Влияние агрохимических свойств дерново-подзолистой супесчаной почвы и калийных удобрений на урожайность и качество зерна ячменя

Проведение эксперимента на дерново-подзолистой суглинистой песчаной почве с ячменем. Анализ перекрестного выхода белка из единицы площади. Обеспечение прироста аминокислот в зерне на известковых фонах за счет увеличения доли треонина и фенилаланина.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 25.01.2019
Размер файла 32,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

2. Плодородие почв и применение удобрений

121

Институт почвоведения и агрохимии, г. Минск, Беларусь

Влияние агрохимических свойств дерново-подзолистой супесчаной почвы и калийных удобрений на урожайность и качество зерна ячменя

Ю.В. Путятин, И.М. Богдевич, О.М. Таврыкина,

В.А. Довнар, Е.С. Третьяков, Д.В. Маркевич

Summary

As a result of carry out of stationary experiment on sod-podzolic loamy sand soil with barley it is established, that the maximum grain yield and cross output of protein from area unit have been grown on a variant with N60Р60K180 application on the background of pH (KCl) - рН 6,9 and exchangeable content Ca - 715 and Mg - 184 mg/kg with their equivalent ratio - 2,7. Efficiency of application of full mineral fertilizer increased with increase of pH index. The recoupment of mineral fertilizers an increase of grain yield with increase of potassium rates decreased slightly. On soils with reaction close to neutral (pH (KCl) - 6,5-6,9) profitability of mineral fertilizers application was higher, than on soil with рнKCl 5,5 and the maintenance exchange Ca - 548 and Mg - 135 mg/kg. Essential increase of the contents of critical and essential amino acids in barley grain was observed at neutralization of acid soil to level рН 6,9 and the content of exchangeable Ca 715 mg/kg, Mg 184 mg/kg and their ratio 2,7. The gain of amino acids in grain on limed backgrounds was provided for the most part at the expense of share increase of threonine, leucine and phenylalanine.

Оценивая значение корневого питания в создании высокого и устойчивого урожая, необходимо знать и учитывать требования растений к условиям питания. В нашей республике большое значение придается известкованию кислых почв - одному из важнейших условий получения стабильной урожайности сельскохозяйственных культур. Изменяя условия минерального питания растений, известкование дерново-подзолистых почв влияет на качественный состав растениеводческой продукции. О.К. Кедров-Зихман считал, что при известковании улучшается химический состав растений, растет содержание хлорофилла, углеводов, сахаров, крахмала, жира в семенах, каротина, аскорбиновой кислоты, даже улучшаются посевные качества семян [1]. Под действием извести изменяется биохимический состав растений. Это объясняется снижением почвенной кислотности, уменьшением в почвенном поглощающем комплексе содержания подвижного алюминия и изменением соотношения катионов. Питательная ценность кормов в значительной степени определяется их минеральным составом. Содержание элементов питания в растениях можно регулировать применением удобрений. При поступлении в растения элементы минерального питания находятся в постоянном взаимодействии, которое проявляется в виде синергизма или антагонизма [2, 3].

Изменение соотношения в почве между калием, кальцием и магнием оказывает существенное влияние на обмен азотсодержащих веществ в растениях, что приводит к различному содержанию белка в растениях и его сбору урожаем сельскохозяйственных культур [4]. Для зерновых культур очень важно не только содержание белка в зерне: его кормовая и хозяйственная ценность в значительной мере зависит и от сбалансированности аминокислотного состава [5,6]. Рациональное применение минеральных удобрений с учетом почвенного плодородия должно быть ключевым элементом технологий производства культур продовольственного и кормового назначения с целью обеспечения продукции, соответствующей санитарно-гигиеническим нормативам.

Являясь ценной фуражной и продовольственной культурой, ячмень занимает около трети площадей зернового клина в республике, и проведение исследований по определению экономически и экологически оправданных доз калийных удобрений под данную культуру является актуальной задачей. Цель наших исследований заключалась в изучении эффективности различных доз калийных удобрений на разных уровнях кислотности и содержания обменных кальция и магния в дерново-подзолистой супесчаной почве на урожайность и качество зерна ячменя.

Методика проведения исследований. Исследования проведены в КСУП «э/б «Стреличево» Хойникского района на дерново-подзолистой связносупесчаной, подстилаемой моренным суглинком почве, где создано пять различных соотношений катионов Сa2+:Мg2++ путем внесения различных доз доломитовой муки и мела и внесены различные дозы удобрений (К60-120-180 на фоне N60Р60). Схема опыта представлена в таблице 1. Почва стационарного опыта характеризовалась следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса (0,4 n K2Cr2O7) - 1,56 % (1,26-1,86); содержание подвижного Р5 - (0,2 n HCl) - 259 мг/кг (235-283); содержание подвижного К2О - 242 мг/кг почвы (207-277). Содержание обменных Ca и Mg представлено в таблице 3. Исследуемая культура - ячмень, сорт Атаман. Повторность опыта 4-кратная, размещение делянок рендомизированное. Общая площадь делянки - 24 м2, учетная - 19 м2.

Анализ почвенных и растительных образцов проводился в соответствии с общепринятыми методиками:

а) почва: рнKCl - на рн-метре ЛПЧ-0,1 (ГОСТ 26483-85); обменные кальций и магний (1 М KCl) - методом ЦИнАО (ГОСТ 26487-85); гумус - по Тюрину (0,4 М K2Cr2O7) в модификации ЦИнАО (ГОСТ 26213-84); фосфор - по Кирсанову (0,2 М HCl) (ГОСТ 26207-84); калий - по Кирсанову (0,2 М HCl) (ГОСТ 26207-84);

б) из качественных характеристик зерна определено содержание сырого протеина, рассчитанное по белковому азоту. Количество белка в зерне рассчитано умножением содержания белкового азота в зерне на белковый коэффициент 5,85. Определение содержания критических и незаменимых аминокислот (лизин, треонин, валин, метеонин, изолейцин, лейцин, фенилаланин) проводилось на жидкостном хроматографе Agilent 1100;

в) статистическая обработка результатов исследований проведена по Б.А. Доспехову (1985). Для математической обработки экспериментального материала использован дисперсионный и корреляционный методы. Расчеты проводились с использованием стандартного программного обеспечения (Microsoft Excel 7.0) и

StatSoft Inc. (2001) STATISTICA Program;

г) для расчета экономической эффективности применения минеральных удобрений под ячмень использовали следующие нормативы: стоимость 1 т ячменя - 113 USD, затраты на уборку и доработку 1 тонны прибавки урожая - 17,4 USD, стоимость 1 тонны азота - 684 USD, P2O5 - 1436, К2О - 34 USD. Затраты на создание различных уровней кислотности почвы при расчетах не учитывались.

Результаты исследований и их обсуждение. В результате проведения стационарных опытов с ячменем установлено, что внесение минеральных удобрений независимо от реакции почвенной среды и состава обменных катионов оказало существенное влияние на формирование урожая зерна. Максимальный урожай в опыте был сформирован в варианте с внесением N60Р60K180 на фоне pH(KCl) - рН 6,9 и содержанием обменных Ca - 715 и Mg - 184 мг/кг при их эквивалентном соотношении - 2,7. Прибавки урожая от внесения К60-120 на фоне N60Р60 были достоверны на всех созданных уровнях кислотности почвы и обеспеченности Са и Mg (табл. 1). Эффективность применения полного минерального удобрения возрастала с увеличением показателя pH. Прибавка урожая зерна на 1 кг д.в. N60Р60K60-180 в среднем за три года составила 5,8-7,0 кг. Окупаемость минеральных удобрений с увеличением дозы калия снижалась незначительно.

Применение полного минерального удобрения с низкой дозой калия N60Р60K60 было убыточным, рентабельность применения N60Р60K120 составила 3-10 % и N60Р60K180 - 20-30 % по сравнению с вариантами без внесения удобрений. на почвах с реакцией близкой к нейтральной (pH(KCl) - 6,5-6,9) рентабельность внесения минеральных удобрений была выше, чем на почве с рнKCl 5,5 и содержанием обменных Ca - 548 и Mg - 135 мг/кг.

Положительная роль известкования многогранна и не сводится только к росту урожая и улучшению свойств почвы. Имеется значительное количество экспериментов, свидетельствующих о заметном влиянии извести на химический состав и другие показатели качества растениеводческой продукции.

Основной механизм влияния извести на рост растений состоит в изменении ионного состава и концентраций элементов питания в почвенном растворе и поглощающем комплексе. В полевом опыте существенное увеличение содержания белкового азота по сравнению с контрольным вариантом отмечено в вариантах

подзолистый суглинистый почва ячмень

Таблица 1. Эффективность внесения минеральных удобрений под ячмень на дерново-подзолистой связносупесчаной почве

Вариант

урожайность, ц/га

Прибавка, ц/га

Окупаемость 1 кг NPK, кг зерна

затраты, USD/га

Прибыль, USD/га

Рентабельность, %

Фон 1 (рн 5,5, Ca 548 мг/кг, Mg 135 мг/кг, Ca2+/ Mg2+/K+= 2,8/1/0,53)

Контроль (без удобрений)

23,6

-

-

-

-

-

N60Р60K60

34,9

11,3

6,3

165,1

-21,6

-13

N60Р60K120

37,8

14,2

5,9

175,1

5,3

3

N60Р60K180

41,1

17,5

5,8

185,7

36,5

20

Фон 2 (рН 6,5, Ca 597 мг/кг, Mg 152 мг/кг, Ca2+/ Mg2+/K+= 2,7/1/0,47)

Контроль

26,0

-

-

-

-

-

N60Р60K60

38,7

12,7

7,0

167,5

-6,2

-4

N60Р60K120

41,3

15,3

6,4

177,0

17,3

10

N60Р60K180

44,7

18,7

6,2

187,8

49,7

26

Фон 3 (рН 6,8, Ca 685 мг/кг, Mg 143 мг/кг, Ca2+/ Mg2+/K+= 3,4/1/0,50)

N60Р60K120

40,0

14,0

5,8

-

-

-

Фон 4 (рН 6,9, Ca 715 мг/кг, Mg 184 мг/кг, Ca2+/ Mg2+/K+= 2,7/1/0,39)

Контроль

27,3

-

-

-

-

-

N60Р60K60

39,8

12,5

6,9

167,2

-8,4

-5

N60Р60K120

42,6

15,3

6,4

177,0

17,3

10

N60Р60K180

46,6

19,3

6,4

188,9

56,2

30

Фон 5 (рН 7,1, Ca 800 мг/кг, Mg 155 мг/кг, Ca2+/ Mg2+/K+= 3,6/1/0,47)

N60Р60K120

41,2

13,9

5,8

-

-

-

нСР 05

2,52

-

-

-

-

-

N60Р60K120-180 (табл. 2). Достоверных изменений в содержании фосфора калия и магния в зерне ячменя в зависимости от уровней минерального питания не отмечено. Максимальный сбор белка с единицы площади - 419 кг/га получен на фоне внесения N60Р60K180 при pH(KCl) - рН 6,9 и содержании обменных Ca - 715 и Mg - 184 мг/кг при их эквивалентном соотношении - 2,7 (табл. 3).

Для повышения кормовой ценности зерна важно не только увеличивать содержание белка, но и улучшать его аминокислотный состав, то есть сбалансированность по аминокислотам. В белке зерна ячменя обнаружено 20 различных аминокислот, 8 из них для человека являются незаменимыми, так как не могут синтезироваться в его организме. К ним относятся лизин, треонин, метионин, триптофан, фенилаланин, валин, изолейцин и лейцин.

В наших полевых и лабораторных исследованиях существенное повышение содержания критических и незаменимых аминокислот в зерне ячменя наблюдалось при нейтрализации кислой почвы до уровня рН 6,9 и содержании обменных Ca 715 мг/кг, Mg 184 мг/кг и их соотношения 2,7 (табл. 4). Прирост аминокислот в зерне на известкованных фонах обеспечивался в большей степени за счет увеличения массы треонина, лейцина и фенилаланина.

Таблица 2. Влияние катионного состава дерново-подзолистой связносупесчаной почвы и доз минеральных удобрений под ячмень на химический состав зерна ячменя

Вариант

N белк.

P2O5

K2O

Са

Mg

%

Фон 1 (рН 5,5, Ca 548 мг/кг, Mg 135 мг/кг, Ca2+/ Mg2+/K+= 2,8/1/0,53)

Контроль (без удобрений)

1,57

0,63

0,64

0,016

0,09

N60Р60K60

1,64

0,66

0,65

0,014

0,09

N60Р60K120

1,72

0,63

0,64

0,015

0,09

N60Р60K180

1,75

0,74

0,67

0,019

0,10

Фон 2 (рН 6,5, Ca 597 мг/кг, Mg 152 мг/кг, Ca2+/ Mg2+/K+= 2,7/1/0,47)

Контроль

1,62

0,68

0,65

0,012

0,09

N60Р60K60

1,64

0,67

0,60

0,014

0,09

N60Р60K120

1,72

0,69

0,64

0,015

0,10

N60Р60K180

1,63

0,67

0,66

0,012

0,08

Фон 3 (рН 6,8, Ca 685 мг/кг, Mg 143 мг/кг, Ca2+/ Mg2+/K+= 3,4/1/0,50)

N60Р60K120

1,66

0,72

0,67

0,017

0,09

Фон 4 (рН 6,9, Ca 715 мг/кг, Mg 184 мг/кг, Ca2+/ Mg2+/K+= 2,7/1/0,39)

Контроль

1,63

0,65

0,67

0,014

0,08

N60Р60K60

1,82

0,68

0,64

0,019

0,09

N60Р60K120

1,68

0,67

0,62

0,018

0,10

N60Р60K180

1,73

0,64

0,65

0,018

0,09

Фон 5 (рН 7,1, Ca 800 мг/кг, Mg 155 мг/кг, Ca2+/ Mg2+/K+= 3,6/1/0,47)

N60Р60K120

1,78

0,69

0,56

0,018

0,09

SD 95 %

0,083

0,041

0,034

0,0032

0,006

Таблица 3. Влияние катионного состава дерново-подзолистой связносупесчаной почвы и доз минеральных удобрений на сбор сырого белка

Вариант

содержание сырого белка

Сбор сырого белка

Прибавка сырого белка

%

кг/га

кг/га

%

Фон 1 (рн 5,5, Ca 548 мг/кг, Mg 135 мг/кг, Ca2+/ Mg2+/K+= 2,8/1/0,53)

Контроль (без удобрений)

9,2

196

-

-

N60Р60K60

9,6

303

107

55

N60Р60K120

10,1

343

147

75

N60Р60K180

10,2

373

177

90

Фон 2 (рН 6,5, Ca 597 мг/кг, Mg 152 мг/кг, Ca2+/ Mg2+/K+= 2,7/1/0,47)

Контроль

9,5

223

-

-

N60Р60K60

9,6

336

113

51

N60Р60K120

10,1

375

152

68

N60Р60K180

9,5

379

156

70

Фон 3 (рн 6,8, Ca 685 мг/кг, Mg 143 мг/кг, Ca2+/ Mg2+/K+= 3,4/1/0,50)

N60Р60K120

9,7

364

141

63

Фон 4 (рН 6,9, Ca 715 мг/кг, Mg 184 мг/кг, Ca2+/ Mg2+/K+= 2,7/1/0,39)

Контроль

9,5

236

-

-

N60Р60K60

10,6

384

148

63

N60Р60K120

9,8

378

142

60

N60Р60K180

10,1

419

183

78

Фон 5 (рн 7,1, Ca 800 мг/кг, Mg 155 мг/кг, Ca2+/ Mg2+/K+= 3,6/1/0,47)

N60Р60K120

10,4

395

159

67

Таблица 4. Влияние катионного состава дерново-подзолистой связносупесчаной почвы и доз минеральных удобрений на аминокислотный состав зерна ячменя

Вариант

Треонин

Валин

Метионин

Фенилилинин

Изолейцин

Лейцин

Лизин

сумма* критических аминокислот

Сумма незаменимых аминокислот

Фон 1 (рН 5,5, Ca 548 мг/кг, Mg 135 мг/кг, Ca2+/ Mg2+/K+= 2,8/1/0,53)

Контроль

5,98

6,46

1,94

7,64

4,36

8,75

3,75

11,67

38,88

N60P60K60

4,29

6,83

2,09

7,19

4,49

8,49

4,26

10,64

37,64

N60P60K120

4,31

6,77

2,02

7,65

4,53

8,74

5,43

11,76

39,45

N60P60K180

4,36

6,81

2,05

7,67

4,63

8,74

3,77

10,18

38,03

Фон 2 (рН 6,5, Ca 597 мг/кг, Mg 152 мг/кг, Ca2+/ Mg2+/K+= 2,7/1/0,47)

Контроль

5,17

6,43

1,96

6,89

4,32

8,12

3,96

11,09

36,85

N60P60K60

4,66

7,38

2,06

8,25

4,89

9,37

5,03

11,75

41,64

N60P60K120

4,50

7,16

2,24

7,66

4,83

8,98

5,02

11,76

40,39

N60P60K180

5,42

6,87

2,07

7,41

4,62

8,59

3,56

11,05

38,54

Фон 4 (рН 6,9, Ca 715 мг/кг, Mg 184 мг/кг, Ca2+/ Mg2+/K+= 2,7/1/0,39)

Контроль

5,82

7,79

2,33

8,09

5,12

9,6

5,09

13,24

43,84

N60P60K60

6,76

7,45

2,22

8,15

5,02

9,39

4,83

13,81

43,82

N60P60K120

6,55

7,39

2,21

8,02

4,88

9,23

5,12

13,88

43,40

N60P60K180

4,37

6,95

2,07

7,48

4,58

8,67

4,19

10,63

38,31

нСР05

0,22

0,34

0,14

0,35

0,21

0,42

0,12

-

-

Выводы

1. В результате проведения стационарного опыта на дерново-подзолистой связносупесчаной почве с ячменем установлено, что максимальный урожай и сбор белка с единицы площади был сформирован в варианте с внесением N60Р60K180 на фоне pH(KCl) - рН 6,9 и содержанием обменных Ca - 715 и Mg - 184 мг/кг при их эквивалентном соотношении - 2,7. Эффективность применения полного минерального удобрения возрастала с увеличением показателя pH. Окупаемость минеральных удобрений прибавкой зерна с увеличением дозы калия снижалась незначительно. на почвах с реакцией близкой к нейтральной (pH(KCl) - 6,5-6,9) рентабельность внесения минеральных удобрений была выше, чем на почве с рнKCl 5,5 и содержанием обменных Ca - 548 и Mg - 135 мг/кг.

2. Существенное повышение содержания критических и незаменимых аминокислот в зерне ячменя наблюдалось при нейтрализации кислой почвы до уровня рН 6,9 и содержании обменных Ca 715 мг/кг, Mg 184 мг/кг и их соотношения 2,7. Прирост аминокислот в зерне на известкованных фонах обеспечивался в большей степени за счет увеличения массы треонина, лейцина и фенилаланина.

Литература

1. Кедров-Зихман, О.К. Главные итоги изучения известкования почв и применение микроудобрений в Белоруссии / О.К. Кедров-Зихман // Сб. науч. тр. по известкованию кислых почв. - Минск, 1960. - С. 17-33.

2. Ринькис, Г.Я. Оптимизация минерального питания растений / Г.Я. Ринькис, В.Ф. Ноллендорф. - Рига: Зинатне, 1972. - 352 с.

3. Ринькис Г.Я. Сбалансированное питание растений макро- и микроэлементами / Г.Я. Ринькис, В. Ф. Ноллендорф. - Рига: Зинатне, 1982. - 304 с.

4. Клебанович, н.В. Известкование почв Беларуси / н.В. Клебанович, Г.В. Василюк. - Минск: Изд-во БГУ, 2003. - 322 с.

5. Детковская, Л.П. Действие известкования на качество зерна ячменя при различной обеспеченности почвы калием / Л.П. Детковская, н.н. Алексейчик, А.З. Денисова // Почвенные исследования и применение удобрений. - Минск: Ураджай, 1978. - Вып. 9. - С. 128-136.

6. Мяделец, П.С. Формирование величины и качества урожая основных зерновых культур в зависимости от различных уровней минерального питания на дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах БССР: автореф. дис. …канд. с.-х. наук / П.С. Мяделец. - М., 1980. -18 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.