Влияние удобрений на урожай и его качество

Технология возделывания гороха для основных земледельческих районов Нечерноземной зоны разработана достаточно хорошо. Опыт передовых хозяйств, научных учреждений и сортоиспытательных участков свидетельствует о возможности получения высоких и устойчивых урожаев семян этой культуры. Недостаточно невысокая урожайность в ряде хозяйств и областей зоны является следствием нарушения и несоблюдения основных агротехнических правил возделывания гороха.

За счет применения промышленных минеральных удобрений обеспечивается не менее 50% прироста урожая, а по некоторым культурам – до 80%.

Зерновые бобовые хорошо отзываются на органические удобрения, но чаще всего им приходится использовать их последствие. Поскольку горох сам может фиксировать азот из воздуха, то, прежде всего, он нуждается в фосфорно-калийных удобрениях.

Внесение фосфорных и калийных удобрений во всех возделывания гороха рассматривается как непременное условие получения высоких урожаев. Фосфор входит в состав важнейших органических соединений растительного организма: нуклеиновых кислот, аденозинтрифосфорной кислоты, фосфор является носителем энергии в растениях. Особенно большая роль принадлежит ему в начальный период развития, когда формируется корневая система. В дальнейшем, фосфор активизирует отток пластических веществ в семена, ускоряет развитие растений. Внешним признаками фосфорного голодания растений гороха является скручивание краев листочков, появление желтой или фиолетовой окраски листьев и черешков.

Калий сосредоточивается в растении в основном в молодых растущих тканях. Физиологическая его роль проявляется в большей мере в поддержании благоприятных физико-химических свойств протоплазмы: обводненности, вязкости, элас­тичности. Калий также участвует в синтезе белков и сахаров, активизирует передвижение и трансформацию их в растении. При резком дефиците калия на растениях могут появляться бурые пятна, отмечается деформация листьев.

Исследовани­ями латвийского НИИ земледелия установлено, что внесение калийных и фосфорных удобрений повышает устойчивость растений гороха к аскохитозу, а при сбалансированном фосфорно-калийном питании болезнь отсутствует вообще.

Дозы фосфорных и калийных удобрений рассчитываются с учетом обеспеченности этими элементами почвы и выноса их планируемым урожаем. Обычно на дерново-подзолистых почвах, относящихся к 4-5-й группам обеспеченности подвижными формами фосфора и калия, для получения 2,0-2,5 т/га зерна гороха они находятся в пределах 40-60 кг/га д. в. фосфора и 30-50 кг/га калия.

Проведённые на Ивановской государственной областной сельскохозяйственной станции исследования (табл. 4) показывают эффективность внесения фосфорно-калийных удобрений взапас (В.И.Бодров, 1980). Кроме того, путём однократного внесения повышенных норм фосфорно-калийных удобрений взапас под горох и озимую пшеницу можно повысить урожайность пара, занимаемого горохом. Таким образом, ускоряется работа по подготовке полей после уборки гороха к посеву озимой пшеницы.

Табл. 4. Влияние разных способов внесения фосфорно-калийных удобрений на урожайность гороха, горохово-ячменной смеси и озимой пшеницы

При внесении удобрений взапас были получены более высокая урожайность культур и более высокий выход протеина (на 110-120 кг/га) по сравнению с дробным.

При возделывании гороха, как и других зернобобовых культур, наиболее сложен вопрос с применением азотных удобрений. Зерновые бобовые при оптимальных условиях выращивания усваивают из воздуха с помощью клубеньковых бактерий примерно 2/3 азота от общего содержания в растении и 1/3 азота используют из почвы. Укоренилось мнение, что внесение азотных удобрений под зернобобовые приводит к снижению фиксации азота из воздуха, т.е. они становятся обычными потребителями азота, как и другие небобовые культуры. Ряд авторов отмечают положительное влияние азотных удобрений на урожайность этой культуры. В опыте Э.М. Шалыгиной (1982) с повышением дозы азота с 66 до 140 кг/га горох повышал фотосинтетический потенциал посева на 25%, чистую продуктивность фотосинтеза – на 5%, а выход белка с гектара – на 197 кг.

В исследованиях Кукреша Л.В. и Лукашевич Н.П., проведённых на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве со средним уровнем плодородия, внесение минерального азота оказывало положительное влияние на урожайность гороха. При этом выявилась сортовая специфичность культуры. У большинства изучаемых сортов сохраняется тенденция увеличения урожайности с возрастанием доз внесения азота, однако различие в прибавке урожайности на фоне применения N₃₀ и более высоких доз азота в большинстве  случаев несущественно.  Как правило,  число бобов на растении, семян в бобе и масса 1000 семян с увеличением дозы азотных удобрений с N₃₀ до N₆₀ возрастают, при более высокой дозе азота параметры этих элементов продуктивности в большинстве случаев снижаются.

Табл. 5. Влияние азотных удобрений на массу клубеньков и содержание в них азота.

Отмечая положительное влияние минерального азота на урожайность гороха, большинство исследователей видят альтернативу в обеспечении симбиотической его формой за счёт повышения эффективности фиксации из воздуха. Многие учёные считают, что горох может формировать полноценную урожайность за счёт фиксации азота воздуха без внесения минеральных форм. Кроме того, по мнению многих исследователей, повышенное содержание в почве минерального азота затрудняет процесс клубеньковых образований, ингибирует процесс азотфиксации. Установлено, что ингибирование процесса нитрификации в почве повышает активность азотфиксации растений гороха. В наибольшей мере отрицательное влияние азота на процесс азотфиксации отмечается на высокоплодородных.

Фиксация атмосферного азота производится бактериями Rizobium leguminosarum, которые представлены различными биотипами, способными вступать в симбиоз с корневой системой бобовых культур. Способность гороха к созданию эффективного бобово-ризобиального комплекса имеет сильно выраженную сортовую специфичность: от генотипов, вообще не способных образовывать клубеньки на корнях, до форм с интенсивным клубенькообразованием даже на фоне внесения повышенных дох минерального азота (Jacobsen, 1984, Сидорова, 1992).

Эффективность азотфиксации может быть весьма высокой. По данным Sims и др. (1986), в условиях Великобритании горох может потреблять из воздуха до 90% необходимого для формирования полноценной урожайности азота.

Под влиянием препаратов клубеньковых бактерий активизируются процессы метаболизма, оптимизируется генеративный процесс гороха, увеличивается количество бобов на растении и число семян в них, вследствие чего возрастает урожайность семян и содержание в них белка.

Исследованиями установлено, что бактеризация семян ризоторфином^* и пастообразным сапропелевым нитрагином в среднем за три года дала прибавку урожайности семян гороха соответственно 0,21 и 0,31 т /га. Внесение жидкого нитрагина оказалось более эффективным, прибавка урожая за тот же период достигла 0,49 т /га. Рост урожайности сопровождался повышением содержания белка в семенах, что особенно заметно в варианте с применением жидкого нитрагина (табл. 6).

^*культура клубеньковых бактерий, размноженных в стерильном торфе с частицами не более 0,25 мм; в 1 г. заводского ризоторфина содержится не менее 25 млрд. клубеньковых бактерий

Табл. 6. Урожайность гороха в зависимости от способа внесения Rhizobium , т/га.

Таким образом, применение Rhizobium на посевах гороха является эффективным средством повышения его урожайности.

Количество необходимого минерального азота почвы для зерновых бобовых культур находится в прямой зависимости от величины общего урожая (если считать, что они используют из почвы 1/3 азота от общего его содержания в растениях). Поэтому не каждая почва в состоянии обеспечить зернобобовые необходимым количеством минерального азота для получения высокого урожая за счёт своего плодородия.

В вегетационных и полевых опытах кафедры агрохимии ТСХА показано, что при внесении азотных удобрений относительное количество фиксированного азота зернобобовыми (в % от его накопления в растении) снижается (табл. 7).

Однако если обратить внимание на абсолютное усвоение азота зернобобовыми на различных фонах азотного удобрения, то при оптимальном азотном режиме (равном примерно 1/2…1/3 нормы азота удобрений от общего выноса азота с урожаем) растения усваивали из атмосферы столько же и даже больше азота, чем без внесения азотных удобрений. При этом урожай также увеличивался.

Следовательно, при хорошей обеспеченности растений минеральными соединениями азота в начальные периоды развития и создании благоприятных условий для симбиотической  азотфиксации  во

Табл. 7. Урожай и накопление азота в инокулированных растениях гороха при различной обеспеченности минеральным азотом (вегетационные опыты, 6 кг почвы на сосуд).

второй половине вегетации происходит успешное сочетание в использовании растениями азота обоих источников питания. Получается наиболее высокий урожай сухой массы и зерна, увеличивается общий вынос азота. При повышенной норме азота в среде клубеньки образовывались позже. Однако темп их развития затем возрастает и их становится даже больше, чем на бедном азотном фоне. Малые «стартовые» (20-30 кг/га) дозы азотных удобрений не давали эффекта.

Возникает вопрос о применении органических удобрений под горох. Анализ литературных источников свидетельствует, что внесение органики в зоне достаточного увлажнения (Беларусь, Нечерноземье России, Прибалтика) нецелесообразно вследствие сильного израстания, полегания посевов и трудностей при уборке. В этой зоне целесообразно использование последствия навоза и компостов, внесённых за 2-3 года до гороха.

Для нормального развития растений и активизации продукционного процесса гороху требуются микроэлементы, особенно бор и молибден. Бор регулирует синтез азотистых соединений и нуклеиновый обмен, активизирует образование ферментов. При его недостатке корневая система развивается слабо, корешки загнивают, нарушается рост надземных органов, отмирает точка роста. Молибден принимает участие в фиксации атмосферного азота, в азотном обмене, положительно влияет на углеводный обмен, способствует поступлению фосфора, повышает устойчивость к неблагоприятным условиям среды.

Многочисленные данные показывают, что применение молибдена повышает урожай семян гороха на 0,14-0,61 т/га. В опытах кафедры растениеводства Ивановского СХИ на дерново-подзолистых почвах, бедных молибденом, внесение этого микроудобрения значительно повышало урожай и обеспечивало бо’льшую эффективность применяемых фосфорно-калийных туков (табл. 8).

Табл. 8. Эффективность молибдена на посевах гороха

Лучшим способом внесения молибдена является обработка семян перед посевом раствором молибденовокислого аммония или молибдата аммония-нитрата. На 100 кг семян расходуют 20-30 г первого или 40-45г второго, растворяя их в 0,5 -1,0 л воды. Обработку семян молибденом можно совмещать с их нитрагенизацией.

В метаболизме растений и функционировании гормонально-ферментативных систем гороха важную роль играют и другие микроэлементы: медь, цинк, кобальт, марганец, железо и т.д., при низкой обеспеченности которыми возникает необходимость внесения их в почву. Как следует из табл. 9, большинство пахотных земель НЗ РФ слабо обеспечено микроэлементами. По экспериментальным данным, на таких почвах эффективность внесения микроудобрений под горох высокая. В опытах Белорусской СХА применение Mo в среднем за три года повышало урожайность на 0,43 т/га, а на фоне Cu – на 0,28 т/га.

Разные данные Географической сети, обобщающие 237 полевых опытов, проведенных 65 научными учреждениями различных зон страны, показывают, что эффективность минеральных удобрений, зависит от района и климатических условий в нём (табл. 10).

Табл. 9. Содержание микроэлементов в пахотных почвах.

Табл. 10. Влияние минеральных удобрений на урожайность гороха

Горох требует слабокислых и нейтральных почв, поэтому своевременное известкование их - одно из важнейших усло­вий формирования высокого урожая. Известковые материалы целесообразнее вносить под предшествующую культуру. Если горох размещается на кислой почве, известкование проводят осенью пылевидной известью с хорошей заделкой ее в почву. Следует иметь в виду, что помимо снижения кислотности из­весткование улучшает другие физико-химические свойства почвы - снижается содержание подвижных соединений алюминия, железа, марганца, активизируется деятельность клу­беньковых бактерий, улучшается фосфорное и молибденовое питание, что активизирует фотохимические процессы. В опытах БелНИИ3К прибавка урожайности зерна гороха от известкования составляла 0,3-0,5 т/га. Извес­ткование почвы под горох проводится в расчете по полной гидролитической кислотности. В качестве известкового мате­риала лучше использовать доломитовую муку, одновременно являющуюся источником магния, в значительном количестве потребляемого растениями гороха.