Полагают, что накопление высокой концентрации фосфора при низком уровне содержания цинка вызывает синдром «фосфорной повышенной потребности в цинке». В некоторых культурах, таких, как картофель и хлопчатник, низкое содержание цинка в сочетании с высокой подачей фосфора приводит к отравлению фосфором из-за усиления его потребления, что приводит к накоплению P в листьях. Однако в пшенице можно видеть процесс аккумуляции фосфора в отмирающих листьях с последующим удалением его из растения (Alloway, 2004).
При исследовании риса, Нойе и Мармариль (Neue, Marmaril, цитировано по Alloway, 2004) отметили, что применение фосфора снижает в основном количество получаемого из почвы цинка, нежели получаемого из удобрений. При этом в почве образуются органические комплексы металл-фосфат.
1.4 Коррекция дефицита цинка. Микроудобрения
Основным способом компенсации цинкового дефицита является внесение микроудобрений. Формирование нормативной базы по их эффективному использованию целесообразно проводить по той же системе, как и по макроудобрениям, т.е. на уровне природно-сельскохозяйственных зон, провинций, подпровинций и областей. Объективность нормативной базы обусловлена качеством и количеством полевых опытов, необходимость которых актуальна и по сей день. В результате обобщения и анализа множества полевых опытов А. Н. Аристарховым составлена таблица доз цинковых удобрений для внесения под основные культуры.
Из приведённой таблицы видно, что зональные дозы микроудобрений под одни и те же культуры имеют существенные различия, что обуславливает их дифференцированное применение. Для большинства культур установлена общая тенденция увеличения доз применения микроудобрений от более северных зон к южным, за исключением пропашных культур (сахарная свёкла, картофель) (Аристархов, 2000).
Таблица 2. Дозы цинковых удобрений под основные культуры.
| Культуры | Южно-таёжно-лесная зона | Лесостепная зона | Степная зона | Сухостепная зона |
| Зерновые | 2.9 (2.3 – 3.2) | 2.7 (2.7 – 3.2) | 3.3 (3.0 – 3.7) | 2.5 (2.3 – 2.6) |
| кукуруза (з. м.) | 2.5 (2.0 – 3.0) | 2.9 (2.0 – 3.0) | 5.0 (4.0 – 5.0) | 5.5 (5.5 – 6.5) |
| кукуруза (зерно) | - | 3.9 (3.5 – 4.5) | 4.1 (4.0 – 5.0) | 6.3 (5.5 – 6.5) |
| зернобобовые | - | 4.2 (4.0 – 5.0) | - | - |
| сахарная свёкла | 4.1 (3.5 – 4.5) | 3.3 (3.0 – 4.0) | 3.0 (3.0 – 4.0) | - |
| картофель | 4.3 (4.0 – 5.0) | 3.5 (3.0 – 4.0) | - | 3.7 (3.0 – 4.0) |
При выявлении дефицита цинка у растений наряду с основным применением микроудобрений, достаточно эффективны и экономичные способы – предпосевная обработка семян и некорневые подкормки растений. Кроме того, целесообразно обрабатывать семена и посевы микроудобрениями на полях, с которых ожидают получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур, и на почвах с повышенным общим содержанием микроэлементов (Аристархов, 2000). В подобной практике применения микроудобрений предпосевной обработки семян и некорневой подкормки при экономном расходовании препаратов хорошо совмещаются с протравливанием семян, борьбой с вредителями и болезнями вегетирующих растений. Как сообщает А. Н. Аристархов (2000), цинковые удобрения больше тяготеют к основному внесению, но в степной и сухостепной зонах обработка семян и некорневые подкормки более эффективны или не уступают основному внесению.
Глава 2. Объекты и методы исследования
Вегетационный опыт был заложен на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве, отобранной на территории УО ПЭЦ Чашниково.
Погодные условия за период проведения вегетационного опыта описаны в табл.3.
Таблица 3. Погодные условия во время проведения вегетационного опыта
| месяц | средняя toC воздуха | сумма осадков, мм |
| июнь | 18,1 | 21,7 |
| июль | 19,3 | 56,3 |
| август | 20,7 | 76,2 |
Почвой набивались сосуды ёмкостью 5 кг. Схема опыта представлена в табл.4. Контрольный вариант – почва без удобрений. В почву вариантов NPK вносилось полное минеральное удобрение в порошке с постоянным количеством азота и калия (100 мг/кг) и разными дозами фосфора (100, 200 и 300 мг/кг). Через сутки в соответствующие сосуды было добавлено микроудобрение в виде раствора соли ZnSO4 в рекомендованном Аристарховым количестве (3 мг/кг) и повышенной дозе (10 мг/кг) (все вышеуказанные единицы – в расчёте на действующее вещество). Ещё через двое суток были высажены растения ячменя сорта «Сонет» по 10 семян на сосуд.
Все варианты выполнялись в четырёхкратной повторности.
Сбор урожая был произведён в период восковой спелости. Растения срезались на уровне 2 см от почвенной поверхности. Колосья были отделены от стеблей, весь материал был высушен и впоследствии взвешен.
Таблица 4. Варианты опыта
| Вариант | номер образца |
| Контроль | 21, 2, 62, 81 |
| Zn 3 мг/кг | 88, 86, 87, 85 |
| Zn 10 мг/кг | 17, 18, 16, 84 |
| NPK | 4, 89, 3, 20 |
| NP2K | 78, 82, 83, 79 |
| NP3K | 80, 40, 11, 49 |
| NPK+ Zn 3 мг/кг | 12, 13, 32, 14 |
| NP2K+ Zn 3 мг/кг | 36, 52, 90, 47 |
| NP3K+ Zn 3 мг/кг | 48, 51, 31, 22 |
| NPK+ Zn 10 мг/кг | 53, 95, 96, 54 |
| NP2K+ Zn 10 мг/кг | 1, 77, 23, 35 |
| NP3K+ Zn 10 мг/кг | 37, 50, 25, 24 |
Почвенные образцы были отобраны в количестве 500 г из каждого сосуда со всей его глубины, высушены и растёрты (диаметр частиц ≤ 1 мм).
Агрохимические исследования проводились по общепринятым методам (Минеев (ред.), 2001):
· почва: определение pH в водных вытяжках с помощью pH-метра, суммы поглощённых оснований – методом титрования по Каппену-Гильковицу, содержания гумуса – методом Тюрина, валового содержания цинка, железа и марганца – эмиссионным спектральным методом, содержания подвижных форм цинка, железа и марганца – в ацетат-аммонийных вытяжках (pH=4,8) с соотношением почва-раствор 1:10, и содержания кислоторастворимых форм цинка в вытяжках HCl 1н 1:10 – атомно-абсорбционным методом, содержания калия и фосфора – в вытяжках 0.2М HCl 1:5 (по Кирсанову): K пламенно-фотометрическим методом и P фотоколориметрическим методом;
· солома и зерно озолялись при t=450oC; зола растворялась в 10% HCl при нагревании; в растворе определяли Zn, Fe, Mn методом ААС и P фотоколориметрическим методом, N в зерне – методом Кьельдаля.
Глава 3. Результаты и их обсуждение
почва растение металл удобрение
3.1 Агрохимическая характеристика почвы
Сумма поглощённых оснований в исходной почве составила 8.4 мг-экв./100 г. Степень насыщенности основаниями – 75%.
Показатели агрохимического состояния почвы опыта приведены в табл.5.
Таблица 5. Агрохимические свойства почвы
| вариант | содержание гумуса, % | pHводн | гидролитическая кислотность, мг-экв./100 г | K2O мг/100г | P2O5 мг/100г |
| контроль | 2,49 | 6,4 | 2,8 | 12,3 | 47 |
| Zn 3 мг/кг | 2,65 | 6,3 | 2,6 | 13,7 | 45 |
| Zn 10 мг/кг | 2,56 | 6,7 | 3,0 | 11,5 | 26 |
| NPK | 2,65 | 6,8 | 4,2 | 10,2 | 47 |
| NP2K | 2,58 | 6,2 | 4,4 | 12,0 | 65 |
| NP3K | 2,41 | 6,2 | 4,5 | 12,1 | 69 |
| NPK+ Zn 3 мг/кг | 2,57 | 7,2 | 4,2 | 10,4 | 56 |
| NP2K+ Zn 3 мг/кг | 2,69 | 6,3 | 4,4 | 10,5 | 60 |
| NP3K+ Zn 3 мг/кг | 2,49 | 6,1 | 4,5 | 9,4 | 73 |
| NPK+ Zn 10 мг/кг | 2,51 | 5,8 | 4,2 | 12,1 | 51 |
| NP2K+ Zn 10 мг/кг | 2,45 | 5,8 | 4,4 | 9,5 | 51 |
| NP3K+ Zn 10 мг/кг | 2,49 | 6,0 | 4,5 | 8,9 | 74 |
Содержание подвижных соединений калия в почве опыта изменялось от 9.5 до 13.7 мг/100 г. Согласно группировкам почв по их содержанию (Минеев (ред.), 1989) данная дерново-подзолистая почва повышенно обеспечена калием (повышенная обеспеченность: 10 – 15 мг/100г).
Количество подвижных форм фосфора в почве опыта варьирует от 26 до 74 мг/100 г и относит почву к группе очень высоко обеспеченных фосфором (очень высокая обеспеченность: >30 мг/100г). Внесение соединений цинка (особенно 10 мг/кг) в исходную почву привело к снижению концентрации подвижных соединений фосфора до минимальной (26 мг/100 г), что, вероятно, может быть связано с образованием труднорастворимых соединений фосфатов цинка. При применении возрастающих доз фосфорных удобрений наблюдается увеличение количества подвижных фосфатов, что может быть подтверждением гипотезы А. Ю. Кудеяровой (2005) об образовании подвижных цинк-фосфатных или цинк-органофосфатных комплексов.
Гидролитическая кислотность возросла в вариантах с внесением макроудобрений по сравнению с контрольным вариантом пропорционально увеличению доз фосфора, что связано с процессами гидролиза при взаимодействии удобрений с почвенным раствором.
3.2 Определение эффективности внесения макро- и микроудобрений
Урожай основной и побочной продукции ячменя по вариантам опыта распределился следующим образом (табл.6).
Таблица 6. Урожайные данные
| вариант | масса зерна, г | масса соломы, г |
| контроль | 2,3 | 2,3 |
| NPK | 8,9 | 9,8 |
| NP2K | 10,1 | 10,9 |
| NP3K | 9,4 | 11,6 |
| Zn 3 мг/кг | 2,5 | 2,7 |
| Zn 10 мг/кг | 1,5 | 2,2 |
| NPK+ Zn 3 мг/кг | 9,9 | 10,8 |
| NP2K+ Zn 3 мг/кг | 8,2 | 10,9 |
| NP3K+ Zn 3 мг/кг | 8,8 | 11,1 |
| NPK+ Zn 10 мг/кг | 5,0 | 8,3 |
| NP2K+ Zn 10 мг/кг | 7,8 | 10,1 |
| NP3K+ Zn 10 мг/кг | 8,7 | 10,2 |
| НСР0,5 | 1,4 | 0,8 |
Внесение микроудобрения достоверно не повлияло на урожай по сравнению с контролем.
В вариантах с внесением полного минерального удобрения произошло достоверно значимое увеличение урожая при всех дозах фосфора (по закону Либиха лимитирующими факторами урожайности являются содержания N и K). Также подействовало внесение полного минерального удобрения в сочетании с рекомендованной дозой Zn 3 мг/кг. Данная доза цинка не обеспечила прибавку урожая в сравнении с внесением полного минерального удобрения. Следовательно, внесение цинковых удобрений в высоко обеспеченную фосфором дерново-подзолистую почву при выращивании ячменя неэффективно.