CC BY
10
УДК 631.811.98:633.5
ОСОБЕННОСТИ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ НОВЫХ СОРТОВ ЛЬНА-ДОЛГУНЦА ДЛЯ ЗАДАЧ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
1 2 3
И.В. Ущаповский, к.б.н., Е.М. Корнеева, к.с.-х.н., Л.Н. Павлова, к.с.-х.н., 4Е.В. Ожимкова, к.х.н., 4Е.А. Прутенская, к.х.н., 5С.Л. Белопухов, д.с.-х.н.
1ВНИИмеханизации льноводства, e-mail: [email protected] 2ВНИИ мелиорированных земель, e-mail: [email protected] ЪВНИИльна, e-mail: [email protected] 4Тверской государственный технический университет, e-mail: [email protected], [email protected] ЪРГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, e-mail: [email protected]
Дан анализ роли азотного питания при возделывании льна-долгунца. Представлены данные по содержанию азота в растениях на основных этапах развития новых сортов. Обсуждается возможность использования точного земледелия при выращивании льна-долгунца с учетом данных об азотном питании.
Ключевые слова: лен, фазы развития, азотное питание, урожай, точное земледелие.
PARTICULARITIES OF FIBER FLAX NITROGEN NUTRITION FOR PRECISION AGRICULTURE
1PhD. I.V. Ushchapovskiy, 2PhD. E.M. Korneeva, 3PhD. L.N. Pavlova, 4PhD. E.V. Ozhimkova, APhD. E.A. Prutenskaya, 5Dr.Sci. S.L. Belopukhov
1 All-Russian scientific-research institute for Flax Production Mechanization, e-mail: [email protected] 2All-Russian scientific-research institute for Agricultural Use of Reclaimed Lands, e-mail: [email protected] 3All-Russian scientific-research institute for Flax, e-mail: [email protected] 4Tver State Technical University, e-mail: [email protected], [email protected] 5Russian Timiryazev State Agrarian University, e-mail: [email protected]
Analysis of nitrogen nutrition role for fiber flax cultivation is presented. Results of nitrogen content in plants at main development stages of new varieties are presented. Availability of precision agriculture use for fiber flax cultivation taking into account results of nitrogen nutrition research is discussed.
Keywords: fiber flax., development stages, nitrogen nutrition, harvest, precision agriculture.
Рекомендации по возделыванию льна предусматривают использование различных доз азота, что основывается на фактическом балансе элементов питания и почвенной характеристики конкретного поля, климатических условий зоны возделывания и целей выращивания льна. В условиях благоприятного года при сравнивании доз азота от 15 до 45 кг/д.в. наибольшая прибавка урожая получена при N30 [1].
Традиционные технологии предполагают однократное предпосевное внесение азотных удобрений, а некорневая подкормка, совмещенная с гербицид-ной обработкой, позволяет корректировать общее состояние посевов. Применение азотного удобрения (^0) в качестве подкормки в фазе быстрого роста ведет к увеличению урожая соломы на 20-30% [2]. На эффективность азотных удобрений влияют климатические условия года: в избыточно влажные годы азотное удобрение может снижать урожай волокна, а в умеренно сухие - увеличивать [1]. Оценка адаптивности сортов льна при различном фоне минерального питания, специфика углеводного обмена при разных формах поступающего в растение азота,
требования к технологии внесения удобрений с учетом компенсации выноса элементов с урожаем определяют необходимость новых подходов в агрономии культуры [3]. Значительная почвенная неоднородность полей и высокая отзывчивость льна на фон минерального питания, служат причинами недостаточной эффективности традиционных технологий возделывания льна, что требует введения в льноводство новой концепции аграрного производства -точного земледелия [4]. Технологии точного земледелия предполагают более рациональное применение удобрений и средств защиты. Контроль за азотным питанием растений в реальном времени рассматривается как один из основных элементов технологии точного земледелия, обеспечивающий оптимальное питание во время роста.
Для оперативного контроля азотного питания сельскохозяйственных культур используют фотометрический способ, основанный на спектральной оценке количественного содержания хлорофилла в листьях, находящегося в прямой зависимости от обеспеченности растения азотом [5, 6]. Инструмен-
тарием для этого служат два типа приборов: портативный анализатор ^-тестер), оценивающий единичные растения, и система фотометрических приборов ^-сенсор), устанавливаемая на сельскохозяйственных машинах (тракторах, опрыскивателях), позволяющая оценить посевы бесконтактно на больших массивах. Однако для каждой культуры, сорта/гибрида, стадии вегетации и типа прибора необходима предварительная работа по калибровке [7]. Для основных продовольственных культур такая работа интенсивно проводится, тогда, как для льна, такие исследования начаты впервые [4].
Цель исследования - изучение содержания азота в растениях льна на ранних этапах онтогенеза новых сортов отечественной селекции, а также изучение реакции льна на различные дозы азотных удобрений.
Изучали перспективные сорта льна-долгунца селекции ВНИИ льна, включенные в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории Российской Федерации. Сорта характеризуются высокими урожайными показателями и различаются по длительности вегетационного периода: сорт Зарянка - раннеспелый, Альфа, Ленок, Тверской - среднеспелые, Росинка и Дипломат - позднеспелые.
Полевые эксперименты проводили на базе научно-технологического центра ВНИИМЗ (п. Эммаус, Калининский р-н, Тверская обл.) в 2011 и 2013 гг. Почвенный фон в эксперименте характеризовался средней степенью окультуренности: легкий механический состав; pHKCl 5,2-5,6, гумус 1,82-1,97%; обеспеченность фосфором Р2О5 - 298-396 мг/кг, калием - 161-182, азот - 16,3-18,2 мг/кг почвы. Обработка почвы состояла из зяблевой вспашки, ран-невесеннего боронования зяби и двух культиваций с боронованием. Предпосевная культивация проведена комбинированным агрегатом КБМ. В процессе подготовки почвы проведено предпосевное внесение Аммофоски в дозе Nз2Pз2Kз2. Для создания градаций азотного фона использовали аммиачную селитру в дозах 15, 30, 45 кг д.в/га.
Посев проводили в оптимальный для льна срок -первая декада мая. Норма высева - 20 млн. всхожих семян на 1 га. Использовали сеялку СЛН-1,6 с междурядьем 7,5 см. В фазе елочки посевы обрабатывали баковой смесью гербицидов (Агритокс + Секатор Турбо) с расходом рабочей жидкости 300 л/га.
Уборку проводили в фазе желтой спелости тереблением вручную. Повторность опыта трехкратная, учетная площадь делянки 5 м2.
Анализ содержания общего азота в растениях проведен по Кьельдалю (ГОСТ 13496.4-93) на трех ранних стадиях онтогенеза: елочка, быстрый рост и бутонизация. Пробы растений отбирали в трех по-вторностях. Фотометрический прибор ^тестер «OPTI-Science ССМ-200», измеряющий содержание хлорофилла в листьях и, посредством калибровки, оценивающий содержание азота в растении, использовали для экспресс-оценки на стадии быстрого роста. Новые сорта льна-долгунца характеризуются типичными для вида значениями по содержанию азота в растении и динамикой изменения его онтогенезе (таблица). Дисперсионный анализ показывает отсутствие между сортами значимых отличий по содержанию азота на стадии елочка, но на двух различия становятся более значимы для сортов с крайними показателями. Это связано с формирующимися в онтогенезе генотипическими различиями, проявляющимися на более поздних этапах развития. Наибольшие различия на трех стадиях отмечены между раннеспелым сортом Зарянка и позднеспелым Дипломат. Для всех сортов выявлено снижение относительного содержания азота в растении с увеличением возраста растения.
Интересным результатом стало наличие положительной корреляции между содержанием азота и урожаем соломы. Это может служить еще одним подтверждением важной роли азотного питания на ранних этапах онтогенеза для формирования биомассы и получения урожая. Урожай соломы указывает, что реализация потенциала изученных сортов проходила в благоприятных почвенно-климатичес-ких условиях, что было отмечено при фенологических наблюдениях.
Практический вывод из данного исследования предполагает необходимость контроля за поддержанием на достаточном уровне азотного питания льна на ранних этапах развития и, в случае дефицита, применения азотных подкормок. Этому направлению необходимо дальнейшее развитие для формирования рекомендаций как для традиционной технологии возделывания, так и для технологии точного земледелия.
Содержание азота в растении льна в период вегетации
Сорт Содержание азота, % Длительность вегетационного периода, дни Урожай соломы, ц/га
елочка быстрый рост бутонизация
Зарянка 3,39 2,25 1,96 75 61
Альфа 3,48 2,34 1,98 79 72
Ленок 3,48 2,37 2,03 80 73
Росинка 3,52 2,39 2,09 84 74
Дипломат 3,65 2,51 2,18 85 76
НСР05 0,62 0,11 0,11 5,5
В изучении реакции льна-долгунца на различные дозы азотных удобрений оценивали перспективный сорт Тверской на различных фонах азотного питания, созданных дополнительным внесением аммиачной селитры: 30, 45 и контроль Хорошо окультуренное экспериментальное поле характеризовалось достаточным количеством фосфора и калия для развития льна, в связи, с чем реакция растений на дозы азотного удобрения рассматривались как однофакторный эксперимент. По результатам вегетационного периода отмечается нелинейный прирост соломы от дозы аммиачной селитры (рис. 1). Математический анализ показывает, что дальнейший прирост урожая соломы за счет увеличения дозы аммиачной селитры при данных почвенных условиях нерационален: у = -1,75х2 + 15,65х + 40,75, при Я2 = 0,99. Наиболее эффективная результативность наблюдалась при Реализация сортового потенциала в данных условиях достигла 95% и дальнейшее увеличение дозы азотного удобрения на 50% ^45) может быть экономически необоснованным.
Используемый фотометрический метод растительной диагностики посевов льна, основанный на оценке содержания хлорофилла в листе, позволил определить в режиме реального времени уровень
Рис. 1. Зависимость урожая льносоломы (ц/га) сорта Тверской от дозы азотного
удобрения (^-контроль, 15, 30, 45)
^Х^^вО^ц/га^
\ \ \ \
Рис. 2. Расчетная потребность сорта льна-долгунца Тверской в азотных удобрениях ^ 15, 30, 45) с учетом планируемой урожайности льносоломы (40-80 ц/га) и показателей N тестера (150-400 ед.)
обеспеченности растений азотом. Бесспорно, что на результаты растительной диагностики влияют температура, влагообеспеченность, pH, особенности сорта, стадия онтогенеза [7]. Однако в данном од-нофакторном эксперименте варианты оценивали на различиях в дозе азотных удобрений. Исходя из расчета показателей планируемой урожайности льна, можно рекомендовать дополнительные дозы удобрений в качестве подкормки на ранних стадиях развития. На основании полученных данных предложен график потребности льна в азотных удобрениях с учетом планируемой урожайности льносо-ломы и показателей ^тестера (рис. 2).
Таким образом, разработка открытого информационного банка калибровочных таблиц для различных типов оптических ^тестеров и сенсоров для современных и перспективных сортов льна-долгунца позволит в режиме реального времени проводить корректировку в азотном питании растений на начальных этапах развития. Это направление в льноводстве должно не отставать от исследований по технологиям точного земледелия на зерновых культурах.
Литература
1. Хамутовский П.Р., Хамутовская Е.М., Балашенко Д.В. Урожайность и качество льна-долгунца сорта Згода в зависимости от доз азотных удобрений и норм высева семян / Льноводство: реалии и перспективы. Материалы международной научно-практической конференции, а/г Устье, Витебская обл., 27-28 июня 2013 г. РУП «Институт льна». -Могилев, 2013. - С. 180-182.
2. Ущаповский И.В., Корнеева Е.М., Белопухов С.Л., Дмитревская И.И., Прохоров И.С. Изучение биорегуляторов для предотвращения действия гербицидов на посевах льна-долгунца // Агрохимический вестник, 2014, № 4. - С. 27-29.
3. Тихомирова В.Я., Сорокина О.Ю., Кузьменко Н.Н. Новые аспекты в вопросах биологии и питания льна -долгунца: монография. - Тверь: Тверской государственный университет, 2012. - 108 с.
4. Ущаповский И.В., Мочкова Т.В., Смирнов И.Г., Личман Г.И., Марченко А.Н. Изучение особенностей адаптации точного земледелия к возделыванию льна-долгунца / Экология и сельскохозяйственные технологии: агроинже-нерные решения. Материалы VII международной научно-практической конференции 17-19 мая 2011 г. - СПб.: ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии, 2011, т. 1. - С. 56-61.
5. Афанасьев Р.А., Сопов И.В., Галицкий В.В. Принципы и опыт дифференцированного применения удобрений с использованием фотометрии // Плодородие, 2008, № 6 (45). - С. 14-16.
6. Щуклина О.А., Белоусова К.В., Литвинский В.А. Принципы фотометрической диагностики азотного питания растений // Доклады ТСХА, 2011, вып. 283. - С. 93-95.
7. Пасько С.В. Использование N-тестера для оперативной растительной диагностики азотного питания озимой пшеницы // Труды КубГАУ, 2007, вып. 1, № 5. - С. 112-115.
45
30
5
0
150
200
250
300
350
400
80
70
60
50
40
30
0
30
45
