Потребление растениями люцерны элементов минерального питания при внесении макроудобрений

УДК 633.31:631.82

06.00.00 Сельскохозяйственные науки

ПОТРЕБЛЕНИЕ РАСТЕНИЯМИ ЛЮЦЕРНЫ ЭЛЕМЕНТОВ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ ПРИ ВНЕСЕНИИ МАКРОУДОБРЕНИЙ

Чухиль Анастасия Александровна аспирант

Сафонова Татьяна Геннадьевна младший научный сотрудник Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия

Совершенствование технологии выращивания люцерны и повышение ее продуктивности имеют для Краснодарского края большую практическую значимость. Разработка экологически и экономически обоснованных систем удобрения, обеспечивающих сбалансированное питание растений, играет важную роль при возделывании сельскохозяйственных культур. В результате исследования установлено, что для конкретных почвенно-климатических условий при использовании оптимальных доз минеральных удобрений возможны стабильные высокие урожаи люцерны хорошего качества

Ключевые слова: ЛЮЦЕРНА ВТОРОГО ГОДА, МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ, ПРОДУКТИВНОСТЬ, ДИНАМИКА ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ

UDC 633.31:631.82 Agriculture

CONSUMPTION OF ELEMENTS OF MINERAL NUTRIENTS BY ALFALFA PLANTS WHEN USING FERTILIZERS

Chukhil Anastasia Alexandrovna postgraduate student

Safonova Tatiana Gennadevna junior researcher

Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia

Improving the technology of alfalfa cultivation and increasing its productivity for the Kuban region have great practical significance nowadays. The research of proper environmental and economical systems of fertilizers that provide balanced nutrition plays an important role in the growing of crops. As a result, we have found that for specific soil and climatic conditions when using optimal doses of mineral fertilizers it is possible to have stable high yields of good quality alfalfa

Keywords: ALFALFA SECOND YEAR, FERTILIZERS, PRODUCTIVITY, DYNAMICS OF NUTRIENTS

Формирование высокопродуктивного животноводства на современном этапе развития аграрной политики Краснодарского края невозможно без создания базы полноценных кормов, сбалансированных по всем питательным компонентами.

Люцерна является ценной кормовой культурой из многолетних бобовых трав, отличается высокой урожайностью и широко возделывается на Кубани [4].

Важное значение имеет то, что из нее можно получать высокоэнергетические корма в виде зеленой массы, сена, сенажа и травяной муки. Отмечается очень высокая поедаемость всеми видами скота, хозяйственная годность при высокой продуктивности может

сохраняться до 4-5 лет [2]. Она дает высокобелковый корм, богатый всеми необходимыми для животных витаминами, углеводами и микроэлементами [5]. Поэтому важным резервом укрепления кормовой базы животноводства является создание высокопродуктивных посевов многолетних бобовых трав, рациональное их использование и повышение урожайности.

Люцерна, как и другие культуры, в процессе онтогенеза имеет свойственную только ей динамику потребления элементов питания, поэтому на разных этапах роста и развития растений с помощью удобрений можно контролировать данный процесс [9]. В настоящее время одним из приоритетных направлений агрохимии является создание сбалансированной системы удобрения люцерны, включающей макро- и микроэлементы [3,7,8]. Исследования, проводимые в рисовом севообороте на рисовых почвах показали положительное влияние минеральных удобрений на агрохимические показатели плодородия почв и продуктивность люцерны [1,5,6]. В связи с этим приобретает актуальность проведение соответствующих исследований на посевах люцерны, возделываемой на черноземе выщелоченном в зерно-травяно-пропашном севообороте, где система удобрения данной культуры остается слабоизученной.

Цель исследований - повышение продуктивности люцерны второго года жизни путем оптимизации системы удобрения.

В задачи исследований входило установление действие минеральных удобрений на динамику содержания азота, фосфора и калия в растениях люцерны 2-го года жизни; выявление влияния применения удобрений на рост и развитие растений люцерны; изучение влияния минеральных удобрений на урожайность и качество зеленой массы люцерны. Исследования поводились на стационарном полевом опыте кафедры агрохимии Кубанского госагроуниверситета, который в настоящее время

включен в Реестр длительных полевых опытов с удобрениями и другими средствами химизации земледелия РАН.

Схема опыта содержит семь вариантов по четыре повторности. Расположение делянок рендомезированное. Учетная площадь делянки 63 м2.

№ Вариант опыта Дозы удобрений

1. 000 Без удобрений

2. 111 N10 Р10 Кю

3. 222 N20 Р20 К20

4. 333 N30 Р30 К30

5. 200 N20 Р0 К0

6. 020 N0 Р20 К0

7. 002 N0 Р0 К20

Минеральные удобрения вносили в форме аммиачной селитры, суперфосфата двойного, хлористого калия под ранневесеннее боронование. Агротехника в опыте общепринятая для данной зоны. Размер, конфигурация и размещение делянок позволили механизировать все процессы по уходу за посевами и уборке урожая.

Объекты исследований: люцерна 2-го года жизни сорта Фея (синегибридный сортотип). Сорт в течение вегетации дает 2-4 укоса. После зимовки рано и дружно трогается в рост, хорошо отрастает после скашивания. Средняя высота растений при скашивании на сено 50-75 см, на семена - до 95 см. Созревшие бобы от светло- до темно-коричневого цвета, 3,8-4,6 мм в диаметре. Масса 1000 семян 1,8-2,2 г.

Почва - чернозем выщелоченный слабогумусный сверхмощный легкоглинистый на лессовидных тяжелых суглинках. Аналитические работы выполнялись согласно общепринятым методикам. Растительные образцы отбирали поделяночно с каждого варианта и каждой повторности. В них определяли содержание азота, фосфора и калия методом мокрого озоления в серной кислоте с перекисью водорода: азот по Кьельдалю, фосфор - колориметрически, калий на пламенном фотометре. В

течение всей вегетации наблюдали изменение линейного роста растений и накопление сухого вещества весовым методом (при высушивании в термостате при температуре 105оС в течение 6 ч.).

В полевом опыте учет урожайности зеленой массы проводили поделяночно методом сплошной уборки.

Статистическая оценка экспериментальных данных осуществлялась методом дисперсионного анализа.

Результаты исследований. Минеральные удобрения, улучшая пищевой режим почвы, существенно повлияли на потребление люцерной наиболее дефицитных элементов питания - азота, фосфора и калия и изменяли химический состав растений.

Система удобрения люцерны обусловливается ее биологическими особенностями. Значительную часть необходимого азота растения люцерны получают из атмосферы с помощью симбиотической фиксации клубеньковыми бактериями. Количество биологически связанного азота варьирует в широких пределах в зависимости от физических, физико-химических и агрохимических свойств почвы [1].

Поглощение растениями азота в первую очередь зависит от содержания данного элемента питания в почве. По результатам исследований видно, что люцерна на удобренных вариантах, содержала больше азота, чем на неудобренных (рисунок 1).

Без N20 Р20 К20 1Ч10Р10К10 Ш0Р20К20 N30P30K30

удобрений

V 1-й укос 2-й укос ш 3-й укос

Рис. 1. - Содержание азота в растениях люцерны, %

При внесении двойной дозы фосфорного (Р20) и азотного (К20) удобрения, а также единичной нормы полного минерального удобрения содержание азота в зеленой массе люцерны в первом укосе составило 2,03, 2,18 и 2,33 % соответственно.

Максимальное содержание азота отмечено в вариантах с двойной (К20Р20К20) и тройной (К30Р30К30) нормой полного удобрения - 2,51 и 2,69 %.

Двойные дозы калия (К20) не оказали существенного влияния на определяемый показатель.

Во втором и третьем укосах тенденция сохранилась: минимальное содержание азота в растениях люцерны зафиксировано на контроле 1,881,91%, максимальное- 2,69-2,67 %, при внесении тройной нормы полного минерального удобрения.

Фосфор играет исключительно важную роль в жизни растений регулятора дыхательных процессов и переносчика энергии. Химические реакции с участием этого элемента составляют основу энергетики живой клетки.

Без N20 Р20 К20 N10P10K10 ]\20Р20К20 NЗOPЗOKЗO

удобрений

•> 1-й укос 2-й укос ¡а 3-й укос

Рис. 2. - Содержание фосфора в растениях люцерны, %

В различные периоды жизни растения потребляют неодинаковое количество фосфора. Наибольшее количество фосфора в вегетативных органах растений люцерны присутствует в период отрастания. По мере развития растений количество фосфора постепенно сокращается. Минимальное его содержание отмечено в фазу цветения (укосы). Минеральные удобрения существенно повышали содержание фосфора в зеленой массе люцерны. В первом укосе минимальное количество фосфора обнаружено в варианте без внесения удобрений - 0,52 %, максимальное при внесении двойной и тройной нормы полного удобрения - 0,69 и 0,71 % соответственно (рисунок 2).

Двойные дозы (Р20) фосфорного удобрения повышали содержание фосфора в зеленой массе люцерны до 0,67 %. На вариантах с двойными дозами азота (К20) и калия (К20) данный показатель составил 0,57 и 0,54 % соответственно.

Данная зависимость сохраняется во втором и третьем укосах для всех вариантов исследования.

Калий улучшает поступление воды в клетки, повышает осмотическое давление и тургор, уменьшает транспирацию, усиливает устойчивость биоколлоидов клетки, улучшает весь ход обмена веществ, повышает жизненность организма.

Люцерна нуждается в интенсивном калином питании. Недостаток его приводит к ослаблению азотфиксирующей активности клубеньковых бактерий.

По вариантам опыта содержание калия в зеленой массе люцерны повышается (рисунок 3). При первом укосе в варианте без внесения удобрений растениях люцерны содержали калий в количестве 1,63 %, во второй укос - 1,65 %, третий - 1,61 %.

Азотные и фосфорные удобрения в двойной дозе оказали положительное действие на рост этого показателя. Двойная доза калийных удобрений К20 в течение вегетации увеличила содержание калия до 1,73-1,78 %.

1.90

Без N20 Р20 К20 N10P10K10 N20P20K20 N30P30K30

удобрений

^ 1-й укос 2-й укос я 3-й укос

Рис. 3. - Содержание калия в растениях люцерны, %

При внесении двойной и тройной нормы полного удобрения количество калия в зеленой массе люцерны было максимальным и составляло 1,741,83 % и 1,82-1,88 % соответственно.

О происходящих в растениях процессах роста может свидетельствовать ряд признаков, к которым относятся, прежде всего густота стояния, высота и биомасса растений.

Таблица 1 - Густота стояния растений люцерны, шт./м2

Вариант 1 укос 2 укос 3 укос

Без удобрений 299 258 217

N20 325 280 236

Р20 315 272 229

К20 318 274 231

N^10^0 332 286 241

^0Р20К20 350 302 254

^0Рз0Кз0 395 341 287

НСР05 45,8 39,6 33,3

Во всех исследуемые варианты с применением удобрений густота стояния растений увеличивалась, но наибольшее положительное влияние на данный показатель во второй год жизни люцерны оказывали двойные и тройные нормы полного удобрения. Количество растений к первому укосу на удобренных вариантах на 51-96 шт./м больше, чем в неудобренном посеве (таблица 1).

Подсчет густоты стояния растений показал, что во второй год жизни люцерны в следствие интенсивных укосов посевы значительно изреживаются. К третьему укосу вегетации на 1 м в варианте с использованием двойной нормы полного удобрения ^0Р20К20 произрастало на 37 растений больше, чем на контроле. Оптимизация условий минерального питания растений, как правило, способствует лучшему их росту и развитию, а в конечном итоге и большей продуктивности посевов. В наших исследованиях удобрения благоприятствовали линейному росту растений люцерны (таблица 2).К

первому укосу растения люцерны варианта без внесения удобрений имели высоту 68 см, второго укоса - 46 см, третьего - 45 см. Среднесуточный прирост растений в высоту в среднем по укосам составил 1,51, 1,16 и 1,23 см соответственно.

Внесение удобрений положительно повлияло на высоту люцерны. При внесении одинарной нормы полного удобрения растения превышали контроль на 7,6-10,1 %. Действие двойных и тройных норм полного удобрения было еще более значительным, высота растений по трем укосам превышала контроль на 14,7-39,0 % и 22,1-22,8 % соответственно. При раздельном внесении минеральных удобрений на посевах люцерны наибольшее влияние на среднесуточный прирост растений в высоту оказали двойные дозы азотных и калийных удобрений.

Действие фосфорных удобрений на определяемый показатель было значительно слабее.

Таблица 2 - Высота растений люцерны в зависимости от удобрений, см

Вариант Фаза вегетации (цветение) Среднесуточный прирост

1 укос 2 укос 3 укос 1 укос 2 укос 3 укос

Без удобрений 68 46 45 1,51 1,16 1,23

N20 73 50 50 1,63 1,25 1,34

Р20 70 48 47 1,56 1,20 1,27

К20 72 49 48 1,59 1,23 1,30

^0РюК10 75 51 50 1,66 1,28 1,35

^0Р20К20 79 64 52 1,76 1,60 1,39

^0Рз0Кз0 82 56 55 1,83 1,41 1,49

НСР05 7,5 9,5 4,7 - - -

Использование удобрений на посевах люцерны второго года привело к более интенсивному накоплению биомассы.

Наибольшее влияние оказали минеральные удобрения при совместном их применении (таблица 3).

Максимальный прост сухого вещества отмечен в вариантах с двойной и тройной нормой полного удобрения. Среднесуточный прирост сухого вещества на этих вариантах превышал контроль во время первого укоса на 0,92 и 0,98 ц/га, второго - 0,66 и 0,71 ц/га, третьего - 0,46 и 0,49 ц/га соответственно.

Таблица 3 - Накопление сухого вещества люцерновым агроценозом при внесении минеральных удобрений

Вариант Сухая масса, ц/га Среднесуточный прирост, ц/га

1 укос 2 укос 3 укос 1 укос 2 укос 3 укос

Без удобрений 36,34 23,23 15,31 0,81 0,58 0,40

N20 39,24 25,08 16,53 0,87 0,63 0,44

Р20 38,41 24,55 16,18 0,85 0,61 0,43

К20 37,58 24,02 15,83 0,84 0,60 0,42

^РюКю 40,47 25,87 17,05 0,90 0,65 0,45

^0Р20К20 41,30 26,40 17,40 0,92 0,66 0,46

^0Р30К30 44,19 28,25 18,62 0,98 0,71 0,49

НСР05 3,31 2,11 1,39 - - -

Применение минеральных удобрений отразилось на величине урожайности зеленой массы люцерны (таблица 4).

В течение от вегетационного периода отмечалось снижение урожайности от первого укоса к последующему. Это связано с уменьшением в почве количества доступных форм элементов минерального питания растений, уменьшением запасов влаги, а также биологическими особенностями люцерны.

Таблица 4 - Урожайность зеленой массы люцерны при применении минеральных удобрений, ц/га

Вариант Урожайность, ц/га Средняя урожайность за 3 укоса, ц/га Прибавка урожайности

1-й укос 2-й укос 3-й укос

ц/га %

Без удобрений 359,1 269,4 229,0 285,8

N20 395,9 296,9 252,4 315,0 29,2 10,2

Р20 375,5 281,6 239,4 298,8 13,0 4,5

К20 387,7 290,8 247,2 308,5 22,7 8,0

N^10^0 408,1 306,1 260,2 324,8 39,0 13,6

^0Р20К20 436,7 327,5 278,4 347,5 61,7 21,6

^0Р30К30 455,0 341,3 290,1 362,1 76,3 26,7

НСР05 49,2 36,9 31,4 - - -

В варианте без внесения удобрений, урожайность зеленой массы люцерны в среднем за три укоса составила 285,8 ц/га.

Применение минеральных удобрений отразилось на величине урожайности зеленой массы люцерны. Прибавка от двойной дозы азота К20 составила 29,2 ц/га. Эффективность фосфора и калия ниже по сравнению с азотом, прибавка от фосфора составила 13,0 ц/га, от калия 22,7 ц/га.

Наибольшая урожайность зеленой массы люцерны получена на вариантах с двойной (№20Р20К20) и тройной (^0Р30К30) нормой полного минерального удобрения. Достоверная прибавка урожайности составила 61,7 и 76,3 ц/га. Сбор кормовых единиц, при внесении удобрений по вариантам исследований превышал контроль на 2,5-20,2 ц/га. Максимальный прирост кормовых единиц получен при внесении двойной и тройной нормы полного удобрения и составил 76,4 и 77,2 ц/га.

Таблица 5 - Качество зеленой массы люцерны

Вариант Кормовые единицы, ц/га Протеин, % Зола, %

Без удобрений 56,2 15,7 8,2

N20 64,8 18,6 8,1

Р20 59,9 16,2 8,3

К20 58,7 18,0 8,4

^РюКю 60,5 17,8 7,5

^0Р20К20 76,4 22,6 7,7

^0Р30К30 77,2 22,9 7,9

Содержание протеина в зеленой массе люцерны на контроле - 15,7 %. Внесение единичной нормы полного удобрения повысило данный показатель до 17,8 %. Двойная и тройная нормы полного удобрения увеличивали сбор протеина на 6,9 и 7,2 % соответственно. При внесении N2oP2oK2o и МзоРзоКзо содержание золы в растениях колебалось от 7,7 до 7,9 %, в то время как использование фосфорных и калийных удобрений в двойных дозах увеличивало количество золы в растениях до 8,зи 8,4 %.

Таким образом, на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья внесение ^0Р20К20 обеспечивает высокую урожайность люцерны второго года с хорошим качеством. Дальнейшее увеличение доз удобрений до К30Р30К30 не приводит к улучшению заявленных показателей, а значит приводит к снижению окупаемости урожаем.

Литература

1. Бондарева Т.Н. Урожайность зерна риса и зеленой массы люцерны при внесении микроудобрений / Т.Н. Бондарева, Х.Д. Хурум, А.Х. Шеуджен, Л.М. Онищенко / Доклады Россельхозакадемии. - 2010. - №2. - 17-19 с.

2. Василько В.П. Продуктивность зеленой массы люцерны разных лет жизни на черноземе выщелоченном в условиях Кубани / В.П. Василько, И.С. Сысенко, С.И. Новоселецкий // Научный журнал КубГАУ, №93(09), 2013. - 21 с.

3. Дроздова В.В. Высота растений и накопление биомассы люцерновым агроценозом при внесении удобрений / В.В. Дроздова, А.Х. Шеуджен, А.Ю. Хуако / Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014. - 14 с.

4. Хурум Х.Д. Система удобрения люцерны / Х.Д. Хурум, А.Х. Шеуджен, Л.М. Онищенко / Вестник Казанского государственного университета. 2009. - №1(11). -115-117 с.

5. Шеуджен А.Х. Люцерна / А.Х. Шеуджен, Л.М. Онищенко, Х.Д. Хурум / Майкоп: ОАО «Полиграфиздат «Адыгея», 2007. - 226 с.

6. Шеуджен А.Х. Минеральное питание и удобрение люцерны: монография / А.Х. Шеуджен [и др.]; под редакцией А.Х. Шеуджена. - Краснодар: КубГАУ, 2015. - 189 с.

7. Шеуджен А.Х. Продуктивность люцерны при внесении микроудобрений / А.Х. Шеуджен, Л.М. Онищенко, Х.Д. Хурум / Тр. КубГАУ, вып. 3(7). - 2007. - 112-115 с.

8. Шеуджен А.Х. Плодородие почвы и продуктивность люцерны при внесении микроудобрений / А.Х. Шеуджен, Л.М. Онищенко, Х.Д. Хурум / Плодородие. - 2006. -№1(28). 18-19 с.

9. Шеуджен А.Х. Удобрение люцерны / А.Х. Шеуджен, Л.М. Онищенко, Х.Д. Хурум / Майкоп: ГУРИПП «Адыгея». - 2005. - 43 с.

References

1. Bondareva T.N. Urogaynost zerna risa I zeloy massi lucerni pri vnesenii mikroudobreniy / T.N. Bondareva, H.D. Hurum, A.H. Sheudzhen, L.M. Onischenko / Dokladi Rosselhozakademii. -2010. - №2. - 17-19 s.

2. Vasilko V.P. Produktivnost zelenoy massi lucerni paznih let gizni na chernozeme vischelochennom v usloviyah Kubani / V.P. Vasilko, I.S. Sisenko, S.I. Novoseleckiy / Nauchniy gurnal KubGAU, №93(09), 2013. - 21 s.

3. Drozdova V.V. Visota rasteniy I nakoplenie biomassi lucernovim agrocenozom pri vnesenii udobreniy / V.V. Drozdova, A.H. Sheudzhen, A.U. Huako / Nauchniy gurnal KubGAU, №99(05), 2014. - 14 s.

4. Hurum H.D. Sistema udobreniya lucerni / H.D. Hurum, A.H. Sheudzhen, L.M. Onischenko // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo universiteta. 2009. - №1(11). - 115-117 s.

5. Sheudzhen A.H. Lucerna / A.H. Sheudzhen, L.M. Onischenko, H.D. Hurum / Maykop: ОАО «Poligrafizdat «Adigeya», 2007. - 226 s.

6. Sheudzhen A.H. Mineralnoe pitanie I udobrenie lucerni: monografía / A.H. Sheudzhen [i dr.]; pod redakciey A.H. Sheudzhena. - Krasnodar: KubGAU, 2015. - 189 s.

7. Sheudzhen A.H. Produktivnost lucerni pri bnesenii mikroudobreniy / A.H. Sheudzhen, L.M. Onischenko, H.D. Hurum / Tr. KubGAU, vip. 3(7). - 2007. - 112-115 s.

8. Sheudzhen A.H. Plodorodie pochvi I produktivnost lucerni pri vnesenii mikroudobreniy / A.H. Sheudzhen, L.M. Onischenko, H.D. Hurum / Плодородие. - 2006. - №1(28). 18-19 с.

9. Sheudzhen A.H. Udobrenie lucerni / A.H. Sheudzhen, L.M. Onischenko, H.D. Hurum / Maykop: GURIPP «Adigeya». - 2005. - 43 s.