8
На правах рукописи
Специальность 06.01.07 - плодоводство, виноградарство
Автореферат
диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук
МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ СМОРОДИНЫ ЧЕРНОЙ В УСЛОВИЯХ ЦЧР
Горбов Михаил Евгеньевич
Мичуринск - 2009
Работа выполнена в Мичуринском государственном аграрном университете.
Научный руководитель:
доктор сельскохозяйственных наук, профессор ТРУНОВ Юрий Викторович
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор ЛЕБЕДЕВ Валентин Михайлович (Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия) кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ХУБУЛОВ Гогита Дмитриевич (Мичуринский государственный педагогический институт)
Ведущая организация:
Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки
Защита диссертации состоится 1 декабря 2009 года в 11 00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.041.01 при Мичуринском государственном аграрном университете, по адресу: 393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Мичуринского государственного аграрного университета, а с рефератом - на официальном сайте.
Автореферат разослан ______________ 2009 года.
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук Н.М. Соломатин
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Минеральное питание является важным фактором регулирования роста и плодоношения смородины черной.
Вопросам минерального питания плодовых и ягодных растений много внимания уделено в работах А.Т. Болотова (1852), Д.А. Сабинина (1955), М.Н. Язвицкого (1956), Н.Д. Спиваковского (1962), Д.Н. Прянишникова (1963), А.К. Приймак (1969), С.С. Рубина (1974), В.М. Лебедева (1985), К.Н. Кондратьева (1989), А.К. Кондакова (1991), И.А. Трунова (1994), Ю.В. Трунова (2004) и др.
Однако многие аспекты применения удобрений в насаждениях смородины черной в Центрально-Черноземном Регионе России пока остаются мало исследованными.
Работа посвящена изучению одного из важнейших факторов продуктивности смородины черной - минеральному питанию и удобрению насаждений на основе определения сортовой специфики потребности растений в элементах минерального питания.
Цель и задачи исследований. Целью работы является повышение продуктивности и качества посадочного материала и ягод смородины чёрной за счет применения минеральных удобрений в условиях ЦЧР.
В задачи исследований входило:
Ё Оценить биологическую продуктивность и выход саженцев смородины черной при внесении минеральных удобрений;
Ё Изучить урожайность, качество и биохимический состав ягод смородины черной изучаемых сортов при внесении минеральных удобрений;
Ё Дать оценку выноса и потребления минеральных элементов растениями смородины черной с учётом влияния минеральных удобрений и сортовой специфики;
Ё Дать экономическую оценку выращивания смородины черной при внесении минеральных удобрений.
Научная новизна и практическая значимость. Проведена комплексная оценка сортов смородины черной в насаждениях различного возраста по продуктивности и товарным качествам продукции на фоне разного уровня минерального питания. Установлена сортовая специфика потребности смородины черной в минеральных элементах и отзывчивости их на удобрение: низкая - по калию и фосфору, высокая - по азоту. Выявлены особенности локализации минеральных элементов в вегетативных органах растений смородины черной. Определены уровни концентрации, потребления и выноса элементов минерального питания растениями сортов смородины черной в молодом возрасте. Предложены математические модели ростовых реакций растений смородины черной на увеличение доз минеральных удобрений в виде нелинейных регрессий. Показана роль азотных удобрений в формировании биомассы и величины урожая смородины черной, фосфорных и калийных удобрений - в формировании качества ягод. Установлены сочетания и нормы внесения минеральных удобрений в питомнике и в плодоносящих насаждениях смородины черной.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Сортовая специфика реакции смородины черной на внесение минеральных удобрений в питомнике и плодоносящих насаждениях.
2. Математические модели ростовых реакций растений смородины черной на увеличение доз минеральных удобрений.
3. Роль азота в формировании биомассы и урожая смородины черной, фосфора и калия - в формировании качества ягод.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были доложены на региональных, всероссийских и международных научно-практических конференциях в г. Мичуринске (2003, 2005, 2006, 2007, 2009), в г. Воронеже (2004), в г. Ставрополе (2007).
Публикация результатов исследований. Основные положения диссертации опубликованы в 10 печатных работах, в том числе в изданиях, определенных перечнем ВАК, - 1.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 215 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций производству, 62 таблиц, 51 рисунка, 2 приложений. Список использованной литературы включает 190 наименований, в том числе 25 на иностранных языках.
Условия, объекты и методика исследований. Исследования проводились в течение 5 лет, с 2004 по 2008 гг., в учхозе-племзаводе «Комсомолец» Тамбовской области и КФХ «Вейделевский сад» Белгородской области на выщелоченных черноземах со средней обеспеченностью доступными элементами минерального питания.
Объектами исследований служили сорта смородины черной Окуловская, Вузовская, Июньская Кондрашовой, Зеленая дымка, Черный жемчуг, Багира и Созвездие.
Минеральные удобрения вносили весной, в борозды вдоль рядков, с заделкой на глубину до 10 см.
Содержание гумуса, азота, фосфора и калия в почве определяли ежегодно, до глубины 40 см; гумуса и азота - по Тюрину и Кононовой, фосфора и калия - по Чирикову.
Определение азота и фосфора в растительных образцах определяли колориметрическим методом, калия - на пламенном фотометре, аскорбиновой кислоты - йодометрическим методом, сахаров - по Бертрану.
Морфологическое строение активной части корневой системы определяли методом «пряди корней» по И.А. Муромцеву (1969), В.М. Лебедеву (1985).
Площадь листьев определяли весовым методом.
Экспериментальный материал обработан методами дисперсионного и регрессионного анализов по Б.А. Доспехову (1985) и в компьютерной программе Excel .
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Введение. Смородина черная является одной из наиболее ценных ягодных культур. Потенциал продуктивности смородины определяется в 60 т/га, над проблемой реализации которого трудятся многие ученые мира. Используя новейшие сорта и технологии возделывания, разработанные в научных учреждениях, предоставляется возможность получить биологический урожай до 10-12 т/га или, 8-10 кг с куста.
Немаловажную роль в раскрытии биологического потенциала смородины черной играет качество посадочного материала, подбор сортов для конкретной зоны возделывания, рациональная система минерального питания и удобрения, основанная на детальном изучении выноса минеральных элементов из почвы различными сортами и гибридами разного возраста. В этом отношении смородина черная в условиях ЦЧР является малоизученной культурой.
Смородина черная как культура. Отражено хозяйственное значение и биологические особенности, а также роль почвенных факторов и минерального питания в формировании продуктивности смородины черной.
Влияние азотного питания на рост и продуктивность однолетних растений смородины черной. Для проведения опытов использовали сосуды-лизиметры с почвенной смесью (чернозем + супесчаная земля + перегной): содержание гумуса - 4,0-4,3%, гидролитическая кислотность - 1,13-1,14 мг экв., рН - 6,2-6,3. Запасы доступных питательных веществ характеризуются следующими величинами: азота - 14,8-15,9 мг, фосфора - 11,8-12,8 мг, и калия - 22,7-24,8 мг на 100 г почвы.
Вегетативные органы смородины накапливали азот примерно на уровне яблони (листья - 2,2-3,0%, стебли - 0,5-1,0%, корни - 0,9-1,4%), фосфора в 1,5-2 раза меньше чем яблоня (листья - 0,4-0,7%, стебли - 0,3-0,5%, корни - 0,4-1,0%), калия примерно на уровне яблони (листья - 1,3-2,0%, корни - 0,2-0,5%), а в стеблях в 1,5-2 раза больше, чем у яблони (0,2-0,5%), что свидетельствует о нетребовательности этой культуры, прежде всего, к уровню калийного, а также фосфорного питания (табл. 1).
Таблица 1 - Концентрация минеральных элементов в различных органах растений смородины черной (в среднем за 3 года), %
|
Сорта |
Листья |
Стебель |
Корни |
|||||||
|
азот |
фосфор |
калий |
азот |
фосфор |
калий |
азот |
фосфор |
калий |
||
|
Июньская Кондрашовой |
2,90Ѓ}0,15 |
0,70Ѓ}0,04 |
1,60Ѓ}0,08 |
0,80Ѓ}0,04 |
0,30Ѓ}0,02 |
0,30Ѓ}0,02 |
1,10Ѓ}0,06 |
0,50Ѓ}0,03 |
0,30Ѓ}0,02 |
|
|
Вузовская |
2,50Ѓ}0,13 |
0,60Ѓ}0,03 |
1,30Ѓ}0,07 |
0,70Ѓ}0,04 |
0,40Ѓ}0,02 |
0,40Ѓ}0,02 |
1,00Ѓ}0,05 |
0,50Ѓ}0,03 |
0,30Ѓ}0,02 |
|
|
Окуловская |
2,20Ѓ}0,11 |
0,40Ѓ}0,02 |
1,20Ѓ}0,06 |
0,50Ѓ}0,03 |
0,30Ѓ}0,02 |
0,30Ѓ}0,02 |
0,90Ѓ}0,05 |
0,40Ѓ}0,02 |
0,20Ѓ}0,01 |
|
|
Черный жемчуг |
2,90Ѓ}0,15 |
0,60Ѓ}0,03 |
1,70Ѓ}0,09 |
0,80Ѓ}0,04 |
0,30Ѓ}0,02 |
0,30Ѓ}0,02 |
1,10Ѓ}0,06 |
0,80Ѓ}0,04 |
0,30Ѓ}0,02 |
|
|
Зеленая дымка |
2,50Ѓ}0,13 |
0,50Ѓ}0,03 |
1,40Ѓ}0,07 |
0,70Ѓ}0,04 |
0,50Ѓ}0,03 |
0,50Ѓ}0,03 |
1,10Ѓ}0,06 |
0,70Ѓ}0,04 |
0,30Ѓ}0,02 |
|
|
Созвездие |
2,30Ѓ}0,11 |
0,50Ѓ}0,03 |
1,30Ѓ}0,07 |
0,50Ѓ}0,03 |
0,40Ѓ}0,02 |
0,30Ѓ}0,02 |
1,00Ѓ}0,05 |
0,40Ѓ}0,02 |
0,30Ѓ}0,02 |
|
|
Багира |
2,80Ѓ}0,14 |
0,70Ѓ}0,04 |
1,80Ѓ}0,09 |
0,90Ѓ}0,05 |
0,50Ѓ}0,03 |
0,40Ѓ}0,02 |
1,30Ѓ}0,06 |
0,80Ѓ}0,04 |
0,40Ѓ}0,02 |
Локализация азота в вегетативных органах смородины черной аналогична другим культурам: наибольшее содержание его в листьях и корнях (в 2-3 раза больше, чем в стеблях); содержание фосфора наиболее высокое в корнях (в 2,5-3 раза выше, чем в листьях и стеблях); содержание калия высокое во всех органах.
Наиболее высокое содержание азота во всех вегетативных органах наблюдалось у сортов Июньская Кондрашовой, Черный жемчуг и Багира, наиболее низкое - у сортов Созвездие и Окуловская. В отношении фосфорного и калийного питания четкой сортовой специфики накопления этих элементов в вегетативных органах смородины черной не обнаружено.
При внесении азотных удобрений реакция сортов смородины черной была примерно одинаковой.
В процессе роста и формирования корневая система растений смородины черной характеризовалась следующими морфологическими параметрами: коэффициент активности корневой системы в среднем по сортам - 26-32%, ветвление корней - 143-186 шт./м, диаметр активного корня - 266-304 мкм, удельная активная поверхность корневой системы - 2,76-3,13 см2/м, продуктивность корневой системы - 27,4-31,6 г/м2 сутки.
Внесение аммиачной селитры в почву способствовало увеличению морфологических параметров и продуктивности корневой системы растений смородины черной на 13,4-54,3% с максимумом при норме азотных удобрений 90 кг/га, по всем изучаемым сортам. Дальнейшее увеличение нормы внесения азотных удобрений оказалось менее эффективным.
Потребление элементов минерального питания на неудобренном участке плантации смородины черной составляло: азота - 10,2-21,4 мг/г, фосфора - 1,7-2,4 мг/г, калия - 7,6-12,4 мг/г.
Наибольшей величиной потребления азота (21,0-21,4 мг/г) и фосфора (2,3-2,4 мг/г) характеризовались сорта Вузовская, Окуловская, Багира и Черный жемчуг. Наибольшее количество калия (12,3-12,4 мг/г) потребляли сорта Окуловская и Черный жемчуг.
Повышение уровня азотного питания нелинейно увеличивало потребность в азоте, фосфоре и калии растений смородины черной изучаемых нами сортов. Максимальное потребление элементов минерального питания растениями наблюдалось при внесении в почву 90 кг/га д. в. аммиачной селитры. Наблюдается тенденция к уменьшению потребления растениями элементов минерального питания при увеличении нормы азотных удобрений.
Сортовой специфики в отношении потребления элементов минерального питания растениями смородины черной при внесении азотных удобрений не установлено.
Молодые растения смородины черной формировали площадь листьев от 245 до 371 см2/куст. Наибольшую площадь листьев имели растения сортов Окуловская, Вузовская и Багира (301-371 см2/куст).