Russian Federation
Russian Federation
The influence of mineral fertilizers on the level of supply of buckwheat with nutrients during the growing season is estimated. The results of tissue analysis of plants indicate a weak supply of the crop by phosphorus and potassium. The formation of buckwheat yields indicated a significant effect of the applied mineral fertilizers in comparison with the control.
mineral fertilizers, buckwheat, tissue diagnostics, leaf analysis, agrogray soil
Актуальность. Гречиха (Fagopyrum Gaertn) – одна из наиболее ценных крупяных культур в России, возделываемая как источник ценных диетических продуктов питания и составная часть кормовой базы. По урожайности гречиха уступает основным зерновым культурам, что во многом связано с особенностями реакции растений на элементы питания [1]. Высокая отзывчивость гречихи на удобрения обусловливается большой потребностью в питательных веществах. На формирование 1 т зерна и соответствующего количества соломы, гречиха потребляет: азота – 44 кг, фосфора – 30 кг, калия 75 кг. Повышенную потребность этой культуры в удобрениях можно объяснить тем, что она усваивает из почвы минеральные вещества за небольшой срок, так как ее вегетационный период не продолжительный [2]. В условиях земледельческой зоны Красноярского края сельскохозяйственные культуры в начале вегетации испытывают азотно-фосфорное голодание. Поэтому внесение азотных и фосфорсодержащих удобрений является фактором для получения устойчивых урожаев [3-5]. Особенностью гречихи является способность усваивать фосфор и калий из труднодоступных соединений, в том числе из фосфоритной муки.
Цель работы – исследовать влияние доз фосфоритной муки и сульфоаммофоса на обеспеченность растений элементами минерального питания, а также урожайность гречихи.
Условия, объекты и методы исследования. Исследования были проведены в производственных посевах ООО учхоза «Миндерлинское» в Красноярской лесостепи Красноярского геоморфологического округа, расположенного в пределах Чулымо-Енисейского денудационного плато юго-западной окраины Средней Сибири. Его географическое положение определяется координатами 56°26' с.ш. и 92°54' в.д. Объект исследований – агросерая среднегумусная среднемощная легкоглинистая почва на красно-бурой глине.
Исходная агрохимическая характеристика пахотного слоя почвы: содержание гумуса – 3,89 % (по Тюрину), рНН2О – 6,4, гидролитическая кислотность – 0,3-3,5, содержание подвижного фосфора и калия (по Чирикову) – 77 и 216 мг/кг, соответственно. Схема опыта была представлена следующими вариантами: 1) контроль; 2) фосфоритная мука – Рф (0,5 т/га) + сульфат аммония – Nа (100) + калий сернокислый – Кс (60); 3) фосфоритная мука – Рф (1 т/га) + сульфат аммония – Nа (100) + калий сернокислый – Кс (60); 4) фосфоритная мука – Рф (1,5 т/га) + сульфат аммония – Nа (100) + калий сернокислый – Кс (60); 5) сульфоаммофос – САФ (30) + Кс (60); 6) сульфоаммофос – САФ (40) + Кс (60); 7) сульфоаммофос – САФ (50) + Кс (60).
Исследования проводились в севообороте: кукуруза – яровая пшеница – гречиха – соя – картофель – яровая пшеница. Посев гречихи сорта Жданка проведён 2 июня пневматической сеялкой Быстрица-6. Метод размещения делянок на опытном поле – систематический последовательный, число повторностей – 4, общая площадь делянки – 120 м2, учетная – 48 м2, форма - прямоугольная. Элементы методики полевого опыта были выбраны исходя из агроэкологических параметров плодородия агросерых почв. Отбор почвенных проб проводили из слоев 0-10 и 10-20 см, рандомизированно. Урожай учитывали методом пробного снопа. В почвенных пробах определяли реакцию среды – ионометрически, подвижный фосфор и калий – по Ф.В. Чирикову. В фазы ветвления и цветения гречихи отбирали растительные пробы в пятикратной повторности с каждой из делянок опытных вариантов и анализировали по экспресс-методу В.В. Церлинг; определение валового содержания элементов питания в органах растений проводили после мокрого их озоления [6]. Исследования были сосредоточены на изучении реакции растений гречихи в период ее вегетации на внесенные минеральные удобрения. Метеорологические условия вегетационного периода характеризовались повышенным температурным фоном и дефицитом осадков относительно нормы.
Обсуждение результатов. Корневая система гречихи характеризуется слабым развитием, но очень высокой физиологической активностью. В связи с этим нами была проведена тканевая диагностика растений гречихи с целью выявления уровня обеспеченности культуры элементами питания в период вегетации (табл. 1). Полученные данные тканевой диагностики указывают, в целом, на слабую обеспеченность растений гречихи фосфором и, особенно, калием в фазу ветвления. Однако, совместное внесение сульфата аммония и фосфоритной муки в дозе 1 т/га, способствовало увеличению концентрации неорганических фосфатов и калия в клеточном соке растений. К фазе цветения наблюдалось перераспределение элементов питания в растительном организме. Так, во всех вариантах опыта наблюдалось существенное снижение обеспеченности гречихи минеральным азотом, обусловленное расходованием его на формирование урожайности. Полученные данные по урожайности гречихи свидетельствуют о значимом влиянии применяемых минеральных удобрений в сравнении с контролем.
Таблица 1 - Результаты тканевой диагностики минерального питания гречихи
|
Вариант |
Элемент питания |
Балл обеспеченности |
Урожайность, ц/га |
|
|
Июнь (фаза ветвления) |
Июль (фаза цветения) |
|||
|
1 Контроль |
N-NO3 |
1,6 |
0,2 |
4,6 |
|
P2O5 |
2,7 |
2,4 |
||
|
K2O |
0,3 |
0,8 |
||
|
2. Рф (0,5 т/га) + Nа (100) + Кс (60) |
N-NO3 |
4,2 |
1,0 |
15,2 |
|
P2O5 |
2,1 |
2,2 |
||
|
K2O |
0,7 |
1,0 |
||
|
3. Рф (1 т/га) + Nа (100) + Кс (60) |
N-NO3 |
3,7 |
1,1 |
16,7 |
|
P2O5 |
3,1 |
2,3 |
||
|
K2O |
1,9 |
0,5 |
||
|
4. Рф (1,5 т/га) + Nа (100) + Кс (60) |
N-NO3 |
2,5 |
1,3 |
10,2 |
|
P2O5 |
1,5 |
2,4 |
||
|
K2O |
1,0 |
1,2 |
||
|
5. САФ (30) + Кс (60) |
N-NO3 |
2,0 |
0,8 |
15,0 |
|
P2O5 |
2,5 |
2,6 |
||
|
K2O |
0,5 |
0,8 |
||
|
6. САФ (40) + Кс (60) |
N-NO3 |
3,4 |
0,9 |
13,4 |
|
P2O5 |
2,4 |
2,8 |
||
|
K2O |
0,5 |
1,0 |
||
|
7. САФ (50) + Кс (60) |
N-NO3 |
4,0 |
1,5 |
15,2 |
|
P2O5 |
1,4 |
2,9 |
||
|
K2O |
0,9 |
0,7 |
||
|
НСР05 |
N-NO3 |
Fф < F05 |
Fф < F05 |
4,2 |
|
P2O5 |
1,3 |
Fф < F05 |
||
|
K2O |
0,9 |
Fф < F05 |
||
Анализ данных, представленных в таблице 2, свидетельствует о неравномерном распределении по органам поступивших в растения гречихи элементов минерального питания. Содержание азота, фосфора и калия колеблется по органам растений в широких пределах. Меньшее количество азота находится в корнях и надземной биомассе гречихи в зависимости от варианта опыта. В корнях количество азота варьирует от 0,39 до 0,44 %, а в надземной биомассе – от 0,49 до 0,61 %. Наибольшее его содержание приходится на зерно и изменяется от 1,51 до 1,65 %. Следует отметить, что максимальными значениями азота отличаются варианты (№2 и №3) с фосфоритной мукой в дозе 0,5 т/га и 1,0 т/га и вариант (№7) с применением сульфоаммофоса, внесенным в дозе 50 кг д.в./га.
Фосфор является жизненно необходимым элементом питания для растений, который отвечает за рост и развитие растений, накопление сахаров и формирование генеративных органов. Наименьшее содержание фосфора отмечено на контроле независимо от органа растений гречихи. В удобренных вариантах количество фосфора увеличилось на 12% в надземной биомассе, на 28 % в корнях и на 46 % в зерне гречихи к контролю. Максимальное значение фосфора в органах растений обнаружено в вариантах (№2 и №3) с фосфоритной мукой (дозы 0,5 и 1т/га) сульфатом аммония и сульфатом калия и варьировали от 1,094 до 1,146 % в зависимости от органа растения гречихи (см. табл. 2).
Таблица 2 - Содержание элементов питания в разных органах растений гречихи, %
|
Вариант* |
С |
N |
С: N |
P |
K |
N:P |
N:K |
|
корни |
|||||||
|
1. Контроль |
36,03±5,50 |
0,42±0,19 |
85,79 |
0,87±0,12 |
0,12±0,02 |
0,48 |
3,5 |
|
2. Рф (0,5 т/га) + Nа (100) + Кс (60) |
42,07±5,73 |
0,40±0,14 |
105,18 |
1,12±0,02 |
0,16±0,02 |
0,36 |
2,5 |
|
3. Рф (1 т/га) + Nа (100) + Кс (60) |
39,85±0,88 |
0,32±0,13 |
124,53 |
1,10±0,02 |
0,15±0,04 |
0,29 |
2,1 |
|
4. Рф (1,5 т/га) + Nа (100) + Кс (60) |
37,64±5,93 |
0,44±0,28 |
85,55 |
1,04±0,12 |
0,12±0,02 |
0,42 |
3,7 |
|
5. САФ (30) + Кс (60) |
29,59±5,48 |
0,44±0,18 |
67,25 |
1,09±0,02 |
0,24±0,08 |
0,40 |
1,8 |
|
6. САФ (40) + Кс (60) |
32,26±2,49 |
0,39±0,26 |
82,72 |
1,06±0,05 |
0,25±0,08 |
0,37 |
1,6 |
|
7. САФ (50) + Кс (60) |
36,31±7,68 |
0,41±0,14 |
88,56 |
0,99±0,09 |
0,09±0,02 |
0,41 |
4,6 |
|
|
Зерно |
||||||
|
1. Контроль |
39,62±4,62 |
1,60±0,04 |
24,76 |
0,78±0,10 |
0,06±0,006 |
2,04 |
26,7 |
|
2. Рф (0,5 т/га) + Nа (100) + Кс (60) |
36,37±7,11 |
1,64±0,11 |
22,18 |
1,11±0,02 |
0,06±0,001 |
1,48 |
27,3 |
|
3. Рф (1 т/га) + Nа (100) + Кс (60) |
33,84±4,34 |
1,51±0,05 |
22,41 |
1,15±0,02 |
0,06±0,007 |
1,32 |
25,2 |
|
4. Рф (1,5 т/га) + Nа (100) + Кс (60) |
52,29±7,83 |
1,52±0,07 |
34,40 |
0,99±0,11 |
0,05±0,001 |
1,54 |
30,2 |
|
5. САФ (30) + Кс (60) |
31,99±6,70 |
1,51±0,08 |
21,19 |
1,09±0,04 |
0,07±0,01 |
1,39 |
21,6 |
|
6. САФ (40) + Кс (60) |
31,67±5,22 |
1,54±0,07 |
20,56 |
1,08±0,03 |
0,06±0,001 |
1,42 |
25,7 |
|
7. САФ (50) + Кс (60) |
45,20±4,04 |
1,65±0,06 |
27,39 |
1,13±0,02 |
0,07±0,002 |
1,46 |
23,6 |
|
|
надземная биомасса (кроме зерна) |
||||||
|
1. Контроль |
43,14±3,97 |
0,61±0,05 |
70,72 |
0,98±0,09 |
0,34±0,08 |
0,62 |
1,8 |
|
2. Рф (0,5 т/га) + Nа (100) + Кс (60) |
42,85±10,05 |
0,58±0,04 |
73,88 |
1,09±0,03 |
0,41±0,01 |
0,53 |
1,4 |
|
3. Рф (1 т/га) + Nа (100) + Кс (60) |
41,88±4,47 |
0,49±0,02 |
85,47 |
1,11±0,04 |
0,45±0,03 |
0,44 |
1,1 |
|
4. Рф (1,5 т/га) + Nа (100) + Кс (60) |
32,35±9,79 |
0,47±0,03 |
68,83 |
1,09±0,08 |
0,40±0,08 |
0,43 |
1,2 |
|
5. САФ (30) + Кс (60) |
33,16±5,64 |
0,50±0,04 |
66,32 |
1,05±0,03 |
0,45±0,02 |
0,48 |
1,1 |
|
6. САФ (40) + Кс (60) |
38,39±4,50 |
0,51±0,09 |
75,27 |
0,94±0,09 |
0,31±0,08 |
0,54 |
1,6 |
|
7. САФ (50) + Кс (60) |
35,78±3,52 |
0,57±0,05 |
62,77 |
1,00±0,04 |
0,45±0,03 |
0,57 |
1,3 |
Калий один из основных элементов питания растений, участвующий в углеводном и белковом обмене. Он усиливает образование сахаров в листьях и передвижение их в другие органы растений, улучшает поступление воды в клетки растений, понижает процесс испарения, растения становятся более устойчивыми к засухе. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о неравномерном распределении калия по органам растения гречихи. Преобладающее содержание калия выявлено в надземной биомассе по сравнению с корнями и зерновой частью растений гречихи. По-видимому, у созревающих растений гречихи происходит отток калия через корневую систему в надземную биомассу и почву. В надземной биомассе количество калия варьировало от 0,31% до 0,45 % в зависимости от варианта опыта. Под действием удобрений его количество возросло на 18-32 % к контролю. В корнях растений содержание калия изменялось в пределах 0,09-0,25 %. Следует отметить, что при внесении сульфоаммофоса (вариант№5 и №6) в дозах 30 и 40 кг д.в., этот показатель увеличился в 2 раза. Полученные результаты свидетельствуют о меньшей концентрации калия в запасающем органе-зерне, составляющем 0,05-0,07 % в зависимости от варианта.
Заключение
Таким образом, поступающие в растения минеральные элементы питания азот, фосфор и калий распределяются по органам гречихи неравномерно, и их содержание колеблется по органам растений в широких пределах. Полученные данные по урожайности гречихи свидетельствуют о значимом влиянии применяемых минеральных удобрений в сравнении с контролем. Прибавки урожая гречихи к контролю составляют от 5,6 до 12,1 ц/га. Наибольшая урожайность гречихи в размере 16,7 ц/га сформировалась при внесении в агросерую почву фосфоритной муки в дозе 1 т/га, сульфата аммония и калия сернокислого в дозах 100 и 60 кг д.в./га, соответственно. Отметим, что содержание макроэлементов в зерновой части культуры этого варианта составило 1,5 % азота, при соотношении N:P = 1,32 и N:K=25,2. Увеличение дозы внесения до 1,5 т/га фосфоритной муки зафиксировало снижение урожайности гречихи в 1,6 раза в сравнении с оптимальным вариантом. Однако урожайность гречихи в этом варианте оказалась в 2,2 раза выше контроля.
1. Nikitina V.I., Vagner V.V. Vliyanie sposobov poseva i norm vyseva na posevnye kachestva semyan i sohrannost' rasteniy k uborke sortov grechihi // Vestnik KrasGAU. 2023. № 2. S. 3-11. DOI: https://doi.org/10.36718/1819-4036-2023-2-3-11; EDN: https://elibrary.ru/ATDQSJ
2. Vazhov V.M., Odincev A.V., Kozil V.N. Vliyanie usloviy vyraschivaniya na urozhaynost' grechihi v kolochnoy lesostepi Altaya // Mezhdunarodnyy zhurnal eksperimental'nogo obrazovaniya. 2012. № 5. S. 25-27. EDN: https://elibrary.ru/RATSZP
3. Belousova E.N., Belousov A.A., Dem'yanenko T.N., Ul'yanova O.A. Problemy podvizhnogo fosfora v zemledelii Krasnoyarskogo kraya / Sovremennye problemy i perspektivy razvitiya agrohimii, zemledeliya i smezhnyh nauk o plodorodii pochv i produktivnosti polevyh kul'tur v Sibiri. Materialy mezhdunarodnoy nauchno-proizvodstvennoy konferencii s mezhdunarodnym uchastiem / E.N. Belousova, A.A. Belousov, T.N. Dem'yanenko, O.A. Ul'yanova // Krasnoyarsk, 2023. S. 155-160. DOI: https://doi.org/10.52686/9785604525050_241; EDN: https://elibrary.ru/SIRBKV
4. Belousova E.N., Belousov A.A. Transformaciya azotsoderzhaschih soedineniy chernozema vyschelochennogo v usloviyah minimizacii osnovnoy obrabotki // Problemy agrohimii i ekologii. 2021. № 3-4. S. 3-8. DOI: https://doi.org/10.26178/AE.2021.77.67.008; EDN: https://elibrary.ru/RIAICT
5. Belousov A.A., Belousova E.N., Ul'yanova O.A., Dem'yanenko T.N., Barova Ch.S.O. Ocenka agroekologicheskih parametrov plodorodiya agroseryh pochv pri zakladke polevogo opyta // Vestnik KrasGAU. 2023. № 5 (194). S. 81-88. DOI: https://doi.org/10.36718/1819-4036-2023-5-81-88; EDN: https://elibrary.ru/FXPFOE
6. Agrohimicheskie metody issledovaniya pochv. M.: Nauka, 1975. 655 s.
