовидный суглинок 40 т/га

2,11

45,2

1,90

8,4

0,28

0,16

3 Известняк-ракушечник 6 т/га

2,20

44,8

1,80

8,8

0,25

0,17

4 Известняк-ракушечник 12 т/га

2,22

45,6

1,95

9,2

0,28

0,18

5 Апатит 1,5 т/га

2,23

45,2

1,80

9,0

0,25

0,16

6 Апатит 3 т/га

2,20

45,3

1,85

9,2

0,26

0,16

7 Фосфогипс 12 т/га

2,21

46,5

1,80

8,7

0,26

0,17

8 Известняк-ракушечник 6 т/га+ апатит 1,5 т/га

2,23

46,1

1,85

9,0

0,28

0,17

9 Известняк-ракушечник 12 т/га + апатит 3 т/га

2,25

45,8

1,87

9,3

0,26

0,18

10 Известняк-ракушечник 6 т/га+ фосфогипс 12 т/га

2,23

46,2

1,85

9,2

0,28

0,17

11 Известняк-ракушечник 12 т/га + апатит 3 т/га,+фосфогипс 12 т/га

2,25

46,8

1,90

9,4

0,27

0,18

12 Лессовидный суглинок 40 т/га+ известняк-ракушечник12 т/га +апатит 3 т/га+ фосфогипс 12 т/га

2,27

46,4

1,88

9,2

0,28

0,18

Медь повышает засухо-, морозо- и жароустойчивость. Кобальт относится к числу микроэлементов, которые постоянно присутствует в тканях растений. Он участвует в ферментативных процессах фиксации атмосферного азота клубеньковыми бактериями. Молибдену принадлежит исключительная роль в азотном питании растений: он участвует в процессах фиксации молекулярного азота и восстановления нитратов в растениях. Дефицит молибдена также резко снижает урожай и содержание белка в растениях.

Недостаток молибдена при больших дозах азота может приводить к накоплению в растениях повышенных количеств нитратов, токсичных для человека и животных.

При изучении содержания бора в растениях озимой пшеницы не выявлено закономерностей между вариантами опыта по всем изучаемым фазам. Это можно объяснить изначально высоким содержанием подвижного бора в почве стационара.

Таблица 4. Содержание микроэлементов в озимой пшенице в фазу молочной спелости

варианты опыта

Фаза молочной спелости

B мг/кг

Mn мг/кг

Cu мг/кг

Zn мг/кг

Co мг/кг

Mo мг/кг

1 Контроль

1,55

35,4

1,62

7,8

0,20

0,135

2 Лессовидный суглинок 40 т/га

1,50

36,1

1,66

8,4

0,21

0,130

3 Известняк-ракушечник 6 т/га

1,52

36,7

1,63

8,0

0,20

0,135

4 Известняк-ракушечник 12 т/га

1,55

37,2

1,64

8,3

0,21

0,138

5 Апатит 1,5 т/га

1,50

36,0

1,63

8,1

0,20

0,132

6 Апатит 3 т/га

1,51

36,2

1,63

8,0

0,20

0,133

7 Фосфогипс 12 т/га

1,52

37,4

1,60

8,1

0,21

0,135

8 Известняк-ракушечник 6 т/га+ апатит 1,5 т/га

1,57

36,8

1,61

8,0

0,21

0,130

9 Известняк-ракушечник 12 т/га + апатит 3 т/га

1,54

36,6

1,63

8,2

0,23

0,137

10 Известняк-ракушечник 6 т/га+ фосфогипс 12 т/га

1,56

38,2

1,62

8,3

0,23

0,139

11 Известняк-ракушечник 12 т/га + апатит 3 т/га,+фосфогипс 12 т/га

1,55

38,5

1,64

8,2

0,25

0,142

12 Лессовидный суглинок 40 т/га+ известняк-ракушечник12 т/га +апатит 3 т/га+ фосфогипс 12 т/га

1,58

37,8

1,62

8,4

0,23

0,143

Содержание марганца так же существенно не изменялось в зависимости от мелиорантов и доз внесение. Это подтверждают результаты математической обработки. Так же наблюдается снижение этого элемента в фазу цветения (табл. 3).

Наименьшее содержание марганца в растительных образцах выявлено на контроле по всем изучаемым фазам. Наибольший эффект оказало внесение известняка-ракушечника в дозе 12 т/га, фосфогипса и совместное внесение мелиорантов.

В содержании меди не выявлено четкой закономерности между вариантами опыта. Существенное увеличение содержания меди наблюдалось на вариантах с совместным внесением мелиорантов, особенно в фазы выхода в трубку и цветения. Это подтверждают результаты математической обработки.

Наибольшие изменения в содержании цинка по вариантам опыта наблюдалось в фазу выхода в трубку. Наименьшее содержание цинка наблюдалось на контроле. Совместное внесение горных пород увеличило содержание цинка в растениях на 1,2-2,5 мг/кг в фазу выхода в трубку. В фазу цветения и молочной спелости существенных изменений не наблюдалось.

В содержании кобальта по фазам развития озимой пшеницы также наблюдается уменьшение в фазу молочной спелости (табл.4). Внесение лессовидного суглинка и совместное применение горных пород наиболее повысило содержание этого элемента в растительных образцах по всем фазам вегетации.

Содержание молибдена по фазам развития пшеницы уменьшалось в процессе роста. Наименьшее содержание молибдена по всем изучаемым фазам наблюдалось на контроле. Наибольшая разница наблюдалась в фазу выхода в трубку. Применение известняка-ракушечника как совместно, так и раздельно существенно повысило содержание молибдена в растительных образцах озимой пшеницы.

Литература

реминерализация чернозем озимый пшеница

1. Власенко В.П. Методологические аспекты выбора диагностических критериев гидрометаморфизма в черноземах Западного Предкавказья / В.П. Власенко, В.И. Терпелец // Тр. / КубГАУ. - Краснодар, 2010. - Вып. № 27. - С. 80-85.

2. Жердева О.В. Эффективность технологий возделывания сахарной свеклы на почвах низменно-западинного агроландшафта Западного Предкавказья / О.В. Жердева, В.И. Терпелец, Т.В. Швец // Тр. / КубГАУ. - Краснодар, 2011. - Вып. № 32. - С. 76-81.

3. Калугин Д.В., Лысенко В.Я. Динамика содержания подвижного кобальта по вариантам реминерализации чернозема выщелоченного // В сборнике: физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе 2013. С. 206-208.

4. Слюсарев В.Н. Почвенно-экологическая оценка чернозема выщелоченного Западного Предкавказья / В.Н. Слюсарев, Л.М. Онищенко, Т.В. Швец // Политематич. сетевой электронный науч. журнал КубГАУ, - Краснодар, 2013. - Вып. № 89. - С. 960-972.

5. Слюсарев В.Н. Характеристика некоторых аспектов плодородия чернозема выщелоченного Западного Предкавказья / В.Н. Слюсарев, Л.М. Онищенко, Т.В. Швец // Политематич. сетевой электронный науч. журнал КубГАУ, - Краснодар, 2013. - Вып. № 89. - С. 916-932.

6. Терпелец В.И. Изменение свойств и воспроизводство плодородия чернозема выщелоченного в агроценозах Западного Предкавказья // В.И. Терпелец, В.Н. Слюсарев, Ю.С. Плитинь, Е.Е. Баракина, О.В. Жердева, В.П. Власенко // Тр. / КубГАУ. - Краснодар, 2013.- Вып. № 45. - С. 144-151.

7. Терпелец В.И. Оценка современного состояния черноземов выщелоченных в условиях агроэкологического мониторинга / В.И. Терпелец, В.Г. Живчиков // Тр. / КубГАУ. - Краснодар, 1999.- Вып. № 373. -С. 66-80.

8. Цховребов B.C. Изменения в составе живого вещества черноземов солонцеватых при сельскохозяйственном использовании//Наука. Инновации. Технологии. 2004. -№ 37.- С. 137-139.

9. Цховребов В.С. Геоморфология Ставропольской возвышенности и особенности почвообразования/В.С. Цховребов, А.А. Новиков, Л.Ю. Чистоглядова, А.Н. Марьин, Т.В. Швец // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе 2013. С. 220-223.

10. Цховребов В.С. Геоэкологические особенности функционирования агроэкосистем // Актуальные вопросы экологии и природопользования. Междунар. науч.-практ. конф. 2005. С. 280-283.

11. Швец Т.В. Влияние различных технологий возделывания озимой пшеницы на содержание общего и легкоокисляемого гумуса в черноземе выщелоченном Западного Предкавказья / Т.В. Швец, Н.С. Баракин // Научно-обоснованные системы земледелия: теория и практика / Мат. научно-практ. конф., приуроч. к 80-летию В.М. Пенчукова. - 2013. - С. 253-257.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.