Глава 1. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектами исследований являлись:
1) родительский питомник картофеля, используемый для целенаправленной селекции в соответствие с селекционной программой на 2006-2015 гг.
2) саженцы абрикоса сорта Пикатнтый.
1.2. ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ
Предметом исследования являлось влияние сапропеля на рост, развитие и продуктивность растений картофеля, а также на интенсивность однолетнего прироста саженцев абрикоса. Для проведения исследований использовали органо-известковый сапропель озера Оренбург Еткульского района Челябинской области, химический состав которого представлен в таблице 1.
В соответствие с Техническими условиями ТУ 10.11.860-90 сапропель озера Оренбург Еткульского района Челябинской области относится к органо-известковым сапропелям 2-го класса пригодности с содержанием органического вещества 56,3% и слабощелочной реакцией среды - 8,6. Анализ химического состава и экологическая оценка безопасности отложений озера Оренбург при их применении в качестве удобрения почвы и сельскохозяйственных растений показали, что содержание экологически небезопасных элементов, таких как кадмий, мышьяк и ртуть не превышает предельно-допустимых концентраций (ПДК), определяемых Техническими условиями. По содержанию кадмия и ртути сапропель озера Оренбург соответствует 1-му классу пригодности и только по наличию мышьяка соответствует 2-му классу пригодности (табл. 2).
Данные таблицы 1 свидетельствуют, что отложения озера Оренбург можно рассматривать как источник элементов питания для культурных растений, прежде всего, азота (кратность накопления по сравнению с усредненным содержанием элемента в почве - 16,7), кальция (7,67), фосфора (3,12), серы (2,01), стронция (2,04), меди (1,20), кобальта (1,14) и цинка (1,01). Эти элементы относятся к легкоподвижным и подвижным по миграционной способности в почвах. Все они играют важную биологическую роль в жизни растений, являясь биологически активными элементами. В связи с чем, применение сапропелевых отложений озера Оренбург Еткульского района Челябинской области должно оказывать положительное влияние на почвенные условия, рост и развитие сельскохозяйственных растений.
1.2. МЕСТО И УСЛОВИЯ ПОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
Исследования проводятся в ГНУ ЮУНИИПОК в двух лабораториях:
1) плодовых культур и 2) селекции и технологии картофеля.
В обоих случаях почвой опытного участка был выщелоченный чернозем среднесуглинистого механического состава с пахотным горизонтом 30 см. При этом почвы лаборатории плодовых культур по плодородию в значительной степени превосходили почву лаборатории селекции и технологии картофеля (табл. 3).
Таблица 3. Агрохимические свойства почвы опытного участка 2004-2006 гг.
Метеорологические условия за вегетационного периода представлены в таблице 4.
В целом период активной вегетации 2009 года по гидротермическому коэффициенту следует охарактеризовать как недостаточно-влажный (ГТК= 1,17). По распределению тепла и суммы осадков в течение вегетационного периода отмечались существенные отклонения от нормы. В июне наблюдалась жесткая почвенная и воздушная засуха (ГТК=0,39) на фоне повышенных температур воздуха (+2,0 °С) и дефицита осадков (38% нормы).
Июль по метеорологическим показателям был близок к среднемноголетним величинам. Температура августа была на 0,4°С выше нормы, а осадков выпало в 1,5 раза больше, чем обычно.
Таким образом, погодные условия 2009 года в целом были благоприятными для выращивания саженцев плодовых культур, но не благоприятными для возделывания картофеля.
1.3. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Цель исследований: Изучить влияние органо-известкового сапропеля озера Оренбург Еткульского района Челябинской области на продуктивность картофеля и интенсивность однолетнего прироста саженцев абрикоса.
В задачи исследований входило:
1) Установить влияние сапропелевых отложений на рост, развитие и урожайность картофеля;
2) Изучить влияние сапропеля озера Оренбург на интенсивность однолетнего прироста саженцев абрикоса.
Опыты на культуре картофеля закладывались в четырехкратном повторении в селекционном питомнике «одноклубневок». Площадь опытной делянки - 10 м2. Размещение вариантов в повторениях - рендомизированое.
Схема опыта:
1. Контроль (без сапропеля);
2. Сапропель, 25 т/га;
3. Сапропель 50 т/га;
4. Сапропель, 75 т/га;
5. Сапропель, 100 т/га.
Опыты на абрикосе закладывались в шестикратном повторении. Количество саженцев на делянке - 70 штук. Число саженцев в одном варианте - 420 штук (70x6). Размещение вариантов в повторениях -рендомизированое.
Схема опыта:
1. Почва без сапропеля (контроль);
2. Почва + Сапропель в соотношении 3:1;
3. Почва + Сапропель в соотношении 2:1;
4. Почва + Сапропель в соотношении 1:1;
5. Почва + Сапропель в соотношении 1:2;
6. Почва + Сапропель в соотношении 1:3.
Глава 2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Влияние сапропеля на почвенное плодородие
Органо-известковый сапропель озера Оренбург Еткульского района Челябинской области, содержащий 56,3% органического вещества (на сухое вещество), прежде всего, следует рассматривать как органическое удобрение оказывающее благоприятное влияние на плодородие почвы и за счет этого повышающее урожайность сельскохозяйственных культур.
В результате исследований, выполненных в условиях 2009 года, установлено, что применение сапропеля под картофель (при внесении перед посадкой в дозах от 25 до 100 т/га) оказывает положительное влияние на свойства выщелоченного чернозема (табл. 5).
Таблица 5 - Физические свойства почвы (в период вегетации) и агрохимические свойства почвы (в конце вегетационного периода 2009 года) в зависимости от доз органо-известкового сапропеля
Данные таблицы 5 свидетельствуют о том, что внесение сапропеля обеспечивает положительные изменения почвенной структуры, в частности снижает плотность почвы в пахотном горизонте на 0,01-0,05 г/см и способствует повышению влажности почвы на 1,0-2,7% ППВ по сравнению с контролем. Благоприятные для растений картофеля изменения физических свойств почвы объясняется как механическим привнесением свежего органического материала, содержащего частицы разного размера, так и физико-химическими процессами, протекающими при взаимодействии почвы с сапропелем, за счет чего с одной стороны повышается влагоемкость и водообеспеченность почв, а с другой - наблюдается повышение рыхлости, порозности и воздухопроницаемости почвы.
Внесение в почву сапропелевых отложений озера Оренбург оказывает существеннее влияние и на агрохимические свойства почвы. Особенно благоприятно воздействие сапропелей на баланс гумуса в почве: к концу вегетационного периода 2009 года отмечено повышение содержание гумуса в почве по сравнению с фоном (до закладки опыта) в вариантах с использованием сапропеля в дозах 50 т/га и более. В максимальной дозе (100 т/га) внесение сапропеля увеличило содержание органических веществ в почве на 0,08%, обеспечив положительный баланс гумуса. Необходимо также помнить, что накопление гумуса - это продолжительный процесс, поэтому более достоверные выводы можно будет сделать только после 3-4-летних исследований почвы.
Внесение свежего органического вещества оказало благотворное влияние на питательный режим почвы. Содержание подвижных форм азота, фосфора и калия в почве к концу вегетации при использовании сапропеля в дозах от 50 до 100 т/га имело тенденцию к повышению. В дозе 100 т/га содержание в пахотном слое нитратного азота возрастало на 13,0 мг/кг по сравнению с контролем, а подвижного фосфора - на 8,7 мг/кг и обменного калия - на 5,4 мг/кг по сравнению с фоном. Учитывая, что по мере увеличения доз внесения сапропеля отмечается рост урожайности картофеля, а как следствие возрастает вынос питательных веществ из почвы, можно сделать вывод о том, что использование органо-известковых сапропелей озера Оренбург Еткульского района Челябинской области обеспечивает улучшение физических и агрохимических свойств почвы (выщелоченных среднесуглинистых черноземов).
2.2. Влияние сапропеля на урожайность картофеля
Изучение влияния сапропеля на рост, развитие и продуктивность растений картофеля проводились в родительском питомнике на растениях различных сортов картофеля (64 сортообразца, в таблицах представлены средние данные по питомнику).
В результате исследований установлено, что применение сапропеля ускоряло появление всходов картофеля на 2-3 дня. Эта закономерность сохранялась вплоть до конца вегетационного периода: наступление последующих фаз (бутонизация, цветение, начало отмирания ботвы, полное увядание) отмечалось на 2-4 дня раньше, чем на контроле.
Отчетливое положительное влияние сапропеля на рост и развитие растений картофеля отмечалось в вариантах от 50 до 100 т/га. Так, например, при использовании сапропеля в дозе 50 т/га масса надземных вегетативных органов была на 9,2% (325,5 г/куст), в дозе 75 т/га - на 13,0% (336,8 г/куст) и в дозе 100 т/га - на 17,9% (351,5 г/куст) больше, чем на контроле (298 г/куст). Аналогичная закономерность отмечается и по влиянию сапропеля на площадь ассимиляционной поверхности листьев. В варианте с внесением сапропеля в дозе 50 т/га площадь листовой поверхности увеличивалась на 7,5%, в дозе 75 т/га - на 12,7% и в дозе 100 т/га - на 16,8% по сравнению с контролем.
Применение органо-известкового сапропеля оказывало положительное влияние на интенсивность фотосинтеза растений картофеля, не только увеличивая площадь ассимиляционной поверхности листьев, но и повышая содержание хлорофилла в листьях. Так, содержание хлорофилла в листьях при использовании сапропеля в дозах от 50 до 100 т/га варьировало от 0,57 до 0,64% (на сырую массу листьев), что было на 0,05-0,12% больше, чем на контроле.
Оказывая положительное влияние на фотосинтетическую деятельность картофельного растения органо-известковый сапропель озера Оренбург (Еткульского района) способствовал повышению продуктивности растений, а как следствие увеличивал урожайность клубней картофеля (табл. 7).
Таблица 7 - Продуктивность растений картофеля при использовании возрастающих доз органо-известкового сапропеля озера Оренбург Еткульского района, 2009 г.
Применение сапропеля в дозе 50 т/га в условиях 2009 года повышало урожайность картофеля на 4,25 т/га или на 12,1% по сравнению с контролем. Внесение дозы 75 т/га давало прибавку урожая 16,7%, использование сапропеля в дозе 100 т/га повышало урожай картофеля на 7,53 т/га или на 21,4% по сравнению с контролем.
В условиях 2009 года сапропель озера Оренбург (Еткульского района Челябинской области) повышал продуктивность растений картофеля за счет увеличения средней массы клубней (на 9,9-20,1%), тогда как количество клубней в гнезде изменялось не существенно.
2.3. Результаты исследований на абрикосе
В результате исследований на абрикосе установлено, что применение органо-известкового сапропеля озера Оренбург в качестве дополнительного субстрата для выращивания саженцев плодовых культур существенно увеличивает высоту однолетних приростов саженцев абрикоса (табл.8).
Таблица 8 - Влияние органо-известкового сапропеля на интенсивность однолетних приростов саженцев абрикоса в условиях 2009 года
Как видно из таблицы 5 лучший результат получен при выращивании саженцев абрикоса на субстрате в соотношениях почва - сапропель 1:3 (на 1 часть почвы 3 части сапропеля). Величина однолетних приростов на этом варианте повышалась на 56,8% по сравнению с контролем.
Вдвое ниже эффективность варианта, где сапропель смешивали с почвой в соотношении 2:1 - 12,7 см или 33,8% по сравнению с контролем.
В вариантах с применением сапропеля в других соотношениях не давало существенной прибавки, то есть величина однолетних приростов не превышала ошибки опыта (НСР05 = 6,0).
Таким образом, установлено, что в условиях в 2009 года увеличение количества сапропеля озера Оренбург Еткульского района Челябинской области, используемого в качестве дополнительного субстрата при выращивании саженцев абрикоса, до соотношения 3:1 оказывает существенное положительное влияние на высоту однолетних приростов.
ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ
В результате изучения влияния органо-известкового сапропеля озера Оренбург Еткульского района Челябинской области на продуктивность картофеля и интенсивность однолетних приростов саженцев абрикоса в условиях 2009 года сделаны следующие выводы.
1. В соответствие с Техническими условиями ТУ 10.11.860-90 сапропель озера Оренбург Еткульского района Челябинской области относится к органо-известковым сапропелям 2-го класса пригодности с содержанием органического вещества 56,3% и слабощелочной реакцией среды (pH=8,6);
2. Сапропелевые отложения озера Оренбург следует рассматривать, прежде всего, как органическое удобрение, оказывающее благоприятное влияние на плодородие почвы и за счет этого повышающее урожайность сельскохозяйственных культур.
Применение сапропеля в дозе 100 т/га обеспечивает благоприятные изменения водно-физических и агрохимических свойств выщелоченного чернозема: плотность почвы в пахотном горизонте снижалась на 0,05 г/см3, влажность почвы повышалась в среднем на 2,7%; по сравнению с фоном содержание гумуса к концу вегетации увеличивалось на 0,07%, подвижного фосфора - на 8,7 мг/кг и обменного калия - на 5,4 мг/кг, а нитратного азота возрастало на 13,0 мг/кг по сравнению с контролем.
3. По химическому составу органо-известковый сапропель озера Оренбург можно рассматривать как источник элементов минерального питания для культурных растений, прежде всего, азота (кратность накопления по сравнению с содержанием в почве - 16,7), кальция (7,67), фосфора (3,12), серы (2,01), стронция (2,04), меди (1,20), кобальта (1,14) и цинка (1,01).
4. Применение сапропеля озера Оренбург под картофель в дозах от 50 до 100 т/га ускоряет фенологическое развитие растений картофеля (на 2-3 дня), стимулирует рост и развитие вегетативных органов (на 9,2-17,9%), увеличивает площадь листовой поверхности (на 7,5-16,8%) и содержание хлорофилла в листьях (на 0,05-0,12% по сравнению с контролем), а за счет этого оказывает существенное влияние на продуктивность растений картофеля.
5. Внесение органо-известкового сапропеля в дозах от 50 до 100 т/га обеспечивает достоверное увеличение урожайности картофеля на 4,25-7,53 т/га или на 12,1-21,4% по сравнению с контрольным вариантом (без сапропеля).
6. Использование сапропеля озера Оренбург (Еткульского района Челябинской области) в качестве субстрата для выращивания саженцев абрикоса в смеси с почвой в соотношения 3:1 существенно увеличивает интенсивность ростовых процессов, повышая величину однолетних приростов на 56,8% по сравнению с контролем.
Исследования в данных направлениях следует продолжить, чтобы выяснить причины снижения высоты однолетних приростов в варианте использования сапропеля в соотношении с почвой 1:1, а также для получения более достоверных выводов по влиянию органо-известкового сапропеля озера Оренбург (Еткульского района Челябинской области) на почвенное плодородие.
Ответственный за обобщение результатов исследований:
Васильев А.А. кандидат с.-х. наук