Размещено на http://www.allbest.ru/

Эффективность микроэлементов в системе удобрения рисового севооборота в условиях Кубани

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

микроудобрение рисовый севооборот

Актуальность темы. Одним из основных резервов увеличения урожайности культур рисового севооборота является повышение эффективности использования удобрений. В комплексе мероприятий и приемов рационального их применения в рисоводстве первостепенное значение имеет определение количества каждого вида, обеспечивающее максимальную реализацию потенциальной продуктивности районированных сортов и сохранение почвенного плодородия. При существующих объемах применения удобрений в рисоводстве каждый центнер неправильно использованных туков оборачивается для рисоводов потерями, исчисляемые тысячами рублей. Это определяет необходимость совершенствования системы удобрения культуры с учетом плодородия почв рисовых полей.

Коренной недостаток существующей системы удобрения риса - их несбалансированность по элементам питания. Как правило, вносят только азот, фосфор и калий, в то время как для роста и развития растений помимо указанных макроэлементов необходимы и микроэлементы - бор, кобальт, марганец, медь, молибден, цинк. В результате этого не обеспечивается должный уровень минерального питания, сбалансированного по всем элементам, необходимым для жизнедеятельности растений. Поэтому агрохимическая концепция развития рисоводства для обеспечения экологической стабильности в регионах рисосеяния при производстве экономически обоснованной и биологически полноценной продукции предусматривает включение микроэлементов в систему удобрения.

Правильно разработанная система удобрения риса и сопутствующих культур рисового севооборота обеспечивает увеличение урожайности, улучшение качества продукции, сохранение и воспроизводство плодородия почв и ограничение агрогенного загрязнения окружающей среды.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось теоретическое обоснование и разработка технологии применения микроудобрений, обеспечивающая получение высоких урожаев культур рисового севооборота, установление их влияния на содержание элементов минерального питания в растениях и в почве, качество сельскохозяйственной продукции.

В задачу исследований входило:

- оценка обеспеченности почв зоны рисосеяния Кубани подвижными формами микроэлементов;

- исследование пищевого режима почвы под культурами рисового севооборота при внесении микроудобрений;

- определение влияния микроудобрений на содержание элементов питания, рост и фотосинтетическую деятельность растений риса и люцерны;

- установление закономерностей изменения под воздействием микроэлементов коэффициентов использования растениями азота, фосфора и калия из удобрений.

- установление оптимальных доз, сроков и способов внесения микроудобрений, обеспечивающих высокую продуктивность культур рисового севооборота;

- выявление действия микроудобрений на формирование элементов структуры урожая и качество продукции культур рисового севооборота.

Получение экспериментальных данных по вышеуказанным вопросам дает возможность усовершенствовать теорию питания растений риса микроэлементами и разработать научно обоснованные рекомендации по технологии применения микроудобрений в рисовом севообороте в условиях Кубани, а также определить экономическую эффективность и экологическую целесообразность включения микроэлементов в систему удобрения риса в севообороте.

Для решения поставленных задач были проведены лабораторные, полевые и производственные опыты.

Научная новизна. Впервые проведены комплексные исследования по динамике микроэлементов в почвах рисовых полей Кубани. Определены валовое содержание и формы соединений микроэлементов в почвах. Установлено, влияние культуры риса и микроудобрений на содержание подвижных форм микроэлементов в почвах. Выявлен характер изменений агрохимических показателей плодородия почв при внесении микроудобрений под люцерну в условиях рисового севооборота. Получены данные по содержанию микроэлементов в природных водах, используемых для орошения риса. Изучены закономерности поступления микроэлементов и их влияние на рост и развитие растений. Показано положительное влияние микроудобрений на динамику содержания азота, фосфора и калия в различных органах культур рисового севооборота. Рассчитан вынос элементов питания урожаем и коэффицент использования их растениями из удобрений. Получены данные по действию микроудобрений на площадь ассимиляционной поверхности и фотосинтетическую активность растений. Для культур рисового севооборота установлены оптимальные дозы и сроки внесения микроудобрений и дана их сравнительная агроэкологическая и экономическая оценка. Показано влияние микроудобрений на количество и качество урожая.

Результаты исследований послужили основой для использования теоретических и практических знаний в области применения микроудобрений в соответствии с биологическими особенностями культур рисового севооборота и содержания микроэлементов в почве.

Практическая ценность. Результаты исследований расширяют знания о роли микроэлементов в жизнедеятельности и продуктивности растений. Доказана необходимость включения микроэлементов в систему удобрения риса и люцерны. Разработаны рекомендации, обеспечивающие оптимальные условия минерального питания культур рисового севооборота и экологическую стабильность агроландшафта при производстве экономически обоснованной, биологически полезной растениеводческой продукции. Благодаря оптимизации системы удобрения урожайность риса в Республике Адыгея повысилась почти в два раза. Так, урожайность зерна в Адыгейском научно-техническом центре риса в 2005 г. составила 5,3 т/га. 2006 г. - 6,1 т/га, 2007 г. - 6,7 т/га, тогда как за всю историю рисосеяния она не превышала 3,5 т/га. Это вызвало научный интерес со стороны ведущих ученых страны. Адыгейский научно-технический центр риса посетили академики В.Г. Минеев, В.И. Кирюшин и Е.М. Харитонов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Теоретическое и экспериментальное обоснование микроэлементного режима почв рисовых полей Кубани в рисово-люцерновом севообороте.

2. Агроэкологическая и агрохимическая необходимость выращивания люцерны в рисовом севообороте и включения микроэлементов в систему удобрения риса и люцерны.

3. Теоретические основы применения микроудобрений на посевах риса и люцерны, связанные с их влиянием на прорастание семян, рост, минеральное питание и фотосинтетическую деятельность растений.

4. Оптимизация системы макро- и микроудобрений в рисово-люцерновом севообороте обеспечивающей повышение количества и качества урожая.

Апробация работы. Результаты исследований неоднократно докладывались на научно-производственных совещаниях специалистов рисосеющих районов Республики Адыгея (п. Прикубанский, 2001-2008); на кафедре агрохимии Кубанского государственного аграрного университета (2005-2008), в лаборатории координации региональных проблем рисоводства в Российской Федерации Всероссийского НИИ риса (2005-2008), на региональных совещаниях Географической сети опытов с удобрениями (Персиановка, Ростовская область, 2005; Москва, 2006; Ставрополь, 2007), на Всероссийских конференциях "Энтузиасты аграрной науки" (Краснодар, 2003-2008), на Международной научно-практической конференции "Устойчивое производство риса: настоящее и перспективы" (Краснодар, 2006).

По материалам диссертации опубликовано 52 печатных работ общим объемом 51 п.л.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 407 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству. Она включает 36 рисунков, 110 таблиц, 30 приложений. Список использованной литературы насчитывает -292 наименования, в т. ч. 40 на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Исследования проводились на рисовой оросительной системе Государственного элитно-семеноводческого предприятия «Красное» (ГЭСП «Красное») и Адыгейского научно-технического центра риса (АНТЦ рис). ГЭСП «Красное» расположено в Красноармейском районе Краснодарского края в 60 км юго-западнее г. Краснодара. АНТЦ рис находится в северо-восточной части Тахтамукайского района Республики Адыгея. Объектами исследования служили районированные сорта риса Лиман, Регул, Рапан и Хазар; люцерна: Славянская местная.

Погодные условия в годы проведения исследований были близки к средним многолетним и обеспечивали получение высоких урожаев риса.

Исследования проводились на рисовой лугово-черноземной и аллювиальной луговой почвах. Гумуса в пахотном слое рисовых лугово-черноземных почв содержалось 3-4 %, валового азота, фосфора и калия соответственно 0,14-0,26, 0,13-0,20 и 1,10-1,70 %. Обеспеченность подвижными формами элементов минерального питания достаточно высокая, реакция почвенного раствора близка к нейтральной. Мощность гумусового горизонта аллювиальной луговой почвы достигает 40-50 см, при наличии гумуса в верхнем горизонте 2,4-3,2 %. Валового азота, фосфора и калия содержится - 0,14_0,16, 0,17_0,19 и 1,10-1,40 % соответственно. Содержание подвижных форм элементов минерального питания в почвах среднее, реакция среды изменяется от нейтральной до слабощелочной.

Во всех опытах с рисом, за исключением специально оговоренных, исследования проводились при общепринятой агротехнике, на оптимальном азотно-фосфорно-калийном фоне. Предшественник - оборот пласта многолетних трав. Посев проводили элитными семенами в оптимальные сроки, норма высева - 7 млн./га всхожих зерен, глубина заделки - 1,5_2,0 см. Площадь делянок составляла 100 м² и 4 м². Повторность - 4_х кратная. В почву микроудобрения вносили в два срока: до посева вместе с азотно-фосфорно-калийными и в виде корневой подкормки в фазу всходов растений. Предпосевную обработку семян проводили двумя способами: смачиванием (полусухим) из расчета 10 л рабочего раствора на 1 т и замачиванием путем погружения посевного материала в растворы микроэлементов на 24 ч. Контролем служили семена, обработанные водой. Некорневую подкормку растений осуществляли водными растворами микроэлементов из расчета 300 л/га рабочего раствора. Уборку урожая проводили в фазу полной спелости зерна. Полученные данные подвергались математической обработке методом дисперсионного анализа.

Минеральные удобрения под люцерну вносились в почву из расчета N₆₀Р₉₀К₉₀ . Половину их вносили под предпосевную обработку почвы, остальные в конце 1-го года жизни люцерны. Микроудобрения всей дозой вносили под предпосевную обработку почвы. Норма высева семян - 25 кг/га, способ посева - рядовой, глубина заделки семян - 2,0-2,5 см.

3. Содержание микроэлементов в почве - агроэкологическая основа эффективного применения микроудобрений в рисовом севообороте

Бор. Кларк бора в рисовых почвах равен 39,9 мг/кг. Валовое его содержание в пахотном 0-20 см слое этих почв колеблется от 35,1 до 45,4 мг/кг, в подпахотном - от 32,4 до 40,7 мг/кг. Больше его содержит лугово-черноземная и луговая почвы, меньше - аллювиальная луговая и аллювиальная лугово-болотная. Для валового бора характерно относительное его увеличение в пахотном слое почвы. В кислотную (20 % HCl) вытяжку переходит незначительное количество элемента, в среднем 5,71 мг/кг, что примерно составляет 15 % от валового запаса бора в почве. Кислоторастворимый бор довольно равномерно распределен по почвенному профилю. В пахотном слое почвы он связан с органическим веществом, в подпахотном - преимущественно с гидратированными гидроокисями железа и алюминия, поэтому менее доступен для питания растений. В водную вытяжку бора переходит в 6-7 раз меньше, чем извлекается 20 % раствором HCl. Это свидетельствует о недоступности растениям риса и сопутствующим культурам рисового севооборота основных запасов этого элемента в почве. Особенно бедны водорастворимым бором аллювиальная луговая и луговая почвы. Несколько лучше обеспеченны им аллювиальная лугово-болотная и лугово-черноземная почвы.

Кобальт. Содержание кобальта в почвах рисовых полей колеблются от 16,22 до 17,58 мг/кг, что несколько выше кларка этого элемента в почвах (10 мг/кг). Наиболее обеспечена им лугово-черноземная почва, причем это наблюдается как по общему содержанию элемента, так и по легкоподвижным его формам. Наименее обеспечена кобальтом аллювиальная луговая почва. Луговая и аллювиальная лугово-болотная почвы занимают промежуточное положение по этим показателям. Кобальт в рисовых почвах преимущественно входит в состав полуторных окислов, на долю этой группы соединений приходится более половины от валового содержания. В первичных и вторичных минералах его содержится 23,1-24,9 %, в органическом веществе - 15,8-16,6, в карбонатах - 6,4-7,1 % от валового запаса кобальта в почвах. Наименьшая доля элемента содержится в обменных и легкорастворимых формах - 0,68-1,08 %.

Медь. Кларк меди в почвах рисовых полей равен 20,7 мг/кг. Содержание валовой меди изменяется от 19,0 в аллювиальной лугово-болотной почве до 21,8 мг/кг в лугово-черноземной. Доля водорастворимой меди в изученных почвах в среднем составляет около 1,0 % от ее валового содержания. Обменной меди в почвах содержится в среднем 0,46 мг/кг. Ее доля составляет 2,2 % от среднего значения. Наибольшее содержание обменной меди отмечено в лугово-черноземной почве - 0,54 мг/кг, наименьшее - в аллювиальной лугово-болотной - 0,37 мг/кг. В данных почвах содержание необменной меди в среднем составляет 5,15 мг/кг, или 24,9 % от ее валового содержания. Больше необменной меди содержат лугово-черноземная и аллювиальная луговая почвы, меньше - луговая и аллювиальная лугово-болотная. Среднее содержание меди, связанной с несиликатными формами алюминия, железа и других металлов, в почвах рисовых полей составляет 6,24 мг/кг, или 30,1 % от валового ее запаса. Количество этой формы меди подвержено значительным колебаниям: от 7,02 мг/кг в лугово-черноземной до 5,40 мг/кг в аллювиальной лугово-болотной почве. Кларк меди, связанной с аморфными полуторными оксидами и гидроксидами, в изученных почвах составляет 6,1 мг/кг, или 29,6 % от ее валового содержания. Наибольшее абсолютное содержание меди, связанной с несиликатными и аморфными соединениями алюминия, железа и других металлов, отмечено в лугово-черноземной и луговой почвах, наименьшее - в аллювиальной луговой и аллювиальной лугово-болотной. В пахотном слое содержится 2,2 мг/кг меди, связанной с органическим веществом, или 10,6 % от ее общего количества.

Марганец. Среднее содержание валового марганца в рисовых почвах 479,5 мг/кг. Отклонение от этой величины в меньшую сторону составляет 27,5 мг/кг (аллювиальная луговая почва), в большую - 41,5 мг/кг (лугово-черноземная почва). Содержание водорастворимого марганца в изученных почвах в среднем составляет 5,70 мг/кг или около 1,2 % от его валового запаса. Количество обменного марганца колеблется от 27,0 до 29,8 мг/кг и в среднем составляет 28,6 мг/кг от валового содержания. На обменный марганец в почвах приходится около 6 % от его валового запаса. На долю прочносвязанных соединений приходится основная часть общего содержания марганца в почвах - свыше 90 %. К ним относится марганец в составе первичных минералов и вторичных минералов силикатной (глинистые минералы) и несиликатной (оксиды, гидроксиды марганца, соли) природы. Марганец, прочносвязанный в составе органических остатков и продуктов их трансформации (в т.ч. гумусовых веществ), оказывает меньшее влияние на уровень общего содержания марганца в почве из-за относительно невысокой доли и значительно меньшей устойчивости по сравнению с минеральными носителями марганца.

Молибден. Кларк молибдена в рисовых почвах равен 1,8 мг/кг. Лучше обеспечены этим элементом лугово-черноземная и луговая почвы, обеднены им аллювиальная луговая и аллювиальная лугово-болотная. Содержание водорастворимого молибдена в почвах колеблется от 0,08 до 0,10 мг/кг и в среднем составляет 0,09 мг/кг или 5 % от его валового запаса. Количество обменного молибдена (MoO₄^2-), адсорбированного глинистыми минералами варьирует от 0,17 до 0,26 мг/кг, а в среднем оно равно 0,21 мг/кг. При несущественном различии в содержании обменного молибдена в различных почвах все же можно отметить тенденцию к его увеличению от аллювиальных лугово-болотных до лугово-черноземных. Доля обменного молибдена в рисовых почвах в среднем составляет 11,7 % от его валового содержания. Прочносвязанный молибден находится в кристаллической решетке минералов и входит в состав органического вещества почвы. Эта форма соединений микроэлемента является недоступной для питания растений, а входящий в состав органического вещества становится доступным после его минерализации. Около 85 % общих запасов молибдена рисовых почв находится в прочносвязанном состоянии, т. е. в кристаллической решетке минералов и в составе органического вещества.

Цинк. Рисовые почвы различаются по обеспеченности цинком. Аллювиальная луговая и аллювиальная лугово-болотная почвы характеризуются низким содержанием этого элемента (46,2-47,7 мг/кг), в луговой и лугово-черноземной почвах его несколько больше (48,4_50,6 мг/кг). Кларк цинка в рисовых почвах составляет 48,2 мг/кг. Водорастворимого цинка в почвах очень мало - от 0,98 до 1,24 мг/кг и в среднем составляет 1,11 мг/кг. Доля его в изученных нами почвах в среднем составляет всего лишь 2,3 % от валового. Обменного цинка в почвах содержится в среднем 5,0 мг/кг. Доля обменного цинка по всем почвенным разностям составляет примерно 10 % от его валового запаса. Преобладающая часть цинка в почве находится в прочносвязанном состоянии и входит в состав оксидов железа, глинистых минералов, первичных минералов и органического вещества почвы. Количество прочносвязанного цинка в почвах колеблется от 40,2 до 44,2 мг/кг и в среднем составляет 42,1 мг/кг или около 85 % от его валового запаса.

Содержание в почве подвижных форм микроэлементов, наряду с обеспеченностью макроэлементами и другими агрохимическими, физическими и гидромелиоративными параметрами, обусловливает ее эффективное плодородие. За последние 20 лет наблюдается снижение содержания подвижных форм цинка, марганца и молибдена, причем наиболее четко эта тенденция прослеживается в аллювиальной лугово-болотной почве (табл. 1).

Таблица 1 - Содержание подвижных форм микроэлементов в почвах рисовых полей Кубани, мг/кг

Количество подвижных форм бора и кобальта в почвах с 1987 по 2006 гг. существенно не изменилась и находится в пределах 95 % доверительной вероятности. Наблюдается существенная тенденция к снижению содержания подвижных форм меди, однако она пока не превысила доверительную вероятность (р = 0,05). Необходимо отметить, что практически все почвы зоны рисосеяния Кубани низко- и среднеобеспечены подвижными формами микроэлементов. Богарные почвы той же исходной генетической принадлежности отличаются лучшей обеспеченностью ими (табл. 2).

Таблица 2 - Влияние культуры риса на содержание подвижных форм микроэлементов в почве, мг/кг

Содержание подвижных форм микроэлементов в рисовых почвах значительно колеблется. Следовательно, эффективное применение микроудобрений возможно только после обследования каждого поля на содержание подвижных форм микроэлементов.

На основании результатов многочисленных полевых и производственных опытов, а также агрохимических обследований рисовых полей предлагается следующая шкала обеспеченности рисовых почв доступными растениям формами микроэлементов (табл. 3).

Длительное возделывание риса приводит к изменению содержания в почве подвижных форм микроэлементов. В частности, сопоставление наличия микроэлементов в рисовой почве и целинного участка указывает на значительные потери из пахотного слоя подвижных форм марганца. Они особенно заметны на поле 50-летней монокультуры риса с применением только минеральных удобрений.

Таблица 3 - Группировка рисовых почв Кубани по содержанию подвижных форм микроэлементов

1 - ацетатно-аммонийный буфер PH 4,8; 2 - по Пейве-Ринькису

Наибольшее количество водорастворимых форм бора, кобальта, молибдена, цинка и меди в почве отмечается в период всходов риса. Это происходит за счет разрушения их окристаллизованных форм в почве под воздействием оросительной воды. Микроудобрения способствовали возрастанию количества подвижных форм микроэлементов в почве во все фазы вегетации риса и позволяли сохранить ее на исходном уровне после уборки. Из изученной группы микроэлементов в почве больше всего содержится марганца. При этом имеет свои особенности и динамика его содержания. В отличие от других микроэлементов, количество подвижного марганца в почве увеличивается вплоть до фазы выметывания растений и снижается только к полной спелости зерна риса.

Помимо почвы, источником микроэлементов для питания растений риса служит оросительная вода. В ней, в той или иной степени, содержатся практически все известные химические элементы. Поэтому анализ оросительной воды на содержание микроэлементов - необходимое условие при расчете доз применения микроудобрений в рисоводстве. Реки и водохранилища Краснодарского края, являющиеся водоисточниками для орошения риса, различаются по содержанию микроэлементов (табл. 4).

Анализ воды на содержание микроэлементов показал, что в ней много бора, марганца, несколько меньше меди, цинка и совсем в незначительных количествах присутствуют кобальт и молибден. При оросительной норме воды 14 тыс. м³/га на рисовые поля может поступать 960 г/га бора, 21 - кобальта, 28 - молибдена, 200 - цинка, 300 - марганца и 70 г/га меди, что превышает вынос этих элементов урожаем риса. Однако основные количества микроэлементов в воде находятся в комплексных соединениях с органическим веществом и неорганическими ионами, что делает их в большинстве случаев практически недоступными для питания растений риса.

Таблица 4 - Содержание микроэлементов в природных водах, используемых для орошения риса, мкг/л

4 Физиолого-агрохимическое обоснование эффективности микроэлементов в системе удобрения рисового севооборота

Всхожесть семян и густота стояния растений. Микроэлементы оказывают положительное влияние на прорастание и всхожесть семян риса. Обогащение ими посевного материала ускоряет поглощение воды и активность гидролитических ферментов в период их прорастания. Все это способствует повышению энергии, скорости и дружности прорастания семян.

Обогащение семян риса микроэлементами существенно увеличивает их полевую всхожесть. Величина этого показателя у риса редко превышает 25-30 % от количества высеянных семян, поэтому выявленная возможность увеличения под воздействием микроэлементов весьма важно. Причем положительное влияние микроэлементов на полевую всхожесть семян риса проявляется не только при обогащении ими посевного материала, но и в некоторой степени при внесении микроудобрений в почву. Так, в 1997 г. полевая всхожесть семян риса на контроле составила 25,5 %, при внесении в почву марганцевого удобрения она возросла до 31,0 %, в 1998 г. величина этого показателя под действием микроудобрения увеличилась с 28,3 до 32,5 % и в 1999 г. - с 31,3 до 36,0 %. Обогащение посевного материала марганцем еще в большей степени повышала всхожесть семян, чем внесение марганцевого удобрения в почву.

Создание благоприятных условий для повышения полевой всхожести семян является одним из немаловажных факторов формирования посевов риса с оптимальной густотой стояния растений, определяющей уровень продуктивности посевов. Оптимизация питания риса микроэлементами, в данном случае - внесение марганцевого удобрения, способствовало увеличению густоты растений как в фазу всходов, так и в период уборки урожая (табл. 5). При этом повышалась доля растений, сохранившихся за время от всходов до полной спелости зерна с 86,5 до 91,0 %.

Таблица 5 - Густота стояния и выживаемость растений риса при различных способах применения марганцевого удобрения

Предпосевное обогащение семян риса марганцем также оказывает заметное положительное влияние на густоту стояния растений. На всех вариантах опыта с применением марганцевого удобрения количество растений на единице площади посева в оба срока наблюдений было выше, чем на контроле. При этом максимальное значение этого показателя достигалось на варианте Mn 1,0%. Превышение плотности посева на этом варианте опыта по сравнению с контролем было максимальным во все годы проведения полевых опытов и составило 18-24 %. Обработка семян марганцем благоприятно повлияла и на выживаемость растений риса. Так, если на контроле из числа взошедших растений ко времени уборки сохранилось 90,4-90,5 %, то на вариантах с предпосевной обработкой семян этим микроэлементом доля их возросла до 91,1-95,8 %.

Оптимизация питания риса микроэлементами смягчает остроту конкурентных взаимоотношений между отдельными растениями в агроценозе. Последнее и определяет формирование более высокой густоты стояния растений и лучшую их выживаемость.

Рост и развитие растений. Включение микроэлементов в систему удобрения риса создает благоприятные условия для роста и развития растений. Микроэлементы стимулируют рост корней в длину, их объем, общую адсорбционную и активно-поглощающую поверхности. Так при предпосевном обогащении семян марганцем длина корней в фазу созревания возрастала до 29,1 см, объем - до 9,8 см², их сухая масса - до 0,97 г. при величине соответствующих показателей на контроле 27,6 см; 7,2 см² и 0,63 г.

Марганцевое удобрение способствовало повышению высоты растений в фазы кущения, выметывания и полной спелости зерна соответственно на 6,0-8,1, 1,8-4,4 и 2,3-5,1 см. Под его влиянием сухая масса надземных органов возрастала: в фазу кущения на 28 %, выметывания - 37 % и полной спелости зерна - 25 %.

Во всех вариантах с внесением марганцевого удобрения площадь листьев растений была выше, чем на контроле. В фазу кущения эта разница составляла 36 %, выметывания - 30 %, созревания - 14 %.

Фотосинтетическая активность растений. Микроэлементы обеспечивают более интенсивное накопление фотосинтетических пигментов в период вегетативного роста растений, и предотвращает их преждевременное разрушение в конце вегетации риса. Так, оптимизация питания растений марганцем путем предпосевного обогащения семян способствовала увеличению содержания хлорофиллов в листьях в фазе кущения риса на 1,0 мг/г сырого вещества, выметывания - 1,1, полной спелости зерна - 1,1 мг/г; каротиноидов соответственно на 0,5; 1,0 и 0,8 мг/г сырой массы.

Наблюдается хорошо выраженная связь между повышением содержания пластидных пигментов в листьях и чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ). Так, оптимизация питания растений марганцем в зависимости от способа применения одноименного микроудобрения повышало ЧПФ в период кущение-выметывание на 0,9-1,2 г/м²•сут.

Динамика содержания микроэлементов в растениях. В сухой массе надземных вегетативных органов растений, произрастающих на фоне естественной обеспеченности почв микроэлементами в фазы кущения, выметывания и полной спелости зерна риса содержалось бора 2,3, 1,8 и 1,6 мг/кг; кобальта 0,87, 0,64 и 0,41, марганца 259,2; 241,9 и 159,6, меди 4,6, 3,4 и 3,0; молибдена 0,47, 031 0,28; цинка 19,3, 15,9 и 14,3 мг/кг; в зерне - соответственно 1,8, 0,26, 23,5, 3,2, 0,3, 18,0 мг/кг. При внесении борного, кобальтового, марганцевого, молибденового и цинкового микроудобрений содержание одноименных микроэлементов в вегетативных органах растений риса возрастало в фазу кущения на 0,8-2,2, 0,09-0,17, 5,1-13,1, 0,7-3,7, 0,02-0,09 и 0,3-2,9 мг/кг; выметывания - 0,7-1,9, 0,05-0,13, 5,2-12,8 0,2-1,5, 0,02-0,14 и 1,7-2,9 мг/кг; созревания - 0,4-1,4, 0,05-0,13, 5,2-12,8, 0,4-1,5, 0,02-0,14 и 2,5-3,7 мг/кг; в зерне - 0,4-0,9, 0,02-0,08, 0,5-1,6, 1,2-2,0, --0,14 и 0,9-1,3 мг/кг соответственно.

Вынос и затраты микроэлементов на формирование урожая зерна. Хозяйственный вынос урожаем риса бора, кобальта, марганца, меди, молибдена и цинка при внесении одноименных микроудобрений возрастала на 4,2-8,9, 0,4-1,1, 35,6-84,7, 14,8-24,8, 0,3-2,3 и 1,1-14,6 кг/га (табл. 6).

Большая часть цинка отчуждаемого с поля с урожаем риса, приходится на основную продукцию, марганца - побочную. Внесение борного, кобальтового, медного и молибденового удобрения сопровождается увеличением выноса одноименных микроэлементов в равной степени с основной и побочной продукцией урожая риса. Применение микроудобрения не приводило к чрезмерному увеличению затрат одноименного микроэлемента на формирование единицы урожая зерна.

Динамика содержания азота, фосфора, и калия в растениях. Микроэлементы играют важную роль в поглощении и использовании растениями риса азота. Применение борного, кобальтового, марганцевого, медного, молибденового и цинкового удобрения благоприятствовало увеличению содержания этого элемента в надземных органах в фазу кущения на 0,05-0,15, 0,29-0,51, 0,08-0,12, 0,11-0,49, 0,18--0,46 и 0,02-0,18 %; выметывания - 0,12-0,16, 0,08-0,26, 0,03-0,09, 0,04-0,28, 0,13-0,31 и 0,06-0,16 % сухой массы. Под воздействием этих микроэлементов количество азота в зерне повышалось соответственно на 0,04-0,08 %, 0,05-0,10 %, 0,02-0,05 %, 0,03-0,10, 0,04-0,14 и 0,02-0,07 %.

Таблица 6 - Вынос микроэлементов урожаем риса и затраты их на формирование 1т зерна при предпосевном внесении микроудобрений удобрения в почву

Микроудобрения способствовали и большему потреблению растениями риса фосфора. При включении в систему удобрения бора, кобальта, марганца, меди, молибдена, цинка увеличивалось содержание в надземных вегетативных органах фосфора в фазу кущения растений соответственно на 0,05-0,12, 0,02-0,06,0,07-0,12, 0,06-0,16, 0,01-0,05 и 0,02-0,07 %, выметывания - 0,02-0,06, 0,02-0,08, 0,04-0,07, 0,05-0,14, 0,01-0,04 и 0,01-0,09 % сухой массы. Содержание фосфора в зерне возрастало при внесении борного удобрения на 0,05-0,11 %, кобальтового - 0,02-0,08 %, марганцевого - 0,05-0,08 %, медного - 0,02-0,05 %, молибденового - 0,06-0,12 % и цинкового - 0,01-0,05 %.

Борное, кобальтовое, марганцевое, медное, молибденовое и цинковое удобрения способствовали более интенсивному потреблению растениями калия. Так, в фазу кущения в надземных органах риса содержание калия превышало контроль соответственно на 0.04-0,10, 0,02-0,05, 0,07-0,12, 0,02-0,07, 0,06-0,14 и 0,02-0,07 %; выметывания - 0,02-0,06, 0,03-0,06, 0,04-0,06, 0,04-0,08, 0,03-0,10 и 0,06-0,11 %; созревания - 0,01-0,05, 0,03-0,07, 0.02-0,04; 0,01-0,04, 0,06-0,12 и 0,03-0,10 % сухой массы. Количество калия в зерне возрастало под воздействием бора на 0,05-0,08 %, меди - 0,02-0,05 %, молибдена - 0,01-0,04 и цинка - 0,01-0,02 %

Влияние микроэлементов на вынос и коэффициенты использования азота, фосфора и калия из удобрений растениями. Оптимизация питания риса микроэлементами способствовала возрастанию выноса урожаем азота, фосфора и калия и повышению коэффициента их использования растениями из удобрений. При внесении борного удобрения хозяйственный вынос азота возрастал на 8,5-15,3 кг/га, а коэффициент его использования из удобрений - на 7,0-13,0 %. Кобальтовое, марганцевое, медное, молибденовое и цинковое повышали вынос и коэффициент использования азота удобрений соответственно на 8,8-11,4 кг/га и 7,8-9,8 %, 6,7-7,9 кг/га и 5,9-6,9 %, 5,7-15,4 кг/га и 4,8-9,9 %, 7,2-22,8 кг/га и 6,1-16,1 %, 4,5-14,3 кг/га и 3,0-11,2 %. Борное, кобальтовое, марганцевое, медное, молибденовое и цинковое удобрение увеличивали хозяйственный вынос и коэффициент использования фосфора из удобрений на 3,9-5,9 кг/га и 4,8-7,7 %, 2,7-7,8 кг/га и 3,4-10,1 %, 3,4-6,4 кг/га и 2,4-6,1 %, 3,4-6,4 кг/га и 2,4-6,1 %, 3,2-5,3 кг/га и 4,0-6,6 %, 5,7-13,2 кг/га и 4,9-9,9 %, 0,3-4,7 кг/га и 0,4-5,9 %. Под воздействием названных удобрений возрастает вынос и коэффициент использования калия из удобрений соответственно на 9,3-13,7 кг/га и 15,5-22,8 %, 14,0- 16,5 кг/га и 23,3-26,2 %, 7,9-8,8 кг/га и 13,2-14,7 %, 10,1-14,5 кг/га и 16,9-25,4 %, 6,2-17,3 кг/га и 10,3-28,8 %, 8,2-15,8 кг/га и 25,3-26,7 %.

Урожайность зерна риса при внесении микроудобрений

Борное удобрение

Внесение в почву. Внесение борного удобрения под рис из расчета 1 кг/га не удовлетворяет потребность в нем растений на аллювиальной луговой почве, вследствие чего не наблюдалось роста урожайности зерна (рис. 1). При внесении В₂ отмечен положительный эффект от действия микроэлемента. Дальнейшее увеличение дозы удобрения не привело к повышению продуктивности растений, но и не было отмечено угнетающего действия бора. Отсутствие прибавки урожайности зерна риса по сравнению с предыдущим вариантом позволяет считать В₂ оптимальной дозой.

Рис. 1. Урожайность зерна риса при различных сроках внесения борного удобрения в алювиальную лугово-болтную почву

Предпосевная обработка семян. Положительное влияние бора на урожайность зерна риса отмечено при использовании для обработки водного раствора содержащего 0,5 % микроэлемента независимо от продолжительности периода от обработки до посева. При посеве семенами обработанными бором непосредственно перед посевом, за 30 и 60 дней прибавка урожайности составила соответственно 3,0, 4,5 и 3,4 ц/га. При использовании для предпосевной обработки семян более концентрированных растворов микроэлемента наблюдалось снижение урожайности, что обусловлено, по всей вероятности, ингибирующим действием его избыточного количества.

Некорневая подкормка растений. Проведение некорневой подкормки растений борным удобрением в фазу всходов риса была не эффективной. По своему действию на продуктивность растений изучаемые варианты достоверно не отличались от контроля. Некорневая подкормка риса в фазу кущения растений повышала урожайность зерна на 4,1-5,2 ц/га. Наибольшая прибавка была получена на варианте В 0,10 %. Проведение некорневой подкормки в фазу трубкования растений оказалась слабо эффективной. Полученные прибавки не превышали наименьшей существенной разности. Видимо растения риса в эту фазу не нуждаются в дополнительных количествах бора. Некорневая подкормка борным удобрением в фазу выметывания растений была эффективной. При обработке растений раствором, содержащим 0,05 % микроэлемента, урожайность зерна риса повысилась на 4,2 ц/га, при 0,10 % - на 4,6 при 0,5 % - на 4,0 ц/га. Наибольший эффект наблюдается при опрыскивании растений раствором содержащим 0,1 % бора. В фазе молочно-восковой спелости зерна риса некорневая подкормка растений борным удобрением была неэффективной.