Спросить
Войти
УДК 631.524.85
БОТ: 10.24411/1728-323Х-2020-12052
ДИНАМИКА МИНЕРАЛЬНОГО АЗОТА ПОД ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЕЙ НА ФОНЕ РАЗНЫХ ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ
Г. В. Горшинина, аспирант, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Калининградский государственный технический университет, galla8@bk.ru, Калининград, Россия, С. И. Новикова, кандидат биологических наук; начальник отдела мониторинга плодородия почв и организации применения средств химизации, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Центр агрохимической службы Калининградский», novikova.kld.39@mail.ru, Калининград, Россия,
О. М. Бедарева, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой агропочвоведения и агроэкологии, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Калининградский государственный технический университет, olgabedareva@mail.ru, Калининград, Россия, Т. Н. Троян, кандидат биологических наук, доцент кафедры агропочвоведения и агроэкологии, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Калининградский государственный технический университет, tatyanatroyan@klgtu.ru, Калининград, Россия
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 [1]. Причиной нарушения ассимиляции нитратов в растениях могут выступают различные факторы: сроки, формы, дозы внесения удобрения, метеорология, видовые и сортовые особенности растений, предшественники. Именно неэффективное использование средств химизации, нарушение существующих регламентов служат источником наблюдаемых отрицательных последствий.
В статье приведены закономерности в распределении нитратных и аммиачных форм азота по профилю почвы (0—100 см) в течение вегетационного периода формирования урожая озимой пшеницы. В этой связи приведены численные показатели минерального и аммиачного азота в почве по годам исследований и фенологическим фазам развития эдификатора с учетом предшественника. Максимальная урожайность зерна озимой пшеницы 53,0 ц/га зафиксирована на ключевом участке с предшественником люпином однолетним; минимальная (33,5 ц/га) — на участке с предшественником картофелем
Введение. Накопление нитратного азота — естественный физиологический процесс. Нитратный азот в почве очень подвижен; при обильном водообеспечении легко вымывается за пределы корне-обитаемого слоя, особенно на л егких почвах. Наряду с аммонийным азотом нитраты являются основным источником азотного питания растений [2].
В науке и практике для совершенствования стратегий использования азотных удобрений исследуются сезонные изменения запаса азота в почве [3]. При выщелачивании неизбежны потери азота, в этом плане необходимы количественные учеты элемента, доступного для растений в этот период [4].
Главное условие, определяющее среднюю величину урожая, зависит от степени обеспечения культуры азотом. Эта проблема особенно актуальна в зоне олиготрофных дерново-подзолистых почв, где азот выступает как важнейший элемент питания растения и как лимитирующий фактор в продукционном процессе.
В 2019 году максимальная урожайность озимой пшеницы в отдельных хозяйствах Калининградской области достигла 80 центнеров с гектара. Это более чем в два раза выше, чем в среднем по России [5].
Озимая пшеница часто выращивается в условиях, когда рапс выступает в качестве предшественника. Значительные потери азота под пшеницей происходят в результате выщелачивания, что характерно для влажного климата в зимний период [4]. Весенне-летние
№ 2, 2020
столовым. Наиболее высокая потребность растений озимой пшеницы приходится в фазу конец кущения — начало выхода в трубку.
The main sources of plant nitrogen nutrition are ammonium salts and nitric acid (nitrates). A lack of nitrogen leads to weak tillering, a decrease in the leaf surface, and a decrease in the number and mass of grains in the ear [1]. Various factors can act as a cause of impaired nitrate assimilation in plants: timing, form, dose of fertilizer, meteorology, species and varietal characteristics of plants, predecessors. It is an inefficient use of chemicals, violation of existing regulations that are the source of the observed negative consequences.
The article presents the patterns in the distribution of nitrate and ammonia forms of nitrogen along the soil profile (0—100 cm) during the growing season of the formation of the winter wheat crop. In this regard, numerical indices of mineral and ammonia nitrogen in the soil are given by the years of research and phe-nological phases of edificator development taking into account the precursor. The maximum grain yield of winter wheat of 53.0 c/ha was recorded in a key area with an annual precursor of lupine; minimal (33.5 c/ha) — on the site with the predecessor table potatoes. The highest demand of winter wheat plants falls in the phase of tillering — beginning of entering the tube.
подкормки азотом тесно увязывают с текущими потребностями культуры в азотном питании. Дату подкормок определяют не календарные сроки, а фазы развития культуры [6].
Цель исследования — оценить влияние азотных удобрений, температуры и влажности почвы на динамику азота почвы в течение вегетационного периода озимой пшеницы в климатических условиях Калининградской области. В задачи исследования входило изучить динамику накопления аммонийных и нитратных форм азота в 0—100 см слое за период вегетации культуры и оценить роль предшественника в этом процессе.
Объект и методы. Динамика минерального азота в почве и особенности потребления его растениями озимой пшеницы изучены в 2017—2018 гг. в агрофитоценозах Гурьевского района Калининградской области (табл. 1). Площадь обследования составила 18 гектаров.
Почвенную диагностику проводили в несколько этапов в соответствии с фенологическими фазами развития растений: II декада сентября 2017 года — до посева озимой пшеницы, III декада ноября 2017 года — фаза три листа — начало кущения у озимой пшеницы, I декада апреля 2018 года — возобновление весенней вегетации озимой пшеницы, III декада июля 2018 года — после уборки урожая озимой пшеницы.
Почвы ключевых участков диагностированы как легкосуглинистые. Всего выделено три ключевых участка. Влияние на урожай пшеницы после рапса было определено с точки зрения остаточного азота, урожайности и оптимальной нормы азотных удобрений.
В работе использованы традиционные методы почвенных и агрохимических исследований: отбор, упаковка, транспортирование и хранение почвенных проб (ГОСТ 17.4.3.01, ГОСТ 17.4.4.02, ГОСТ 12071, ГОСТ 28168), определение содержания нитратного азота
Таблица 1
Структура исследования и объем материалов
Предшественник Ключе- Общая Система удобрений
Культура вые участки (КУ) учетная площадь, га фаза удобрения
озимый рапс (Brassica napus oleifera Metzg.) I 7 возобновление вегетации кущение выход в трубку колошение N25 N60 N40 некорневая подкормка: азот (N7) + Нутривант Плюс Зерновой (1 л/га)
Озимая пшеница (Triticum durum L.) однолетний люпин (Lupinus angustifolius L.) II 7 возобновление вегетации кущение начало выхода в трубку выход в трубку колошение N25 N60 N40 N30 некорневая подкормка: азот (N7) + Нутривант Плюс Зерновой (1 л/га)
картофель (Solanum tuberosum L.) III 4 возобновление вегетации начало выхода в трубку выход в трубку колошение N25 N60 N40 N30 некорневая подкормка: азот (N7) + Нутривант Плюс Зерновой (1 л/га)
№ 2, 2020
Таблица 2
Динамика азота в агрофитоценозах озимой пшеницы
Дата отбора образцов, фаза развития Слой почвы, см
Содержание минерального азота, мг/кг воздушно-сухой почвы
N03 NH4 N03 NH4 N03 NH4 N03 NH4 N03 NH4
КУ I: предшественник — озимый рапс
КУ II: предшественник — люпин однолетний
КУ III предшественник — картофель
ионометрическим методом (ГОСТ 26951—86), определение обменного аммония по методу ЦИНАО (ГОСТ 26489—85) [7, 8].
Результаты и обсуждение. Весь период отбора проб с 13.09.2017 г. по 24.07.2018 г. отличался повышенным температурным режимом: среднесуточная температура воздуха превышала норму: в сентябре на +0,6 °С (норма +13,1 °С), в ноябре 2017 года на +1,7 °С (норма +3,3 °С), в апреле на +3,5 °С (норма +7,3 °С) и в июле 2018 года на +2,3 °С (норма +18,1 °С). Количество выпавших осадков превышало среднемесячную среднемно-голетнюю норму на 67, 42, 23 и 24 % (норма 74, 83, 36 и 77 мм соответственно).
Динамика минерального азота в почве по годам исследований имела свои особенности (табл. 2).
На всех плодородных и окультуренных почвах осенью озимая пшеница в достаточном количестве обеспечена азотом [9].
В связи с этим минеральный азот в систему удобрений в осенний период развития растений не вносился, чтобы не допустить активного прироста надземной массы, опережающей развитие корневой системы, вследствие чего формируется крупноклеточная структура ткани, образуется большое число непродуктивных стеблей [10] в результате насыщенного азотного питания культуры в начале вегетации.
В середине сентября (13.09.17) количество нитратных форм азота преобладало над аммиачными до глубины 0—60 см. Ниже по профилю распределение осуществлялось по смешанному типу: на одних КУ с глубины 61—80 см преобладал нитратный азот, на других — аммиачный. Аналогичная ситуация отмечалась на глубине почвы 81—100 см.
Максимальный запас минерального азота (нитратный + аммиачный) отмечен под озимой пшеницей после предшественника люпин однолетний — 139,75 кг д. в./га (соответствует градации «повышенный»), далее следует озимая пшеница после предшественника озимый рапс — 98,71 кг д. в./га.
В конце ноября (27.11.17), когда среднесуточная температура воздуха понизилась до плюс 1,5— 3,4 °С, количество аммиачных форм азота преобладало над нитратными до глубины 0—60 см. Ниже распределение форм азота, как и в предыдущий период, происходило по смешанному типу.
В слоях почвы 0—20 и 21—40 см содержание нитратного азота увеличилось, а аммиачного — снизилось по сравнению с предыдущим сроком. В нижележащих слоях протекали оба процесса одновременно.
Заключение. Содержание минерального азота в почве очень динамично и зависит от многих факторов: температуры, осадков, агрохимических и агрофизических свойств почвы. Для уточнения доз азотных подкормок необходимо ежегодное проведение почвенной диагностики на каждом конкретном контуре с учетом предшественника.
На КУ I — озимая пшеница (предшественник — озимый рапс), КУ II — озимая пшеница (предшественник — люпин однолетний), запас минеральных форм азота повсеместно снизился в 1,6—1,7 раза, что связано с расходом этих форм азота на формирование высокого урожая.
№ 2,2020
Урожайность зерна озимой пшеницы на КУI (предшественник — озимый рапс) и КУ II (предшественник — люпин однолетний) составила 43,0 и 53,0 ц/га соответственно. Неэффективный
Библиографический список
предшественник для озимой пшеницы — картофель, так как показатели урожайности озимой пшеницы, по сравнению с другими предшественниками, ниже — 33,5 ц/га.
DYNAMICS OF MINERAL NITROGEN UNDER WINTER WHEAT AGAINST THE BACKGROUND OF DIFFERENT PREDECESSORS
G. V. Gorshinina, Post-graduate student, Kaliningrad State Technical University, gala8@bk.ru, Kaliningrad, Russia, S. I. Novikova, PhD (Biology), Federal State Budgetary Institution "Center for Agrochemical Service Kaliningrad", novikova.kld.39@mail.ru, Kaliningrad, Russia,
O. M. Bedareva, PhD (Biology), Dr. Habil, Professor, Kaliningrad State Technical University; olgabedareva@mail.ru, Kaliningrad, Russia,
T. N. Troyan, PhD (Biology), Kaliningrad State Technical University, p-tanik@mail.ru, Kaliningrad, Russia References
№ 2,2020
