close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Черепанова Анастасия Николаевна. Динамика минерального азота в почве молодого сада при внесении азотных удобрений

код для вставки
2
3
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………….……….3
ГЛАВА1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР………………………………………….....5
1.1Роль азота, как важнейшего элемента в питании растений………….…...5
1.2Особенности азотного питания плодовых культур…………………….…11
1.3Содержание минерального азота в почве и динамика его превращения..17
1.4Минеральный азот в почве садовых агроценозов………………………….25
1.5 Народнохозяйственное значение культуры яблони и состояние
сортимента…………………………………………………………...……………….31
ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ ОРЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ И
РАЙОНЕ ИССЛЕДОВАНИЯ………………………………………………………35
2.1 Метеоусловия периода проведения исследований…………………………43
ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ…45
3.1 Объекты исследования…………………………….………………………….45
3.2 Методика исследования ………………………………………………………47
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ…………………………………50
4.1 Динамика минерального азота (Σ (N-NH4 + N-NO3), мг/кг) в почве
молодого сада при внесении возрастающих доз азотных удобрений……….50
4.2 Динамика минерального азота в почве молодого сада без внесения
удобрений, мг/кг абс. сух.почвы…………………………………………………51
4.3 Динамика минерального азота в почве молодого сада
при внесении
N30K40, мг/кг абс. сух.почвы……………………………………………………..53
4.4 Динамика минерального азота в почве молодого сада
при внесении
N60K80, мг/кг абс. сух.почвы……………………………………………………..54
4.5 Динамика минерального азота в почве молодого сада
при внесении
N90K120, мг/кг абс. сух.почвы ………………………………………………….56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………….58
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………….65
4
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность
наших
исследований
определяется
потребностью
современного плодоводства в разработке систем удобрений для садов с
интенсивными технологиями в разных почвенно-климатических зонах.
Одним
из
ключевых
факторов,
определяющих
урожайность
сельскохозяйственных культур, является обеспечение оптимального уровня
азотного питания растений.
Ежегодный вынос азота с урожаем яблони в плодоносящих садах,
возделываемых по интенсивным технологиям, может достигать 50 кг/га. В
молодом саду яблони за 11 лет от посадки сада вынос азота составил 220…340
кг/га [60]. Это свидетельствует о значительных потребностях культуры в этом
элементе.
В то же время завышенные дозы азотных удобрений могут приводить к
усиленному росту вегетативных органов и ухудшать вызревание побегов, что
снижает зимостойкость деревьев. Кроме того при избытке азотных удобрений
увеличиваются газообразные потери азота и возрастает риск попадания нитратионов в грунтовые воды. В результате применения удобрений в молодом саду
вынос азота с биомассой и урожаем яблони повышался на 14…23%, при этом
потери элемента из почвы и удобрений увеличивались с 4 до 40% [60].
Азот в садовых агроэкосистемах является одним из наиболее мобильных и
подвижных элементов. Однако процессы трансформации этого элемента в почве
садов изучены слабо. Для оптимизации применения азотных удобрений в
современных интенсивных садах с учѐтом почвенно-климатических условий и
применяемых
агротехнологий
необходимы
результаты
мониторинга
концентрации доступных растениям соединений элемента в корнеобитаемом слое
почвы.
Цельюнашей работы являлось, изучить в динамике концентрацию
минеральных форм азота в профиле серой лесной почвы под молодым садом при
внесении возрастающих доз азотных удобрений.
5
Задачи исследований:
1. Определить агрохимические показатели тѐмно-серой лесной почвы
садового агроценоза и провести агроэкологическую оценку плодородия.
2. Оценить изменение концентрации аммонийного и нитратного азота в
профиле серой лесной почвы под молодым садом в течение периода вегетации.
3. Изучить влияние возрастающих доз азотных удобрений на уровень
минеральных соединений азота в корнеобитаемом слое почвы.
4. Определить дозы азотных удобрений, обеспечивающие благоприятный
уровень азотного питания яблони.
Научная новизна исследований.
Впервые в условиях Центрального региона РФ в интенсивных садах, на
серых лесных почвах изучена динамика минерального азота в почвенном профиле
в связи с применением азотных удобрений.
Теоретическая значимость исследований.
Выявлено, что при внесении в молодом саду аммиачной селитры в дозах
30…120 кг/га д.в. ,преобладающей формой минерального азота в почве
удобренных и неудобренных вариантов была аммонийная форма. Установлено,
что двух- и трѐхкратное увеличение дозы азотных удобрений не обеспечивало
пропорционального возрастания концентрации минеральных форм азота в почве,
но обуславливало увеличение концентрации доступного азота в более глубоких
горизонтах, а также большую продолжительность наблюдаемого положительного
эффекта.
Практическая значимость полученных результатов.
Результаты исследований могут быть использованы при разработке
усовершенствованной
системы
Центральном регионе РФ.
удобрения
интенсивных
садов
яблони
в
6
ГЛАВА1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Роль азота, как важнейшего элемента в питании растений
Азот – это элемент пятой группы второго периода периодической системы
химических элементов Д.И.Менделеева, с атомным номером 7.
С
точки
зрения
химических
свойств
достаточно
инертен,
хотя
взаимодействует с комплексными соединениями переходных металлов. Азот
является представителем пниктогенов. Азот обозначается символом N и является
двухатомным газом, не имеющим вкуса, запаха и цвета. При этом он является
одним из самых распространенных элементов на Земле, а также вне ее пределов.
Так, например, азот был обнаружен в солнечной атмосфере, газовых туманностях,
на некоторых планетах солнечной системы (Уран, Нептун). Спутники Плутона
(Титан, Тритон) в основном состоят из азота.
В истории изучения азота, как химического элемента, можно выделить
Генри Кавендиша, который в 1772 году провел опыт, в результате чего Кавендиш
выделил азот, но не сумел понять, что это новое химическое вещество. В том же
году Даниэль Резерфорд описал азот как воздух с неприятным запахом и
опубликовал диссертацию, в которой описал известные на то время его свойства:
непригоден для дыхания, не реагирует со щелочами, не поддерживает горения.
Однако и Резерфорд также не смог понять, что он выделил.
До 1787 года азот был известен как «испорченный», «мефитический»
(зараженный нечистотами) воздух, пока Антуан Лавуазье, основываясь на
основных, по его мнению, свойствах азота (не поддерживает дыхания и горения),
назвал его azote – безжизненный. Хотя со временем выяснилось, что азот является
крайне необходим для существования жизни на Земле.
Содержание азота в атмосфере примерно составляет 78,084 % по объему,
или равняется около 3,87*1015 т; в земной каре данные показатели разнообразны и
составляют (0,7-1,5) *1015 т; несмотря на то, что азот, находясь в водной среде,
подвергается процессам, расщепляющим его, содержание азота в гидросфере
составляет около 2*1013 т.
7
Природный азот состоит из двух стабильных изотопов 14 N – 99,635 % и 15
N – 0,365 %. В настоящее время искусственным путем полученычетырнадцать
радиоактивных изотопов азота с массовыми числами от 10 до 13 и от 16 до 25.
При этом, все они являются короткоживущими изотопами. Самым стабильным из
искусственно созданных изотопов азота является 13 N, период полураспада
которого составляет 10 минут.
Круговорот азота в природе относительно сложный процесс и заключается в
том, что фиксация атмосферного азота происходит либо путем возникновения
органических соединений в природе без участия ферментов вне живого организма
(абиогенный процесс), либо путем получения органических веществ из живых
организмов, в процессе их жизнедеятельности (биогенный процесс).
Абиогенный
процесс
в
основном
заключается
в
том,
что
азот,
содержащийся в воздухе, взаимодействует с кислородом. При высоких
температурах (разрядах молнии) происходит образование различных оксидов
азота.
Основная часть молекулярного азота образуется в результате биогенного
процесса. Первоначально считалось, что фиксировать азот могут только
незначительная часть бактерий, в настоящее время известно, что такой
способностью обладают многие другие организмы воды и почвы (например,
актиномицеты). Все эти организмы, находясь в симбиозе с растениями,
превращают молекулярный азот в усваиваемые для них соединения аммония
(NH4+).
Физические свойства азота представлены тремя агрегатными состояниями.
В первую очередь, азот является газом, без цвета, запаха и плохо растворим в
воде. При нормальных условиях азот в газообразном состоянии обладает
плотностью 1,2506 кг/м3. В жидком состоянии азот представляет собой
подвижную, бесцветную, прозрачную жидкость. Жидкий азот на вид полностью
напоминает воду. При взаимодействии с воздухом поглощает из него кислород.
При нормальных условиях жидкий азот обладает плотностью 808 кг/м3. Третье
агрегатное состояние азота выражено его твердой формой, и это условие
8
сохраняется только при температуре -209,860С. В твердомсостоянии азот
представляет собой белоснежные кристаллы или снегоподобную форму и при
этом способен поглощать кислород из воздуха.
Азот относится к группе неметаллов и перенимает свойства других
химических элементов этой группы, а также не является хорошим проводником
электричества. В связи с чем, его химические свойства очень полезны для
существования человечества. Оксиды азота, например, NO (монооксид), N2O или
окись азота широко используется в медицине, как мышечный релаксант и
анестезирующее средство. Однако оксид NO2 является вредным выхлопным
газом, загрязняющий атмосферу. Азотную кислоту широко используют в
ювелирном
деле,
производстве
удобрений,
военной
промышленности,
производстве лекарств, красителей и иных целей. Жидкий азот применяется в
кулинарии (как хладагент) и медицине (криотерапия). Газообразный азот пожаровзрывобезопасен, препятствует окислению и гниению, поэтому незаменим в
промышленности. Из соединений азота получают множество удобрений,
необходимых сельскохозяйственным культурам.
Поняв значимость азота в жизнедеятельности человека, стоит отметить, что
азот является ключевым элементом в развитии растений. Это объясняется тем, что
азот относится к группе макроэлементов, поддерживающих жизнь растений. Азот,
наряду с другими макроэлементами фосфором и калием, напрямую учувствует в
формировании основных тканей растений, отвечает за рост, вегетацию, цветение,
плодоношение, иными словами за фазы развития, а также скорость роста.
Считается, что фосфор необходим растениям для формирования цветов и
соответственно плодов. Азот входит в состав стеблей и листьев растений, делая
клетки твердыми, тем самым, поддерживая их в вертикальном положении. Калий
участвует в формировании и развитии корневой системы растений и деревьев.
Принято считать, что за плодоношение отвечает фосфор, именно его
присутствие влияет на урожай. Однако данный макроэлемент отвечаеттолько за
качество плодов, а вот за их количество несет ответственность азот. Объясняется
это тем, что, имея достаточное количество азота, растения набирают большую
9
вегетативную массу, вследствие чего появляется большое количество цветочных
почек. У двудомных растений с мужскими и женскими цветками (ива, лимонник,
облепиха) азот напрямую влияет на формирование почек.
Составной частью жизненно важных органических соединений растений
является азот. Его наличие в растениях зависит от многих факторов
(климатических условий, периода развития растения, их вида, возраста и органов
и других), но среднее содержание азота в растениях составляет 1-3 % от массы
сухого вещества. Наиболее богатыми по содержанию азота являются семена,
особенно бобовых культур (например, в горохе 4,0-4,5%); меньше азота
встречается в сочных растениях (в картофеле 0,3% массы сырого вещества).
Азот входит в состав белков (16-18 % их массы), алкалоидов, нуклеиновых
кислот, ферментов, дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), аминосахаров,
хлорофилла, рибонуклеиновой кислоты (РНК), витаминов, фосфатидов и других
биологических веществ.
Азот выполняет функцию контроля за синтезом белков и ферментов. Таким
образом, влияет на все процессы обмена веществ в растениях, способствует
образованию новых клеток, вегетативному росту, отвечает за генетический код.
Азот способствует образованию хлорофилла, который является зеленым
пигментом в листьях растений и деревьев. В связи с чем, следует сказать, что азот
способствует протеканию жизненно необходимого процесса – фотосинтеза. В
результате чего углекислый газ из окружающей среды поглощается растениями и
превращается в кислород, поступающего в атмосферу. Фотосинтез – уникальный
процесс, в результате которого возможна жизнь на Земле, как растениям и
животным, так и человеку.
Без азота невозможно построение белков и нуклеиновых кислот,
определяющих передачу наследственной информации во всех живых организмах.
Недостаток азота негативно сказывается на росте вегетативных органов, и
как следствие приводит к снижению урожайности, а в некоторых случаях и к
гибели растений.
Основными признаками нехватки азота в питании растений являются:
10
- изменение окраски листьев (уменьшается концентрация хлорофилла, в
результате чего листья приобретают желтоватый или красноватый оттенок);
- нижние листочки сморщиваются и опадают (такое поведение листвы
объясняется тем, что азот является подвижным и в случае нехватки стремится к
наиболее молодым листьям и побегам);
- наличие мелких плодов, соцветий, листьев; - замедленное или полное
прекращение роста растения;
- полное или частичное отсутствие почек; - ускоренное созревание плодов и
раннее опадение листьев;
- уменьшение объема плодов и их преждевременное опадание;
- завязи тепличных растений плохо завязываются и опадают.
У каждой сельскохозяйственной культуры и плодово-ягодных деревьев
признаки нехватки азота проявляются по-разному. Так, например, пожелтение и
засыхание нижних листьев и слабый рост растения характерен для картофеля;
замедление роста новых листьев, потеря нормальной зеленой окраски нижних
листьев, наличие тонких, твердых, волокнистых стеблей и мелких плодов
характерно для огурцов; для томатов свойственно измельчение листьев,
изменение их окраски до зелено-желтых оттенков, изменение цвета стебля,
наличие мелких деревянистых плодов; задержка роста растений, наличие
коротких и малого диаметра листьев отмечается у лука репчатого; мелкие,
удлиненные,
вертикально-расположенные
листья,
изменение
их
окраски
характеризует отсутствие азота у свеклы.
Недостаток азота у ягодных и плодовых культур выражается, прежде всего,
на старых листьях и новых побегов. Груша, яблоня, слива, вишня изменяют
окраску листьев (молодые листья имеют бледно-зеленую окраску, а старые –
красную, оранжевую, пурпурную мельчают и рано опадают), плоды приобретают
нетипичный яркий цвет, мельчают.
Черная и красная смородина, крыжовник и другие кустарники при
недостаточном поступлении азота имеют короткие, тонкие побеги, мелкие
бледно-зеленой окраски листья, слабое цветение и слабое образование ягод.
11
Изменение цвета листьев и приостановление их роста при недостатке азота в
почве также характерно для земляники и клубники.
Таким образом, нехватка азота в почве, прежде всего, отражается на листьях
растений. Чтобы выявить проблемы такого характера землепользователю
необходимо обратить внимание на растения-индикаторы, то есть на те растения,
на которых недостаток данного элемента проявляется прежде всего. Такими
индикаторами в агрокультуре являются капуста и яблоня.
Однако, переизбыток минерального вещества также вреден, как и его
недостаток. Основными признаками перенасыщения растений азотом являются:
- обильное образование молодых ростков с пышными листьями;
- закладывается много цветочных почек и цветение растения опаздывает по
срокам;
- растение становится ломким и рыхлым;
- задерживается плодоношение;
- из-за высокого содержания нитратов плоды становятся практически
несъедобными.
В
целях
получения
высокого
урожая,
землепользователь
обязан
присматриваться к внешним проявлениям растений и при необходимости вносить
удобрения. При этом следует учитывать, нормы потребления азота растениями,
кислотность плодородного слоя и непосредственное содержание макроэлемента в
почве.
Насыщение растений азотом зависит от скорости разложения органического
вещества почвы, а также плодородия почвы, на которую сильное влияние
оказывают
условия
окружающей
среды,
уровня
агротехники,
системы
применения удобрений, немаловажную роль в процессе обеспечения азотом
играет кислотно-щелочной баланс почвы. Очень плохо растения усваивают азот в
холодную погоду, при содержании сада под дерном, а также из не известковых
кислых почв. Строительный элемент в виде азота поступает в растения только
через почву. К сожалению, растения не могут поглощать газообразный азот из
воздуха. Лишь некоторые микроорганизмы, живущие в симбиозе с растениями,
12
либо в почве (клостридиум, азотобактер, клубеньковые бактерии) имеют
способность фиксировать газообразный азот и перерабатывать его в доступную
для усвоения растениями форму.
Наиболее доступная форма азота для усвоения его растениями и плодовыми
деревьями содержится в почве, в основном образуясь там за счет перегнивания
остатков растений и животных, а также продуктов их жизнедеятельности. Именно
такой азот является наиболее ценным продуктом для питания растений. Ценность
данного продукта обуславливается тем, что такого азота не очень много на Земле,
и в том, что он прошел предварительную обработку и практически готов к
употреблению растениями. Это азот в почве представлен в виде солей аммиака,
азотной и азотистой кислотами, органическими соединениями.
1.2 Особенности азотного питания плодовых культур
Успех возделывания различных сельскохозяйственных культур, в том числе
плодовых деревьев (яблонь), в значительной степени, зависит от содержания
доступных азотсодержащих веществ в почве, поскольку азот является одним из
основных питательных элементов для растений, способствует их росту и
развитию; повышает урожайность сельскохозяйственных культур. Он играет
немаловажную роль в поддержании восстановительно-окислительных процессов,
способствует образованию хлорофилла в хлоропластах растений. После углерода,
кислорода и водорода азот является четвертым элементом, содержащимся в
растениях.
Азот занимает одно из важнейших мест в минеральном питании плодовых
деревьев: участвует в образовании протопласта живой клетки, синтезе белковых
веществ, входит в состав нуклеиновых кислот, нуклепротеидов, аминокислот,
фосфатидов, хлорофилла, гликозидов, алкалоидов, ферментов-катализаторов и
других веществ [49]. В деревьях также всегда присутствуют свободные
аминокислоты и азотосодержащие минеральные соли, еще не ассимилированные
клетками [6].
13
Азотное питание активизирует фотосинтетическую деятельность растений,
повышает содержание ассимилятов в свободном пространстве листа, увеличивает
скорость выхода ассимилятов (автономность процесса оттока ассимилятов).
Недостаток азота в почве приводит к задержке синтеза белков, вызывает
ослабление роста и недоразвитость листьев [28, 63]. Плодовые и ягодные
растения при этом активно мобилизуют запасной азот, содержание которого резко
понижается, что отрицательно отражается на плодоношении, отмирают более
старые органы[50].
Азот, прежде всего, влияет на рост деревьев, их штамбов и побегов [38].
Дополнительное азотное питание ускоряет рост побегов относительно роста
корней, повышает площадь листьев и их развитие. Под действием азотных
удобрений увеличивается площадь и толщина листовой пластинки, изменяется ее
морфологическое и анатомическое строение, в основном за счет изменений в
ассимиляционной
ткани[38]
увеличивается
число
устьиц
и
усиливается
транспирация, усиливается синтетическая активность и дыхание растений [6].
Большое влияние азот оказывает на развитие корневой системы, ростовые
процессы, морфологическое строение и ветвление корней [8,9,38].Важным
фактором для обеспечения нормальной жизнедеятельности плодовых растений
является их минеральное питание, в связи, с чем человеку необходимо найти
баланс для подкормки сельскохозяйственных культур, с целью увеличения их
урожайности и улучшения качества сельскохозяйственной продукции. При этом
следует учитывать, что содержание азота в деревьях, находящихся в одном и том
же
территориальном
особенностей
самих
диапазоне,
различно
растений,
количества
и
зависит
от
примененных
биологических
удобрений
и
непосредственно от стадии развития культуры.
Плодовым культурам азот необходим на всех этапах жизненного цикла – от
проростков до старых деревьев. Потребность в этом элементе тесно связана со
скоростью роста различных органов [30]. Содержание азота в биомассе
колеблется в зависимости от вида, возраста растений и условий минерального
14
питания от 1 до 5 % сухой массы, в составе белков его в среднем бывает 16-18 %
от их сухой массы [45].
В земледелии основными источниками поступления азота в почву молодого
сада являются азот, продуцируемый бактериями из растительных остатков; азот,
фиксируемый микроорганизмами на корнях растений; компост; азот, связанный
почвой; навоз, минеральные азотные удобрения. Таким образом, азот попадает в
почву в виде:
- отходов живых организмов;
- омертвевших тканей животных, растений и микроорганизмов;
- связанного атмосферным электричеством азотом;
- промышленных фиксаций (удобрений).
Землепользователю очень важно выбрать правильный источник азота для
нормального функционирования плодовых деревьев. Содержание азота в почве
зависит в первую очередь от количества в ней гумуса, а также немаловажное
значение оказывают климатические условия, физические и химические свойства
самой почвы. В почве азот существует в виде различных соединений и форм, при
этом легко переходя из одной формы в другую.
Основной особенностью азотного питания плодовых культур состоит в том,
что плодовые деревья значительно отличаются своей продуктивностью и
предъявляют разные требования к условиям питания в отдельные периоды жизни.
Основываясь на хозяйственной значимости и биологических особенностях
роста плодовых насаждений, выделяют четыре наиболее характерных периода их
жизни. При этом продолжительность одного и того же периода может
варьировать в довольно широком диапазоне, в зависимости отклиматических
условий,вида и сортовых особенностей насаждений, уровня минерального
питания.
Первый период жизни плодового дерева называют периодом роста (от
посадки до плодоношения). Продолжительность периода роста у семечковых
культур (груша, яблоня и др.) составляет 5-7 лет, у косточковых (слива, абрикос,
вишня и др.) – 3-4 года. Основной особенностью первого периода развития
15
плодовых деревьев являетсяактивный рост надземной части растений (ветвей), а
также корневой системы. Период роста является важнейшим периодом в жизни
плодовых деревьев, поэтому в этот период требуется полная обеспеченность
всеми необходимыми элементами с преобладанием азота. В конце первого
периода роста и развития плодовых культур, система минеральных удобрений
должна быть направлена на лимитирование вегетативного роста и активизацию
генеративного развития растений. Иначе избыток азота в почве приведет к
продолжительному росту ветвей и замедлит вступление растений в следующий
период – период роста и плодоношения.
Второй период жизни плодовых деревьев характеризуется снижением
интенсивности нарастания скелетных веток, активацией генеративных органов.
Основная часть поступающих питательных веществ расходуется деревом на
образование плодовых веточек, почек, и непосредственно на плоды, в результате
чего наблюдается ежегодное повышение продуктивности насаждений. В период
роста
и
плодоношения
плодовых
деревьев
необходимо
обеспечить
их
полноценным количеством органических, фосфорных и калийных удобрений, а
такжеобеспечить ежегодные подкормки азотом.
Третий период жизни плодовых деревьев называется периодом полного
плодоношения и роста и считается наиболее продуктивным.
Основная часть
продуктов фотосинтеза и поступающих питательных веществ направлены на
образование плодовых веточек, почек и непосредственно плодов. Своевременная
подкормка, направленная на формирование генеративных и вегетативных
органов, обеспечит получение высокого урожая плодовых деревьев.
Последний, четвертый, период жизни плодового дерева - этопериод
постепенного усыхания скелетных ветвей. Период характеризуется постепенным
сокращением плодоношения и ослаблением роста деревьев, усыханием отдельных
скелетных ветвей. Потребность дерева в питательных элементах снижается. С
целью продления плодоношения старого плодового дерева необходимо на фоне
полного удобрения улучшить азотное питание растений.
16
Потребление элементов питания в периоды жизни плодового дерева
происходит неравномерно. Плодовые культуры особенно нуждаются в азотном
питании весной, когда питательные вещества направленны на возобновление
вегетации, образование почек, листьев и цветения. Также пиком в потреблении
питательных веществ плодовыми деревьями является осень, когда происходит
развитие корней и накопление запасных питательных веществ.
Плодовые насаждения в период опадения листьев снижают потребление
питательных элементов на 40-50 %, в период снятия плодов поступление веществ
сокращается на 25-30 %, а при обрезке ветвей – на 20-30 %.
Яблоня является основным индикатором, определяющая избыток или
недостаток азота в питании. При недостатке азота в почве для яблони по внешним
признакам самого дерева становится характерным слишком слабый рост побегов,
очень сильная степень одревеснения побегов, светло-зеленая окраска листьев во
второй половине лета, преждевременное опадение листьев, обильное, чаще
периодичное
цветение.
В
развитии
плода
нехватка
азота
отмечается
преждевременным осветлением окраски кожицы плода, покровная красная
окраска кожицы плода приобретает не свойственный интенсивный карминнокрасный цвет, наблюдается преждевременное исчезновение зеленых красящих
веществ из мякоти плода, также уменьшается размер плодов. Нехватка азота
оказывает влияние и на качество плода, выражаясь в твердой структуре плода,
незначительной
склонностьюк
поражению
грибными
и
бактериальными
болезнями в период хранения, при значительном недостатке азота плоды яблони
безвкусные. При проявлении данных признаков яблоню необходимо удобрить
азотом примерно 200 кг/га.
При относительном избытке азота в почве во внешних признаках дерева
(яблони) наблюдается очень сильный рост побегов, очень слабое одревеснение,
темно-зеленая, иногда даже черно-зеленая окраска листьев во второй половине
лета, очень позднее опадение листьев, иногда недостаточное цветение. В развитии
плода переизбыток азота проявляется поздним осветлением окраски кожицы
плода, покровная красная окраска кожицы плода запаздывает или слишком
17
слабая, с коричневатым или голубоватым оттенком, наблюдается позднее или
недостаточное исчезновение зеленых красящих веществ из мякоти плода, размер
плода либо слишком крупный, либо меньше среднего. Относительный избыток
азота оказывает влияние и на качество плода, выражаясь в губчатой, а порой и
слишком мягкой структуре плода, склонностьюк поражению грибными и
бактериальными болезнями в период хранения выше среднего, при значительном
избытке азота плоды яблони безвкусные, с привкусом зеленых. При проявлении
данных признаков яблоню удобрять азотными удобрениями не требуется.
Оптимальное азотное питание способствует повышению не только общего
содержания, но и активности ферментных белков [61]. Азотный статус растений
является фактором, регулирующим способность конструировать белки теплового
шока [64].
Азот оказывает непосредственное влияние на срок вступления растений
яблони в период плодоношения, определяет регулярность плодоношения и его
урожайность.
Отмечено, что у яблонь потребность в азотном питании
относительно невелика. Определено, что плодоносящим яблоням нужно не более
30-40 кг — на 1 га почвы.
В условиях обогащения атмосферы углекислым газом СО2 необходим
высокий
уровень
минерального
(азотного)
питания
[66].Увеличение
концентрации углекислого газа СО2 в атмосфере оказывает существенное влияние
на азотный обмен растений:снижение концентрации азота в листьях и увеличение
в корнях , ослабление транспорта азота .
Для поддержания оптимального уровня азота в питании плодовых деревьев
(яблонях) большее влияние оказывает способ содержания почвы, а не
дифференцированное внесение азотных удобрений. Для плодовых деревьев очень
важную роль играет минерализация азота из органических веществ. Основную
часть такого азота плодовые деревья получают из почвы — от разложившихся
измельченных после обрезки побегов и опавших листьев.
Почва молодого сада богата гумусов, где происходит минерализация
органического вещества, и поэтому молодые садовые деревья, в особенности
18
яблони, обеспечены азотом в достаточном количестве без дополнительного
внесения.
1.3 Содержание минерального азота в почве и динамика его
превращения
Азоту безусловно принадлежит ведущая роль в повышении количества и
качества урожая сельскохозяйственных культур, в том числе плодово-ягодных
растений. Русский агрохимик, биохимик и физиолог растений, известный также
как основоположник советской научной школы в агрономической химии Д. Н.
Прянишников акцентировал свое внимание на том, что главным условием,
определяющим среднюю высоту урожая, является степень обеспеченности
сельскохозяйственных растений азотом.
Согласно данным советского геохимикаА.П.Виноградова, несмотря на то,
что общие запасы азота исчисляются десятками миллиардов тонн, в земной коре
его количество составляет 2,3*10-2 весовых процента. Большая часть азота почвы
представлена сложными высокомолекулярными органическими соединениями.
Другая часть азота выражена необменнопоглощенными ионами аммония,
удерживаясь в кристаллической решетке алюмосиликатных минералов.
Для питания растениям недостаточно наличия углеводов, образующихся в
результате фотосинтеза, они так же нуждаются в минеральных веществах.
Поглощение минеральных элементов в большей степени происходит за счет
корневой системы растений, в частности корневых волосков. Необходимые
вещества растворяются в воде, перемешиваются и через апопласту (клеточные
оболочки), либо по протоплазме клеток через плазмодесмы (симпласт), либо по
смешанному пути доставляются в нужные участки растения.по смешанному пути.
Основной путь воды и растворенных в ней веществ заключается в прохождении
их через эпидерму и кору корня – по апопласту. Далее в эндодерме вода проходит
через плазматические мембраны и протопласты эндодермальных клеток, связано
это с тем, что на пути расположен осмотический барьер – водонепроницаемые
пояски Каспари [50,57].Поток воды, проходя через апопласт, способствует
омыванию каждой клеточки коры корня почвенным раствором, что приводит к
19
увеличению поверхности для поглощения ионов[23]. Неорганические ионы также
активно поглощаются эпидермальными клетками корня и перемещаются через
кору в паренхимные клетки по симпласту и далее секретируются в элементы
ксилемы [25].
Молекулы поступают в мембраныпо трем различным процессам: простой
диффузии, облегченной диффузии и активному транспорту [18]. Неполярные
молекулы, в том числекислород (О2), а также вода и другие полярные молекулы, в
том числе углекислый газ(СО2), проходят сквозь липидный слой мембран
благодаря своим малым размерам и отсутствию заряда путем пассивного
транспорта (простая диффузия). Направление диффузии определяется только
разностью концентрации вещества по обеим сторонам мембраны (градиенты
концентрации). Если молекула заряжена, то на ее транспорт влияет как градиент
концентрации, так и общий электрический градиент (мембранный потенциал),
которые вместе составляют электрохимический потенциал [41]. Скорость
поступления ионов определяется разностью их концентрации в почвенном
растворе и в корне, а также диаметром гидратированной ионной частицы [1,34].
Большинство веществ, необходимых клеткам, переносится через мембрану
с помощью погруженных в нее транспортных белков (переносчиков), которые
могут транспортировать только одно вещество (унипорт), либо транспортируют
одновременно или последовательно два вещества в том же направлении (симпорт)
или в противоположных направлениях (антипорт), путем облегченной диффузии
либо
активного
транспорта,
против
градиента
концентрации
или
электрохимического градиента с затратами энергии. Транспортные белки
высокоизбирательны и могут взаимодействовать только с одним видом молекулы.
У растений активный транспорт осуществляется с помощью протонного
насоса, использующего энергию АТФ, которая расщепляется ферментом АТФазой, локализованной в мембране. Фермент генерирует большой электрический
потенциал и градиент рН, что создает движущую силу для поглощения веществ в
котранспорте с ионом водорода [25].
20
Активный транспорт протонов в растительных клетках и создание
протонодвижущей
силы
рассматриваются
как
один
из
основных
энергообразующих процессов, выполняющих роль сопряженного ионного и
энергетического метаболизма на клеточных и цитоплазматических мембранах.
Энергия
протонного
электрохимического
градиента
может
быть
израсходована на самые различные трансмембранные переносы не только ионов,
но и неэлектролитов и другие формы работы клетки [30].
В настоящее время наибольшим признанием пользуется жидкостномозаичная модель мембраны: бислой липидов (в основном, фосфолипиды и
стеролы, до 40…50 % массы), в который погружены глобулярные интегральные
белки (до 50…60 % массы мембраны) [33].
Активный транспорт ионов через плазматическую мембрану может
привести к созданию трансмембранного потенциала за счет различия в
электрическом заряде по обе стороны мембраны в процессе откачивания ионов
водорода из клетки. Внутриклеточный отрицательный потенциал притягивает
катионы и отталкивает анионы.
Начальный этап поглощения ионов корнями растений – их связывание
клеточной стенкой. Отрицательно заряженная клеточная стенка выполняет роль
ионообменника и оказывает существенное влияние на поступление катионов,
увеличивая их концентрацию на поверхности плазмалеммы [59].
Доступ других анионов, занимающих часть анионной емкости, уменьшает
связывание нитратов клеточной стенкой.
Между превращениями фосфорной кислоты и обменом азотистых веществ
лежит органическая связь, в первую очередь, с процессом синтеза и распада
нуклеиновых кислот и конституционных белков – нуклеопротеидов [61].
Повышение фосфорного питания яблони оказывало влияние на фосфорный обмен
в побегах, содержание кислоторастворимых фосфорорганических соединений [3].
Между
содержанием
сахарозы
и
органического
кислоторастворимого
фосфорасуществует обратная корреляция: в кольчатках и побегах неурожайных
деревьев больше органического фосфора и меньше сахарозы [39].
21
Предполагается, что ионы секретируются в сосуды паренхимных клеток
ксилемы
также
транспортных
путем
белков,
активного
а
затем
мембранного
поднимаются
транспорта
вверх
с
с
участием
объемным
(транспирационным) током воды и разносятся по всему растению.
По сосудам ксилемы транспортируются, главным образом, минеральные
соли и азотсодержащие соединения [24]. Значительная часть азота переносится в
виде аминокислот и других органических соединений, а небольшая часть в виде
неорганических ионов нитрата или аммония. Существует и латеральное
перемещение некоторых ионов из ксилемы в соседние ткани и флоэму корня и
стебля но большая часть транспортируется к пунктам потребления.
Главными потребителями минеральных элементов, то есть местами их
использования, являются растущие части растений (верхушечные и пазушные
меристемы, молодые листья, побеги, развивающиеся плоды, цветки и запасающие
органы) .Часть ионов поступает по апопласту к местам транспирации, а большая
часть поступает в протопласты клеток и других органов путем активного
мембранного транспорта [45].
Значительная часть неорганических ионов поступает во флоэму листовых
жилок и выносится из листьев вместе с сахарозой в токе ассимилятов, например,
калий, нитраты, фосфаты, а часть минеральных элементов в составе органических
веществ: азот и сера в форме аминокислот, фосфор в виде фосфорилированных
сахаров. Во флоэму листьев все неиспользованные в метаболизме аминокислоты
поступают селективно, где они подвергаются переаминированию и другим
превращениям и реутилизации, что делает транспортную систему независимой от
азотного обмена листьев.
Таким образом, в растении может происходить рециркуляция питательных
элементов, когда они, достигнув корней в нисходящем потоке ассимилятов,
попадают вновь в восходящий транспирационный поток в ксилеме .Одним из
важнейших компонентов минерального питания насаждений является азот,
способствующий развитию и формированию плодово-ягодных и прочих
22
сельскохозяйственных культур. На его долю приходится около 16-18 % массы
растительных белков.
В зависимости от вида и особенностей почвы наличие в ней азота
колеблется в широком диапазоне, что наглядно представлено в таблице 1.
Таблица 1. Количество гумуса и азота в пахотном
слое (0-25см) разных почв
Почвы
Гумус, %
Азот
%
т/га
Красноземы
4,0 – 8,0
0,2 – 0,3
6,0 – 9,0
Сероземы
0,5 – 2,0
0,1 – 0,2
3,0 – 6,0
Каштановая
1,0 – 5,0
0,15 – 0,25
4,5 – 7,5
Мощный чернозем
8,0 – 10,0
0,1 – 0,5
12,0 – 15,0
Обыкновенный чернозем
5,0 – 10,0
0,25 – 0,45
7,5 – 13,5
Выщелоченный чернозем
7,08 – 8,0
0,3 – 0,45
9,0 – 13,5
Лесостепная
3,0 – 4,0
0,2 – 0,35
6,0 – 10,5
Дерново-подзолистая
0,5 – 3,0
0,05 – 0,2
1,5 – 6,0
Таким образом, наличие азота в почве зависит от многих факторов, в том
числе от ее физико- биологических свойств и состава, окультуривании,
климатических условий (температурный режим) и д.п.
В основном азот в почве представлен в органической форме, недоступной
для растений, удельный вес минерального азота в общей массе органического
азота составляет примерно 1-3 процента. Органический азот в почве представлен
разнообразными соединениями: 82-89 % такого азота представлены гумусовыми
веществами,
3-11
(аминокислотами,
%
выражены
аминосахарами),
в
неспецифическими
том
числе
соединениями
негумифицированными
23
органическими
веществами
(тканями
отмерших
животных
и
растений).
Органический азот в результате биологических процессов частично переходит в
легкоусвояемую растениями минеральную форму. Процесс, направленный на
восстановление молекул азота и включения их в состав своей биомассы
прокариотными
микроорганизмами
называется
диазотрофией.
Азот
представленный в форме неспецифических органических веществ является
резервным
фондом
нитрификации,
минеральный
для
последующих
способствующие
–
процессов
превращению
минерализации.
аммонификации
органического
Минерализация
азота
азота
и
в
характеризуется
образованием в почве минеральной формы азота: аммонийная или аммиачная
(NH4), нитритная (NO2), нитратная (NO3) – все они легко усваиваются растениями.
Процесс распада азотсодержащих органических веществ почвы до аммиака
(NH3), органических кислот и углекислого газа (СО2) получил название
аммонификация, которая осуществляется благодаря анаэробным и аэробным
микроорганизмам
(бактериям,
актиномицетам,
грибкам).
На
скорость
аммонификации влияют количество молекул кислорода, кислотно-щелочной
баланс почвы, температура и влажность почвы. Когда в процессе аммонификации
замешаны анаэробные микроорганизмы, то есть организмы, не нуждающиеся в
молекулах кислорода, накопленный аммиак поглощается коллоидами почвы и
может свободно усваиваться
растениями. Под
влиянием специфических
организмов в аэробных условиях аммиак переходит в нитриты, окисляется до
нитратов.
Аммиак и соединения аммония в основном поступают в почву путем
выделения организмов в процессе жизнедеятельности продуктов азотистого
обмена
(например,
мочевины
((NH2)2СО),
аммиака,
мочевой
кислоты).
Дальнейшее окисление таких продуктов жизнедеятельности организмов носит
название нитрификация. Процесс нитрификации заключается в том, что бактерии
– нитрификаторы или как их еще называют нитрифицирующие бактерии
образуют нитратный и нитритный азот. При этом одна группа нитрифицирующих
бактерий
окисляет
аммиак
в
нитрит
24
(Nitrosomonas europaea и Nitrobacterwinogradskyiи
другие),
а
другие
(Nitrobacter winogradskyiи другие) окисляют нитрит в нитрат:
1. Окисление аммиака до азотистой кислоты
2NH3+3O2= 2HNO2+ 2H2O
2. Окисление азотистой кислоты до азотной
2HNO2+O2= HNO3
Полученная азотная кислота (HNO3) нейтрализуется катионами кальция
(Ca), магния (Mg) и др. Соли азотной кислоты (Са(NО3)2, Mg(NО3)2) легко
вымываются водой, поэтому необходимо обеспечивать контроль за содержанием
азота в почве. Оптимальными условиями для протекания нитрификации
являются:
- влажность воздуха 60-70 процента;
- температура почвы 25-32 градусов по Цельсию;
- хорошая аэрация почвы;
- нейтральный или близкий к нейтральному кислотно-щелочному балансу
почвы.
Круговорот азота заканчивается процессом под названием денитрификация,
направленный на восстановление нитратного азота до его газообразных
соединений (N2O, NO2, NO). Наиболее интенсивно данный процесс протекает в
условиях переуплотненных, переувлажненных почв с щелочной реакцией среды
рН=6,5 – 7,5, а также переизбытке органических веществ, с высоким содержанием
углеводов. Однако даже при оптимальных условиях уровня рН, влажности почвы
и ее хорошей аэрации анаэробные бактерии- денитрификаторы образуют из
нитратного азота азот газообразный, который представлен N2 и N2O. Газ из почвы
улетучивается в атмосферу, в результате чего происходит уменьшение азота в
почве и его баланс нарушается
Таким образом процесс превращения азота или его круговорот в почве
представляет собой замкнутый круг (рисунок 1).
25
диазотрофия
N2
NН3
Аминокислоты
денитрификация
Белки плодово-ягодных и
других с/х культур
аммонификация
нитрификация
NO3
NН3 NН4+
Рисунок 1. Процесс превращения азота в почве молодого сада
Таким образом, азотное питание растений и плодовых деревьев различно, в
зависимости от формы азотных соединений и условий их применений. Так,
например,
в
нейтральной
кислотно-щелочной
среде
лучше
усваивается
аммиачный азот. Наличие калия и натрия в почве приводит к большему
поглощению нитратов, способных накапливаться и негативно сказываться
накачестве урожая сельскохозяйственных культур, в том числе плодово-ягодных.
Такие химические элементы как кальций и магний способствуют лучшему
усвоению аммиака растениями. В процессе синтеза органических веществ
растения в первую очередь используют аммиачный азот. Ведь аммиак уже готов
вступить в реакцию для синтеза аминокислот и белков, тогда как нитратный азот
надо восстановить, затратив энергию, до аммиачного азота[27].В условиях
понижения
температуры
синтез
аминокислот
при
аммиачном
питании
интенсивнее, чем при нитратном, когда больше накапливается углеводов. При
недостатке кислорода нитратный азот используется только для синтеза белка.
26
В работах Д.Н. Прянишникова и его учеников отмечено, что несмотря на
различные в восприятии плодовых деревьев аммонийного и нитратного азота –
эти формы азота являются равноценными источниками питания для растений.
Молодые плодовые и другие сельскохозяйственные культуры на начальном
этапе роста поглощают мало азота, но их нехватку нельзя исправить в
дальнейшим при внесении азотных удобрений. Этот период называется
критическим. У зерновых культур он начинается с появлением первых 3-4
листочков.
Плодовые деревья испытывают нехватку азота весной, когда отмечается
максимальный рост и образования вегетативных органов (листьев и стеблей).
Плодово-ягодные культуры в период роста и плодоношения нуждаются в
питательных элементах два раза в год. Это весной, когда происходит
формирование веточек, листочков, почек, и осенью после сбора урожая, когда
происходит запас питательных элементов и развитие корневой системы. При этом
следует отметить, что динамика и интенсивность поглощения всех элементов
питания в эти периоды совершенно отличается друг от друга.
В результате проведенных исследований учеными Всесоюзного научно –
исследовательского института удобрений и агропочвоведения совместно с
представителями Почвенного института имени В.В. Докучаева было выявлено,
что 35-55 % азота из внесенных удобрений используются растениями, 25-45 % –
аккумулируются
(накапливаются)
в
почве,
10-30
%
-
в
результате
денитрификации теряются и 0,1-5 % вымывается в виде нитратов.
1.4 Минеральный азот в почве садовых агроценозов
Минеральный
азот,
в
виде
неорганических
соединений,
является
распространенным источником питания сельскохозяйственных культур в почве
садовых агроценозов. Азотные удобрения широко используются в сельском
хозяйстве, их количество постоянно контролируется человеком.
Агроценоз представляет собой экосистему, искусственно созданную
человеком. Для его лучшей продуктивности землепользователю необходимо
осуществлять должный уход: вспашка, искусственное орошение, борьба с
27
сорняками, подкормка, посадка (посев) высокоурожайных сортов растений,
борьба с насекомыми и прочими вредителями. Плодовые культуры в садовых
агроценозах без участия человека не могут долго существовать и приносить
качественный и высокий урожай. Такое поведение растений в первую очередь
объясняется тем, что они не способны к самовозобновлению и само регуляции,
тяжело борются с вредителями. Во-вторых, культуры нуждаются в постоянном
уходе (удобрении, прополке,орошении и т.д.). В-третьих, в искусственной
экосистеме нарушается биологический круговорот воды, углекислого газа и
элементов минерального питания, поэтому для возобновления круговорота
необходимых питательных веществ, человек в почву садовых агроценозов вносит
различные виды удобрений.
Удобрениями считаются вещества, действие которых направлено на
улучшение свойств почвы и повышения урожайности сельскохозяйственных
культур. Удобрения подразделяются на органические (навоз, компост, торф и
другие) и минеральные (азотные, фосфорные, магниевые, калийные и другие).
Также выделяют прямые и косвенные удобрения. К первым относятся те
удобрения, в составе которых имеются необходимые для растений питательные
вещества (азотные, фосфорные и другие). Вторые – усиливают биологические
процессы в почве, к примеру, фиксируют азот из воздуха (известь, гипс). В целом
минеральные удобрения подразделяются на две большие группы:
- простые (в их состав входит один питательный элемент);
- комплексные (в их составе содержатся два и более питательных вещества).
Наиболее необходимыми для плодовых деревьев, в особенности яблони,
являются азотные удобрения. Им отведена ведущая роль, так как объемы их
производства значительно превышают объемы выпуска фосфорно-калийных
удобрений.
Азотные удобрения выпускаются в жидкой и твердой формах. В
зависимости от их вида количество азота в них отличается (таблица 2).
28
Таблица2. Виды азотных удобрений и содержание в них азота
Виды азотных удобрений
Содержание азота, %
Твердые азотные удобрения
1.Аммонийные
- сульфат аммония
20,5 – 21,0
-хлорид аммония
24,0 – 25,0
2.Аммонийно-нитратные
-аммиачная селитра
34,0 – 35,0
-сульфонитрат аммония
25,5 – 26,5
3.Нитратные
-натриевая селитра
16,4
-кальциевая селитра
13,5 – 15,5
4.Амидные
-мочевина (или карбамид)
42,0 – 46,2
-цианамид кальция
18,0 – 21,0
Жидкие азотные удобрения
1.Аммиачные
-безводный аммиак
82,3
-аммиачная вода
20,5
2.Аммиакаты – комплексные соединения
-
29
Сульфат аммония ((NH₄)₂SO₄) - является универсальным средством. За счет
того, что катионы аммония хорошо поглощаются почвой, является трудно
вымываемым удобрением.
Хлорид аммония (NH₄Cl) - физически представлен белым или желтоватым
порошком, хорошо закрепляется в почве, легко рассеивается, является легко
доступным для растений.
Аммиачная селитра (NH₄NO₃) -распространенное удобрение. Используется
как в качестве основного питания культур, так и для подкормки. Легко
вымывается в грунтовые воды, способна окислять почву. Аммиачная селитра
относительно сложно хранится, так как быстро слеживается при высокой
влажности воздуха. В агроцинозе применятся совместно с доломитом, мелом или
мелкой известью.
Сульфонитрат аммония (сульфат-нитрат аммония) ((NH 4)2SO4·2(NH4NO 3))
- хорошо закрепляется в почве, является легко доступтым для растений.
Эффективнее всего применять осенью, применяется в виде основного источника
удобрения, подходит для подкормки. Менее требователен к условиям хранения по
сравнению с аммиачной селитрой.Окисляет почву, поэтому как в случае с
аммиачной селитрой требует добавления мела.
Натриевая
селитра
(NaNO₃)
-
физически
выражена
прозрачными
кристаллами. Хорошо усваивается растениями, в отличии от аммиачного
удобрения
является
щелочным
удобрением.
Категорически
запрещается
использовать осенью. Не подлежит долгому хранению.
Кальциевая селитра (Ca(NО₃)₂) - по внешним признакам схожа с натриевой
селитрой.
Оказывает
благоприятное
воздействие
на
вызревание
плодов.
Применяется на кислотных почвах, снижает пагубное влияние вредных веществ и
различных микроорганизмов в корневой системе растений.
Мочевина ((NH₂)₂CO) – выпускается в гранулах, применяется для
внекорневой подкормки плодовых деревьев, хорошо растворяется в воде. Плохо
усваивается растениями. Является концентрированным азотным удобрением, что
при неправильном внесении может привести к ожогам культуры.
30
Цианамид
кальция
(CaCN2)
-
выражен
черным
порошком,
при
использовании сильно пылит, способствует повышению кальция в почве.
Безводный аммиак - применяется на всех видах почвы, так как сначала
почва подщелачивается, а затем окисляется.
Аммиачная вода - имеет резких запах, представляет собой жидкость с
желтоватым оттенком.
В зависимости от состояния почвы (ее кислотно-щелочного баланса,
насыщенности питательными элементами), климатических условий (температуры,
влажности), а также от вида и сорта сельскохозяйственной культуры, растениям
требуется различные виды азотных удобрений в разные периоды их роста и
развития. Различают четыре группы растений:
Первая группа – культуры этой группы нуждаются в минеральном азоте как
перед посадкой (посевом), так и в период вегетации; рекомендуемая доза – не
менее 25 г аммиачной селитры на 1 м2 посадок (капуста, картофель, тыква,
кабачки, георгин, пион, малина, ежевика, слива, вишня и другие);
Вторая группа – представители этой группы в средней степени нуждаются в
азотных удобрениях; рекомендуемая доза – примерно 20 г аммиачной селитры на
1 м2посадок (огурец, томат, морковь, чеснок, смородина, яблоня и другие);
Третья группа – характеризуется умеренными требованиями растений к
азоту; рекомендуемая доза – 15 г аммиачной селитры на 1 м2обрабатываемой
поверхности (листовые овощи, лук, можжевельник, груша);
Четвертая группа – представлена культурами с невысокой потребностью к
содержанию азота в почве; рекомендуемая доза – достаточно 7-8 г аммиачной
селитры на 1 м2 обрабатываемой поверхности(горох, фасоль, мак и другие).
Следует отметить, что при повышенной кислотности почвы лучше всего
применить нитратный азот; если почва нейтральная или близкая к щелочной
эффективнее всего использовать аммиачный азот; нитратный азот также лучше
использовать в непрогретых почвах.
Насаждения яблони, в течение многих лет произрастающие на одном месте,
должны быть постоянно обеспечены оптимальным уровнем содержания азота в
31
почве [12]. Для контроля за содержанием этого элемента можно и нужно
использовать результаты почвенно-листовой диагностики минерального питания
растений [10]. Благодаря такой диагностике, удобрения применяются в
соответствии с потребностями растений и с учетом обеспеченности почвы. Во
многих работах, как в России, так и за рубежом, приводятся данные о
необходимости определения содержания легкогидролизуемого азота почвы для
оценки почвенного плодородия [5, 17, 18, 21]. Приводятся также сведения о том,
что при таких расчетах удается избежать попадания ионов NO3 - в грунтовые
воды [19]. Однако во многих рекомендациях по оценке содержания азота в почве
речь идет о содержании минерального азота: аммонийного и нитратного [4, 12, 14,
15]. Растения поглощают азот, преимущественно, в нитратной и аммонийной
формах, и для оценки текущей обеспеченности эти показатели важны. Но
содержание минерального азота в целом не является стабильным и подвержено
изменениям в течение сезона (а аммонийного даже в течение суток). Оно зависит
от многих факторов – нитратный азот может вымываться в грунтовые воды, а
аммонийный – улетучиваться в атмосферу [20]. В течение вегетационного сезона
содержание минерального азота в почве может изменяться в 3 и более раз [16].
Для создания долговременной программы удобрения сада необходим более
стабильный показатель содержания азота в почве. При этом следует помнить о
том, что обеспечение только одним азотом недостаточно. Растения должны
бытьобеспечены всеми элементами питания как за счет внесения удобрений, так и
некорневых подкормок [11].
Дозы азотных удобрений под плодовые культуры ежегодно корректируют с
учетом урожайности и погодных условий. После высокой урожайности и теплой
влажной зимы дозы азота увеличивают на 20-25%, а после неурожайных лет и
морозной сухой зимы дозы азота удобрений, напротив, снижают на 25-30%. Дозы
азота удобрений под плодовые культуры не должны превышать 120 кг/га почвы.
Исследования, проведенные в различных климатических зонах, показали, что
избыток азота особенно во второй половине лета усиливает рост побегов, снижает
их морозостойкость, ухудшает качество (вкус, цвет и аромат) и лежкость плодов.
32
В то же время недостаток азота в почве в конце лета оказывает негативное
действие на урожай плодовых культур в следующем году. В Нечерноземной зоне
наилучшие результаты дает дробное внесение азота: 70% дозы весной и 30% —
осенью сразу после уборки урожая. Азот, внесенный весной, расходуется на
формирование текущего урожая, а, внесенный осенью в период второй волны
активного
роста
корней,
способствует
закладке
будущего
урожая.
На
черноземных и каштановых почвах азот следует вносить в один прием
рановесной.
Наряду с азотом, в осенний период, когда в надземных органах и корнях
накапливаются
обеспечение
резервные
питательные
фосфором,
обусловливающих
рост
калием
и
и
вещества,
другими
урожайность
растений
очень
важно
элементами
в
хорошее
питания,
следующем
году.
Обеспеченность плодовых растений фосфором и калием следует контролировать
с помощью листовой диагностики.
Многие исследователи наблюдали эффект взаимодействия ионов в
почвенном растворе и на поверхности поглощающего корня и делают вывод об
антагонизме анионов, например, нитратов и фосфатов [28,29], в результате чего
выявлена обратная корреляция между уровнем фосфорного питания и величиной
нитратного пула растений. Ряд авторов не получилиподобной корреляции.
Внесение высоких доз азота может блокировать и поглощение калия [37]. Сдвиг
рН в щелочную область снижает поглощение анионов и стимулирует поступление
катионов.
1.5 Народнохозяйственное значение культуры яблони и состояние
сортимента
Яблоня — самая распространенная плодовая культура нашей страны. На
долю яблони приходится около 50% всех плодовых деревьев в мире.
Большой интерес к яблоне как плодовой культуре объясняется тем, что она
достаточно адаптивна и занимает значительные ареалы, а также тем, что плоды
зимних сортов способны к длительному хранению, дающему возможность их
потребления практически круглый год.
33
Ареал промышленного возделывания крупноплодных летних сортов яблони
лежит южнее изолинии суммы активных температур (выше -10°С) в 2000°С,
осенних — южнее изолинии 2200°С и зимних — 2400°С (Трушечкин, Косякин,
1980).
Значение яблок в питании человека велико. В условиях средней полосы
России, да и в других зонах страны, яблоки являются ценным продуктом питания,
способствуют профилактике против многих заболеваний, обладают лечебными
свойствами.
Особую
роль
плоды
играют
в
детском
питании.
Научно
обоснованной нормой годового потребления плодов считается 75—80 кг на душу
населения, из которых яблоки должны занимать 60—70 кг.
Питательные и диетические достоинства яблок во многом определяются их
химическим составом. В яблоках содержится от 7 до 23% растворимых и от 1,5 до
3% нерастворимых сухих веществ.
Растворимые сухие вещества представлены главным образом сахарами
(фруктоза, глюкоза, сахароза), органическими кислотами (общая сумма которых
определяется
как
титруемая
кислота),
водорастворимыми
витаминами
(аскорбиновая кислота и P-активные катехины и лейкоантоцианы), дубильными и
красящими веществами, пектинами, минеральными солями. В организме человека
сахара яблок
легко
усваиваются. Пектиновые вещества яблок, образуя
коллоидные растворы, способствуют заживлению язв желудка и кишечника; они
осаждают ионы тяжелых металлов и тем самым нейтрализуют и способствуют
удалению из организма человека солей цинка, свинца, меди. Известно защитное
действие пектина при радиоактивном поражении. Большую роль в определении
вкуса плодов и их технологических веществ играют органические кислоты.
Биологически активные вещества, хотя и содержатся в яблоках в небольшом
количестве, имеют большое профилактическое и лечебное значение для человека.
К ним относятся витамины, микроэлементы, дубильные вещества, эфирные масла,
лучезащитные соединения (пектин, серосодержащие вещества).
34
В мировом сортименте насчитывается около 10 тыс. сортов яблони. В
России допущено для использования в производстве (районировано) около 170
сортов [17].
По срокам созревания плодов все сорта яблони делятся условно на 3
группы: летние, осенние и зимние. Плоды летних сортов пригодны к
употреблению сразу после съема и сохраняются обычно не более 2—3 недель,
плоды осенних сортов могут сохраняться до 3 месяцев, а плоды зимних сортов
сохраняются до 7—8 месяцев. По своему назначению сорта яблони делят на
столовые (для потребления и свежем виде) и технические (для приготовления из
плодом соков, пастилы, мармелада и т. д.).
Изменения в конструкции насаждений, связанные с интексификацией
садоводства, вызывают необходимость внедрения новых селекционных и
интродуцированных сортов ис> лони с невысокой компактной, удобной для ухода
и сборл урожая кроной, ранним вступлением в пору плодоношения, высокой
урожайностью и устойчивостью к грибным заболеваниям, хорошими товарными
и потребительскими качествами плодов. В связи с этим проводится непрерывное
об новление и улучшение сортиментов.
За последние годы сортимент Северного Кавказа пополнился сортами
яблони: Айдоред, Корей, Ренетное Дуки, Кубань, Кид Оранж Ред, Старк
Джонграймс.
В Центрально-Черноземном районе рекомендованы для производства сорта
Вишневая, Лобо, Мантет, Орловское полосатое, Россошанское августовское,
Спартак.
Сортимент Центрального района пополнился сортами Ветеран, Орлик,
Орловское полосатое, Синап орловский, Ренет Черненко; сортимент СевероЗападного района — «сортами Белорусский синап, Дружное и Ренет Черненко».
Несмотря на некоторые успехи в совершенствовании сортимента яблони, он
в целом имеет серьезные недостатки. Основным изъяном существующего
сортимента является то, что в нем отсутствует достаточное количество высоко
адаптивных, иммунных и высокоустойчивых к основным болезням сортов с
35
карликовым и компактным ростом дерева, с плодами зимнего и позднезимнего
созревания высоких товарных и потребительских качеств.
36
ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ И ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ ОРЛОВСКОЙ
ОБЛАСТИ
Орло́вская область — субъект Российской Федерации. Входит в состав
Центрального федерального округа и Центрального экономического района.
Граничит с областями: на севере с Тульской, на востоке с Липецкой, на юге с
Курской, на западе с Брянской, на северо-западе с Калужской. Орловская область
образована 27 сентября 1937г. И находится в центре европейской части
Российской Федерации, площадь территории -24.7 тыс. км². Административный
центр — город Орѐл. Область разделена на 24 муниципальных района и 3
городских округа [12,59].
Территория области расположена в центральной части Среднерусской
возвышенности и представляет собой приподнятую равнину, изрезанную
долинами рек. Для нее характерен овражно-балочный рельеф, относительные
высоты обычно не превышают 100-120 м. Максимальные высоты над уровнем
моря составляют на северо-востоке области 282 м (у деревни Паньково) и на югозападе -277 м (у села Сосково). Минимальные отметки приурочены к долине р.
Сосны 118 м и к долине р.Оки 123 м [12,75].
Среди рельефообразующих процессов первое место принадлежит работе
текучих вод, на отдельных площадях отмечаются карстовые и оползневые
процессы [10].
Ландшафты относятся к классу равнинных. Здесь соприкасаются две
природные зоны: лесная и лесостепная.
Территория
области
располагается
на
северо-западном
замыкании
Воронежской антеклизы, одной из основных геологических структур Русской
платформы и характеризуется наличием двух резко различных комплексов
горных пород: нижний - кристаллический фундамент, верхний – осадочный чехол
[52].
Кристаллический фундамент представлен породами докембрия обоянской,
михайловской
и
курской
серии
и
сложен
гнейсами,
амфиболитами,
37
кристаллическими сланцами, железистыми кварцами. Весь комплекс пород
прерывается интрузиями различного состава. Горные породы собраны в
напряженные, иногда опрокинутые складки, широко развиты разрывы различных
амплитуд [11, 38].
Осадочный
чехол
сложен
породами
палеозойской,
мезозойской
и
кайнозойской групп. Породы палеозоя представлены девонскими известняками, с
прослоями глин и песков. Обнажения известняков хорошо прослеживаются по
долинам рек Оки, Зуши, Сосны и их притоков. Мезозойская система сложена
юрскими и меловыми отложениями, представленными глинами и песками.
Кайнозойская система сложена палеоген – неогеновыми песками, имеющими
крайне ограниченное распространение на востоке области и четвертичными
осадочными породами, которые распространены повсеместно и залегают
плащеобразно на породах дочетвертичного
суглинками и песками. Ледниковые осадки
возраста. Представлены они
распространены на крайнем северо-
западе области и представлены глинами, суглинками с гравием, щебнем,
валунами. Аллювиальные отложения слагают долины рек и представлены
песками, галькой, гравием, иногда встречаются прослои глин [38,52,54].
Почвообразующие породы имеют тесную генетическую связь с почвами: на
различных по происхождению и составу материнских породах формируются
разные почвы. Е.А. Афанасьева (1966) [16] отмечает, что материнскими породами
для черноземных почв могут быть рыхлые наносы разного генезиса. При этом
наиболее благоприятными для формирования черноземов являются тяжелые
глины и суглинки, как более богатые питательными веществами.
Характерной особенностью гидрографической сети области является ее
приуроченность к водораздельному пространству рек Волги, Дона и Днепра. Это
обуславливает отсутствие здесь крупных рек и преобладание мелких. Основными
реками территории являются: Ока, Зуша и Сосна. Густота речной сети постепенно
изменяется от 0,5 км/км² в западной части области до 2-3 км/км² - в восточной.
Питание рек смешанное, преобладает снеговое (70-80%) с половодьем в весенний
период года. Замерзают реки в ноябре, вскрываются в апреле. Озера в области
38
преимущественно пойменные, размеры их незначительны. Довольно широкое
распространение имеют пруды. Расположены они преимущественно в глубоких
врезанных балках и характеризуются значительной емкостью 50-300 тыс. м³ [10
,43].
Климатические
условия
являются
могущественным
фактором,
обуславливающим направление и развитие почвообразовательных процессов. При
этом существенное влияние на почвообразование оказывают такие элементы
климата, как атмосферные осадки, температура и испарение. Удаленность
Средне-Русской возвышенности от Атлантического океана создает в центральных
ее районах умеренно континентальный климат с холодной зимой и умеренно
теплым летом. На формирование температурного режима большое влияние
оказывает перенос морских воздушных масс с севера и запада и континентальных
с востока и юга [21, 41].
Так, в области в году бывает в среднем 112-115 пасмурных дней на севере и
105 на юге. Самым теплым месяцем во всех районах области является июль.
Средняя температура его в северо-западных районах+18°, в юго-восточных – до
=19,5°. Самый холодный месяц – январь [54].
Среднегодовое количество осадков составляет 560 мм. В направлении с
северо-запада на юго-восток оно уменьшается примерно на 50-120 мм. [66].
По временам года осадки распределяются неравномерно. Летом их
выпадает почти в 2 раза больше, чем зимой, а осенью больше, чем весной. Как
распределяются осадки по месяцам, показано в (таблице 3)
Таблица 3. Распределение осадков по месяцам
Месяцы
I
II
III
IV
V
VI
VII
Наибольшее 60
количество
50
54
68
109
124
14,3 118
Наименьшее 10
количество
6
6
10
11
19
16
Среднее
количество
28
30
39
60
35
VIII IX
X
XI
XII
97
95
76
81
14
11
12
11
11
71,5 97,5 66
54
53,6 43,5 46
39
Количество осадков вполне достаточно для нормального роста и развития
сельскохозяйственных культур.
Времена
года
в
нашей
местности
отчетливо
выражены,
однако
продолжительность их, а так же календарные сроки иногда меняются и могут
давать сдвиги от одного до двух месяцев в ту или другую сторону [55, 53].
Выпадение снега в области в среднем начинается 10-12 ноября. Средняя
высота снежного покрова в западных районах 36-40 см, в восточных 28 см.
Глубина промерзания почвы составляет 120-140 см. В зависимости от высоты
снежного покрова находится и глубина промерзания почвы. Распределение снега
на полях отличается сравнительной равномерностью, чему способствуют
полезащитные лесные полосы. Толстый слой снега и равномерное распределение
его полях надежно предохраняют растения от действия низких температур [55,
53].
Безморозный период длится около полугода. Понижение температуры
наступает в последней декаде октября.
В тесной связи с количеством осадков и температурой воздуха находится и
относительная влажность. Она разная в различных районах области. Так,
например, в мае в западной части области она достигает до 70%, в восточной 63%. Летом она может понижаться до 17-20%.
Из вышеизложенного следует, что почвообразование, таким образом,
протекает при умеренно континентальном климате.
Почвы являются одним из главных богатств области. В западной части
преобладают светло – серые, серые и темно-серые лесные почвы. Наибольшие
изолированные участки здесь заняты дерново-подзолистыми почвами. В
центральной части основными являются серые и темно-серые лесные почвы,
оподзоленные
и
выщелоченные
черноземы,
в
юго-восточной
части
–
оподзоленные и выщелоченные черноземы. Пониженные участки: поймы рек и
надпойменные террасы заняты влажно-луговыми черноземами, пойменными
луговыми почвами. Среди всех почвенных разновидностей наибольшим
40
плодородием характеризуются черноземы и темно-серые лесные почвы, наименее
плодородны дерново-подзолистые и светло- серые лесные почвы [11,41,43].
Местами
встречаются
неразвитые почвы
песчаного
и
супесчаного
механического состава. Они занимают 2,2 % от площади сельскохозяйственных
угодий.
Большая часть области расположена в лесостепной зоне. Основная площадь
занята сельскохозяйственными угодьями -85%, лесами -9%. Облесенность
в
западной части достигает 20%, на юго-востоке уменьшается до 2%. В лесах
произрастает ель, сосна, дуб, ясень, клен, береза, осина, липа. Леса
располагаются, главным образом, небольшими урочищами по берегам балок и
затухших оврагов. Лишь на западе и северо-западе области встречаются крупные
массивы.
Среди
них
господствующее
положение
занимают
лиственные
(широколиственные и мелколиственные) [42,45].
Важнейшей широколиственной породой лесов является дуб- основа первого
яруса, представленный двумя формами – летним и зимним. В первом ярусе к
нему примешиваются такие сопутствующие породы, как клен
остролистный,
ясень, вяз, береза и осина [40].
Под пологом этих крупных деревьев иногда располагаются деревья второй
величины- черемуха, рябина, дикая яблоня, дикая груша, клен полевой и другие.
Второй ярус составляют кустарники. Наиболее характерные представители
их – лещина, крушина, бересклет бородавчатый.
К третьему ярусу относятся травянистый покров- цветущие многолетние
растения с коротким циклом развития: чистяк весенний, лук гусиный, фиалка
удивительная, медуница и другие.
Важнейшие породы наших мелколиственных лесов- осина и береза,
составляющие основу первого яруса.
Осиновые леса произрастают как в чистых насаждениях, так и с примесью
березы. Сопутствующими породами первого яруса являются клен остролистный,
ясень, иногда дуб. По склонам балок часто встречаются чисто березовые леса
[42].
41
Во втором ярусе наиболее распространены жимолость, лещина, крушина,
калина и другие виды.
Третий ярус- травянистый покров. Во взрослых лесах это чаще всего
разнотравье: медуница, костяника, земляника лесная, зверобой и другие.
Леса
Орловщины
довольно
богаты
плодово-ягодными
растениями.
Наиболее ценные из них – яблоня, груша, рябина, черемуха, боярышник, малина,
костяника, земляника, брусника, голубика, черника, клюква [49,51].
На территории области распространено более 230 видов лекарственных
растений. Из них 58 произрастает в хвойных и широколиственных лесах:
валериана лекарственная, земляника лесная, иван-да-марья и другие.
Степи в естественном состоянии сохранились на небольших площадях и
относятся к типу разнотравных северных луговых степей [40].
Обследованиями, проведенными за последние годы, установлено, что почти
половина всех пахотных земель нуждается в известковании.
Основными агрохимическими показателями, характеризующими уровень
плодородия почвы, являются следующие: содержание гумуса, подвижных форм
азота, фосфора и калия, реакция почвенной среды [50].
Количество гумуса (перегноя) в почве не только характеризует запасы
основных элементов пищи растений, но и в значительной степени определяет ее
физико-химические свойства, благоприятно сказывается на водном режиме,
аэрации, жизнедеятельности микроорганизмов в почве [53].
По содержанию гумуса почвы Орловской области можно объединить в
пять групп. К первой группе относятся почвы с высоким содержанием гумуса –
более 7%, ко второй – с содержанием гумуса выше среднего, от 5 до 7%;К
третьей – почвы, имеющие среднее содержание гумуса- от 4 до 5%. Почвы с
содержанием гумуса среднего, от 2 до 4 %, относятся к четвертой группе, пятую
составляют почвы с низким содержанием гумуса – менее 2%.
Низким
подзолистые
содержанием гумуса отличаются светло-серые и дерновопочвы.
Они
характеризуются
распыленной
структурой,
42
неблагоприятным для жизни растений водным режимом, в сильной степени
подвержены эрозионным процессам [35,53].
Данные агрохимических анализов показывают, что почвы Орловской
области содержат незначительное количество подвижных форм калия и
фосфора[26].
В качестве примера можно привести Болховский район, где
65,8%всех
обследованных почв имеют низкую обеспеченность фосфором и более 80%низкое содержание доступного для растений калия.
В орловском районе низкую обеспеченность фосфором имеют 25,8%
земель, калием – около 70% земель.
Даже в районах распространения почв черноземного типа большие площади
пашни имеют слабую обеспеченность растений элементами пищи. Так, в
Должанском районе насчитывается 70% земель с низким содержанием
доступного для растений фосфора [28].
Проведенные исследования
показывают, что
почвы области
слабо
обеспечены и некоторыми микроэлементами.
Содержание подвижных форм микроэлементов в серых лесных почвах
области составляет: бор – 0,313- 0,375 мг/кг; кобальт 0,75-1,5 мг/кг; цинк- в
среднем 2 мг/кг; марганец- от 57 до 82 мг/кг почвы.
С целью повышения плодородия почвы, дальнейшего роста урожайности
сельскохозяйственных культур необходимо применение целого комплекса научно
обоснованных
мелиоративных,
организационно-
хозяйственных
и
агротехнических мероприятий [53].
Учитывая, что на Орловщине практически нет почв, не подверженных
процессам эрозии, на первое место следует поставить борьбу с водной эрозией
[29].
Наша область относится
которых
производится
к сельскохозяйственным районам страны, в
большое
растениеводства и животноводства.
количество
зерна
и
других
продуктов
43
Успешная борьба с эрозией почвы требует применения продуманной
системы
организационно-хозяйственных
возведения
специальных
дифференцированной
лесомелиоративных
гидротехнических
агротехники,
а
также
мероприятий,
сооружений,
правильного
применение
использования
земельной территории. Так, на почвах различной степени смытости следует
вводить
специальные
почвозащитные
севообороты
с
насыщением
их
многолетними травами [32,33].
Важным средством в борьбе с эрозией почвы является защитное
лесоразведение.
Влияние
защитных
лесных
насаждений
положительно
сказывается на микроклимате, снегораспределении, промерзании и оттаивании
почвы, на величине весеннего и ливневого стока и связанных с этим процессах
смыва и размыва почв [32].
Агротехника любых культур в нашей области обязательно должна
содержать элементы противоэрозионного почвозащитного характера.
Разнообразие и особенности почвенного покрова Орловской области
связаны с тем, что область расположена на границе лесной и степной природных
зон. На территории области выделяют 3 почвенных зоны: западная, центральная и
юго-восточная. Западную зону составляют Болховский, Хотынецкий, Знаменский,
Урицкий, Шаблыкинский и Дмитровский районы с преобладанием светло-серых,
серых и темно-серых лесных почв, занимающих 85% площади пашни. В состав
центральной зоны входят: Мценский, Корсаковский, Новосильский, Орловский,
Залегощенский, Свердловский, Кромской, Глазуновский и Троснянский районы,
где до 86% площади пашни представлено серыми лесными, темно- серыми
лесными
почвами
и
оподзоленными
черноземами.
Новодеревеньковский,
Краснозоренский, Верховский, Покровский, Малоархангельский, Ливенский,
Колпнянский, Должанский районы включены в юго-восточную почвенную зону с
явным преобладанием оподзоленных и выщелоченных черноземов (75,4%
площади) [44,50].
Наряду с почвами основных зональных типов на территории области
встречаются интрозональные и азональные почвы: торфяные и болотные – в
44
долинах рек Нерруса и Вытебеть, пойменные луговые – в пойме реки Оки и ее
притоков. В северо-западных и западных районах области (Хотынецкий,
Шаблыкинский,
Дмитровский)
часто
встречаются
почвы
легкого
гранулометрического состава, включая пески.
2.1 Метеоусловия периода проведения исследований
В Орловской области наиболее теплый месяц — июль, температура
колеблется в пределах 17,9o - 19,6o. Среднесуточная положительная температура
воздуха за год равна 215 – 225 дней. Начиная с середины апреля и заканчивая в
середине
октября
среднесуточная
температура
воздуха
превышает
5o,
продолжительность этого периода составляет 175-185 дней в году. Выше 10o
среднесуточная температура начинается в начале мая и заканчивается 20 – 25
сентября, период продолжительности составляет 135 – 145 дней.
Период с
температурой воздуха выше 15o устанавливается в конце мая — начале июня и
заканчивается в третьей декаде августа; продолжительность этого периода
составляет от 85 до 105 дней.
Сентябрь 2016 г характеризовался засушливыми условиями (14,0 мм). Лето
2016 г было относительно прохладным. На протяжении июня-августа температура
воздуха была равномерной и колебалась от 10,9o до 24,0o С. Средняя температура
воздуха этих месяцев незначительно отличалась от среднемноголетних значений.
Различия были только в условиях увлажнения: май и июнь были сухими (46,5мм),
июль характеризовался нормальными условиями увлажнения (66,5мм).
Таблица4. Метеоусловия периода вегетации 2016 г
Месяц
toср
воздуха
tomax
воздуха
tomin
воздуха
∑осадков,
мм
Май
13,1
27,0
0
46,5
Июнь
17,4
31,0
3,0
46,5
Июль
20,3
34,0
8,2
66,5
Август
18,0
34,5
8,0
64,3
Сентябрь
11,1
27,5
-1,0
14,0
45
Вегетационный период 2016 года отличался равномерным выпадением
осадков, благодаря чему в период с мая по сентябрь влажность почвы в слое
0…60 см находилась в благоприятных для растений пределах 16…21% (Рисунок
2)
30
Влажность почвы, %, 2016
20
21/Sep
31/Aug
07/Sep
14/Sep
20-40 см
17/Aug
24/Aug
27/Jul
03/Aug
10/Aug
0-20 см
13/Jul
20/Jul
22/Jun
29/Jun
06/Jul
08/Jun
15/Jun
18/May
25/May
01/Jun
11/May
10
Рисунок 2. Влажность почвы за вегетационный период 2016г
46
ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Объекты исследования
Объектом исследования является почва опытного участка
насаждений
яблони 2013 года посадки. Схема посадки: 6 × 3 м. Сад находится на территории
Всероссийского
научно-исследовательского
института
селекции
плодовых
культур (ФГБНУ ВНИИСПК). Почва опытного участка – серая лесная,
среднесуглинистая на лѐссовидном суглинке, подстилаемом доломитовыми
известняками. Система содержания почвы – чѐрный пар.
Удобрения вносились ежегодно рано весной в виде аммиачной селитры и
хлористого калия в слой почвы 0-20 см. Повторность опыта 4-х кратное.
Расположение вариантов на делянках систематическое. В каждой делянке 5
учетных деревьев.
Серые лесные почвы имеют ослабленный подзолистый и развитый
дерновый процесс (Рисунок 3). Профиль почв имеет следующее морфологическое
строение: Ao(Ag) — А1 — А1А2 — А2В — В — ВС — С. В целинных почвах
лесная подстилка Ao(Ag) маломощная (до 2 см), а в Восточной Сибири доходит
до 5 см, состоит из слаборазложившегося растительного опада; переход ясный
или резкий; гумусово-элювиальный горизонт А1 более мощный (до 25...35 см),
серый,
комковато-ореховатый
корнями,
рыхлый,
с
или
комковато-пылеватый,
постепенным
переходом
в
густо
следующий
пронизан
гумусово-
элювиальный горизонт А1А2 (10...15 см).
Данный горизонт не имеет ясно выраженного белесоватого оттенка,
интенсивнее прокрашен гумусом, содержит много корней растений, обычно
крупнопористый,
комковато-ореховатый
с
SiО2
на
гранях
структурных
отдельностей; переход постепенный. Элювиально-иллювиальный горизонт А2В
обычно более темноокрашенный, с четкой угловато-ореховатой структурой, с
белесой присыпкой на поверхности агрегатов, мощность до 20 см; переход
заметный. Иллювиальный горизонт В бурый или коричнево-бурый, ореховатопризматический и ореховатый, плотный, с лаковыми (черновато-бурыми)
47
пленками на поверхности структурных отдельностей, с белесой присыпкой Si0 2;
его нижняя граница на глубине 80... 120 см переходит в горизонт ВС. Последний
имеет буроватую окраску, плоскокомковатый, постепенно переходит в горизонт С
— светло-бурую почвообразующую породу, обычно трещиноватую, с неясно
призматической структурой, содержащую карбонаты с глубины 150...170 см.
Рисунок 3 - Почвенный профиль серых лесных почв
Изучаемые сорта.
Синап Орловский. Сорт с плодами позднезимнего созревания, получен во
Всероссийском НИИ селекции плодовых культур и Всесоюзном НИИ садоводства
им. И. В. Мичурина от гибридизации в 1955 году (Северный синап х Память
Мичурина). Авторы сорта: Е. Н. Седов, В. К. Заец, Н. Г. Красова,Т.А.Трофимова.
В 1979 году сорт принят на Государственное испытание, в 1989 году допущен для
использования в производстве (районирован) в областях Северо-Западного,
Средневолжского, Центрального и Центрально-Черноземного регионов, а также в
шести областях Белоруссии. В средней зоне садоводства России имеет широкое
распространение.
Веньяминовское. Зимний, иммунный к парше сорт Всероссийского НИИ
селекции плодовых культур. Семена от свободного опыления иммунной формы
814 были выбраны из плодов урожая 1981 года. Посев проведен в 1982 году. В
элиту по качеству плодов сеянец выделен в 1995 году. Первое плодоношение
48
отмечено
у
сеянца
в
1990
году.
Авторами
сорта
являются
Е.
Н.
Седов,З.М.Серова,В.В.Жданов,Е.А.Долматов.
В 1998 году сорт принят на Государственное испытание в Центральном,
Центрально-Черноземном и Нижневолжском регионах России, в 2001 году
включен в Госреестр по Центрально-Черноземному региону.
3.2Методы исследования
Образцы почвы для анализа отбирались ежемесячно,в период с мая по
сентябрь во всех вариантах опыта,послойно на глубине 0-20,20-40,40-60 см.
Ежемесячно в образцах определяли влажность почвы, а также содержание
аммонийного и нитратного азота. Для агрохимической характеристики почвы
были определены:
-рН в 0.1н растворе хлористого калия (обменная кислотность);
-гидролитическая кислотность по Каппену;
-содержание подвижного фосфора и обменного калия в вытяжках по
Кирсанову;
-определение гумуса по методу Тюрина;
-определение
нитратов
потенциометрическим
методом
с
помощью
ионселективного электрода;
-определение обменного аммония фотометрически с реактивом Несслера;
Математическая
обработка
результатов
–
методы
двухфакторного
дисперсионного анализа.
Определение обменной кислотности по методу ЦИНАО (ГОСТ26484).
Сущность метода заключается в извлечении обменных катионов водорода и
алюминия из почвы раствором хлористого калия концентрации 1 моль/дм3 при
соотношении почвы и раствора 1:2.5 и последующем потенциометрическом
титровании фильтрата гидроокисью натрия до рН 8,2[12].
Определение гидролитической кислотности почв по Каппену .
Эта форма кислотности обусловлена ионами водорода, более прочно
связанными в почвенном поглощающем комплексе и способными обмениваться
на основания только в нейтральной или щелочной среде. Эти ионы водорода
49
труднее
замещаются
на
основания
и
вытесняются
в
раствор
только
гидролитически щелочными солями. В качестве гидролитически щелочной соли
применяется уксуснокислый натрий, который в водном растворе образует слабо
диссоциирующую уксусную кислоту и сильное основание - рН раствора 8,2.
Гидролитически щелочная соль взаимодействует как с ППК, так и с
почвенным раствором, таким образом, в данном случае определяется общая
кислотность почвы, которая включает актуальную и потенциальную кислотность,
как обменную, так и собственно гидролитическую[13].
Гидролитическую кислотность выражают в миллиграмм-эквивалентах на
100 г почвы. Установлено, что таким путѐм вытесняется не весь водород, поэтому
при расчѐте вводят коэффициент Я = 1,75 - поправка на полноту вытеснения
водорода. Величина гидролитической кислотности
используется для расчѐта
дозы извести при известковании кислых почв[13]..
Определение подвижных форм фосфора по Кирсанову .
Метод считается стандартным для кислых почв Нечернозѐмной зоны,
основан на извлечении подвижных фосфатов из почвы 0,2 н. раствором НС1 при
соотношении «почва: раствор» =1:5[14].
Определение нитратов в почве с помощью ионоселективного электрода.
Метод основан на определении концентрации нитратов в почве с помощью
ионоселективного электрода в солевой суспензии 1%-го раствора алюмокалиевых
квасцов при соотношении проба: раствор 1:2,5[15].
Метод используют для определения нитратов во всех почвах, кроме
засоленных.
Определение содержания обменного аммония.
50
Основная часть аммонийного азота в почве находится в поглощѐнном или
обменном состоянии и легко вытесняется из ППК другими катионами[16],
например натрием или калием; поэтому определение содержания аммонийного
азота в почве проводят в солевой вытяжке:
Образовавшийся хлорид аммония при взаимодействии с реактивом
Несслера в шѐлочной среде образует комплексное соединение оранжевого цвета йодистый меркураммоний. Интенсивность полученной окраски пропорциональна
содержанию аммония в растворе:
Окрашенный раствор колориметрируют на фотоколориметре.
51
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1Динамика минерального азота (Σ (N-NH4 + N-NO3),мг/кг) в почве
молодого сада при внесении возрастающих доз азотных удобрений
Установлено,
что
в
изучаемый
период
при
благоприятных
гидротермических условиях 2016 г, независимо от внесения азотных удобрений,
максимальный уровень содержания минерального азота в 60-сантиметровом слое
почвы наблюдался в период «май-июль» (таблица 5)
Таблица 5. Динамика минерального азота (Σ (N-NH4 + N-NO3),мг/кг)
Сроки отбора
проб
(фактор А)
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Средние В
Дозы удобрений (фактор В)
Контроль
НСР05
22,59
30,60
28,49
10,23
16,84
21,75
А
5,12
НСР05
20,42
24,08
21,24
11,75
19,91
19,48
А
7,91
НСР05
29,15
20,86
25,64
12,56
18,55
21,35
А
7,16
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Средние В
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Средние В
N30K40
N60K80
Слой 0…20 см
29,98
43,73
27,68
12,12
20,10
26,72
В
4,58
Слой 20…40 см
30,90
26,84
26,92
12,64
23,93
24,25
В
7,07
Слой 40…60 см
32,93
29,93
20,62
13,93
21,66
23,82
В
6,41
N90K120
Средние
А
33,33
52,93
37,44
17,07
19,78
32,11
54,58
67,24
37,00
17,20
18,26
38,86
А×В
10,23
35,12
48,63
32,65
14,15
18,74
36,32
27,74
32,72
18,31
18,90
26,08
47,35
34,28
31,95
15,73
17,57
29,38
А×В
15,81
33,75
28,24
28,21
14,61
20,08
34,17
27,85
28,92
16,88
18,37
25,24
41,83
37,97
29,65
22,16
21,53
30,63
А×В
14,33
34,52
29,15
26,21
16,38
20,03
52
В августе во всех вариантах опыта в слоях почвы 0…20 и 20…40 см
произошло 2…3-х кратное снижение показателя, что может объясняться как
высоким потреблением азота растениями для роста и формирования урожая, так и
потерями части минерального азота за счѐт вымывания в более глубокие слои
почвы и денитрификации.
В среднем за весь изучаемый период при внесении азотных удобрений в
дозах 30…90 кг/ га д.в. содержание минерального азота было достоверно выше
контроля в слое почвы 0…20 см. Средний за 5 месяцев уровень минерального
азота в нижележащем слое 20..40 см был выше контроля при внесении 60 и 90 кг/
га д.в.. В слое почвы 40…60 см достоверно более высокое значение показателя
отмечено только при внесении 90 кг азота.
Внесение азотных удобрений в дозе 30 кг/га д.в. обеспечивало существенное
увеличение доступного растениям азота только в июне в слое почвы 0…20 см.
При двукратном увеличении дозы азотных удобрений, этот эффект наблюдался в
слое 0…20 см в мае и июне, а в слое 20…40 см только в мае. Трѐхкратное
увеличение дозы азота обеспечило достоверно более высокий уровень показателя
в период с мая по июль в самом верхнем слое почвы, в слое 20..40 действие этого
варианта отмечено в мае, в слое 40…60см – в июне.
4.2Динамика минерального азота в почве молодого сада без внесения
удобрений, мг/кг абс. сух.почвы
Изучение особенностей динамики различных форм минерального азота
показало, что в течение 5 месяцев в почве всех вариантов опыта преобладала
аммонийная форма.
В контроле нитраты обнаруживались в слое 0-20 см только в период с мая по
июль и составляли не более 10% от общего количества минерального азота.
53
50
слой 0-20см
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
май
июнь
июль
август
сентябрь
Рисунок 4. Динамика минерального азота в слое 0-20 см
слой 20-40 см
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
май
июнь
июль
август
сентябрь
Рисунок 5. Динамика минерального азота в слое 20-40 см
В слое 20-40 см мы наблюдали возрастание доли нитратной формы азота в
2…10 раз в зависимости от варианта опыта.
54
слой 40-60 см
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
май
июнь
июль
N-NO3
август
N-NH4
сентябрь
Рисунок6.Динамика минерального азота в слое 40-60 см
4.3. Динамика минерального азота в почве молодого сада при
внесенииN30K40, мг/кг абс. сух.почвы
При внесенииN30 максимальное содержание нитратов наблюдалось в июне
в слое 0-20 см и составило 8 мг/кг.Внесение азотных удобрений в дозе 30 кг/га
д.в. обеспечивало существенное увеличение доступного растениям азота только в
июне в слое почвы 0…20 см.
слой 0-20см
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
май
июнь
июль
август сентябрь
Рисунок 7. Динамика минерального азота в слое 0-20 см
55
При внесении N30 в
слое 20-40 наблюдалось уменьшение содержания
нитратов. Самое большое количество нитратов наблюдалось в июле и составило
примерно 4 мг/кг действующего вещества
слой 20-40 см
50
40
30
20
10
0
май
июнь
июль
август
сентябрь
Рисунок 8. Динамика минерального азота в слое 20-40 см
слой 40-60 см
50
40
30
20
10
0
май
июнь
N-NO3
июль
август
N-NH4
сентябрь
Рисунок 9. Динамика минерального азота в слое 40-60 см
4.4 Динамика минерального азота в почве молодого сада при
внесенииN60K80, мг/кг абс. сух.почвы
56
При внесении N60 в том же месяце доля нитратов в верхнем горизонте
возросла до 35% от общего количества минерального азота.
слой 0-20 см
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
май
июнь
июль
август
сентябрь
Рисунок 10. Динамика минерального азота в слое 0-20 см
В слое 20-40 см максимальное количество нитратов отмечено в мае (в 8 раз
больше, чем на контроле)
слой 20-40 см
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
май
июнь
июль
август
сентябрь
Рисунок 11. Динамика минерального азота в слое 20-40 см
В слое 40-60 см нитратов в мае было в 5 раз больше, чем в контроле.
57
слой 40-60 см
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
май
июнь
июль
N-NO3
август
N-NH4
сентябрь
Рисунок 12. Динамика минерального азота в слое 40-60 см
При этом общее содержание минерального азота в этих слоях почвы
отличалось от контроля не более чем на 10%.
4.5 Динамика минерального азота в почве молодого сада при
внесенииN90K120, мг/кг абс. сух.почвы
Внесение N90 обеспечило 2-3-х кратное по сравнению
с контролем
увеличение концентрации минерального азота в верхнем слое почвы в течение
мая и июня. На нитратную форму в этот период приходилось до 1/3 общего
количества азота. В дальнейшем общее количество азота в этом слое снизилось в
2-3 раза, а содержание нитратов в 5-10 раз.
слой 0-20
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
май
июнь
июль
август
сентябрь
Рисунок 13. Динамика минерального азота в слое 0-20 см
58
слой 20-40 см
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
май
июнь
июль
август
сентябрь
Рисунок 14. Динамика минерального азота в слое 20-40 см
В более глубоких слоях почвы в этом варианте мы не наблюдали столь
резкого колебания изучаемых показателей. Динамика форм минерального азота
была близка к показателям вариантов с внесением более низких доз удобрений.
В слое почвы 40…60 см отмечено достоверно более высокое значение
показателя
слой 40-60 см
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
май
июнь
июль
N-NO3
август
N-NH4
сентябрь
Рисунок 15. Динамика минерального азота в слое 40-60 см
59
Заключение
Азот является двухатомным газом, не имеющим вкуса, запаха и цвета. При
этом он является одним из самых распространенных элементов на Земле, а также
вне ее пределов.
Азот относится к группе неметаллов и перенимает свойства других
химических элементов этой группы, а также не является хорошим проводником
электричества. В связи с чем, его химические свойства очень полезны для
существования человечества. Оксиды азота, например, NO (монооксид), N2O или
окись азота широко используется в медицине, как мышечный релаксант и
анестезирующее средство. Однако оксид NO2 является вредным выхлопным
газом, загрязняющий атмосферу. Азотную кислоту широко используют в
ювелирном
деле,
производстве
удобрений,
военной
промышленности,
производстве лекарств, красителей и иных целей. Жидкий азот применяется в
кулинарии (как хладагент) и медицине (криотерапия). Газообразный азот пожаровзрывобезопасен, препятствует окислению и гниению, поэтому незаменим в
промышленности. Из соединений азота получают множество удобрений,
необходимых сельскохозяйственным культурам.
Составной частью жизненно важных органических соединений растений
является азот. Его наличие в растениях зависит от многих факторов
(климатических условий, периода развития растения, их вида, возраста и органов
и других), но среднее содержание азота в растениях составляет 1-3 % от массы
сухого вещества. Наиболее богатыми по содержанию азота являются семена,
особенно бобовых культур (например, в горохе 4,0-4,5%) это объясняется тем, что
на клубнях данных растений имеются азотфиксирующие бактерии способные
самостоятельно синтезировать азот; меньше азота встречается в сочных растениях
(в картофеле 0,3% массы сырого вещества).
Азот входит в состав белков (16-18 % их массы), алкалоидов, нуклеиновых
кислот, ферментов, дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), аминосахаров,
хлорофилла, рибонуклеиновой кислоты (РНК), витаминов, фосфатидов и других
биологических веществ.
60
Азот выполняет функцию контроля за синтезом белков и ферментов. Таким
образом, влияет на все процессы обмена веществ в растениях, способствует
образованию новых клеток, вегетативному росту, отвечает за генетический код.
Без азота невозможно построение белков и нуклеиновых кислот, определяющих
передачу наследственной информации во всех живых организмах.
Недостаток азота как и его избыток негативно сказывается на росте
вегетативных органов, и как следствие приводит к снижению урожайности, а в
некоторых случаях и к гибели растений.
У каждой сельскохозяйственной культуры и плодово-ягодных деревьев
признаки нехватки азота проявляются по-разному. Недостаток азота у ягодных и
плодовых культур выражается, прежде всего, на старых листьях и новых побегов.
Груша, яблоня, слива, вишня изменяют окраску листьев (молодые листья имеют
бледно-зеленую окраску, а старые – красную, оранжевую, пурпурную мельчают и
рано опадают), плоды приобретают нетипичный яркий цвет, мельчают.
Важным фактором для обеспечения нормальной жизнедеятельности
плодовых растений является их минеральное питание, в связи с чем человеку
необходимо найти баланс для подкормки сельскохозяйственных культур, с целью
увеличения их урожайности и улучшения качества сельскохозяйственной
продукции. При этом следует учитывать, что содержание азота в деревьях,
находящихся в одном и том же территориальном диапазоне, различно и зависит
от биологических особенностей самих растений, количества примененных
удобрений и непосредственно от стадии развития культуры.
В земледелии основными источниками поступления азота в почву молодого
сада являются азот, продуцируемый бактериями из растительных остатков; азот,
фиксируемый микроорганизмами на корнях растений; компост; азот, связанный
почвой; навоз, минеральные азотные удобрения.
Потребление элементов питания в периоды жизни плодового дерева
происходит неравномерно. Плодовые культуры особенно нуждаются в азотном
питании весной, когда питательные вещества направленны на возобновление
вегетации, образование почек, листьев и цветения. Также пиком в потреблении
61
питательных веществ плодовыми деревьями является осень, когда происходит
развитие корней и накопление запасных питательных веществ.
Плодовые насаждения в период опадения листьев снижают потребление
питательных элементов на 40-50 %, в период снятия плодов поступление веществ
сокращается на 25-30 %, а при обрезке ветвей – на 20-30 %.
Яблоня является основным индикатором, определяющая избыток или
недостаток азота в питании. При недостатке азота в почве для яблони по внешним
признакам самого дерева становится характерным слишком слабый рост побегов,
очень сильная степень одревеснения побегов, светло-зеленая окраска листьев во
второй половине лета, преждевременное опадение листьев, обильное, чаще
периодичное
цветение.
В
развитии
плода
нехватка
азота
отмечается
преждевременным осветлением окраски кожицы плода, покровная красная
окраска кожицы плода приобретает не свойственный интенсивный карминнокрасный цвет, наблюдается преждевременное исчезновение зеленых красящих
веществ из мякоти плода, также уменьшается размер плодов. Нехватка азота
оказывает влияние и на качество плода, выражаясь в твердой структуре плода,
незначительной склонностью к поражению грибными и бактериальными
болезнями в период хранения, при значительном недостатке азота плоды яблони
безвкусные. При проявлении вышеперечисленных признаков яблоню необходимо
удобрить.
При относительном избытке азота в почве во внешних признаках дерева
(яблони) наблюдается очень сильный рост побегов, очень слабое одревеснение,
темно-зеленая, иногда даже черно-зеленая окраска листьев во второй половине
лета, очень позднее опадение листьев, иногда недостаточное цветение. В развитии
плода переизбыток азота проявляется поздним осветлением окраски кожицы
плода, покровная красная окраска кожицы плода запаздывает или слишком
слабая, с коричневатым или голубоватым оттенком, наблюдается позднее или
недостаточное исчезновение зеленых красящих веществ из мякоти плода, размер
плода либо слишком крупный, либо меньше среднего. Относительный избыток
азота оказывает влияние и на качество плода, выражаясь в губчатой, а порой и
62
слишком мягкой структуре плода, склонностьюк поражению грибными и
бактериальными болезнями в период хранения выше среднего, при значительном
избытке азота плоды яблони безвкусные, с привкусом зеленых. При проявлении
данных признаков яблоню удобрять азотными удобрениями не требуется.
Азот оказывает непосредственное влияние на срок вступления растений
яблони в период плодоношения, определяет регулярность плодоношения и его
урожайность.
Отмечено, что у яблонь потребность в азотном питании
относительно невелика. Определено, что плодоносящим яблоням нужно не более
30-40 кг — на 1 га почвы.
Почва молодого сада богата гумусов, где происходит минерализация
органического вещества, и поэтому молодые садовые деревья, в особенности
яблони, обеспечены азотом в достаточном количестве без дополнительного
внесения.
Согласно данным советского геохимика А.П.Виноградова, несмотря на то,
что общие запасы азота исчисляются десятками миллиардов тонн, в земной коре
его количество составляет 2,3*10-2 весовых процента. Большая часть азота почвы
представлена сложными высокомолекулярными органическими соединениями.
Другая часть азота выражена необменнопоглощенными ионами аммония,
удерживаясь в кристаллической решетке алюмосиликатных минералов.
Одним из важнейших компонентов минерального питания насаждений
является азот, способствующий развитию и формированию плодово-ягодных и
прочих сельскохозяйственных культур. На его долю приходится около 16-18 %
массы растительных белков.
Наличие азота в почве зависит от многих факторов, в том числе от ее
физико - биологических свойств и состава, окультуривании, климатических
условий (температурный режим) и д.п.
В основном азот в почве представлен в органической форме, недоступной
для растений, удельный вес минерального азота в общей массе органического
азота составляет примерно 1-3 процента. Органический азот в почве представлен
разнообразными соединениями: 82-89 % такого азота представлены гумусовыми
63
веществами,
3-11
(аминокислотами,
органическими
%
выражены
аминосахарами),
веществами
в
(тканями
неспецифическими
том
числе
отмерших
соединениями
негумифицированными
животных
и
растений).
Органический азот в результате биологических процессов частично переходит в
легкоусвояемую растениями минеральную форму. Процесс, направленный на
восстановление молекул азота и включения их в состав своей биомассы
прокариотными микроорганизмами называется диазотрофией.
Минерализация азота характеризуется образованием в почве минеральной
формы азота: аммонийная или аммиачная (NH4), нитритная (NO2), нитратная
(NO3) – все они легко усваиваются растениями.
Процесс распада азотсодержащих органических веществ почвы до аммиака
(NH3), органических кислот и углекислого газа (СО2) получил название
аммонификация, которая осуществляется благодаря анаэробным и аэробным
микроорганизмам.
Аммиак и соединения аммония в основном поступают в почву путем
выделения организмов в процессе жизнедеятельности продуктов азотистого
обмена
(например,
мочевины
((NH2)2СО),
аммиака,
мочевой
кислоты).
Дальнейшее окисление таких продуктов жизнедеятельности организмов носит
название нитрификация. Процесс нитрификации заключается в том, что бактерии
– нитрификаторы или как их еще называют нитрифицирующие бактерии
образуют нитратный и нитритный азот. При этом одна группа нитрифицирующих
бактерий
окисляет
аммиак
(Nitrosomonas europaea и Nitrobacterwinogradskyi
в
и
другие),
нитрит
а
другие
(Nitrobacter winogradskyi и другие) окисляют нитрит в нитрат.
Круговорот азота заканчивается процессом под названием денитрификация,
направленный на восстановление нитратного азота до его газообразных
соединений (N2O, NO2, NO). Наиболее интенсивно данный процесс протекает в
условиях переуплотненных, переувлажненных почв с щелочной реакцией среды
рН=6,5 – 7,5, а также переизбытке органических веществ, с высоким содержанием
углеводов.
64
В работах Д.Н. Прянишникова и его учеников отмечено, что несмотря на
различные в восприятии плодовых деревьев аммонийного и нитратного азота –
эти формы азота являются равноценными источниками питания для растений.
Молодые плодовые и другие сельскохозяйственные культуры на начальном
этапе роста поглощают мало азота, но их нехватку нельзя исправить в
дальнейшим при внесении азотных удобрений. Этот период называется
критическим. У зерновых культур он начинается с появлением первых 3-4
листочков.
Минеральный
азот,
в
виде
неорганических
соединений,
является
распространенным источником питания сельскохозяйственных культур в почве
садовых агроценозов. Азотные удобрения широко используются в сельском
хозяйстве, их количество постоянно контролируется человеком.
Агроценоз представляет собой экосистему, искусственно созданную
человеком. Для его лучшей продуктивности землепользователю необходимо
осуществлять должный уход: вспашка, искусственное орошение, борьба с
сорняками, подкормка, посадка (посев) высокоурожайных сортов растений,
борьба с насекомыми и прочими вредителями. Плодовые культуры в садовых
агроценозах без участия человека не могут долго существовать и приносить
качественный и высокий урожай. Такое поведение растений в первую очередь
объясняется тем, что они не способны к само возобновлению и само регуляции,
тяжело борются с вредителями. Во-вторых, культуры нуждаются в постоянном
уходе (удобрении, прополке, орошении и т.д.). В-третьих, в искусственной
экосистеме нарушается биологический круговорот воды, углекислого газа и
элементов минерального питания, поэтому для возобновления круговорота
необходимых питательных веществ, человек в почву садовых агроценозов вносит
различные виды удобрений.
Азотные удобрения выпускаются в жидкой и твердой формах. В
зависимости от состояния почвы (ее кислотно-щелочного баланса, насыщенности
питательными элементами), климатических условий (температуры, влажности), а
65
также от вида и сорта сельскохозяйственной культуры, растениям требуется
различные виды азотных удобрений в разные периоды их роста и развития.
Следует отметить, что при повышенной кислотности почвы лучше всего
применить нитратный азот; если почва нейтральная или близкая к щелочной
эффективнее всего использовать аммиачный азот; нитратный азот также лучше
использовать в непрогретых почвах.
Таким образом, азот является жизненно-необходим плодово-ягодным и
иным сельскохозяйственным культурам для их интенсивного роста и развития,
вне зависимости от того, в какой форме он поступает в клетки растений.
В ходе наших исследований было выявлено:
1.
Двух- и трѐхкратное увеличение дозы азотных удобрений не
обеспечивало пропорционального возрастания концентрации минеральных форм
азота в почве, но обуславливало увеличение концентрации доступного азота в
более глубоких горизонтах, а также большую продолжительность наблюдаемого
положительного эффекта.
2.
Преобладающей формой минерального азота в почве удобренных и
неудобренных вариантов была аммонийная форма. Внесение аммиачной селитры
приводило к 2-10 кратному росту концентрации нитратов, преимущественно в
слое 0-20 см. Дополнительный рост количества нитратов в почве всех вариантов в
июне происходил за счѐт усиления процессов нитрификации.
3.
Установлено, что в вегетационный период с равномерными условиями
увлажнения внесение в молодом саду рано весной азотных удобрений в дозах
30…90 кг/ га д.в. обеспечило значимое увеличение уровня минерального азота в
серой лесной почве в течение 2..3 последующих месяцев. Во второй половине
периода вегетации (август-сентябрь) наличие минерального азота в почве было
результатом деятельности почвенной микрофлоры.
66
Список литературы
1.
Антошин, С.Г. Удобрение в плодоводстве /С.Г. Антошин. – М. – Л.,
1932. – 168 с.
2.
Алисов, Б. П. Климатический очерк Курской, Орловской, Тамбовской
и Воронежской областей. «Вопросы географии». Сборник 13. Преобразование
степи и лесостепья : моногр./ Б.П. Алисов. - М.: Географгиз,1949. - 76-106с.
3.
Андрющенко,
Среднерусской
О.
Н.
возвышенности.
Особенности
(Орловская
рельефа
область).
и
гидрографии
«Ученые
записки»
(Белорусский университет) : моногр./ О. Н. Андрющенко. вып. 35, 1957, 95-149 с
карт.
4.
Андрющенко, О. Н. Почвенно-географический очерк Среднерусской
возвышенности. (Орловская область). «Ученые записки»: моногр./ О. Н.
Андрющенко, 1957, т. 33. - 33-70 с.
5.
Афанасьев, Е. А. Черноземье Среднерусской возвышенности: моногр./
Е. А. Афанасьев. - «Наука», 1966, 224с
6.
Варасова Н.Н., Шустова А.П. Физиология растений. Л.: Колос, 1969. -
7.
Василенко, А.А. Продуктивность яблони и качество плодов в
222 с.
зависимости от обрезки и азотного питания /А.А. Василенко //Садоводство и
виноградарство. – 1994, № 4. - С. 4-5.
8.
Вегера,
А.А.
Влияние
минеральных
удобрений
на
рост
и
плодоношение яблони /Пути повышения урожайности плодовых и овощных
культур/А.А. Вегера. – Науч. тр. – Ставрополь, 1978. – 70 с.
9.
Воробьев, В.Ф. Влияние минеральных удобрений на лежкость и
качество яблок Антоновки обыкновенной /В.Ф. Воробьев // Садоводство и
виноградарство, 1996, № 4. – С. 11-12.
10.
Вопросы
географии.
области: М., Географгиз,1953, 243с.
Сборник
32-й.
Центрально-Черноземные
67
11.
Горбунов, И.В. Продуктивность сортов яблони при применении
некорневых подкормок / И.В. Горбунов, С.И. Митракова // Проблемы
экологизации современного садоводства и пути их решения: Материалы
международной конференции 7-10 сентября 2004 г. – Краснодар:КубГАУ, 2004. –
С. 386-389.
12.
ГОСТ 26484-85 Почвы. Метод определения обменной кислотности
13.
ГОСТ 26212-91 Почвы. Определение гидролитической кислотности
по методу Каппена в модификации ЦИНАО
14.
ГОСТ Р 54650-2011 Почвы. Определение подвижных соединений
фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО
15.
ГОСТ 26951-86 Почвы. Определение нитратов ионометрическим
методом
16.
ГОСТ 26489-85 Почвы. Определение обменного аммония по методу
ЦИНАО
17.
Государственный реестр сортов, допущенных для использования в
производстве Российской Федерации в 1993 году. М., 1994.
18.
Гришутина, Т.Н. Удобрение яблоневого сада на черноземах средней
зоны России / Т.Н. Гришутина // Автореф. дисс. … кандидата с.-х. наук. – М.,
2003. – 23 с.
19.
Дерюгин, И.П. Агрохимические основы системы удобрения овощных
и плодовых культур. /И.П. Дерюгин, А.Н. Кулюкин А.Н. – М., - 1988.
20.
Долгов, С.В. Особенности азотного питания яблони в зависимости от
силы роста /С.В. Долгов //Автореф. дисс. …канд. с.-х. наук. – Мичуринск, 1986. –
22 с.
21.
Державин, Л. М. О комплексной оценке плодородия пахотных земель:
моногр. / Л. М. Державин, А. С. Фрид. - Агрохимия, 2001, № 9, с. 5-12.
22.
Жуковин, Н. И. Оценка земель в Орловской области: моногр. / Н. И.
Жуковин, В. А. Якунин. - Орел, 2001. - 136с.
23.
Журбицкий,
З.И.
Физиологические
и
агрохимические
основы
применения удобрений / З.И. Журбицкий. – М.: Изд-во акад. наук СССР, 1963. –
68
294 с.
24.
Иванов, В. Д. Эрозия и охрана почв: учебное пособие / В. Д. Иванов,
Е. В. Кузнецова. – Воронеж: ФГОУ ВПО ВГАУ, 2003. – 250 с.
25.
Козменко, А. С. Борьба с эрозией почвы: моногр. / А. С. Козменко. -
М., 1957. -206с.
26.
Ильинский, А.А. Системы содержания почвы в садах / А.А. Иль-
инский, Б.Г. Юрченко. – Харьков, 1989. – 20 с. 87. Инструкция ЦИНАО по
проведению массовых анализов почв в зональных агрохимических лабораториях.
– М.: Колос, 1973. – 55 с.
27.
Козменко, А. С. Основы противоэрозионной мелиорации: моногр. / А.
С. Козменко. - М.: Сельхозгиз, 1954. -423с.
28.
Коптев-Дворников, В. Е. Оценка земель сельскохозяйственных
предприятий: моногр. / В. Е. Коптев-Дворников, Ю. А. Цыпкин. - М.: ЮНИТИДАНА, 2000. – 119 с.
29.
Кобель, Ф. Плодоводство на физиологической основе / Ф. Ко- бель.-
М.: Сельхозгиз, 1957. – 376 с. 93.
30.
Колесников,В.А. Корневая система плодовых и ягодных растений
/В.А. Колесников. – М.: Колос, 1974. – 509 с.
31.
Кондаков, А.К. Методические указания по закладке и проведению
опытов с удобрениями в плодовых и ягодных насаждениях /А.К. Кондаков.– М.:
ЦИНАО, 1981. – 39 с.
32.
Кошер, Л.Н. Влияние различной степени обеспеченности почв азотом
на качество саженцев яблони и персика /Л.Н. Кошер //Сб. докладов первой
Всесоюзной конференции молодых ученых по садоводству. Мичуринск.- 1970.т.1.- С. 326- 328.
33.
Кравченко, С.Н. Влияние азотных удобрений на урожай и качество
плодов яблони /С.Н. Кравченко, Л.П. Попович //Сад-во, виноград-во и виноделие
Молдавии, 1985, № 3 . – С. 20-22.
34.
Кулеша В. Влияние доз и места внесения азотных удобрений на рост и
урожайность яблони сортов МЭК-Интош и Спартан / В. Кулеша, П.Ч. Шафранек
69
//Плод-во, Белорусское НИИ плод-ва, 1994, Т. 9, ч. 2. – С. 75-81.
35.
Куперман, И.А. Минеральное питание, дыхание и продуктивность
растений /И.А. Куперман. – Автореферат дисс. ... доктора биол. наук.- Новосибирск: Институт почвоведения и агрохимии СО АН СССР,1984.-37 с.
36.
Кондратенко, Н.И. Оптимизация минерального питания яблони /Н.И.
Кондратенко. – Краснодар, 1998. – 62 с.
37.
Кузнецов,
Г.Я.
Перспективы
развития
технологий
внесения
минеральных удобрений в многолетних насаждениях / Г.Я. Кузнецов // Новации и
эффективность производственных
Тематический
сборник
процессов в плодоводстве.
материалов
Международной
–
Том 2:
научно-практической
конференции. – Краснодар: СКЗНИИСиВ, 2005. – С. 30-34.
38.
Лебедев, В.М. Минеральное питание и биологическая продуктивность
яблони /В.М. Лебедев //Автореф. дисс. … докт. с.-х. наук. – Мичуринск, 1985. – 49
с
39.
Майдебура, В.И. Выращивание плодовых и ягодных саженцев / В.И.
Майдебура, В.М. Васюта, И.М. Мережко и др. – Киев: Уродай, 1984.- 232 с.
40.
Махлаев,
В.
Г.
Ископаемые
богатства
Орловской
области.
Стенограмма публичной лекции: моногр./ В. Г. Махлаев. - Орел, 1949, 44с.
41.
Мишустин,
Е.Н.
Возможные
экологические
последствия
нерационального применения азотных минеральных удобрений / Е.Н. Мишустин,
Е.М. Лебедев, Н.И. Черепков // Экологические последствия применения
агрохимикатов (удобрения): Сб. науч. тр. – Пущино, 1982. – С. 4-5.
42.
Муромцев, И.А. Влияние условий минерального питания на структуру
плодовых растений /И.А. Муромцев, З.С. Страхова //Вопросы интенсификации
садоводства в ЦЧЗ /Сб. науч. тр.. –Воронежский СХИ им. К.Д. Глинки. –
Воронеж, 1985. – С. 144-152.
43.
Майдебура и др., 1968; Дементьева, 1970; Кошер, 1970; Канду, Бабук,
1973; Ходжаева, 1980; Вегера, 1982; Танасьев, Барбарош, 1982; Долгов, 1985,
1986; Лебедев, 1985; Крысанов, 1995
70
44.
Носова, Л. Н. Новые данные по растительности степей Орловской
области. «Вестник Московского университета». География.: моногр./ Л. Н.
Носова. - 1966, №1, с. 104-106 с табл
45.
Орлов, П. А. Некоторые данные о растительности Орловской области.
«Ученые записки» (Орловский государственные педагогический институт),:
моногр./ П. А. Орлов. - т. XIV. Серия «Естествознание» вып. 5, 1959, - 75-106 с.
46.
Панников, В. Д. Почва, климат, удобрение и урожай: моногр. / В. Д.
Панников. - М.: Агропромиздат, 1987.
47.
Пашканг, К. В. Физико-географические районы Орловской области.
«Ученые записки» (Московский педагогический институт имени Ленина):
моногр. / К. В. Пашканг. - 1962 (№ 170), с. 206-229.
48.
Природа Орловской области. (Сборник статей): Орел, Кн. Изд-во,
1961. 272 с.
49.
Практикум по агрохимии / Под ред. В.Г.Минеева, - М.: Изд-во МГУ,
1989, - 304 с.
50.
Прянишников, Д.Н. Азот в жизни растений и в земледелии СССР /
Д.Н. Прянишников.- М.: Изд-во АН СССР, 1945.- 197 с.
51.
Сабинин, Д.А. Избранные труды по минеральному питанию растений
/ Д.А. Сабинин. – М.: Наука, 1971.- 512 с.
52.
Сапожников А.П. Состояние почвенного покрова как основа
кадастровой оценки земель / В кн.: Почвоведение: история, социология,
методология. Памяти основателя теоретического почвоведения В.В. Докучаева /
Отв. ред. В.Н. Кудеяров, И.В. Иванов. – М.: Наука, - 2005. –С. 324–326 .
53.
Семѐнов, В. А. Качественная оценка сельскохозяйственных земель:
моногр. / В. А. Семенов. - 1970 .
54.
Семенов, В.А. Оценка земель и прогноз урожая / В.А. Семенов. - Л.:
Сев.-Зап. кн. изд-во, - 1977. - 97 с.
55.
Сергеев, В. Полезные ископаемые нашей области: моногр./ В.
Сергеев. - 1959,№ 2, с. 22-26.
71
56.
Сорокоумов, С. П. Практический курс почвоведения: учеб. пособ / С.
П. Сорокоумов; учеб. пособ. для студентов, обучающихся по специальностям
«Биолог», «Почвовед», «Агротехнолог» - Орел, ОГУ, 2004. – 185 с.
57.
Сурин, В. К. Геологическое строение и полезные ископаемые
Орловской области: моногр./ В. К. Сурин. - Орел, Кн. Изд-во,1960, 164с. с ил. ,
схемами картами.
58.
Тартачник, И.И. Влияние высоких доз азотных удобрений на
морозоустойчивость, ростовые процессы и качество плодов яблони / И.И.
Тартачник // Садоводство и виноградарство, 1997. - № 3. – С. 7-9
59.
Трунов Ю. В., Самощенков Е. Г. и др. - Плодоводство (2012)
60.
Трунов, Ю.В. Перспективы интенсивного садоводства в Средней
полосе России / Ю.В. Трунов, А.В. Соловьев, Л.Б. Трунова, Н.П. Сдвижков, А.А.
Трунов //Агро XXI. – 2007. – №. 10-12. – С. 18-19.
61.
Трунов, Ю.В. Биологические основы минерального питания яб- лони:
научное издание / Ю.В. Трунов.- Воронеж: Кварта, 2013.- 428 с.
62.
Ульянич, Е.И. Эффективность азотных удобрений в насаждениях
яблони: Современные проблемы плодоводства /Е.И. Ульянич //Тезисы докладов
научной конференции, посвящѐнной 70 – летию Белорусского научно –
исследовательского
института
плодоводства
9-13
октября
1995
г.
-
Самохваловичи, 1995. – 89 с.
63.
Федоров, Е. Е. и Баранов, А. И. Климат равнины Европейской части
СССР о погодах: моногр./ Е. Е. Федоров, А. И. Баранов. - Издательство Академии
наук СССР, 1949, 412с.
64.
Фидлер, В. Поступление питательных веществ с удобрениями / В.
Фидлер // Физиология плодовых растений.- М., 1983. – С. 192-201.
65.
Хвостова, И.В. Биологическая эффективность и адаптационный
потенциал садового агроценоза / И.В. Хвостова, В.П. Попова, Н.К. Шафоро- стова
// Формы и методы экономической эффективности регионального садо- водства и
виноградарства. Организация исследований и их координация. Ч.1. Садоводство. Краснодар, 2001. – С. 103-107
72
66.
Центральные
черноземные
области.
Физико-географическое
описание: М., Изд-во Академия наук СССР, 1952. - 158 с.
67.
Швагждис, С. Удобрение яблони азотом в интенсивном саду / С.
Швагждис // Слаборослые клоновые подвои в садоводстве: Сборник научных
трудов. – Мичуринск, 1997. – С. 70-71.
73
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа