Интегрированная диагностика плодородия чернозема обыкновенного нижнего Дона — Прогнозирование химического состава зерна сорго с применением многоэлементной диагностики
Прогнозирование химического состава зерна сорго с применением многоэлементной диагностики
Содержание химических элементов в зерне сорго в пределах производственного посева было неустойчиво и сильно варьировало (табл. 7).
Изменение содержания фосфора в зерне оказывает влияние на концентрацию и соотношение других химических элементов. Это приводит к нарушению их сбалансированности и, как следствие этого, к изменению качества зерна. Выявлена отрицательная связь между содержанием фосфора в зерне сорго и соотношениями Сl/К (-0,82), Cl/N(-0,72), Cl/S (-0,72) и положительная с Mg (0,73) и N (0,66).
Учитывая это, при выращивании сорго на черноземах обыкновенных карбонатных нежелательно применять хлорсодержащие удобрения, что может приводить к снижению содержанию фосфора в зерне и усилению роли кальция в разбалансированности питания растений, особенно на раннем этапе их развития. Сильное взаимодействие фосфора в зерне сорго с другими химическими элементами подтверждают и результаты множественно-регрессионного анализа.
Р, % = -0,39 + 0,2N + 2,2Mg –0,11Mg/Cl + 0,048K/Cl (2)
F(48, 44) = 5,8, R2 = 0,84
Р, % = 0,11 + 0,0325 K/Cl, (3)
F(48, 44) = 2,8, R2 = 0,65
Модели можно использовать при оценке качества зерна сорго по содержанию фосфора и сбалансированности с ним других элементов. Согласно модели 2 наилучшими условиями, обеспечивающими накопление фосфора в зерне не менее 0,5%, когда соотношение К/Cl в зерне не менее 14. При К/Сl меньше 5 — обеспеченность сорго фосфором неудовлетворительная. В данном случае показатель К/С1 выступает как интегральный индикатор условий, влияющих на обеспеченность растений фосфором. Важно отметить, что не только содержание фосфора в зерне зависит от содержания других химических элементов, но и содержание многих элементов и особенно их сбалансированность зависит от концентрации фосфора. В обобщенном виде это иллюстрирует формула сбалансированности питания:
Р, % = 0,617 – 0,215, n= 48
Mg | K | N | Zn | Fe | Mn | Ca | Sr | Rb | Cu | Ni | Si | S | Br | Cl |
0,7 | 0,7 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1,1 | 1,4 | 2,1 |
Таким образом, концентрация фосфора в зерне сорго находится в устойчивой связи с большим числом важнейших химических элементов, определяющих качество кормовой продукции. В условиях слабого накопления фосфора в зерне повышается вероятность накопления в нем хлора, брома и нарушение соотношения ведущих показателей качества кормовой продукции Р/Са, К/Са + Mg. Для контроля накопления фосфора в зерне сорго необходимо выявить интегральные показатели, доступные измерению в производственных условиях. В связи с этим проанализирована зависимость содержания фосфора в зерне сорго от агрохимических свойств почв, биометрических показателей роста и развития растений и химического состава сорго в фазу 6-8 листьев.
Разработана комплексная модель эффективного плодородия чернозема для прогнозирования условий, влияющих на накопление фосфора в зерне сорго (табл. 10).
Таблица 10- Модель плодородия чернозема обыкновенного для оценки соответствия агрохимических показателей пахотного слоя оптимальным условиям накопления фосфора в зерне сорго
Показатели | Амплитуда колебания | Оптимальные условия | Неблаго-приятные условия | |
среднее | V,% | |||
Р2О5, мг/кг | 19-35 | 30 | 5 | <20 |
К2О, мг/кг | 300-480 | 414 | 9 | <366 |
Са2+, мг-экв/100 г | 34,9-41,5 | 38,0 | 3 | >38,3 |
Мg2+, мг-экв/100 г | 2,7-8,3 | 6,2 | 29 | <4,0 |
К2О/Са2+ | 7,8-12,6 | 10,9 | 8 | <9,0 |
К2О/Мg2+ | 47-146 | 73,8 | 36 | >94,8 |
Са2+/Мg2+ | 4,6-14,3 | 6,8 | 37 | <10,0 |
Мg2+ /MgCO3 | 4,8-17,3 | 11,3 | 26 | <7,7 |
CaCO3/MgCO3 | 7,1-12,3 | 10,4 | 5 | <8,7 |
Са2+ /CaCO3 | 8,2-10,2 | 7,0 | 9 | >8,7 |
Установлено, что доступность растениям фосфора связана со сбалансированностью содержания в почве обменного кальция и кальция карбонатов. Высокая информативность этого показателя отмечена во все фазы развития сорго (6-8 листьев, цветение, уборка). Только по одному этому показателю до посева или в ранний период развития сорго можно оценивать условия накопления фосфора в зерне сорго:
Р, % = 0,81 — 0,0572Са2+/СаСО3, (4)
F(41,40) = 2,0 R2 = 0,48
Корреляция общего содержания фосфора в зерне сорго с количеством подвижного фосфора в почве не достоверна. Это указывает на низкую доступность фосфора растениям, не зависимо от его содержания в почве.
Установлено, что химический состав зерна сорго находится в определенной корреляции с химическим составом растений в фазу 6-8 листьев:
Р, % = 0,032 + 0,38N + 1,61Са – 12,5S – 0,074Si + 0,0017Cu – 0,0049Br –
-0,0077Zn/Ca+ 8,45S/Ca – 0,064P/Ca – 0,27N/Ca (5)
F(48, 38) = 2,5 R2 = 0,69
Р, % = 0,86 – 0,0052Вr – 0,778Zn/Ca + 0,18S/Ca-0,468P/Cl (6)
F(48,44) = 2,2 R2 = 0,58
Ведущее значение в прогнозировании условий, влияющих на накопление фосфора в зерне сорго на раннем этапе развития растений, имеет учет соотношения фосфора с хлором и соотношения кальция с цинком, азотом, серой. Даже с учетом только этих показателей и содержания брома возможно задолго до уборки урожая прогнозирование накопления фосфора в зерне сорго (модель 6).
Таким образом, накопление фосфора в зерне сорго определяется большим числом факторов, в том числе и сбалансированностью питания растений по фазам вегетации. При использовании только почвенных или только растительных показателей невозможно добиться высокой точности (с коэффициентом детерминации более 70%) прогноза обеспеченности сорго фосфором. Необходимо использовать комплексную систему показателей с включением в нее данных почвенного и растительного анализов: содержание Вr, соотношения Zn/Ca, Р/С1 в надземной массе растение (фаза 6-8 листьев);содержание Са2+, СаСО3, MgCO3, соотношение Са2+/СаСО3в пахотном слое почвы.
Практическое использование этой диагностической системы показателей возможно по регрессионным моделям:
Р, % = 2,55 – 0,006Zn/Ca – 0,049Р/С1 – 0,26Са2+/СаСО3 – 0,0049Вr + 0,49Са2+ —
— 0,37СаСО3 + 0,44MgCO3 (7)
F(48,41) = 2,9, R2 = 0,71
Р, % = 2,04 – 0,0049Zn/Ca – 0,032Р/С1 + 0,012Dm – 0,25Са2+/СаСО3 – 0,0022Вr + +0,049Са2+ — 0,35СаСО3 + 0,343MgCO3 (8)
F(48, 40) = 3,9 R2 = 0,8
Модель 7 включает показатели, которые доступны измерению на раннем этапе развития сорго (фаза 6-8 листьев). Модель 8 дополнительно включает данные по длине метелки (Dm), что повышает ее достоверность. Но она может использоваться только в фазы цветения – уборка для диагностики условий накопления фосфора в зерне сорго до посева. Модели разработаны для почв с содержанием подвижного фосфора не менее 15 мг/кг почвы и с рН не ниже 7 в условиях достаточной обеспеченности растений азотом.
