Химические показатели использования макро- и микроэлементов из почвы и удобрений растениями суданской травы

Известно, что растения в течение вегетации потребляют определенное количество подвижных форм макро- и микроэлементов, причем процентные соотношения поступающих в растения основных элементов минерального питания обусловлены их наследственными свойствами, представляют видовое генотипическое явление в оптимальных, адаптированных условиях [1]. Многие авторы считают, что удобрения являются главным фактором, влияющим на абсолютный и относительный вынос питательных веществ [2, 3, 4].

Объекты и методы исследований

Объектами исследований являлись суданская трава (сорт Бродская-2), лугово-черноземные почвы, тяжелые металлы (Ni), фосфорные удобрения.

Исследования проведены на поле Омского государственного аграрного университета на делянках размером 10 м² по схеме: 1 – контроль (без удобрений); 2 – Р 90 ; 3 – Р 180 ; 4 – Р 270 ; 5 – Ni 4 ; 6 – Ni 8 ; 7 – Ni 10 ; 8 – Ni 12 ; 9 – Ni 8 Р 180 ; 10 – Ni 10 Р 180 . Предшественник суданской травы – картофель. Почва опытного поля – лугово-черноземная среднемощная среднегумусовая тяжелосуглинистая.

Результаты исследований

Количественные характеристики выноса основных элементов питания и тяжелых металлов растениями суданской травы, полученные на основании проведенных нами исследований, представлены в табл. 1.

По показателям табл. 1 видно, что внесение в почву фосфорных удобрений и солей никеля увеличивает вынос основных элементов питания (N, P, K) и тяжелых металлов, таких как Ni, Zn, Cu, Pb, во всех вариантах (исключение – вынос Pb и Ni в варианте Р 90 ) и снижает вынос кадмия (исключение – вариант Р 90 ).

Нами рассчитаны также коэффициенты использования элементов из естественных запасов почвы и удобрений (табл. 2). Экспериментальные данные свидетельствуют об их значительном варьировании в зависимости от климатических особенностей местности, вида возделываемых культур, уровня урожая, типа почв (гранулометрического состава, запасов подвиж- ных форм основных питательных веществ, кислотности и т. д.), количества и вида применяемых удобрений, способов их внесения, химических методов и других условий [5].

Таблица 1

Вынос основных элементов питания и тяжелых металлов урожаем зеленой массы суданской травы в результате применения никеля и фосфора

Вариант	кг/га			г/га
	N	P 2 O 5	K 2 O	Ni	Zn	Cu	Cd	Pb
0 (контроль)	85,4	45,9	108,8	13,90	92,5	17,41	1,160	6,41
Р 90	116,0	49,7	124,7	11,66	120,6	18,98	1,190	5,96
Р 180	140,8	70,2	175,1	15,37	138,6	25,01	1,135	9,60
Р 270	107,4	51,4	122,6	14,61	107,7	19,39	0,956	7,10
Ni 4	126,4	56,8	139,8	16,69	125,4	23,09	0,875	6,79
Ni 8	177,3	79,4	194,1	24,16	256,2	37,72	1,110	14,08
Ni 10	129,4	54,4	152,9	26,50	190,2	29,64	1,085	11,64
Ni 12	100,1	51,2	134,2	19,59	129,2	26,01	0,935	8,66
Ni 8 P 180	130,7	67,1	141,7	20,98	170,5	29,81	0,985	14,98
Ni 10 P 180	111,8	57,9	136,1	17,55	151,7	19,64	0,780	10,26

Коэффициенты использования макро- и микроэлементов из почвы (КИП) рассчитывали по формуле

КИП = ^В ,

C где В – вынос элемента биомассой в контрольном варианте, кг/га;

С – содержание элемента в почве, кг/га.

КИП по азоту вычислили с учетом мобилизации азота в почве ( Nм ), т. к., по мнению Ю.И. Ермохина [6], при расчете коэффициента использования по азоту необходимо учитывать количество нитратов, образующихся в период вегетации растений

КИП = ^В ,        Nм = N + B – N ,

C Nм где N1 и N2 – содержание нитратного азота в слое почвы 0–30 см до посева и в период уборки, кг/га.

Таблица 2

Коэффициенты использования макро- и микроэлементов суданской травой из почвы контрольных вариантов (в среднем за годы исследований)

КИП, %
N	P 2 O 5	K 2 O	Ni	Zn	Cu	Cd	Pb
73,4	15,6	30,1	0,65	4,54	1,42	0,64	0,20

Коэффициенты использования растениями элементов из почвы могут изменяться в зависимости от применения удобрений. Исследования показали, что внесение фосфорных удобрений и солей никеля в почву влияет не только на продуктивность растений суданской травы, но и изменяет ее способность усвоения химических элементов почвы, что сказывается в дальнейшем на общем балансе элементов в системе почва – растение (табл. 3).

В данных табл. 3 показано, что применение фосфорных удобрений в целом способствует увеличению процента использования калия, цинка, меди и свинца из почвы, снижает КИП кадмия и в меньшей степени оказывает влияние на данный показатель азота и никеля.

Применение солей никеля в разных дозах, а также совместно с фосфором увеличивает КИП практически всех изучаемых макро- и микроэлементов, особенно цинка и свинца. Исключение составляет Сd, процент использования которого уменьшается: в вариантах с одним никелем КИП кадмия ниже уровня контроля на 23,4%, в совместных вариантах – на 31,2%.

Таблица 3

Влияние фосфора и никеля на процент использования химических элементов из почвы растениями суданской травы

Применяли	Изменения по сравнению с контролем (%)
	N	P	K	Ni	Zn	Cu	Cd	Pb
Р 2 О 5	+8,2 →	–	+28,9 ↑	0 →	+28,2 ↑	+23,2 ↑	–18,8 ↓	+10,0 ↑
Ni	+9,1 →	+31,4 ↑	+33,9 ↑	–	+80,2 ↑	+57,0 ↑	–23,4 ↓	+65,0 ↑
Ni на фоне применения Р 2 О 5	+8,6 →	+36,5 ↑	+27,6 ↑	+38,5 ↑	+69,8 ↑	+40,1 ↑	–31,2 ↓	+95,0 ↑

Примечание . ↑ – увеличение, превышающее 10%; → – в пределах ±10%; ↓ – снижение более чем на 10%.

Таким образом, можно отметить: поступление в почву никеля и фосфорных удобрений изменяет способность растений суданской травы усваивать подвижные формы основных элементов минерального питания, а также тяжелых металлов из почвы.

При изучении влияния никеля и фосфора на суданскую траву на основании опытных данных рассчитаны коэффициент использования элементов из удобрений (КИУ) и показатель эффективности удобрений (ПЭУ).

Расчет КИУ проведен по формуле

_КИУ Ву Bk _,

Д где Ву и Вк – вынос элемента соответственно в варианте с его применением и на контроле, кг/га;

Д – доза внесенного элемента, кг/га.

ПЭУ рассчитали по формуле

ПЭУ

В П 100 ^у

УД

Величина ПЭУ является более точной, так как при ее расчете учитывается не только вынос питательного элемента (Ву), но и урожайность в данном варианте (У), а также прибавка урожая (П) по сравнению с контролем и доза удобрений (Д).

Анализ полученных данных свидетельствует, что для никеля и фосфора показатель эффективности использования (ПЭУ) ниже, чем КИУ, он также уменьшается с повышением дозы внесенного элемента (табл. 4).

Таблица 4

Коэффициенты использования никеля и фосфора из удобрений суданской травой (%)

Никель			Фосфор
Доза (кг/га)	КИУ	ПЭУ	Доза (кг/га)	КИУ	ПЭУ
4	0,07	0,09	90	4,2	2,2
8	0,13	0,08	180	13,5	8,5
10	0,12	0,06	270	2,0	1,0
12	0,05	0,02

Согласно нашим исследованиям наибольшая прибавка урожайности суданской травы отмечена при внесении дозы Ni 8 . Показатель эффективности использования никеля в этом варианте составил 0,08%, при внесении дозы Ni 4 ПЭУ незначительно выше – 0,09% за счет уменьшения дозы, а при увеличении дозы внесенного никеля до Ni 12 показатель эффективности никеля снижается до 0,02%, так как в данном варианте происходит снижение урожайности растений суданской травы.

При внесении фосфорных удобрений максимальная прибавка урожайности отмечена при внесении Р 180 , КИУ и ПЭУ в этом варианте составили соответственно 13,5 и 8,5%.

Заключение

Таким образом, изменение условий произрастания растений путем дополнительного поступления в почву различных концентраций солей никеля и фосфорных удобрений влияет не только на урожайность суданской травы, но и на потребление макро- и микроэлементов данной культурой, как следствие, – на изменение баланса химических элементов в растениях и почве.