Агрохимическое обоснование энергосберегающих приемов повышения урожайности и качества льна-долгунца в Беларуси

Большое значение имеет также производство медленнодействующих калийных удобрений. Изучение эффективности покрытого серой хлористого калия в опытах с различными культурами показало, что по сравнению со стандартной формой он обладает рядом преимуществ. Это прежде всего пониженная растворимость в воде, равномерное высвобождение и достаточно хорошее использование калия растениями в течение вегетационного периода, значительное сокращение потерь калия вымыванием [360].

Наметилось несколько путей повышения эффективности минеральных удобрений за счет регулирования отдачи элементов питания. Один из них - введение в состав водорастворимых удобрений водостойких связывающих веществ в процессе гранулирования, а также создание медленнорастворимых тонких пленок и покрытий из полимеров, органических и неорганических материалов на гранулах или кристаллах удобрений.

На протяжении последних лет БелНИИ почвоведения и агрохимии совместно с Институтом проблем использования природных ресурсов и экологии, Белорусским технологическим институтом им. С. М. Кирова, Гродненским ПО «Азот» и ПО «Беларускалий» разработаны и испытываются новые формы азотных и калийных удобрений с замедленной скоростью растворения с добавками микроэлементов. Положительный эффект от этих удобрений достигается за счет включения в состав оболочки биологического стимулятора роста - оксигумата или гидрогумата.

Гуминовые вещества в биосфере выполняют самые разнообразные функции. С их участием протекают важнейшие физические и физико-химические процессы в почвах [223]. Это группа естественных высокомолекулярных веществ. которые благодаря особенностям строения и физико-химическим свойствам характеризуются высокой физиологической активностью. Они не токсичны, не являются канцерогенами, мутагенами, не обладают эмбриологической активностью, в растениях не накапливаются, так как они быстро включаются в процесс метаболизма [196].

Лабораторные анализы разных лет свидетельствуют о разностороннем действии гуминовых кислот: активирование биоэнергетических процессов, стимуляция обмена веществ и синтетических процессов, улучшение проникновения минеральных веществ через поры растений, усиление ферментативного аппарата клетки и адаптационных свойств [39].

Новые формы азотных и калийных медленнодействующих удобрений изучались нами на льне-долгунце в вегетационных (сорт Могилевский) и полевых (сорт Нива) опытах в течение 1994 - 1996 и 1998 - 1999 гг. Испытывались сульфат аммония с защитным покрытием, хлористый калий с цинком и медью (по 0,75%), обработанные биостимуляторами гуминовой природы. Данные удобрения обладают пролонгированным действием. Скорость растворения их в 1,4 раза ниже, чем стандартных форм. При этом потери калия от вымывания снижаются в среднем на 15 - 35%, азота - на 20,0, серы - на 10,0, водорастворимого гумуса - на 25%, кальция и магния - на 15 - 12% [223, 334, 318].

Вегетационный опыт проводили в шестикратной повторности в сосудах Митчерлиха, вмещающих 7 кг почвы, согласно существующим методикам по схеме приведенной в табл. 2.4.

Таблица 2.4. Влияние новых медленнодействующих форм удобрений на урожай льнопродукции, г/сосуд

Примечание. 1 - 1994 г., 2 - 1995 г., 3 - 1996 г.; St - стандартные формы удобрений; М - медленнодействующие.

На сосуд вносили макроэлементы в дозе N_0,5Р_1,0К_1,5 (граммов д.в.) в форме сульфата аммония, двойного гранулированного суперфосфата и хлористого калия. Микроэлементы вносили в дозе Cu₁₄, Zn₁₄ (мг д.в.) в форме сульфата меди и цинка. В составе медленнодействующего хлористого калия содержание меди и цинка составляло 1%.

Полевой опыт проводился в четырехкратной повторности на делянках размером 26 м² по схеме, приведенной в табл. 2.7. Минеральные удобрения (те же формы, что и в вегетационном опыте) вносили вразброс под предпосевную культивацию на глубину 10 - 12 см.

Как показали результаты вегетационных исследований (табл. 2.4, 2.5), сульфат аммония медленнодействующий оказался более эффективным в 1995 - 1996 гг. Прибавки урожая льносоломы в сравнении с вариантом со стандартной формой удобрения составили: 1,3 - 1,4 г/сосуд, льносемян - 0,17 - 0,19, волокна - 0,4 - 0,5 г/сосуд. Средний номер льносоломы увеличился на 0,25 - 0,5 ед., масличность семян - на 0,3 - 0,4%. Так как условия увлажнения в годы исследований в вегетационных опытах были примерно одинаковыми, очевидно, лимитирующим фактором в 1994 г. являлась температура воздуха.

Таблица 2.5. Качество льнопродукции в зависимости от вносимых форм минеральных удобрений

В среднем за годы вегетационных исследований наблюдалась тенденция к повышению урожайности льна и качества льнопродукции по всем показателям при применении медленнодействующего сульфата аммония, обработанного биологически активными стимуляторами роста, в сравнении с вариантом со стандартной формой удобрения.

По влиянию на урожайность льна и качество льнопродукции примерно равноценными оказались медленнодействующий хлористый калий с медью и стандартные формы удобрений в эквивалентных дозах (см. табл. 2.4, 2.5).

Наиболее эффективным в наших исследованиях являлся медленнодействующий хлористый калий с цинком, обработанный биостимуляторами гуминовой природы. Его применение обеспечило высокие достоверные прибавки урожайности льносоломы, волокна и семян в сравнении со стандартными формами и примерно такое же качество льнопродукции. Так, урожайность соломы возросла до 18,1 - 19,4, семян - до 1,60 - 1,69, волокна - до 4,7 - 5,0 г/сосуд, средний номер льносоломы составил 2,5, масличность - 43,3%.

На рис. 2.1 представлены средние данные о пораженности растений льна-долгунца кальциевым хлорозом (бактериозом) в среднем за 1995 - 1996 годы исследований. Как указывают отечественные и зарубежные авторы, на льне широко распространяется кальциевый хлороз - физиологическое расстройство вследствие несбалансированного питания и в первую очередь из-за недостатка микроэлементов [312, 198].

Рис. 2.1. Пораженность льна кальциевым хлорозом (среднее за 1995 - 1996 гг.)

В наших исследованиях также отмечалось это заболевание, которое проявлялось следующим образом: дружные всходы, а в фазе елочки - пожелтение и отмирание верхушки стебля вследствие появления перетяжки на нем и образования из пазух новых побегов. Симптом болезни наиболее сильно проявлялся на почвах с рН > 5,6.

Результаты экспериментов показывают, что в некоторой степени снижают заболеваемость льна медьсодержащие удобрения. Так, при применении медленнодействующего хлористого калия с медью пораженность льна кальциевым хлорозом к уборке снизилась в 1,7 раза, при использовании стандартных форм медьсодержащих удобрений - в 2,0 раза. Использование цинксодержащих форм в посевах льна оказалось наиболее эффективным. Медленнодействующий хлористый калий с цинком не уступал эквивалентному сочетанию стандартных форм макро- и микроудобрений. При их применении пораженность растений кальциевым хлорозом в фазе ранней желтой спелости растений составила 2,5 - 2,6%, т.е. снизилась более чем в 10 раз.

По результатам полевых исследований, медленнодействующий сульфат аммония в условиях влажного 1998 г. оказался эффективнее стандартной формы не только по урожайности соломы и семян, но и по качеству льнопродукции (табл. 2.6, 2.7). В засушливом 1999 г. на семенную продуктивность, урожайность и номерность соломы медленнодействующий сульфат аммония, обработанный биостимуляторами гуминовой природы, влияния не оказал.

Таблица 2.6. Урожайность льнопродукции в зависимости от новых форм удобрений, ц/га

Примечание. 4 -1998 г., 5 - 1999 г.

Таблица 2.7. Влияние условий питания на качество льнопродукции

Применение медленнодействующего хлористого калия с цинком, обработанного ростостимуляторами, обеспечило достоверные прибавки урожайности льна и высокое качество продукции в оба года исследований.

Причиной физиологической активности гуминовых веществ ряд авторов считают воздействие их на биоэнергетическую систему организма. Повышение энергетических запасов организма способствует активизации синтеза белка, являющегося основным строительным материалом, и в первую очередь - ферментов [39]. Эти изменения и создают условия для повышения устойчивости растений в экстремальных режимах, фотосинтетической способности и т.д. Включение же в состав удобрений биологически важных микроэлементов усиливает их положительное действие, что и подтвердили результаты наших исследований.

Таким образом, анализ экспериментальных данных показывает высокую эффективность медленнодействующих азотных и калийных удобрений, возможность их использования в посевах льна-долгунца. Применение медленнодействующего сульфата аммония, обработанного биологически активными стимуляторами роста (оксигумат и гидрогумат) в годы с достаточным увлажнением, способствует повышению урожайности и качества льнопродукции по всем показателям в сравнении со стандартной формой. Наиболее перспективным и высокоэффективным удобрением для льна является медленнодействующий хлористый калий с добавками цинка, обработанный биологически активными стимуляторами гуминовой природы. Включение в состав удобрения биологически важного микроэлемента усиливает положительное действие этого удобрения и способствует снижению более чем в 10 раз поражаемости льна кальциевым хлорозом, особенно на почвах с реакцией среды рН_KCl более 6,0, повышению урожайности и качества льнопродукции по сравнению со стандартной формой удобрения.

2.4 Энергетическая эффективность различных форм и способов внесения минеральных удобрений

Обострение энергетической ситуации в мире вызвало усиленный интерес к энергетическим проблемам экономики, в том числе сельского хозяйства. В последние годы, наряду с традиционными методами оценки эффективности производства сельскохозяйственной продукции посредством денежных и трудовых показателей все большее значение приобретает метод энергетической оценки технологий, учитывающий как количество энергии, аккумулируемой в сельскохозяйственной продукции, так и затраченной на ее производство.

Высокая доля минеральных удобрений в совокупных энергетических затратах (40 - 60%), расходуемых на производство растениеводческой продукции, ставит задачу более рационального их использования. Большим резервом снижения энергозатрат является разработка новых форм удобрений, получаемых по энергосберегающим технологиям, а также совершенствование и разработка энергосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур и технологических средств внесения удобрений.

Сущность энергетического анализа применения под сельскохозяйственные культуры различных форм твердых и жидких комплексных, жидких азотных и медленнодействующих азотных и калийных удобрений заключается в том, что все материальные издержки, связанные с их производством, применением (доставка в хозяйство, хранение, подготовка, транспортировка, внесение), уборкой, доработкой и реализацией дополнительного урожая выражаются в единых сопоставимых величинах (МДж). При расчетах используются энергетические эквиваленты химических веществ, энергозатраты на производство единицы растениеводческой продукции, технологические операции, связанные с применением удобрений, уборкой, подработкой и реализацией прибавки урожая [45].

2.4.1 Энергетическая эффективность однокомпонентных и комплексных удобрений и способов их внесения под лен-долгунец в севообороте

В Республике Беларусь большое значение имеет разработка энергосберегающих технологий производства комплексных и некоторых форм однокомпонентных удобрений. Концентрированные, особенно комплексные, минеральные удобрения применять значительно проще, так как при этом уменьшаются объемы их перевозок, хранения и внесения. Однако следует отметить, что единица действующего вещества элементов питания в них обходится значительно дороже, чем в однокомпонентных удобрениях. В связи с этим энергетический анализ с учетом агрохимической эффективности различных форм удобрений открывает новые возможности для объективной оценки совокупных затрат на производство и применение удобрений. Важным является также расчет энергетических затрат при различных способах внесения удобрений.

Наиболее распространенной в Республике Беларусь и странах СНГ технологией внесения основной дозы удобрений является поверхностный рассев с последующей их заделкой сельскохозяйственными орудиями. Этот способ является высокопроизводительным, но он страдает рядом недостатков: неравномерность распределения по поверхности, слишком мелкая или глубокая заделка удобрений в почву и т.д.

Локальное внесение, обеспечивающее размещение удобрений в зоне оптимальной позиционной доступности для корневых систем сельскохозяйственных культур, является более перспективным по эффективности и все шире используется в США и европейских странах. Сдерживающим фактором в применении локального способа внесения основного удобрения в республике является слабая обеспеченность соответствующей техникой, а также распространенное мнение о больших энергетических затратах этого способа по сравнению с разбросным.

По данным А. А. Каликинского и др. [106, 108], внесение минеральных удобрений туковой сеялкой ТС-3,6 непосредственно перед посевом без совмещения с другой операцией увеличивало энергозатраты по сравнению с разбросным в 1,5 - 2 раза. При использовании же зернотуковой сеялки СЗК-3,3, обеспечивающей посев с одновременным внесением минеральных удобрений, затраты энергии либо оставались на уровне разбросного способа, либо уменьшались на 10 - 15%.

В наших исследованиях локальное внесение твердых минеральных удобрений под лен и другие сельскохозяйственные культуры севооборота осуществлялось перед посевом туковой сеялкой ЮКО-250, а жидких - агрегатом ОН-400 с приспособлением УЛП-8. Поэтому при расчетах энергетические затраты, связанные с локальным внесением удобрений, увеличивались в 1,5 раза.

Результаты расчета показали высокую энергетическую эффективность применения под лен-долгунец однокомпонентных (NPK) удобрений, а также аммофоса на фоне разбросного внесения азотных и калийных удобрений (NK). В таких вариантах была более высокая энергоотдача (соответственно 1,23 и 1,20 ед.) и меньшие энергозатраты на 1 ц прибавки урожая (табл. 2.8).

Таблица 2.8. Энергетическая эффективность различных форм удобрений под лен-долгунец в зависимости от способов их внесения (среднее за 1984 - 1986 гг.)

Локальное внесение ЖКУ на этом фоне, а также жидкой смеси ЖКУ и NK было менее эффективным. Энергоотдача составила соответственно 1,44 и 1,09 единицы. Значительно уступали по энергетической эффективности аналогичные варианту при разбросном способе внесения удобрений.

В целом за ротацию севооборота локальное внесение однокомпонентных (NPK) удобрений и жидкой смеси ЖКУ и NK оказалось с энергетической точки зрения более выгодным, чем других - сложносмешанных удобрений (табл. 2.9). Энергетическая окупаемость затрат (энергоотдача) в таких вариантах составила соответственно 1,58 и 1,51 единицы, а энергетические затраты в расчете на 1 ц прибавки урожая (в МДж) были значительно ниже по сравнению с другими вариантами локального и разбросного внесения удобрений.

Среди культур севооборота самым эффективным было применение минеральных удобрений под озимую пшеницу, особенно при локальном внесении смеси ЖКУ и NK, а также однокомпонентных (NPK) удобрений. Самая низкая энергетическая эффективность применения удобрений под лен-долгунец, что связано с большими энергетическими затратами на уборку урожая данной культуры.

Таблица 2.9. Энергоотдача от применения различных форм удобрений в севообороте в зависимости от способов их внесения (среднее за 1982 - 1986 гг.), ед.

Таким образом, использование туков, получаемых по энергосберегающей технологии, а также внесение в почву более прогрессивными способами - важнейшие условия их высокой энергетической эффективности.

2.4.2 Энергетическая оценка медленнодействующих форм минеральных удобрений

Важная роль в повышении эффективности использования минеральных удобрений в условиях производства принадлежит медленнодействующим их формам. Несмотря на более высокую стоимость, они обеспечивают повышение эффективности за счет снижения потерь элементов питания на протяжении вегетационного периода и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. При расчете энергетической эффективности медленнодействующих удобрений под лен-долгунец энергетические затраты на их производство увеличивали на 7 - 10% [224].

Результаты расчетов энергетической эффективности, представленные в табл. 2.10, показывают высокую эффективность внесения под лен-долгунец медленнодействующего хлористого калия с цинком, обработанного росторегуляторами гуминовой природы. Энергоотдача в данном варианте составила 1,67 ед., что на 0,46 ед. выше, чем от стандартной формы удобрения. Медленнодействующий же сульфат аммония по своей эффективности не уступал стандартному (табл. 2.10).

Таблица 2.10. Энергетическая эффективность медленнодействующих форм минеральных удобрений под лен-долгунец (среднее за 1998 - 1999 гг.)

Примечание. М - медленнодействующие, St - стандартные удобрения.

Таким образом, применение медленнодействующих форм азотных и калийных удобрений под лен-долгунец является важным резервом повышения эффективности минеральных удобрений.

Глава 3. Эффективность применения макро- и микроудобрений

В земледелии наряду с азотными, фосфорными, калийными и другими макроудобрениями большое значение имеют микроудобрения (борные, медные, цинковые, молибденовые и другие), которые при правильном применении значительно повышают урожайность и качество многих сельскохозяйственных культур, в том числе льна-долгунца.

Работами научных учреждений и практикой передовых хозяйств доказано, что в ряде регионов республики получение высоких и качественно полноценных урожаев лимитируется недостаточным применением микроудобрений. Это особенно остро проявилось в связи с интенсификацией химизации земледелия и обусловлено следующими факторами:

1) незначительным запасом подвижных форм микроэлементов в самой почве и недостаточным применением микроудобрений;

2) снижением подвижности микроэлементов в почвах при известковании;

3) повышенным выносом микроэлементов урожаями при интенсивном ведении земледелия;

4) увеличивающимся производством и применением концентрированных безбалластных минеральных удобрений;

5) внесением повышенных норм минеральных макроудобрений.

Микроэлементы активно участвуют во многих важнейших физиологических и биохимических процессах развития растений, входят в состав ферментов, витаминов, ростовых и других веществ. Они принимают участие в процессах оплодотворения, синтеза и передвижения углеводов, в белковом и жировом обмене веществ [112, 18, 218, 186].

В условиях дефицита микроэлементов нарушаются процессы обмена веществ в растениях, задерживается их развитие, снижается устойчивость к неблагоприятным условиям внешней среды (пониженным и высоким температурам, засухе и др.), болезням, вредителям, увеличивается склонность к полеганию посевов [20].

Цинк входит в состав ряда ферментов, принимает активное участие в белковом, углеводном, фосфорном обмене веществ, в биосинтезе витаминов и ростовых веществ - ауксинов. Цинковое голодание приводит к нарушению углеводного обмена, задерживает образование сахарозы, крахмала и хлорофилла в листьях. Добавление его в питательную среду приводит к увеличению синтеза ауксинов и возобновлению роста уже через 24 часа [346]. При недостатке цинка снижается концентрация как свободных, так и связанных ауксинов [345, 217]. Высокие дозы фосфорных и азотных удобрений, обильное известкование, уплотненная почва вызывают усиление цинковой недостаточности у растений и увеличение потребности в цинковых удобрениях [338, 371].

Все культурные растения по отношению к цинку делятся на три группы - очень чувствительные, среднечувствительные и нечувстви-тельные. К первой группе относятся лен, кукуруза, плодовые, к группе нечувствительных - озимая рожь, овес, пшеница, ячмень и др. [19]. Недостаток цинка приводит к хлорозу льна, симптомы которого появляются через 2 - 4 недели после всходов. Положительное действие данного микроэлемента установлено в опытах М. Я. Логановского и Ю. Н. Щербакова. Опрыскивание растений 0,4%-ным раствором сульфата цинка увеличивало урожайность семян льна на 57,8, соломы - на 32,3%. Предпосевная обработка семян льна путем смачивания их разбавленным раствором 0,03% сульфата цинка увеличивала выход длинного волокна на 1,5% и повышала его номерность на 2,5% [102]. Б. Н. Багинскас [23] отмечает, что сернокислый цинк (2 кг/га) при некорневой подкормке увеличивал урожайность семян на 1,06 ц/га, или на 16,7%, длинного волокна - на 0,67 ц/га или на 14,2%.

Положительные результаты о влиянии микроэлементов (Zn_2.0Cu_5,0), вносимых лентами совместно с макроудобрениями (N₄₅Р₉₀К₁₂₀), получены в опытах, проведенных на дерново-подзолистых почвах С. Ф. Ходянковой [305]. Установлена тенденция к повышению урожайности волокна и семян льна от цинка и меди, а также качества льнопродукции на всех трех искусственно созданных уровнях плодородия (1 - средний, индекс окультуренности (0,52), низкая обеспеченность цинком и медью; 2 - повышенный, индекс окультуренности (0,64), средняя обеспеченность микроэлементами; 3 - высокий, индекс окультуренности (0,83), средняя обеспеченность цинком и медью). Главным фактором повышения качества тресты оказалось внесение меди. Положительное влияние цинка на этот показатель проявилось только на третьем уровне плодородия. Медь способствовала увеличению гибкости и прочности волокна, цинк - формированию волокон граненой формы с более тонкими стенками и меньшим диаметром полости, увеличению количества элементарных волокон на срезе, снижению численности одревесневших волокон.

Применение цинка на дерново-подзолистых почвах в опытах М. В. Гилиса [63] обеспечило прибавку льноволокна в 6,1 ц/га. Положительное действие цинка на урожайность льна-долгунца, в особенности семян, отмечено и при внесении его в почву в дозах 1,35 кг/га по д. в. [27].

Содержание цинка в растениях колеблется от 15 до 22 мг на 1 кг сухого вещества, а вынос его с урожаем составляет 1,2 - 2,1 кг/га [214, 301]. Поэтому, как показали обобщенные результаты исследований, проведенных в республике, применение цинковых удобрений является важным фактором повышения урожайности и качества продукции многих сельскохозяйственных культур.

Медь принимает участие в процессах окисления, усиливает интенсивность дыхания растений, синтез белка, влияет на образование хлорофилла и препятствует его разрушению, активизирует витамины группы В и входит в их состав. Содержание меди в растениях в расчете на 1 кг сухого вещества составляет 1,5 - 8,1 мг, а вынос урожаем - 7,3 - 52,5 кг/га и определяется биологическими особенностями растений и содержанием ее подвижных соединений в почве [19, 301].

Дефицит меди вызывает хлороз листьев, их свертывание и ломкость, потерю тургора и увядание растений, является причиной слабого образования семян, удлинения и утончения корней. Подвижность и усвояемость меди растением снижается под действием высоких концентраций ионов фосфора, азота и цинка в почве, избытка растворимых соединений тяжелых металлов [338].

Харктерной особенностью меди является то, что этот элемент повышает устойчивость растений против грибковых и бактериальных заболеваний [35], оказывает положительное влияние на синтез белков, аминокислот [212]. Важную роль играет медь и в фосфорном питании, что имеет не только теоретическое, но и практическое значение [345].

Внесение медного удобрения является не только значительным резервом повышения урожайности и качества продукции ряда культур, но и средством более полного, эффективного использования применяемых минеральных удобрений [53]. При применении меди необходимо учитывать тип почвы, ее гранулометрический состав, кислотность, мощность пахотного горизонта, содержание в почве подвижных соединений меди, биологические особенности сельскохозяйственных культур [212]. Особенно чувствительны к недостатку меди овес, ячмень и пшеница. Наибольшая устойчивость к недостатку меди среди зерновых культур обнаружена у озимой ржи. У злаковых симптомы недостатка меди проявляются в виде побеления и подсыхания верхушек молодых листьев. Все растения приобретают светло-зеленую окраску, колошение задерживается. При сильном медном голодании высыхают стебли, растения обильно кустятся и часто продолжают образовывать новые побеги после полного засыхания верхушек.

Озимая рожь, как указывалось выше, нуждается в небольших дозах меди, цинка и других микроэлементов, потребность в которых, как правило, удовлетворяется из почвы. Однако внесение макро- и микроудобрений в почву и в виде некорневой подкормки дает положительный эффект [271]. Так, по данным М. Я. Логановского [169], в Латвии на различных почвах под влиянием цинковых удобрений урожайность озимой ржи увеличивалась на 0,26 - 0,77 т/га, или на 9,4 - 25,5%.

Многими исследователями установлено, что потребность в микроэлементах зависит от сортовых особенностей культуры, уровня урожайности и внешних условий. Кроме того, проявление недостаточности часто не связано с количеством требуемого микроэлемента. Например, зерновые культуры требуют меди гораздо меньше, чем цинка или марганца, но дефицит меди гораздо чаще проявляется на посевах зерновых [284]. Это выражается в снижении числа зерен в колосе и наличии пустых колосьев. Однако, как считает W. Borchman, J. Zoyonc [356], более надежным способом определения недостатка микроэлементов для растений является растительная диагностика, позволяющая быстро корректировать обеспеченность растений микроэлементами с помощью подкормок. Данные, полученные в Германии, свидетельствуют, что достаточным уровнем содержания в растениях озимой ржи в начале кущения является следующее содержание микроэлементов: бора - 3 - 10, марганца - 25 - 150, меди - 6 - 12, цинка - 20 - 60 мг/кг сухого вещества.

Озимая рожь предъявляет к меди низкую требовательность. По данным W. Borchman, J. Zoyonc [356], ее урожайность при недостаточном обеспечении почвы медью была почти такой же как и в вариантах с внесением нужного количества меди, и в среднем достигала 96% от сравниваемого.

Пшеница наиболее чувствительна к недостатку меди и марганца. Это относится, как показали исследования во Франции, ко всем зерновым колосовым, кроме ржи [362, 367]. Аналогичные данные получены в Германии. Недобор урожая при низком обеспечении почвы медью составил для пшеницы 9,8%, а для ржи - 9% [370]. Исследований и опубликованных в печати данных о влиянии микроэлементов на качество зерна пока недостаточно [217, 214, 256]. Однако они свидетельствуют, что микроудобрения являются средством не только повышения урожайности, но и улучшения качества хлебных злаков.

От действия меди повышается содержание белка, клейковины и стекловидность зерна озимой пшеницы, При недостатке меди наблюдается повышенное содержание азотистых веществ в вегетативных органах и пониженное в зерне. Улучшение обеспеченности растений азотом приводит к лучшему усвоению растениями из почвы меди и магния [188, 20].

Б. Ф. Федюнкин [301] считает, что применение микроэлементов не только повышает урожаи на 10 - 12% и улучшает его качество, но и обеспечивает окупаемость затрат на их использование.

Положительное действие медных удобрений на урожайность волокна и семян льна-долгунца установлено в полевых опытах Я. В. Пейве [218], проведенных на дерново-глеевых почвах. Пиритные огарки, внесенные без минеральных удобрений, повысили урожайность льносоломы на 21,3, семян - на 13,5%, а на фоне NPK - более чем удвоили урожайность семян и на 60% повысили урожайность льносоломы.

Положительное действие меди на продуктивность льна-долгунца установлено и рядом других исследователей [90, 23]. По данным П. И. Анспока [19], медьсодержащие удобрения повышали урожайность льносоломы на 5,1 - 6,4, семян - на 1,1 - 1,2 ц/га при улучшении качества волокна на 0,7 - 0,8 сортономера. Б. В. Лесик [185] отмечает, что внесение в почву 25 кг/га сульфата меди увеличивало урожайность волокна на 0,8 ц/га при одновременном повышении его крепости и номерности.

Диапазон доз в различных опытах довольно широк. Более высокие дозы меди, как правило, дают больший положительный эффект. Так, лучшие результаты получены при внесении в почву 10 кг/га меди по сравнению с 5 кг/га [113]. В. И. Панасин [212] рекомендует на дерново-подзолистых супесчаных почвах в зависимости от содержания в них меди вносить под лен от 2 до 8 кг/га меди.

Следует обратить внимание на тот факт, что под другие сельскохозяйственные культуры медные удобрения вносятся в еще более высоких дозах. Так, внесение 80 кг/га медного купороса в почву обеспечило повышение урожайности озимой пшеницы и ускорило ее созревание [2]. Kofoed D. [365] оптимальными дозами меди для ячменя считает 20 - 60 кг/га д. в. Этот же автор отмечает максимально допустимые уровни содержания меди в почве: для бобовых - 30 , пропашных - 60, многолетних трав - 80 мг/кг почвы. В. Г. Минеев [187] допустимым количеством меди в почве с учетом устойчивости к ней растений считает 100 мг/кг.

Бор наряду с цинком, медью и другими микроэлементами также играет очень важную и многостороннюю роль в жизни растений. Он принимает участие в углеводно-белковом обмене растений, обеспечивает нормальное развитие и работу корневой системы, своевременное образование жизнеспособной пыльцы, развитие завязи и формирование полноценных семян. Бор способствует образованию в растении физиологически активных веществ - витаминов (тиамина и рибофлавина) и фитоалексина (кониферилового спирта), противодействующего поражению льна болезнями.

Содержание бора в различных видах растений неодинаково. Исследованиями, проведенными П. И. Анспоком [17, 20] в течение пятнадцати лет на дерново-подзолистых почвах, было установлено, что содержание его в растениях колеблется от 1 до 96 мг/кг сухого вещества. Большее количество бора содержат сахарная и кормовая свекла, зернобобовые и бобовые, лен, картофель, рапс (от 5 до 96 мг/кг), а меньшее - злаковые культуры (ячмень, овес, пшеница, рожь). Злаковые культуры потребляют его примерно в 7 раз меньше, чем сахарная свекла.

Содержание бора в значительной степени зависит не только от вида растений, но и от фазы развития растений. Например, в 1 кг сухой массы льна в фазе “елочки” содержится в среднем 8,1 - 10,8 мг бора. По мере роста и развития растений потребление бора возрастает, его количество в стеблях и листьях увеличивается в 2 - 3 раза. Период формирования репродуктивных органов - критический в отношении бора, так как без этого микроэлемента прекращается дифференциация точки роста и она отмирает.

Недостаток бора обуславливает и некоторые анатомические изменения органов растений, особенно молодых, причем деление и рост клеток меристематических тканей сильно тормозятся. Например, у кукурузы при недостатке бора клетки паренхимы над верхним узлом уменьшаются, клеточные оболочки становятся тоньше, а межклеточное пространство заполняется бурым веществом. В дальнейшем буреет и отмирает большая часть сосудистых элементов верхних междоузлий [85].

Под влиянием бора улучшается синтез и передвижение углеводов, особенно сахарозы, ростовых веществ и аскорбиновой кислоты из листьев к органам плодоношения и корням. Бор способствует и лучшему использованию кальция в процессах обмена веществ в растениях. Поэтому при недостатке бора растения не могут нормально использовать кальций, хотя последний находится в почве в достаточном количестве. Установлено, что размеры поглощения и накопления бора растениями возрастают при повышении содержания калия в почве [19, 343].

В литературе имеются сведения о том, что на известкованных дерново-подзолистых кислых почвах внесение бора ускоряет цветение клевера, увеличивает количество головок и их размеры, количество семян в головке, ускоряет их созревание. Многими исследователями установлено, что цветки наиболее богаты бором по сравнению с другими частями растений. Он играет существенную роль в процессах оплодотворения. При исключении его из питательной среды пыльца растений плохо или даже совсем не прорастает. В этих случаях внесение бора способствует лучшему прорастанию пыльцы, устраняет опадание завязей и усиливает развитие репродуктивных органов [19].

Бор играет важную роль в делении клеток и синтезe белков, является необходимым компонентом клеточной оболочки. Недостаток бора очень часто вызывает разрушения молодых растущих тканей. Характерными признаками недостатка бора является отмирание точек роста, побегов и корней, нарушения в образовании и развитии репродуктивных органов, разрушение сосудистой ткани. Наблюдается нарушение анатомического строения растений, например, слабое развитие ксилемы, раздробленность флоэмы основой паренхимы и дегенерация камбия. Корневая система развивается слабо, так как бор играет значительную роль в ее развитии.

Дефицит бора в почве - основная причина поражения корней сахарной и кормовой свеклы “гнилью сердечка”, клубней картофеля - паршой, льна - кальциевым хлорозом, что приводит к большому недобору урожая и даже к полной гибели посевов льна.

Длительное внесение в севообороте минеральных удобрений без органических обедняет почву подвижными формами бора. Так, в опытах ВНИИ льна систематическое применение в течение 26 лет только минеральных удобрений в три раза уменьшило содержание водорастворимого бора, по сравнению с неудобренной дерново-подзолистой супесчаной почвой, а внесение навоза за это же время, наоборот, повысило его одержание в два раза. При хорошей обеспеченности бором в сочетании с другими благоприятными для льна условиями питания доза навоза (в севообороте), эквивалентная минеральным удобрениям по количеству азота, фосфора и калия, обеспечила прибавку урожайности семян на 0,8, волокна - на 2,0 ц/га и повысила его качество на 2,8 номера (по сравнению с минеральными удобрениями).

Установлена положительная роль бора в формировании семян с высокими урожайными качествами. В вегетационном опыте посевной материал, полученный на дерново-подзолистой почве, удобренной бором, обеспечил более высокую урожайность семян и волокна не только в первом (соответственно на 22 и 11%), но и во втором (на 10 и 11%) поколениях, чем посевной материал, выращенный без применения бора.

Положительное действие бора на формирование урожайных качеств семян льна можно объяснить активным участием этого микроэлемента в образовании нуклеиновых кислот (РНК и ДНК), составом которых запрограммированы наследственные признаки культуры и сорта.

Проведенные в течение 13 лет полевые опыты в Латвии показали, что все испытанные формы борсодержащих удобрений (борный суперфосфат, бормагниевое, борнодатолитовое удобрение, борная кислота) повышали в среднем урожайность льносоломы на 4,5, семян - на 0,8 ц/га, длинного волокна - на 1,3 ц/га, улучшая его качество на 1,2 номера, снижали поражаемость льна на 84,5%. Лабораторные испытания свойств волокна показали существенные различия в его качестве. Так, крепость волокна при применении бора увеличивалась с 17,6 до 24,4 кГс, а гибкость - с 38,4 до 43,8 мм. Борные удобрения способствовали образованию в стеблях льна-долгунца волокна с высокой прочностью и гибкостью [17, 19].

Исследования Е.А. Григорьева, И.Н. Чумаченко и Т.П. Ковалевой [71] показали, что прибавка урожайности волокна от борсодержащих удобрений составила 0,75, семян - 0,5 ц/га.

На дерново-глеевых суглинистых почвах Литвы применение бордатолита (60 кг/га) увеличивало урожайность льносоломы на 1,8 ц/га, длинного волокна - на 0,37 ц/га [23].

В условиях Полесья лесостепи Украины внесение бора повысило урожайность льноволокна на 14,3, семян - на 31% [348]. Кроме того, установлено, что на слабокислых дерново-подзолистых почвах бор уменьшал заболеваемость льна фузариозом на 10 - 16, антракнозом - на 14 - 18% [19]. В. А. Стаценко и В. Н. Ющенко [283] также отмечают, что применение бора совместно с молибденом при внесении в почву способствует оздоровлению льна от бактериоза.

Прибавку льноволокна (1,8 ц/га), семян (2,0 ц/га) и увеличение качества волокна (на 1 - 4 номера) Я.В. Пейве [217] отмечал при дозах бора 0,35 - 0,75 кг/га, вносимых в почву. П.И. Анспок [19] оптимальными считал дозы бора под лен - 0,3 - 0,5 кг/га. В.А. Стаценко и В.Н. Ющенко [283] применяли бор по 1,0 кг/га, отмечая при 2,0 кг/га снижение урожая. С.С. Барсуков и В.П. Леоненко [27] рекомендуют вносить 0,4 кг/га бора в почву перед посевом льна.

Отрицательное действие бора на лен наблюдалось при дозе 3,0 кг/га. Известкование почвы и более высокая обеспеченность растений NPK повышали их устойчивость к избытку бора [234].

Таким образом, микроэлементы бор, медь, цинк оказывают большое влияние на рост и развитие растений, повышая их урожайность и качество продукции. Однако, несмотря на довольно высокую изученность применения основных микроэлементов под сельскохозяйственные культуры, в том числе и лен-долгунец, многие вопросы требуют дальнейшего уточнения. Практически не изучены способы внесения борных, цинковых и медных удобрений под лен-долгунец на почвах с различной реакцией среды и обеспеченностью элементами питания.

Ответ на эти вопросы мы попытались получить в полевых, мелкоделяночных, вегетационных и лабораторных исследованиях, результаты которых представлены в последующих подразделах данной главы.

3.1 Применение макро- и микроудобрений на дерново-подзолистых почвах различного гранулометрического состава, реакции среды и обеспеченности элементами питания

Как уже отмечалось ранее, повышенная кислотность - одна из важнейших причин низкого плодородия дерново-подзолистых почв, снижения эффективности органических и минеральных удобрений.

Внесение извести способствует нейтрализации избыточной кислотности почвы, повышению степени насыщенности ее основаниями, улучшению водно-воздушного режима, усилению микробиологической активности, в результате чего улучшается азотное и фосфорное питание растений. Однако не все культуры в севообороте одинаково относятся к известкованию. Так, лен достаточно чувствителен как к сильной кислотности, так и к избытку кальция. Известкование повышенными дозами снижает урожай волокна и все показатели, определяющие его качество. Это происходит в результате ухудшения калийного питания растений, затруднения поступления в растения микроэлементов, многие из которых переходят в малодоступное состояние [128]. Так в исследованиях О.Ю. Сорокиной [279] установлено, что при повышении рН_KCl с 4,4 до 7,3 поступление микроэлементов в растения снижается в 2 раза, несмотря на их одинаковое содержание как в почве с рН_KCl 4,4, так и 7,3.

Известно, что углекислый кальций осаждает цинк в виде неподвижных цинкатов. В труднорастворимые формы переходят бор и другие микроэлементы, что вызывает несбалансированное питание и глубокие изменения обмена веществ у льна, ведущие к почти полной задержке роста, хлорозу растений и другим нарушениям.

Как отмечает Л.Л. Кошелева [119] в условиях нарушенного соотношения между азотом и калием и острой недостаточности важнейших микроэлементов, происходят грубые нарушения в обмене веществ, при которых страдает прежде всего углеводный обмен. В итоге меньше синтезируется полисахаридов, являющихся основной составной частью волокна, а также создающих опору для стебля. Избыток азотистых веществ способствует бурному росту, хорошему развитию листовой поверхности, сильному ветвлению соцветия. Но недостаток сложных углеводов - целлюлозы, гемицеллюлозы - делает стебель рыхлым, легковесным, плохо приспособленным для выполнения механической функции. Все это ведет к полеганию посевов, а следовательно к снижению урожайности льнопродукции и качества.

На переизвесткованной почве, как указывает Л. А. Лебедева [166], на льне широко распространяется кальциевый хлороз, физиологическое расстройство вследствие несбалансированности питания и в первую очередь из-за недостатка микроэлементов. Для устранения кальциевого хлороза льна во Франции на почвах со щелочной реакцией вносят перед посевом 20 кг/га сернокислого цинка или в подкормку при высоте растений не более 4 см - 4 кг/га путем опрыскивания, расход воды 100 л/га . В США кальциевый хлороз чаще всего связывают также с низкой обеспеченностью почвы цинком. При значительной недостаточности этого элемента симптомы заболевания проявляются через 2 - 4 недели после появления всходов. Поэтому на таких почвах рекомендуют вносить до посева льна 11 кг/га сульфата или 3,5 кг/га хелата цинка. При появлении первых симптомов заболевания хлорозом рекомендуется опрыскивание раствором цинка в дозе 0,09 - 0,018 кг/га [198].

Следовательно, в комплексе мероприятий по повышению урожайности и качества льна-долгунца большое значение должно придаваться микроудобрениям, что обусловлено прежде всего низким содер...