элементы биологизации возделывания овощных культур

УДК 631.8:635.656
Закабунина Е.Н., к.с-х.н., доцент, Надежкина Е.В., д.б.н, профессор,
Надежкин C.М., д.б.н, профессор, Енгалычев Р.Р., аспирант,
ЭЛЕМЕНТЫ БИОЛОГИЗАЦИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОВОЩНЫХ
КУЛЬТУР
Система удобрений в овощных севооборотах планируют так,
чтобы получать высокий урожай овощей с диетическими и целебными
свойствами, сохранив и приумножив при этом плодородие почвы, разумно
сочетая органические и минеральные удобрения. Плодородие почв
определяется совокупностью морфологических, агрофизических, физикохимических и агрохимических свойств. Данная работа посвящена
проблеме повышения продуктивности почв под овощные культуры
селекции ВНИИССОК внесением сидератов (вико-овса, козлятника
восточного) и конского навоза. Сидеральные культуры – самый дешевый
источник минерального питания, они особенно ценны в новых
экономических условиях хозяйствования. Использование
данных
органических удобрений оказывает положительное влияние на
агрофизические, физико-химические свойства и питательный режим
дерново-подзолистой почвы Нечерноземной зоны. Регулирование
плодородия почвы и улучшение пищевого режима способствовало
интенсификации процессов роста и развития овощных растений (укропа
Лесногородского, овощных бобов сорта Белорусские, тыквы: Грибовская
кустовая, Улыбка, Россиянка, Грибовская Зимняя, кабачка: Ролик, Фараон
и Грибовский. Результаты исследований показали, что увеличение выхода
овощной продукции с одного гектара возможно, подбирая сорта, которые
эффективно используют питательные вещества, внесенные с
органическими и минеральными удобрениями.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ТЫКВА, КАБАЧОК, ОВОЩНЫЕ БОБЫ,
УКРОП,
ВИКО-ОВЕС,
КОЗЛЯТНИК,
КОННЫЙ
НАВОЗ,
МИНЕРАЛЬНЫЕ
УДОБРЕНИЯ,
СОРТА,
ДЕЙСТВИЕ
И
ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ
УДОБРЕНИЙ,
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ.
Введение.
С древних времен овощи едят, используя как диетическое и лечебное
средство. Растительная пища занимает ведущее место в питании большей
части человечества, а для некоторых народов она является основной. Пища
первобытных людей, считают ученые, состояла на 65% из овощей и
фруктов и на одну треть из мяса диких животных. Низкая калорийность
овощей приобретает особое значение сейчас. Человеку, ведущему
малоподвижный образ жизни, склонному к полноте, достаточно получить
ощущение сытости, не перегружая свой организм калорийной пищей.
Овощи содержат все основные питательные вещества: белки, углеводы,
жиры, которыми богаты продукты животноводства. Кроме того, в них есть
то, что содержится в продуктах животноводства в минимальном
количестве, прежде всего это витамины. Есть в овощах и белок. [1]
Овощи – важный поставщик минеральных веществ, необходимых
организму, - калия, кальция, магния, фосфора, железа и различных
микроэлементов. В овощах есть органические кислоты и эфирные масла,
они во многом определяют вкус и аромат продукта.
Возделывание экологически безопасной продукции при сохранении
уровня плодородия почв – одна из наиболее актуальных проблем
современности. Последние годы во всех земледельческих районах России
усиливаются темпы падения плодородия почв, ускоряются процесс
минерализации
гумуса,
изменяется
порядок
отзывчивости
сельскохозяйственных культур на питательные элементы. Недостаток
традиционных форм органических удобрений заставляет изыскивать
новые виды органических материалов и включать их в современные
агротехнологии. Поэтому целью нашей работы было изучение различных
видов органических удобрений, их действие и последействие при
возделывании овощных культур.
Материал и методика исследований.
Навоз является источником минеральных питательных веществ и
углекислоты. Навоз лошадей благодаря большему содержанию в кале и
моче сухого вещества, азота, фосфора и других элементов быстрее
разлагается при хранении, выделяя много тепла.
В настоящее время на территории Москвы и Московской области
широко распространены (более 100 предприятий) конюшни, конные клубы
и т.д., частные и государственные. Применение его в настоящее время
решает двойную экологическую задачу: избавление данных предприятий
от отходов и окультуривания почв.
Козлятник восточный – одна из лучших кормовых культур,
повышающих плодородие почвы. Он является высоко экологичным,
продуктивным растением. Отличается пластичностью и адаптивностью, а
также отличными кормовыми свойствами и высокой урожайностью. Кроме
того, козлятник прекрасный медонос и предшественник для других
сельскохозяйственных культур. [2]
Вико-овес имеет большое народно-хозяйственное значение. Овес
используется в пищевой, комбикормовой промышленности, народной
медицине и для получения зеленого корма. Вика также является
медоносом, зеленым удобрением и кормовой культурой. Ценится своей
скороспелостью и потому является важным сидератом.
Работа проводилась на дерново-подзолистой почве, в ОПБ
ВНИИССОК. Пахотный слой, перед закладкой опыта, имел следующую
агрохимическую характеристику: содержание гумуса 2,05 % в среднем,
Р205 более 450 мг, К20 – 357 мг/кг, N щелочногидролизуемый - 108 мг/кг
почвы, рН сол – 6,8, сумма обменных оснований – 18,9 мг-экв,
гидролитическая кислотность – 0,96 мг-экв/100 г почвы, степень
насыщенности основаниями – 95,2 %.
Первый год возделывались укроп Лесногородский и овощные бобы
Белорусские, второй год – различные сорта тыквы (Грибовская кустовая
189, Россиянка, Улыбка, Грибовская зимняя) и кабачка (Фараон,
Грибовский, Ролик). Все сорта селекции ВНИИССОК.
Первый год: схема полевого опыта: (4*2*2)*4 со следующими
факторами и градациями: фактор А – последействие органических
удобрений – 1 – без удобрений (контроль); 2 – навоз конский 15 т/га на 1 га
севооборотной пашни; 3 – зеленая масса пласта козлятника 36,5 т сырой
или 9,8 т/га сухой массы; 4 – зеленая масса вико-овса (22,0 т/га сырой или
4,8 т/га сухой массы); фактор В – различные овощные культуры (укроп и
бобы); фактор С – минеральные удобрения (азофоска): 1 без удобрений, 2
NPK (N30P45K45). Площадь учетной делянки 20м². Размещение делянок
рандомизированное, повторность в опыте четырехкратная.
Второй год: схема полевого опыта для тыквы: (4*4*2)*4, для кабачка
(4*3*2)*4 со следующими факторами и градациями: фактор А –
последействие органических удобрений – 1 – без удобрений (контроль); 2
– навоз конский (15 т/га на 1 га севооборотной пашни); 3 – зеленая масса
пласта козлятника (36,5 т сырой или 9,8 т/га сухой массы); 4 – зеленая
масса вико-овса (22,0 т/га сырой или 4,8 т/га сухой массы); фактор В –
различные овощные культуры (сорта селекции ВНИИССОК); фактор С –
минеральные удобрения (азофоска): 1 без удобрений, 2 NPK (N60P45K45).
Площадь учетной делянки 20м². Размещение делянок рендомизированное,
повторность в опыте четырехкратная. В почве опыта определялось:
содержание гумуса по Тюрину, содержание нитратного азота
ионометрическим методом, гидролитическую кислотность по Каппину,
сумму поглощенных оснований по Каппину-Гильковицу, подвижные
формы фосфора и калия методом Кирсанова, макроагрегатный анализ по
Н.И. Саввину, определение водопрочности структуры почвы на приборе
Башкеева, микроагрегатный анализ почвы по Качинскому.
Результаты исследования.
Внесение
органических
удобрений
увеличивает
приход
органического вещества в пахотный слой почвы, обогащая её не только
углеродом, но и другими элементами, в первую очередь азотом. Азот и
отношение углерода к азоту (C/N)наряду с другими факторами влияют на
процессы гумификации и минерализации ПКО. Чем шире C:N, тем
медленнее протекает разложение органического вещества, чем хуже – тем
интенсивнее. [3,4]
В
результате
уравновешивания
минерализационногумификационных процессов сидераты - козлятник и навоз несколько
снижали минерализацию по сравнению с неудобренной дерновоподзолистой почвой. В результате этого содержание гумуса при
использовании навоза возросло на 0,28%, козлятника – 0,31%. Вико-овес,
заделанный в качестве сидерата, способствовал проявлению тенденции
повышения гумусированности. Вместе с тем, применение органических
удобрений в указанных дозах приводит лишь к небольшим изменениям
количества гумуса только в верхних слоях почвы (0-20 см) и не оказывает
влияния на нижележащие слои.
Изучаемые приемы оказывали различное воздействие на структуру
почвы. Под влиянием сидерата количество структурных агрегатов к
периоду сева возрастало по сравнению с контролем на 1,7%, а к периоду
уборки превышение составляло 1,9%. Большим положительным действием
характеризовался навоз – под его влиянием увеличение составило 4,0 и
4,3% соответственно. Из изучаемых приемов наибольший прирост
структурных отдельностей отмечен при заделке козлятника – 9,7 – 10,4%.
При этом следует отметить, что в течение периода вегетации влияние
органических удобрений имело положительный характер, т.е. к периоду
уборки относительное преимущество вариантов со всеми видами
органических удобрений возрастало, по сравнению с определением
структурного состояния перед посевом бобов, укропа.
Важнейшей характеристикой структурных агрегатов почвы является
их устойчивость к размывающему действию воды. Количество
водопрочных агрегатов находилось в прямой зависимости от количества
поступающего в почву органического вещества, содержания гумуса и
количества обменно-поглощенных оснований в поглощающем комплексе.
Так, при использовании навоза, содержание водопрочных агрегатов
размером более 0,25 мм возрастало на 4,0%, а козлятника – на 13,2 – 11,6%
соответственно перед посевом и после уборки укропа и бобов. Под
влиянием сидератов количество водопрочных агрегатов возрастало на 2,62,7% в зависимости от срока определения.
Применение органических удобрений способствовало росту
пористости на 1,1-2,8% перед посевом укропа и бобов, и на 1,5-4,5% - к
периоду уборки. Наибольший эффект обеспечивала заделка пласта
козлятника, наименьший – использование в качестве сидерата викоовсяной смеси.
Установлено, что под влиянием органических удобрений
кислотность почвы несколько снижалась так, величина pHkcl при
использовании навоза возрастала на 0,11, а, при заделке козлятника 0,17
ед. одновременно происходило снижение гидролитической кислотности с
1,90 до 1,72-1,55 мг-экв/100 г почвы. Выявленные изменения
способствовали
улучшению
состояния
почвенно-поглощающего
комплекса, что нашло выражение в росте величины суммы обменнопоглощенных оснований на 0,8-1,3 мг-экв/100 г почвы.
Азот является типичным биофильным элементом и его поведение в
почве в первую очередь связано с биологическими факторами. Он является
подвижным элементом, быстро реагирующим на разнообразные явления в
агроценозе, к числу которых можно отнести осадки, температуру,
ритмичность в поглотительно-выделительной деятельности растений,
микроорганизмов и др. Образование минерального азота в почве
регулируется множеством факторов. С одной стороны, оно зависит от
содержания общего количества связанного азота в экосистеме и его
способности к минерализации, с другой стороны – от микробиологической
активности и, в первую очередь, от аммонификации и нитрификации.
Как показали исследования, содержание нитратного азота носило
явно выраженный сезонный характер. Перед севом укропа и бобов его
количество колебалось от 21,4 до 44,7 мг/кг почвы, в середине вегетации
было максимальным – 38,8 – 67, 7 и к периоду уборки снижалось до 10,918,1 мг/кг почвы. Применение органических удобрений способствовало
существенному росту содержания нитратного азота в пахотном слое
дерново-подзолистой почвы в течение всего вегетационного периода. Так,
перед посевом укропа и бобов под влиянием навоза содержание N-NO3
возрастало на 15, 1 мг/кг почвы, в период интенсивного развития
надземной массы (в фазу цветения) – на 20,0 мг и перед уборкой – на 2,4
мг/кг. Наибольший прирост - на 17,3, 25,0 и 5,2 мг/кг почвы в эти же фазы
отмечен при использовании козлятника восточного. Вико-овсяная смесь,
использованная в качестве сидерата способствовала незначительному
росту концентрации нитратного азота.
В течение периода вегетации на неудобренных вариантах
содержание подвижного фосфора имело тенденцию к снижению. На
вариантах, где использовались сидераты и козлятник, содержание
подвижных форм фосфора увеличилось, так как они обладают
способностью использовать фосфор из труднодоступных соединений.
Увеличению содержание фосфора способствовала и активизация
микробиологической деятельности при внесении органических удобрений.
Использование удобрений оказывает и косвенное влияние на накопление
фосфора в почве, посредством увеличения общего количества корней,
через которые в процессе дыхания растения выделяют углекислый газ, при
растворении которого в воде образуется угольная кислота. Её анионы и
вытесняют абсорбированный фосфор в раствор.
Так, перед посевом укропа и бобов навоз обеспечивал P2O5 на 38,
козлятник - на 56 мг/кг почвы. К периоду уборки культур различия в
сравнении с неудобренным вариантом достигали 47-63 мг/кг, т.е.
происходило постепенное высвобождение доступных форм фосфора из
состава органического вещества навоза и козлятника.
По содержанию обменного калия изучаемая почва характеризуется
как имеющая высокую обеспеченность. Применение навоза вызывало
прирост его содержания на 22-24 мг/кг почвы, козлятник способствовал
росту на 30 мг/кг.[5]
Регулирование плодородия почвы и улучшение пищевого режима
способствовало интенсификации процессов роста и развития растений
укропа и бобов. При этом происходили изменения, как в морфологических,
так и физиолого-биохимических показателях растений. Так, под влиянием
органических удобрений высота растений укропа возрастала на 8-15 см, а
бобов на 12-26 см. одновременно улучшалась и облиственность листьев а
также накопление в них хлорофилла А и Б, что в конечном итоге привело к
росту продуктивности изучаемых культур.
Под влиянием органических удобрений рост урожайности бобов
достигал 14-29%. Наибольшая прибавка продуктивности характерна для
навоза и козлятника восточного. Следует отметить, что эффективность
органических удобрений по влиянию на урожайность бобов была
практически на уровне минеральных. При выращивании укропа рост
урожайности за счет использования органических удобрений достигал 1112%. Наибольшая эффективность при этом была характерна для навоза.
Последействие органических удобрений, также способствовало
изменению пищевого режима почвы и оказывало влияние на
продукционный процесс тыквы и кабачка.
Не зависимо от сортов тыквы, конский навоз способствовал
увеличению ее урожайности на 41,5 % по сравнению с контролем, но
наиболее эффективно было последействие козлятника. Урожайность по
сравнению с контролем возрастала на 11,8 т/га у сорта грибовская
кустовая; на 24,8 т/га у сорта улыбки; на 23,3 т/га у сорта россиянка и на
18,2 т/га у сорта грибовская зимняя. Минеральные удобрения, не зависимо
от фона, повышали урожайность всех сортов. У кабачка наблюдалась та же
тенденция.
Выводы.
Использование органических удобрений оказывает положительное
влияние на агрофизические, физико-химические свойства и питательный
режим дерново-подзолистой почвы.
Применение минеральных удобрений обеспечивало повышение
интенсивности продукционных процессов, как у бобов, так и укропа.
Следствием этого явился рост урожайности семян на 28-33%.
Увеличение выхода овощной продукции с 1 га можно регулировать,
подбирая сорта, которые эффективно используют питательные вещества,
внесенные с органическими и минеральными удобрениями.
Список литературы:
1. Матвеев В.П. Овощеводство/В.П. Матвеев. - М.: 1985. – 431 с.
2. Ващенко И.М. Биологические основы сельского хозяйства/И.М.
Ващенко. – М.: 2004. – 544с.
3. Кононова М.М. Органическое вещество почвы и процессы его
трансформации/ М.М. Кононова. – Л.: 1980. – 367 с.
4. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его
трансформации/Л.Н. Александрова. – Л.: 1980. – 367 с.
5. Иванцов Д.В. Агротехника природного земледелия/Д.В. Иванцов.
– Новосибирск.: 2005. – 88 с.