Содержание элементов питания в растениях озимой пшеницы при реминерализации чернозема выщелоченного

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 двухи 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.

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.

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.

Медь повышает засухо-, морозои 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.

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.

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.