О возможности взаимного влияния компонентов некорневых подкормок на элементный состав плодов яблони

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур»

О возможности взаимного влияния компонентов некорневых подкормок на элементный состав плодов яблони

Леоничева Елена Вячеславна канд.биол.наук

зав. лабораторией агрохимии

Введение

В современном плодоводстве некорневые подкормки являются одним из способов удовлетворения потребности растений в элементах минерального питания. Их предлагается использовать как для предотвращения физиологических нарушений в случае недостатка почвенного питания, так и для многократного систематического применения в качестве необходимого элемента системы удобрения плодовых культур, позволяющего ослабить агрогенную нагрузку на почвы садовых экосистем [1,2].

На рынке агрохимикатов для проведения некорневых подкормок предлагается значительное количество коммерческих препаратов, имеющих в своем составе либо одно действующее вещество, либо комплекс растворимых соединений макро- и микроэлементов.

Исследования механизмов некорневого поступления питательных веществ и эффективности опрыскивания соединениями отдельных элементов начаты в конце 40-х - начале 50-х годов ХХ в [2, 3, 4] и проводятся до настоящего времени. Рекомендации по использованию этого приёма стали непременным компонентом систем удобрения различных плодовых культур [5,6].

В последние десятилетия начато исследование эффективности комплексных препаратов, содержащих набор из нескольких питательных элементов (как правило, не менее 6…10 соединений) [7, 8, 9]. Авторы большинства таких исследований испытывают предлагаемые производителями регламенты применения препаратов с целью оценки их эффективности, подбора оптимальных концентраций и сроков применения для конкретных агроэкосистем [1, 7, 8]. При этом, проблеме возможного взаимодействия элементов, поступающих в виде катионов и анионов при обработках минеральными комплексами, внимания не уделяется.

В ряде работ рассматривается эффективность раздельного и совместного некорневого внесения соединений двух элементов: азота и цинка [10], бора и кальция [11,12,13], бора и азота [14]. Показано, что сочетание двух элементов в составе удобрительной смеси не всегда обеспечивает ожидаемый суммарный положительный эффект. Например, сочетание борного удобрения с мочевиной ослабляло положительное действие бора на процессы оплодотворения [14], отмечены существенные различия в урожайности и элементном составе листьев между вариантами с раздельным и совместным внесением азота и цинка, бора и кальция [10, 11]. Практически нет публикаций о результатах исследований, посвящённых взаимодействию трёх и большего количества веществ, единовременно наносимых на поверхность растения в виде некорневых подкормок.

Целью настоящего исследования было изучить влияние раздельных и совместных некорневых подкормок борной кислотой, сульфатом калия и хлористым кальцием на накопление калия и кальция в плодах яблони.

Объекты и методы исследований

Полевой опыт проводился с деревьями яблони сорта Имрус на полукарликовом вставочном подвое 3-4-98. Пятикратно за период вегетации деревья обрабатывались растворами соединений макро- и микроэлементов по следующей схеме: 1.Контроль (обработка водой); 2. Борная кислота (Н3ВО3) - 0,1%; 3. Сульфат калия (К2SО4) - 0,3%; 4. Хлористый кальций (СаСl2) - 1%; 5. Н3ВО3(0,1%)+ К2SО4(0,3%); 6. Н3ВО3(0,1%)+СаСl2(1%); 7. К2SО4(0,3%)+СаСl2(1%); 8.Н3ВО3(0,1%)+ К2SО4(0,3%)+СаСl2(1%). Повторность опыта 3-х кратная, в варианте 6 учетных деревьев. Опрыскивания проводились в фазы: «розовый бутон», «полное цветение», «опадение лепестков», «грецкий орех» и за 30-40 дней до съема плодов.

Условия проведения исследований. Исследования проводились в 2011-2012 гг. в садовом массиве Всероссийского НИИ селекции плодовых культур (Орловская область). Сад заложен в 1992 году, схема посадки 6Ч3 м. Агротехника общепринятая для культуры. Система содержания почвы - залужение.

Почва - тёмно-серая лесная среднесуглинистая на лессовидном суглинке, подстилаемом доломитовыми известняками. Благодаря близкому залеганию подстилающей породы, профиль почвы опытного участка насыщен обменными соединениями кальция и магния, их содержание в 100-см слое составляло в среднем 14,8 ± 0,5 и 4,3 ± 0,3 мэкв/100 г соответственно, и слабо варьировало по горизонтам. Кислотность почвы снижалась с глубиной - рНKCl в слое 0-100 см был пределах 5,16…6,36, Нобщ.- 4,22…1,16 мэкв/100г. Содержание гумуса в метровом слое изменялось от 4,61 до 1,16%, подвижного Р2О5 - 170…45 мг/кг, обменного К2О - 152…83 мг/кг.

Метеоусловия в период проведения исследований подробно описаны нами в работе [4]. Температурные характеристики вегетационных периодов 2011 и 2012 гг. мало различались между собой и были близки к среднемноголетним показателям. При этом имели место значительные различия в условиях увлажнения. Количество осадков, выпавшее в июне 2011 г., было на 40% выше, чем в июне 2012 г. В июле и августе 2011 г. выпало соответственно в 7 и 2 раза больше осадков, чем в те же месяцы 2012г.

Использованные аналитические методы. Содержание кальция в кожице и мякоти плодов съёмной зрелости определялось трилонометрическим методом [16] после сухого озоления при температуре 450°С и растворения золы в 20% HCl. Содержание калия - на пламенном фотометре [16].

Агрохимические показатели почвы определяли по стандартным методикам для серых лесных почв [16].

Математическая обработка результатов проводилась методом трёхфакторного дисперсионного анализа [17] с использованием программы TVA.

Результаты. Содержание калия и кальция в мякоти и кожице плодов сорта Имрус существенно различалось по годам. Одной из причин могла быть характерная для изучаемого сорта периодичность плодоношения. В 2011 г. плодоносили не все учётные деревья, в среднем по опыту урожай составил 2-3 кг с дерева. В 2012 г. средняя урожайность была 56 кг/дерево. В год с высоким урожаем кожица и мякоть плодов содержали достоверно меньше калия по сравнению с малоурожайным годом (табл. 1, 2). Содержание кальция в тканях плодов, в среднем по всем вариантам опыта, в урожайный год было достоверно выше (табл. 3, 4).

Схема нашего опыта включает все возможные сочетания исследуемых веществ. Благодаря этому каждый компонент некорневой подкормки можно рассматривать как самостоятельный фактор и группировать варианты опыта, включающие обработку этим соединением, и варианты, где этот компонент отсутствует.

Используя этот подход, мы, при оценке содержания калия в плодах, разделяли варианты, где производилось опрыскивание собственно калийным удобрением (сульфатом калия), и варианты, в которых растения не получали калия в составе некорневой подкормки. Аналогично, оценивая концентрацию кальция в плодах, мы выделяли как отдельный фактор (фактор В) наличие в некорневой подкормке хлористого кальция.

Присутствие сульфата калия в составе некорневой подкормки не гарантировало более высокого содержания калия в тканях плодов. Как видно из таблиц 1 и 2, средний уровень калия в кожице и мякоти плодов для вариантов, обработанных сульфатом калия, достоверно не отличался от среднего уровня калия в плодах, не получавших калийной подкормки (средние по фактору В).

В то же время мы наблюдали значимое влияние всех изучаемых соединений на концентрацию калия в мякоти плодов хотя бы в один год исследования (табл. 1).

Таблица 1 - Содержание калия в мякоти плодов яблони сорта Имрус, мг/100 г сырой массы

Наиболее стабильное влияние на содержание калия в мякоти плодов оказывали опрыскивания борной кислотой. В малоурожайный 2011 г. содержание калия в мякоти при обработке борной кислотой было на 10% выше контроля. В год с высоким урожаем - на 15% выше.

При обработке хлористым кальцием достоверное увеличение концентрации калия в мякоти (на 31%) отмечено в урожайном 2012 году.

Обработка смесью борной кислоты и хлористого кальция в течение двух лет исследования не оказывала существенного влияния на уровень калия в мякоти.

Пятикратное опрыскивание яблони сорта Имрус сульфатом калия достоверно (на 45%) увеличивало концентрацию калия в мякоти плодов только в малоурожайном 2011 г. В этом же году, при сочетании сульфата калия с борной кислотой, либо с хлористым кальцием, уровень калия в мякоти был соответственно на 20 и 40% ниже, чем при обработке чистым сульфатом калия. По сравнению с контрольным вариантом опрыскивание смесью К2SО4 + Н3ВО3 обеспечило достоверное увеличение показателя на 17%, а обработка сочетанием К2SО4 + СаСl2 - уменьшение на 16%.

В год с высоким урожаем (2012) обработка только калийным удобрением не оказала существенного влияния на концентрацию калия в мякоти плодов. Добавление к сульфату калия борной кислоты позволило увеличить этот показатель (на 19% выше контроля).

При опрыскивании смесью трёх изучаемых веществ содержание калия в мякоти плодов в малоурожайный год было на уровне контроля, а в высокоурожайный - на 15% выше.

Достоверное влияние некорневых подкормок на содержание калия в кожице плодов мы наблюдали только в малоурожайном 2011г. (табл. 2). В этот год максимальное содержание калия в кожице (183…184 мг/100 г сырой массы) обеспечивали опрыскивания смесями борной кислоты с хлористым кальцием, либо - с сульфатом калия. Концентрация калия в кожице при обработках отдельно борной кислотой или сульфатом калия была достоверно ниже, чем в этих смешанных вариантах (на 25 и 16% соответственно).

Таблица 2 - Содержание калия в кожице плодов яблони сорта Имрус, мг/100 г сырой массы

Минимальный уровень калия в кожице плодов в 2011 г. отмечен при опрыскивании смесью К2SО4+СаСl2. Этот показатель был достоверно ниже, чем при опрыскивании отдельно взятыми компонентами этой смеси, и достоверно ниже, чем в контрольном варианте.

Как уже было сказано, среднее по всем вариантам опыта содержание кальция в тканях плодов в урожайный год было достоверно выше. Если же рассматривать варианты опыта по отдельности, то следует отметить, что у плодов, обрабатываемых хлоридом кальция, содержание элемента в мякоти и кожице было достоверно выше в неурожайном году. Аналогичная особенность наблюдалась для кожицы плодов, обрабатываемых смесью сульфата калия и борной кислоты (табл. 3 и 4).

Как и в случае с обработкой калийным удобрением, присутствие в составе некорневой подкормки хлорида кальция не гарантировало увеличение содержания кальция в плодах. Средний уровень кальция в кожице и мякоти для плодов, получавших дополнительные количества элемента в составе некорневой подкормки, достоверно не отличался от уровня кальция в плодах, не обрабатываемых СаСl2 (табл. 3 и 4).

В течение двух лет исследования содержание кальция в мякоти плодов, опрыскиваемых борной кислотой, сульфатом калия и их сочетанием было на уровне контроля (табл. 3). Если же в составе некорневой подкормки присутствовал хлорид кальция, то в некоторых вариантах опыта мы наблюдали достоверные изменения этого показателя в большую или меньшую сторону в зависимости от года исследований.

Таблица 3 - Содержание кальция в мякоти плодов яблони сорта Имрус, мг/100 г сырой массы

Обработка яблони собственно кальциевым удобрением достоверно (на 46%) увеличивала концентрацию кальция в мякоти в малоурожайном 2011 г. Если же хлорид кальция в составе некорневой подкормки сочетался с борной кислотой, сульфатом калия, либо обоими этими веществами - содержание кальция в мякоти плодов в 2011 г. было на уровне контрольного варианта.

На следующий год, при высоком урожае, мякоть плодов, обработанных хлоридом кальция, содержала достоверно меньше элемента, чем в контроле. В том же году при опрыскивании смесями СаСl2+Н3ВО3, СаСl2+К2SО4 и СаСl2+ К2SО4 +Н3ВО3 концентрация кальция в мякоти плодов была существенно выше, по сравнению с обработкой только хлористым кальцием (на 52, 79 и 38% соответственно). В мякоти плодов, обработанных сочетанием СаСl2+К2SО4, в 2012 г. содержание кальция было на 20% выше, чем в контроле.

Достоверные различия по содержанию кальция в кожице плодов между контролем и вариантами опыта были отмечены только в год с низким урожаем (2011). В этот год кальция в кожице плодов содержалось существенно меньше, чем на контроле, при обработке сульфатом калия (табл. 4).

Таблица 4 - Содержание кальция в кожице плодов яблони сорта Имрус, мг/100 г сырой массы

Опрыскивание хлоридом кальция в 2011 г. не приводило к увеличению концентрации кальция в кожице. При обработке деревьев сочетанием СаСl2+К2SО4+Н3ВО3, либо СаСl2+К2SО4, кальция в кожице плодов содержалось достоверно меньше, чем при опрыскивании только хлористым кальцием (на 26 и 35% соответственно). В последнем варианте изучаемый показатель был достоверно меньше, чем в контроле.

В 2012 г. самое низкое содержание кальция в кожице (16 мг/100г) было отмечено при обработке хлористым кальцием. При добавлении в состав удобрительной смеси борной кислоты, сульфата калия, либо обоих этих соединений концентрация кальция в кожице существенно увеличивалась (соответственно на 33, 36 и 26%).

Обсуждение результатов

Проведённые нами исследования показали неоднозначное влияние некорневых подкормок на элементный состав плодов яблони. Прежде всего, следует отметить, что у изучаемого сорта Имрус некорневые подкормки влияли на содержание калия и кальция в мякоти плодов в оба года исследований, а на содержание этих элементов в кожице - преимущественно в малоурожайный год.

Известно, что калий более подвижен в растениях, чем кальций [1, 18]. Вероятно, этим можно объяснить, что почти все изучаемые в опыте вещества и их сочетания (за исключением варианта Н3ВО3+СаСl2) оказывали достоверное влияние на концентрацию калия в тканях плодов, преимущественно увеличивая этот показатель.

Наблюдаемое увеличение содержания калия в тканях плодов сорта Имрус при опрыскивании борной кислотой и хлористым кальцием может свидетельствовать об усилении корневого поступления калия в растения. Дополнительное поступление кальция и бора в надземные органы растения при некорневых подкормках может влиять на интенсивность процессов синтеза и транспорта ассимилятов, что в свою очередь требует дополнительных количеств калия, потребляемого из почвы. Такое увеличение при некорневых подкормках концентрации поступающих из почвы элементов (например, азота, фосфора, магния) в плодах и листьях яблони показано в ряде исследований [11,15].

В то же время, мы не наблюдали роста содержания кальция в плодах при опрыскивании борной кислотой и сульфатом калия. Вероятно, это можно связать со значительно меньшей подвижностью кальция в растениях, что затрудняет быстрое дополнительное поступление элемента в плоды либо из почвы, либо за счёт перераспределения между органами.

Многие авторы отмечают существенные различия между процессами поглощения питательных веществ корнями и поверхностью листьев [1,18, 19]. Различия эти связаны, прежде всего, со свойствами поглощающей поверхности (отсутствие у корней воскового покрытия, кутикулы и защитного пектинового слоя), а также с концентрацией растворов, из которых поглощаются элементы, и с различной продолжительностью процессов поглощения. Поэтому некорректно применять для объяснения процессов поступления элементов в надземные органы растений при некорневых подкормках классические понятия синергизма и антагонизма ионов, разработанные для описания процессов корневого поглощения. При этом, поскольку начальным этапом поступления питательных элементов в ткани листа является пассивное проникновение катионов через отрицательно заряженную кутикулу [4,18,19], мы вправе предположить возможность конкуренции катионов К+ и Са2+, при одновременном присутствии их в составе некорневой подкормки. подкормка калий яблоня

Это предположение отчасти подтверждается результатами анализа элементного состава плодов в малоурожайном 2011 г. Содержание калия в мякоти и кожице плодов в этот год при опрыскивании смесью хлористого кальция и сульфата калия было достоверно ниже, чем при обработках только калийным удобрением. Содержание кальция в тканях плодов при обработке смесью также было существенно меньше, чем в варианте с одним хлористым кальцием.

Результаты, полученные в высокоурожайном 2012 г., не столь однозначны. В этот год варианты с обработкой одним сульфатом калия и смесью К2SО4+СаСl2 не различались по содержанию калия в тканях плодов. А содержание кальция в мякоти и кожице при обработке только хлористым кальцием было значительно ниже, чем у плодов, обработанных смесью двух веществ.

Анион борной кислоты в составе некорневых подкормок не должен конкурировать с катионами К+ и Са2+ на первых этапах проникновения в ткани растения. Тем не менее, уровень калия и кальция в тканях плодов, обработанных отдельно калийным, либо кальциевым удобрением существенно отличался от содержания соответствующих элементов в плодах обработанных смесями этих удобрений с борной кислотой.

В отношении калия мы наблюдали этот эффект только в малоурожайном году: в мякоти плодов, обработанных сульфатом калия, содержалось больше калия, чем в мякоти плодов, опрыскиваемых смесью К2SО4 + Н3ВО3, а для кожицы в этот год мы наблюдали противоположное соотношение. Вероятно, борная кислота оказывала влияние на транслокацию калия из кожицы в мякоть плодов.

При добавлении борной кислоты к хлористому кальцию в 2011 г. уровень кальция в кожице и мякоти плодов существенно уменьшался, по сравнению с опрыскиванием только хлористым кальцием. В 2012 г. наблюдался противоположный эффект.

Поскольку основной целью опрыскиваний кальцийсодержащими соединениями является увеличение содержания кальция в плодах, важно учитывать, что добавление других компонентов в удобрительную смесь может существенно снизить этот показатель.

Наши исследования показали, что влияние опрыскиваний парными сочетаниями борной кислоты, сульфата калия и хлористого кальция на содержание калия и кальция в кожице и мякоти плодов яблони существенно отличается от действия этих же веществ, применяемых по отдельности. Содержание калия и кальция в тканях плодов яблони при обработках смесью трёх изучаемых веществ также в ряде случаев достоверно отличалось от концентрации элементов в плодах, обработанных отдельными соединениями. При этом только в 2012 году в варианте, где сочетались три компонента, содержание калия в мякоти плодов было достоверно выше, чем в контроле. Содержание калия в кожице, а также содержание кальция в мякоти и кожице в оба года исследований при опрыскивании смесью СаСl2+К2SО4+Н3ВО3 были на уровне контроля.

Заключение

Наши исследования выявили неодинаковое влияние раздельных и совместных подкормок борной кислотой, сульфатом калия и хлористым кальцием на содержание калия и кальция в тканях плодов яблони. Сочетание двух и большего количества компонентов в составе некорневой подкормки могло как усиливать, так и ослаблять действие отдельных веществ. Эффективность влияния отдельных вариантов опыта зависела от нагрузки деревьев урожаем.

Литература

Трунов, Ю.В. Минеральное питание и удобрение яблони / Ю.В. Трунов. -Мичуринск: ВНИИС, 2010.- 400 с.

Fageria, N.K. Foliar fertilization of Crop Plants / N.K. Fageria, M.P. Barbosa Filho, A. Moreira, C.M. Guimarгes // Plant Nutrition. - 2009. - Vol. 32, Issue 6. - р. 1044-1064.

Dybing, C.D. Foliar penetration of chemicals / C.D. Dybing, H.B. Currier // Plant Phisiology. - 1961. - N 36. - p. 169-174.

Middleton, J.L. The uptake of inorganic ions by plant leaves / J.L. Middleton, J. Sanderson // Experimental Botany. - 1965. - N 16. - p. 197-215.

Кондаков, А.К. Удобрение плодовых деревьев, ягодников, питомников и цветочных культур / А.К. Кондаков. - Мичуринск, 2007. - 327 с.

Stiles Warren, C. Orchard Nutrition Management / C. Stiles Warren, W. Shaw Reid// Cornell Cooperative Extension. Information Bulletin 219. - Jun 1991. - 23 p.

Кузин, А.И. Формирование некоторых компонентов продуктивности у яблони при использовании некорневых подкормок / А.И. Кузин, Ю.В. Трунов, Н.С. Вязьмикина, А.Н. Белоусов // Научный журнал КубГАУ, [Электронный ресурс]: 2013. - № 88 (04).- Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2013/04/pdf/47.pdf.

Трунов, Ю.В. Химический состав яблок при некорневых подкормках минеральными удобрениями и биостимулятором роста Эдагум / Ю.В. Трунов, Е.М. Цуканова, Е.Н. Ткачёв, О.А. Грезнёв, Н.Н. Сергеева, Н.И. Ненько, Ю.Ф. Якуба // Сельскохозяйственная биология. - 2012.- №1. - С. 93-97.

Jivan, C. Relationship between tree nutritional status and apple quality / C. Jivan, F. Sala Hort.Sci. (Prague). - 2014. - Vol. 41. - p.1-9.

Amiriac, Mohammad E. Influence of Foliar and Ground Fertilization on Yield, Fruit Quality, and Soil, Leaf, and Fruit Mineral Nutrients in Apple / Mohammad E. Amiriac, Esmaeil Fallahib, Ahmad Golchina // Plant Nutrition. - 2008. - Vol 31, Issue 3. - р. 515-525.

Khalifa, R.Kh.M. Influence of foliar spraying with boron and calcium on productivity, fruit quality, nutritional status and controlling of blossom end rod disease of Anna apple trees / R.Kh.M. Khalifa, Omaima, M. Hafez, H. Abd-El-Khair / Agricultural Sciences. - 2009. -Vol. 5. - N 2.- p. 237-249.

Peryea, Frank J. Boron Maintenance Sprays for Apple: Early-season Applications and Tank-mixing with Calcium Chloride / Frank J. Peryea, D. Neilsen, G. Neilsen // HortScience. - 2003. - Vol.38. - N 4. - p. 542-546.

Wojcika, P. Yeld and “Jonagold” apple fruit quality as influenced by spring sprays with commercial Rosatop material containing calcium and boron/ P. Wojcika // Plant Nutrition. - 2002. - Vol. 25, Issue 5. - р. 999-1010.

Wojcika, P. Effect of Postharvest Sprays of Boron and Urea on Yield and Fruit Quality of Apple Trees / P. Wojcika // Plant Nutrition. - 2006. - Vol. 29, Issue 3. - p. 441-450.

Леоничева, Е.В. Накопление магния в плодах яблони при некорневых подкормках / Е.В. Леоничева, Т.А. Роева, Л.И. Леонтьева, О.А. Ветрова // Современное садоводство - Contemporary horticulture [Электронный ресурс]. - 2014. - №2. - Режим доступа: http://www.journal.vniispk.ru

Минеев, В.Г. Практикум по агрохимии / В.Г. Минеев, Е.П. Дурынина, А.В. Кочетавкин, Н.Ф. Гомонова, Н.К. Грачева, Г.А. Соловьев, Т.Н. Болышева, И.Б. Савельев. - М.: МГУ, 1989. - 304 с.

Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов. - М.: Агрохимиздат, 1985. - 351 с.

Ронен, Е. Некорневые подкормки - споcоб обеспечения растений элементами питания / Е. Ронен // Гавриш, 2008. - №3. - С.17-21.

Franke, W. Mechanisms of foliar penetration of solutions / W. Franke // Annual Review of Plant Phisiology. - 1967. - N18. - p. 281-300.

Размещено на Allbest.ru