Эффективность применения микроудобрений под хлопчатник в лугово-сероземных почвах Ширванской степи (Азербайджан)

DOI:

Известно, что в странах с развитым сельским хозяйством, свыше 40–50 % прироста продукции растениеводства получают за счет применения удобрений. Каждому специалисту, занятому в сельском хозяйстве, известно, что благодаря минеральным удобрениям не только повышается урожай, но и плодородие почвы.

Нужно отметить, что материалов на тему влияния минеральных удобрений на рост и развитие сельскохозяйственных растений, произрастающих на лугово-сероземных почвах в достаточной степени много, но материалы по исследованию влияния микроелемен-тов на сельскохозяйственные культуры довольно скупы. В связи с этим надо отметить, что в проводимых опытах наряду с применением азота, фосфора и калия целесообразно внести и такие микроелементы, как марганец, молибден, медь и цинк (Mn, Mo, Cu. Zn). Выбор этих микроелементов обусловлен тем, что Mn, Mo, Cu и Zn являются незаменимыми для роста и развития растительных и для жизнедеятельности животных организмов [2; 5].

Следует отметить, что хлопкосеющие районы в Азербайджане занимают обширную территорию и в основном расположены на Кура-Араксинской низменности между южными склонами предгорий Большого Кавказа и Курой, куда входят Ширванская, Карабахская, Мильская, Муганская и Сальянская степи. Проводимые нами опыты на лугово-сероземных почвах занимают Прикуринскую полосу

Ширванской степи. По данным ряда ученых почвы Ширванской степи отнесены к сероземам. Они считают, что эти почвы в прошлом испытали продолжительную стадию солончакового режима, которые впоследствии осушились и рассолились. По мнению ряда ученых лугово-серо-земные почвы формируются в условиях повышенного грунтового увлажнения при близком залегании к поверхности грунтовых вод (2,5–3,0 метр) [4].

Известно, что для роста и развития растений азот имеет первостепенное значение, так как он входит в состав белка и составляет от 16 до 18 % веса золы, а также входит в состав хлорофилла, от содержания которого зависит процесс фотосинтеза. При избытке азота и одностороннем азотном питании у хлопчатника развивается излишняя вегетативная масса и при этом ослабляется развитие репродуктивных органов. При большом недостатке азота у молодых растений (хлопчатник) наблюдается слабый рост, пониженное плодообразование и небольшой вес коробочки. В отличие от азота, фосфор не входит в состав белка, а является составной частью нуклеиновых кислот, которые в соединении с простым белком образуют сложные белки-нуклеопротеиды. В противоположность азоту обильное фосфорное питание хлопчатника усиливает развитие репродуктивных органов, ускоряет развитие растений и созревание коробочек. Калий содержится преимущественно в листьях, почках и растущих побегах. Резкий недостаток калия обусловливает отмира- ние старых листьев в то время, как молодые листья еще остаются здоровыми. При недостатке калия растения больше поражаются грибковыми болезнями [6; 7].

Эффективность микроудобрений, применяемых в лугово-сероземных почвах под хлопчатник, определяется, наряду с уровнем агротехники, так же физиологическими особенностями растений и содержанием подвижных форм микроэлементов в почвах. Следует отметить, что основными источниками поступления микроэлементов в почвы хлопководческие зоны Кура-Араксиниской низменности, в том числе Ширванской степи являются их материнские породы. Почвообразующими породами для лугово-сероземных почв служат делювиально-аллювиальные суглинки, часто карбонатные или молодые засоленные аллювиальные слоистые суглинки. В связи с этим почвы Ширванской степи характеризуются тяжело суглинистым механическим составом [2; 4].

Результаты многолетних исследований ряда ученых показали, что почвы Ширванс-кой степи отличаются более низким плодородием, как по запасам гумуса, так и по содержанию питательных элементов, в том числе и микроэлементов. Необходимо отметить, что изучая влияние некоторых микроэлементов на урожай сельскохозяйственных культур еще в 40–50-х годах прошлого века, проф. Омского сельскохозяйственного института А.З. Ламбин обнаружил положительное действие на развитие растений Mn, Mo, Zn и Cu, а так же увеличение потребностей в них по мере повышения доз макро-удобрений. Значит, являясь питательными веществами, эти микроэлементы в тоже время регулируют поступление в растения и макроэлементов. Следовательно, можно считать, что исследуемые микроэлементы (Mn, Mo, Cu, Zn), являясь основными питательными элементами, необходимыми для жизни растений, так же могут положительно влиять на урожай и рост в качестве «катализаторов» [5].

Остановимся на кратком изложении этих микроэлементов в почвах, которое имеет существенное значение для плодородия почв и питания растений.

Марганец (Mn) – по А.П. Виноградову средние содержание марганца для почв рав- 46

но 8,5.10-2 %, а колебание от 10 до 2500 мг/кг почв. По данным Гюльахмедова А.Н. в верхнем горизонте лугово-сероземных почв содержится от 480 до 530 мг/кг. Широко распространен в природе, играет большую роль в дыхании растений и в процессах фотосинтеза. Он повышает дыхание растений и интенсивность ассимиляции углекислоты, играет роль катализатора при усвоении растениями нитратов. Марганец, один из первых микроэлементов испытывался в качестве удобрений сельскохозяйственных растений. Отсутствие или недостаток его в питательной среде для растений вызывает серьезные физиологические расстройства, а иногда приводит к гибели. Изучено положительное влияние марганца на водный режим растений с повышением в них содержания общей и связанной воды и уменьшением процесса транспирации [4; 5].

Медь (Cu) – в растениях содержится небольшое количество, оно необходимо как катализатор при образовании хлорофилла. Среднее содержание меди в почве составляет 2 ⋅ 10^-3 % и она присутствует во всех разновидностях почв [4; 5]. Применение меди усиливает в растениях окислительно-восстановительные процессы, улучшает обмен веществ, что приводит к повышению устойчивости растений в неблагоприятных почвенноклиматических условиях. Недостаток меди в почве вызывает серьезные функциональные заболевания растений, в плоть до их гибели. Применение меди усиливают в растениях окислительно-восстановительные процессы, улучшает обмен веществ, что приводит к повышению устойчивости растений в неблагоприятных почвенно-климатических условиях [7].

Молибден (Mo) – в природе встречается главным образом в виде молибденового блеска или молибдата. По сравнению с другими элементами содержание молибдена в земной коре незначительно, (2 ⋅ 10-4 %) он входит в состав многих минералов (молибденит, вульвенит, молибдит) и др. Общеизвестно, что бобовые растения отличаются от растений, принадлежащих к другим семействам, высоким содержанием молибдена. Бобовые относится к «привычным концентраторам» молибдена, поскольку 86–90 % представителей бобовых концентрируют этот микроэлемент в значительно больших количествах, чем его содержание в почве. Важнейшей стороной физиологической роли молибдена является его участие в азотном обмене, в таких реакциях как восстановление нитратов и фиксация молекулярного азота. При недостатке молибдена наблюдаются нарушения метаболизма фосфорных соединений. Он оказывает влияние на обмен витаминов в растениях, при недостатке молибдена происходит резкое снижение содержания аскорбиновой кислоты. Характерным признаком молибденовой недостаточности является значительное снижение содержания хлорофилла [3; 4; 5].

Цинк (Zn) – необходим растениям в малых количествах. Среднее содержание цинка в почвах составляет по А.П.Виноградову 5 ⋅ 10^-2 %. Несмотря на то, что значение цинка для высших растений было доказано К.А.Тимирязе-вым в 1872 году, внимание на физиологическое значение цинка в жизни растений обратили лишь в пятидесятые годы ХХ века.

Вопрос о значении цинка в питании растений изучен недостаточно. Количество цинка, поглощенное растениями весьма небольшое, независимо от дозы и источника питания. Физиологическая роль цинка в растениях очень разнообразна. Цинк участвует и активизации ряда ферментов, связанных с процессом дыхания, (карбоангидраза) [7]. Он оказывает большое влияние на окислительно-восстановительные процессы, которые при его недостатке заметно снижаются. Содержание подвижного цинка в почвах связано с наличием органического вещества и кислотностью почвы. Чем выше кислотность, тем больше доля цинка растворимого.

Материал и методы

Полевые опыты закладывались в течение 3 лет на делянках площадью 50 м2 в трехкратной повторности. В работе проверяли две дозы каждого микроэлемента: марганец 2, 3 кг/га, молибден 1, 1,5 кг/га, цинк 2, 3 кг/га, медь 2, 3 кг/га. Микроэлементы вносились в следующих формах: марганец – сульфата марганца, молибден – молибдат натрия, цинк – сульфата цинка, медь – сульфата меди.

До закладки полевых опытов были взяты почвенные образцы для оценки агрохими- ческих параметров. Анализ образцов почв проводился по методике Арунишкина Е.В., общий гумус оценивали по методу и И.В. Тюрина, содержание азота определяли по методу Кельдалю, общий фосфор и калий по методу Протасову и Смиту, содержание карбонатов по объему СО2 кальциометром, рН водной суспензии с помощью потенциометра [1]. Валовые количества марганца, молибдена, меди и цинка определяли с помощью атомноабсорбционного спектрометра АА-6800 (Shimadzu, Японии). Подвижную форму микроэлементов определяли с помощью методов: марганц-персульфатным, цинк-дитизоновым, молибден-роданидным, медь-диэтилдитио-карбонатом.

Прежде чем перейти к описанию агрохимических показателей почв опытного участка, считаем целесообразным кратко характеризовать климатические условия Ширван-ской степи, так как динамика питательных веществ в почве связана не только агрохимическими показателями, но и с климатическими условиями. Климат этой степи относится к полусухому субтропическому с продолжительным жарким летом, малым количеством осадков, безморозным периодом высокой среднегодовой температурой, а также теплой и сухой погодой в зимнее время. В таких условиях не богатый растительный покров при отмирании быстро минерализуясь не может обогатить почвы перегноем в результате чего в этих почвах содержится небольшое количество гумуса и отличаются они низким плодородием.

Результаты и обсуждение

Как известно, удобрения в том числе и микроудобрения определяются физиологическими особенностями растений, содержанием валовой формы микроэлементов и их подвижностью в данной почве с учетом ее агрохимических показателей. Данные агрохимических анализов почв на опытном участке представлены в таблице 1.

Как видно из данных этой таблицы почвы опытного участка характеризуются невысоким содержанием гумуса и их количество колеблется 2,4–0,8 % с равномерным падением с глубиной. Содержание общего азота, фосфора и калия в пахотном горизонте составляет соответственно – 0,14 %; 0,15 %; 2,6 %. Реакция почв слабо щелочная и в 0–20 см горизонта равно 8,1. Так же в таблице 1 представлены данные по содержанию микроэлементов, из которых видно, что общее содержание Mn, Mo, Zn и Cu в гумусовом горизонте исследуемых почв составляет соответственно – 490 мг/кг; 2,4; 18,5 и 34 мг/кг. Характерной особенностью распределения микроэлементов в этих почвах является резко выраженная аккумуляция микроэлементов в верхнем биологически деятельном гумусовом горизонте почв. В распределении Mn, Mo, Cu и Zn по профилю этих почв наблюдается плавное уменьшение с глубиной.

Следует отметить, что почвы опытного участка слабо обеспечены содержанием подвижных форм микроэлементов в верхнем пахотном горизонте (марганец – 19,5 мг/кг, молибден – 0,8 мг/кг) и низкое содержание подвижных форм этих испытуемых микроэлемен- тов обусловливается щелочной реакцией почвенной среды (рн-8,1). Результаты анализов почв показали, что наличие испытуемых подвижных микроэлементов в почве на опытном участке низкое и это свидетельствует о слабой обеспеченности микроэлементами луговосероземных почв. Данные анализов показывают, что почвы опытного участка нуждаются в применении микроэлементов в качестве удобрений в повышении урожайности хлопчатника.

Как видно из таблицы 2, при внесении (корневая подкормка) микроэлементов под хлопчатник эффективными оказались молибден и марганец, которые отличились от других испытуемых микроэлементов тем, что они дали более высокую прибавку хлопка-сырца. Наибольшая прибавка хлопка-сырца получена в варианте с молибденом при дозе 1,0 кг/га, где прибавка урожая за 3 года в среднем составляла 4,9 ц/га (29,9 %).

Так же в среднем прибавка урожая хлопка-сырца составила: по марганцу – 3,9 ц/га

Таблица 1

Агрохимические показатели почв опытного участка

Глубина взятия образцов, см	Гумус, %	рН	СаСО 3 , %	Общий N, %	Валовой P, %	Валовой K, %	Микроэлементы, мг/кг валовой подвижный
							Mn	Mo	Zn	Cu
0–20	2,4	8,1	12,7	0,14	0,15	2,72	490 19,5	2,4 0,8	34,0 0,72	18,5 1,75
20–40	1,80	7,9	11,9	0,10	0,12	2,6	400 16,0	1,75 0,65	27,5 0,58	14,5 1,60
40–60	1,26	7,8	10,1	0,08	0,10	2,4	325 12,5	1,40 0,45	20,0 0,40	12,2 1,45
60–80	1,0	7,7	12,0	0,05	0,04	2,1	215 10,0	0,80 0,32	16,5 0,32	11,0 1,25
80–100	0,8	7,6	12,3	0,03	0,03	1,7	120 8,5	0,50 0,25	13,5 0,28	8,20 0,90

Таблица 2

Влияние микроэлементов на урожай хлопка-сырца опытного участка

Варианты опыта дозы, кг/га (фон – N60P60 K30 )	2018 г.			2019 г.			2020 г.			Прибавка за 3 года
	Общий урожай, ц/га	Прибавка		Общий урожай, ц/га	Прибавка		Общий урожай, ц/га	прибавка		ц/га	%
		ц/га 1	%		ц/га 1	%		ц/га	%
Контроль	23,6		–	24,8		–	25,7		–		–
+ Mn 2,0	28,3	4,7	10,6	28,5	3,7	13,0	28,8	3,1	10,0	3,8	28,5
+ Mn 3,0	27,8	4,2	10,4	27,4	3,6	9,0	28,6	2,9	10,0	3,5	23,9
+ Mo 1,0	29,9	5,4	18,6	29,8	5,0	16,0	30,2	4,5	15,0	4,9	29,9
+ Mo 2,0	26,2	2,6	9,9	27,9	3,1	11,1	28,2	2,5	8,0	3,0	27,4
+ Zn 1,5	26,4	2,8	10,6	26,9	2,1	7,1	27,0	1,3	5,0	2,0	26,7
+ Zn 3,0	26,3	2,7	10,2	26,0	1,2	4,6	26,0	0,0	1,1	1,7	26,1
+ Cu 2,0	25,2	1,6	6,3	26,8	2,0	7,4	27,6	1,9	6,8	1,8	26,5
+ Cu 3,0	25,3	1,7	6,7	25,9	1,1	4,2	27,5	1,8	6,5	1,5	26,2

(27,9 %), цинку – 2,0 ц/га (26,7 %), и меди – 1,8 ц/га (26,5 %). Внесение микроэлементов под хлопчатник в данном полевом опыте во всех вариантах оказалось эффективным. Наивысший эффект дает внесение молибдена в дозе 1 кг/га, марганца и меди по 2 кг/га и цинка в дозе 1,5 кг/га.

Выводы

На основании проведенных нами исследований с целью изучения доз внесения марганца, молибдена, цинка и меди под хлопчатник, можно сделать выводы, что микроэлементы на фоне азота, фосфора и калия оказали положительное влияние на урожай хлопчатника, при всех испытуемых дозах. Наиболее эффективными дозами при подкормках растений оказались: для молибдена – 1,0 кг/га, для марганца и меди – 2,0 кг/га, для цинка – 1,5 кг/га. Наибольшая прибавка хлопка-сырца получена в варианте молибдена с дозой 1,0 кг/га, где средняя прибавка урожая за 3 года составляла 4,9 ц/га (29,9 %).