Водные и песчаные культуры




Вопросы для самоконтроля

1. Каково значение полевого метода исследования в агрохимии?

2. Какие основные требования предъявляют к опытному участку?

3. Что такое схема опыта и схематический план опыта?

4. Составьте схемы полевых опытов с видами минеральных удобрений.

5. Составьте схемы полевых опытов с формами азотных удобрений.

6. Составьте схемы полевых опытов с дозами азотных удобрений.

7. Составьте схему многофакторного опыта.

8. Что такое программа опыта и что она отражает?

 


Лекция 2

 

ЗАКЛАДКА И ПРОВЕДЕНИЕ ПОЛЕВЫХ ОПЫТОВ

Схемы полевых опытов с удобрениями.

Постановка полевого опыта требует разработки методически правильной схемы, при этом прежде всего должен быть соблюден принцип единственного различия. Варианты схемы должны отражать те вопросы, на которые необходимо получить ответ с помощью опыта. Схема опыта должна обязательно включать вариант сравнения (контрольный). В однофакторных опытах с различными видами минеральных удобрений контрольным вариантом служит вариант без удобрений (абсолютный контроль). В опытах по изучению доз, форм, сроков и способов внесения удобрений контрольными являются варианты без удобрений (абсолютный контроль) и фоновый, т.е. вариант, на фоне которого изучают удобрения.

В многофакторных опытах, где удобрения изучают на фоне нескольких агротехнических приемов (полив, без полива, известкование, совместное применение различных органических удобрений), контрольных вариантов может быть несколько. В зависимости от количества изучаемых факторов опыты могут быть одно-, двух-, трехфакторными.

При постановке полевых опытов с удобрениями и разработке схем нужно стремиться к тому, чтобы число вариантов было минимальным, но при этом они должны давать исчерпывающий ответ на поставленный экспериментатором вопрос.

 

Опыты с видами удобрений

Основная цель опытов с разными видами минеральных удобрений – выявить отзывчивость растений на то или иное удобрение в отдельности и их сочетания.

В связи с многообразием типов, подтипов почв страны и их неодинаковым плодородием урожайность и качество сельскохозяйственных культур даже в пределах одного региона при применении удобрений значительно колеблются.

Зная потребность растений в конкретных видах удобрений, хозяйства могут рационально использовать их и избежать покупки неэффективных удобрений.

В России имеются почвы с различным содержанием доступного азота, фосфора и калия, поэтому действие азотных, фосфорных и калийных удобрений на них может проявляться по-разному. Полный исчерпывающий ответ об эффективности различных видов удобрений может дать только полевой опыт с правильно спланированной схемой. Для постановки таких опытов в научной работе широко используют восьмерную схему фр. Ученого Ж, Вилля. Эту схему использовал Д.Н. Прянишников в 30-е годы ХХ в. Схема Ж. Вилля включает изучение отдельных видов удобрений и их комбинаций: 1) контроль; 2) N; 3) Р; 4) К; 5) NР; 6) NК; 7) РК; 8) NРК. Эта схема глубоко раскрывает задачу опыта и дает возможность оценить действие удобрений в отдельности и их сочетания.

При постановке такого опыта дозы азота, фосфора и калия во всех вариантах должны быть одинаковыми. Для сравнения здесь используют только вариант без удобрений; прибавки в центнерах, тоннах или процентах рассчитывают по отношению к контролю.

Схема Ж. Вилля может быть включена в схему многофакторных опытов. Так, напр., действие видов удобрений может быть изучено по фону извести и без нее, при поливе и без полива, с микроэлементами и без них, в этом случае вариантов сравнения может быть несколько.

 

Опыты с формами удобрений

Эффективность минеральных удобрений на изучаемых культурах зависит от принятой формы удобрений. Это связано, прежде всего, с неодинаковой отзывчивостью растений на химический состав удобрений, а также с различными превращениями удобрений в почвах. Напр., для большинства растений небезразлично, в какой форме (хлорсодержащей или сернокислой) вносят калийное удобрение. Большинство растений не выносят избыточной концентрации хлора в почвенном растворе и менее чувствительны к аниону серной кислоты.

Д.Н. Прянишников установил, что HCl быстрее поступает в клетки, чем H2SO4 и при одинаковой кислотности внешнего раствора растение почувствует вред от соляной кислоты, чем от серной. Особенно чувствительны к хлору гречиха, картофель, табак.

Формы азотных удобрений также по-разному влияют на урожай и качество. Во- первых, количество катиона (NH4+) и аниона (NO3-), поступающих в растение, зависит от реакции почвенного раствора и биологических особенностей культуры. Во-вторых, сульфат аммония, аммонийная селитра относятся к физиологически кислым удобрениям, а кальциевая и натриевая селитры – к физиологически щелочным. На дерново- подзолистых кислых почвах первые могут дополнительно подкислять почву, а вторые – снижать кислотность. Отношение же культур к кислотности разное, в большинстве случаев они ее не выносят.

Формы фосфорных удобрений по эффективности также неодинаковы. На нейтральных почвах действие фосфоритной муки может проявиться незначительно или его не будет совсем, в то время как от суперфосфата на всех типах почв с разной кислотностью получают дополнительные прибавки.

Опыты по изучению форм удобрений должны проводиться в случае, когда установлено положительное действие того или иного виды удобрения. Поэтому дозы удобрений, применяемые при постановке опытов с формами удобрений, должны быть такими же, как при изучении видов удобрений.

При составлении схем полевых опытов с формами удобрений контрольными должны быть варианты без удобрений и фоновый, т.е. такой, который предусматривает изучение форм одного вида на фоне двух других.

Схема полевого опыта по изучению форм азотных удобрений на зерновых культурах может быть следующей: 1) контроль (без удобрений); 2) Р60К60 (фон); 3) фон + NМ60; 4) фон + Nаа60; 5) фон + Nа60; 6) фон + Nса60.

Опыты по изучению форм удобрений предусматривают одинаковую технику их внесения.

Опыты с дозами удобрений

Действие видов и форм минеральных удобрений на урожайность сельскохозяй- ственных культур на той или иной почвенной разности какого-либо региона не может дать полного представления об эффективности доз удобрений и их соотношений. Опыты с дозами удобрений позволяют определить тот оптимальный вариант, при котором получают максимальную урожайность с хорошими показателями качества и высокой экономической эффективностью. Стандартное (испытываемое) удобрение должно быть взято в нескольких дозах по питательному веществу.

Как и в опытах с формами удобрений, в схему необходимо вводить оптимальный фон, так как действие испытываемого удобрения на почвах с низкой и средней обеспеченностью тем или иным элементом будет эффективным на фоне недостающих элементов. Другая причина включения фонового варианта состоит в том, что варианты с дозами ставятся в положение минимального фактора.

Напр., 1) контроль (без удобрений); 2) Р60К60 (фон); 3) фон + NМ30; 4) фон + NМ60; 5) фон + NМ90; 6) фон + NМ120; 7) фон + NМ150.

В приведенной схеме полевых опытов с дозами азотных удобрений последние рассматриваются на одном фоне - Р60К60.

 

Сопутствующие наблюдения и учеты.

Уход за растениями на опытных делянках проводят, так же как и в общих посевах хозяйства, в соответствии с необходимостью. Основой является борьба с сорной растительностью, вредителями и болезнями. Если в хозяйстве своевременно проводят все агротехнические приемы и используют высококачественные семена, перепревший навоз, посевы остаются чистыми в течение одной или двух ротаций семипольного севооборота. Сложнее бороться с болезнями и вредителями, распространение которых зависит от погодных условий и других причин.

В борьбе с сорной растительностью применяют гербициды, а с вредителями и болезнями – фунгициды и инсектициды.

Учет засоренности. Для этого используют показатели количества, встречаемости и ярусности сорняков в посевах. В зависимости от целей, поставленных программой, используют количественные и глазомерные методы учета.

Под численностью понимают число растений (стеблей), приходящееся на единицу площади (1 м2).

Учетные (пробные) рамки прямоугольной или квадратной формы делают из деревянных брусков. Рамки располагают из расчета 1 площадка на 10 м2 посевной площади делянки.

Массу всех надземных органов растений выражают в граммах на единицу площади (1 м2). Она характеризуется тремя величинами: массой живых растений (сырая масса), их абсолютно сухой массой и массой растений в воздушно-сухом состоянии.

В агрохимических опытах с удобрениями ограничиваются определением численности и массы сорной растительности.

Кроме количественных методов используют визуальный, или глазомерный. Степень распределения сорняков при глазомерной оценке оценивают по пятибалльной шкале: 1) до 1% общей площади; 2) 1-5%; 3) 5-25%; 4) 25-50%; 5) более 50% площади занято сорной растительностью.

Учет поражения растений болезнями. Это более сложная работа по сравнению с определением засоренности. Экспериментатор должен хорошо знать болезни растений, диагностику их определения, методы учета. Степень поражения растений болезнями зависит от многих причин: необработки посевного материала пестицидами, сроков и густоты посева, погодных условий и др. Большое влияние оказывают минеральные удобрения. Напр., при избыточном азотном питании зерновые заболевают в большей степени, чем при сбалансированном питании. Поэтому некоторые болезни наблюдаются лишь на отдельных делянках.

Распространенность болезней можно учитывать по двум показателям: % поражения растений, колосьев, метелок, початков; % площади, занятой пораженными растениями.

Процент пораженных растений и их частей устанавливают: при удалении с делянки пораженных растений; определении процента поврежденных растений в сноповом образце; определении больных растений на корню в пробах, взятых с определенной площади.

Процент площади, занятой пораженными растениями, часто определяют глазомерно, а степень поврежденных посевов оценивают по пятибалльной шкале: 1 балл – повреждены единичные растения, до 10%; 2 – повреждено 10-25%; 3 – повреждено 25-50%; 4 – повреждено 50-75%; 5 баллов – повреждено свыше 75% растений; баллом 0 отмечают отсутствие больных растений.

Основными болезнями зерновых культур являются ржавчина, пыльная и твердая головня, корневые гнили, фузариоз колоса; картофеля – парша, фитофтороз.

Учет повреждения растений вредителями. Проводится аналогично.

Основными вредителями на зерновых культурах являются злаковые тли, пшеничные трипсы, шведская и озимая мухи, зерновая совка; на картофеле – колорадский жук; на свекле – свекловичная блошка, долгоносик; на кукурузе – щелкуны, шведская муха, озимая совка. Борьбу с вредителями проводят химическими препаратами.

Фенологические наблюдения. Фенологические наблюдения необходимы во всех агро- номических опытах, включая и агрохимические. Цель их заключается в установлении различий в росте и развитии растений в период вегетации по отдельным вариантам, времени наступления фаз развития растений. Фенологические наблюдения помогают объяснить причины положительного и отрицательного действия удобрений на урожайность культур.

За начало фазы принимают первый день, в который она зарегистрирована не менее чем у 10% растений, а за массовое наступление – день, в который отмечена не менее чем у 75% растений. Наблюдения за наступлением фаз записывают в полевой журнал, а обобщенные данные в дальнейшем используют при написании отчетов.

У яровых зерновых культур отмечают следующие фазы: всходы, кущение, выход в трубку, колошение (выметывание), цветение, молочная, восковая и полная спелость.

У озимых зерновых культур: всходы, появление третьего листа, кущение, конец осенней и начало весенней вегетации, выход в трубку, колошение, цветение, молочная, восковая и полная спелость.

У кукурузы: всходы, появление третьего листа, кущение, выметывание метелок, цветение початков, молочная, восковая и полная спелость.

У гречихи: всходы, ветвление, образование соцветий, цветение, созревание. У картофеля: всходы, образование соцветий, конец цветения, увядание ботвы.

В опытах с удобрениями наступление фаз на делянках сравнивают с контрольным или фоновым вариантом. Одновременно учитывают и общее состояние растений (окрасу, рост, полегание, изреженность и т.д.).

Исследования почв и растений на содержание элементов питания, агрофизических свойств также приурочивают к наступлению фенофаз.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Какие фенологические наблюдения проводят в опыте?

2. Какие вы знаете методы учета поврежденных растений болезнями и вредителями?

3. Как проводят учет перезимовки озимых культур и многолетних трав?

4. Как отбирают почвенные образцы до закладки опыта и в период вегетации?

5. Как отбирают растительные образцы в период вегетации?

6. Как отбирают растительные пробы для определения структуры урожайности?

7. Что показывает структура урожайности?

8. Какие вы знаете способы расположения вариантов и повторений?

9. Как влияют на точность опыта площадь, форма и расположение делянок?

10. Как подготавливают и рассчитывают дозы удобрений на делянки?

 


Лекция 3

 

ЛИЗИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЙ В АГРОХИМИИ

 

Виды лизиметров

Усвоение питательных веществ почвы и удобрений зависит от поступления и распре- деления атмосферных осадков по профилю почвы. Для каждой сельскохозяйственной культуры имеются свои критические периоды в потреблении влаги, недостаток ее приводит к снижению урожайности. Средние показатели распределения осадков по месяцам в большинстве своем создают лишь видимость достаточной обеспеченности влагой, так как они часто не совпадают с максимальной потребностью растений.

На многих почвах (дерново-подзолистых, серых лесных, оподзоленных и выщелоченных черноземах) тяжелого гранулометрического состава промачивание до 100 см и более происходит только весной от тающего снега, осенние осадки увлажняют почву на меньшую глубину. Летние осадки увлажняют только верхние горизонты почвы, не проникая глубже 50 см.

Без достаточного увлажнения почвы переход в жидкую фазу из твердой элементов питания как самой почвы, так и закрепленных катионов удобрений не происходит. При избыточном увлажнении наблюдается вытеснение кислорода из почвенных пор, что отрицательно сказывается на развитии не только корневой системы, но и самого растения. К тому же переувлажнение почвы приводит к потерям элементов питания в результате вертикальной миграции и горизонтального смыва.

Процессы накопления, передвижения в почве влаги, а вместе с ней и питательных элементов тесно взаимосвязаны и рассматриваются как основные факторы, влияющие на формирование урожая.

Лизиметрический метод исследования позволяет с помощью специальных сооружений изучать процесс просачивания воды и растворенных в ней питательных веществ через определенный слой почвы. Кроме того, с помощью лизиметров можно глубоко изучить естественное плодородие различных типов почв, транспирационные коэффициенты растений, изменение плодородия почв в результате применения удобрений, потери питательных веществ в газообразном состоянии.

И.С. Кауричев, А.Д. Манько, Л.Н Чумакова, А.С. Фалькович и др. ученые отмечают исключительно важное значение лизиметрического метода в почвоведении при изучении влияния водорастворимых органических веществ (ВОВ) почвы на процессы мобилизации и трансформации питательных веществ. Известно, что ВОВ входят в состав корневых выделений растений, при избыточном увлажнении могут выделяться из гумусовых веществ. С помощью ВОВ группы живых организмов эффективнее трансформируют и усваивают биофильные элементы из рассеянного и труднорастворимого состояния. Все перечисленные свойства ВОВ сказываются не только на мобилизации питательных элементов почвы, но и на участии растений в фитоценозах и в миграции элементов по профилю почвы.

Впервые лизиметрический метод исследования применил англ. химик Джон Дальтон (1766-1844) при изучении распределения атмосферных осадков и их влияния на грунтовые воды.

Термин «лизиметр» - в пер. с греческого означает «растворение». Само сооружение, устройство, прибор, с помощью которого учитывают количество просочившейся воды и питательных веществ, называют лизиметром.

В России первые лизиметры были сооружены и использованы при изучении количества и химического состава фильтрующихся вод (Вильямс, 1900; Ключерев, 1900; Бараков, 1903).

Расположение лизиметров и дополнительные устройства к ним должны отвечать следующим основным требованиям:

1. Возможность вести наблюдения в условиях, близких к окружающей природной обстановке, поэтому лизиметры вкапывают в грунт, уровень почвы в них должен совпадать с поверхностью окружающей местности.

2. Для проведения сравнительных исследований, получения достоверных данных, опыты в них должны проводиться в нескольких повторениях, а поэтому нужно иметь несколько лизиметров, которые располагают группами, чаще всего в два ряда с определенным расстоянием между ними.

3. Для сбора стекающих вод на дне лизиметра должны находиться дренаж и трубопроводы с выводом и подземный коридор, где находятся приемники. Коридор должен иметь естественное освещение, позволяющее вести наблюдения днем и ночью. Подземное помещение должно быть изолировано, чтобы избежать попадания воды и резких колебаний температур.

4. В зависимости от цели работы опыты могут проводиться как в парующих лизиметрах, так и в занятых растениями.

5. Для учета атмосферных осадков рядом с лизиметрами устанавливают дождемер.

6. Лизиметры устанавливают недалеко от лаборатории, чтобы избежать перевозок больших объемов жидкости и обеспечить срочное проведение химических исследований.

По способу наполнения почвой лизиметры подразделяют на два основных типа: с почвой естественного строения и лизиметры с насыпной почвой.

В первом случае в лизиметры берут почву с сохранением всех или большинства генетических горизонтов, во втором – почву после просеивания набивают в лизиметры послойно с сохранением генетической последовательности горизонтов.

По особенностям конструкции лизиметры бывают бетонные, кирпичные, металлические, пластмассовые, лизиметрические воронки, колонки и др.

 

Миграция элементов питания почвы и удобрений

На подвижность питательных веществ почвы и удобрений в лизиметрах влияют складывающиеся в них условия. Немаловажное значение при этом имеют вид и формы применяемых удобрений. Количество вымываемых удобрений находится в прямой зависимости от их растворимости и просочившейся воды, а также от характера взаимодействия питательных элементов удобрений с другими составными частями почвы.

Без этого нельзя составить представление о балансе питательных элементов при разработке системы удобрения.

Длительные исследования зарубежных и отечественных ученых в ХХ в. Показали, что передвижения катионов и анионов в почве при гигроскопической влажности не происходит.

Если влажность почвы относится к категории пленочной, передвигающейся под влиянием молекулярных сил от более влажных слоев почвы к более сухим, то питательные вещества удобрений могут передвигаться как в направлении движения воды, так и против него.

Большая часть питательных элементов передвигается в почве с гравитационной водой, причем это может происходить в двух направлениях: при полном насыщении капилляров водой и дальнейшем увлажнении вниз по профилю, а при отсутствии осадков и испарении влага и питательные вещества могут подниматься к поверхности почвы.

Подвижность катионов и анионов удобрений неодинакова ввиду различной поглоти- тельной способности их почвами. Отрицательное физическое поглощение наблюдается при взаимодействии почвы с нитратами, хлоридами, поэтому подвижность их с почвенной влагой бывает высокой.

Подвижность нитратов и хлоридов велика и потому, что анионы азотной и соляной кислот не поглощаются химически, так как не образуют нерастворимых в воде соединений с катионами кальция, магния, калия, алюминия, железа, аммония.

Анионы угольной и серной кислот с одновалентными катионами образуют растворимые в воде соли, а с двухвалентными катионами кальция и магния – нерастворимые.

Анионы фосфорной кислоты с одновалентными катионами образуют хорошо растворимые соли, с двухвалентными катионами – растворимые, малорастворимые и нерастворимые в воде соли.

Большая часть калия удобрений закрепляется физико-химически и находится в обменно-поглощенном состоянии. Он способен переходить в почвенный раствор при вытеснении его другими катионами как самой почвы, так и вносимых удобрений. Однако передвижение калия с влагой почвы происходит значительно медленнее, чем нитратов и хлоридов.

В агрохимических исследованиях на протяжении длительного времени большое влияние уделяли миграции нитратов. Это связано, прежде всего, с тем, что ученые стремились найти пути увеличения коэффициентов использования азота удобрений. Только с применением стабильного изотопа 15N выяснилось, что на почвах тяжелого гранулометрического состава потери азота в газообразном состоянии составляют 30-50%, что в несколько раз выше, чем потери при вымывании. Вторая причина столь пристального внимания к нитратам связана с влиянием их на окружающую среду (загрязнение грунтовых вод, воздуха, сельскохозяйственной продукции). Однако при грамотном использовании азотных удобрений загрязнения не происходит.

С помощью лизиметрических опытов установлен механизм передвижения катионов и анионов в почве под воздействием атмосферных осадков, который зависит от гранулометрического состава, типов лизиметров, наличия растительности, времени года.

Результаты исследований в лизиметрических опытах дают представление о возможных потерях элементов питания в процессе миграции в глубокие подпахотные слои почвы.

Это приходится учитывать при выборе доз, видов, форм, сроков и способов внесения удобрений в почву.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Расскажите о значении лизиметрического метода в агрохимии.

2. Расскажите о конструкции лизиметров.

3. Какие требования предъявляют к лизиметрам.

4. В чем сходство и различие полевых и лизиметрических опытов?

5. Какие требования предъявляют к почвам, используемым в лизиметрах?

6. Как складывается водный баланс в лизиметрах?

7. Как передвигаются катионы и анионы удобрений в лизиметрах?

8. Как используют результаты лизиметрических опытов при составлении системы удобре- ния?

 

Лекция 4

 

ВЕГЕТАЦИОННЫЙ МЕТОД И ЕГО ЗНАЧЕНИЕ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ПИТАНИЯ РАСТЕНИЙ, СВОЙСТВ ПОЧВЫИ УДОБРЕНИЙ

 

История развития вегетационного метода

Вегетационный метод исследований был разработан как агрохимический с целью изу- чения питания растений, оценки усвояемости питательных элементов почвы и удобрений. Использование вегетационного метода относится к далекому прошлому. Выращивание растений в сосудах и наблюдение за ними проводили давно.Первые описания исследова- ний были сделаны в Брюсселе Ван Гельмонтом около 1629 г. Выращивая иву в сосудах, наполненных просушенной почвой, и поливая ее дождевой водой, он пришел к заключе- нию, что основным фактором в жизни растений является вода. Ван Гельмонт не учел уча- стия минеральных веществ почвы и СО2 воздуха в питании растений, что привело к не- верному выводу.

В середине XVII в. вегетационные опыты ставят Дигби, Глаубер, Бойль, которые счи- тали, что основным фактором в жизни растений является селитра, т. е. азот.

В 1699 г. появились работы английского ученого Джона Вудворда, который сделал со- общение о том, что растениям необходимы землистые вещества, которые впоследствии назвали зольными.

В середине XVIII в. в химической науке широко господствовала теория Флогестона, основателями которой были Артур Юнг и Франциска Хом. Эти ученые пришли к выводу, что растениям необходимо не одно, а несколько зольных веществ.

В 1804 г. французский ученый Теодор де Соссюр ставит вегетационные опыты с ди- стиллированной водой и добавлением к ней различных солей. Постановкой методически выдержанных вегетационных опытов он утвердил теорию минерального питания.

Соссюра считают основоположником научной агрономической и экспериментальной методики.

В середине XIX в. в агрономической науке прочно утвердилась теория минерального питания благодаря таким видным ученым, как Буссенго, Вигман, Польсторф, Горстмар, Либих. Наиболее яркой личностью в агрохимической науке является Буссенго. Ставя по- левые и вегетационные опыты с 1834 г. в своем хозяйстве Бехельбронн (Германия, район Эльзас), он получил ответ на вопрос, какие соединения в почве непосредственно усваива- ются растениями.

Неоценимый вклад внес Буссенго в вопрос об азотном питании растений, в частности об усвояемости свободного азота атмосферы.

Сакс впервые вырастил растения до полного созревания с использованием питатель- ных смесей в водных культурах.

Клопом и Гельригелем впервые разработана методика песчаной культуры с использо- ванием своих питательных смесей, как и в водной культуре Сакса, позволяющих вырас- тить растения до полного созревания.

Разработка методики почвенных культур и широкое распространение метода связаны с деятельностью Паула Вагнера.

В России инициатором и пропагандистом вегетационного метода считают К.А. Тими- рязева. По личной инициативе К.А. Тимирязева в 1872 г. в Петровской (ныне Московской) сельскохозяйственной академии был построен первый вегетационный домик.

И.С. Шулов разработал метод изолированного питания растений, который позволяет учитывать, в какой мере растворение питательных веществ почвы и удобрений осуществ- ляется самим растением.

И.С. Шулов разработал метод стерильных культур, позволяющий выращивать расте- ния без участия микроорганизмов.

И.Г. Дикусар разработал методику текучих растворов, позволяющих выращивать рас- тения на питательных смесях с разным или постоянным значением рН.

Большой вклад в развитие вегетационного метода в конце XIX в. внес П.С. Коссович. В домике, построенном под его руководством в Сельскохозяйственной химической лабо- ратории Санкт-Петербурга, он ставил опыты в текучих растворах.

В 1902 г. в известиях Московского сельскохозяйственного института вышла работа Н.К. Недокучаева «Вегетационный метод в агрономии», которая содержала исторический очерк о вегетационном методе, а также схемы, рекомендации и методические указания по постановке вегетационных опытов.

В 1909 и 1912 гг. А.Г. Дояренко издал «Краткое руководство к постановке вегетацион- ных опытов с примерными сметами и оборудованием». Первые руководства, написанные Н.К. Недокучаевым и А.Г. Дояренко, длительное время оставались основными в научной работе физиологов и агрохимиков.

На основании обобщения зарубежного и отечественного опыта в 1938 г. выходит книга А.В. Соколова, А.И. Ахромейко и Е.Н. Панфилова «Вегетационный метод».

В 1968 г. опубликована книга 3.И. Журбицкого «Теория и практика вегетационного метода».

Работы по использованию вегетационного метода ведутся и по сей день.

Вегетационный метод — исследование, проводимое с растениями, при выращивании их в сосудах, в строго контролируемых условиях для изучения действия отдельных изо- лированных факторов или их сочетания на урожай растений и его качество.

Вегетационные опыты чаще всего проводят в вегетационныхдомиках, специально по- строенных из металлического каркаса со стеклянными стенами и крышей. Вегетационные домики должны хорошо освещаться и вентилироваться.

Сосуды с растениями помещают на вагонетки, которые по рельсам в ясную погоду вы- катывают на открытый воздух, под металлический каркас, обтянутый сбоку и сверху ме- таллической сеткой для защиты растений от повреждения птицами. Иногда в вегетацион- ных опытах растения выращивают в специальных металлических или пластмассовых со- судах с поддонниками для сбора избытка влаги, попадающей в сосуды с атмосферными осадками. В этом случае сосуды с растениями помещают не в домике, а на специально сделанных стеллажах, находящихся под проволочной сеткой, натянутой на металлический каркас.

При вегетационном опыте создается возможность более строгого учета и регулирова- ния таких факторов жизни и роста растения, как влажность, температура, освещение, а в некоторых модификациях вегетационного опыта (песчаные и водные культуры) также и питательной среды.

Вегетационный опыт позволяет добиваться большей точности результатов, чем поле- вой опыт.

С помощью полевого опыта не всегда удается провести достаточно необходимое рас- членение сложного явления, чтобы лучше понять отдельные стороны процесса взаимо- действия между почвой, растением и удобрением.

Более глубокое познание любого сложного явления позволяет лучше управлять им в интересах человека.

Вегетационные опыты, проводимые в различных модификациях, предоставляют экс- периментатору широкие возможности для вычленения и глубокого изучения отдельных вопросов питания растений и применения удобрений.

Такой метод применяют для решения многих вопросов в агрохимии, физиологии, поч- воведении, экологии, растениеводстве и других областях сельскохозяйственной науки.

Д.Н. Прянишников считал, что в агрохимии «... задачей вегетационного метода являет- ся вскрытие существа процессов и уяснение значения отдельных факторов, прежде всего роли растения, почвы и удобрения в условиях, наиболее благоприятных для выявления этой роли».

3.И. Журбицкий отмечал, что вегетационный метод очень подходит для изучения бо- лее тонких различий в реакции растений на разные внешние воздействия, для расчленения влияния отдельных факторов роста и для получения возможно более выровненных расте- ний для любых исследований.

В зависимости от характера и темы изучаемого вопроса вегетационный метод исполь- зуют в разных модификациях: почвенные, песчаные, водные культуры, метод текучих растворов, изолированного питания и стерильных культур.

 

Почвенные культуры

Основными объектами для исследований в почвенных культурах являются почва и растение. Почвенные культуры широко используются агрохимиками, почвоведами, фи- зиологами, земледелами и растениеводами. Агрохимики и почвоведы рассматривают поч- ву в вегетационных опытах как источник питательных элементов для растений, как есте- ственную среду, действующую на удобрения, в результате чего изменяется химический состав самой почвы и удобрений в процессе питания растений.

Проведение вегетационных опытов с почвенной культурой позволяет глубоко изучить естественное и искусственное плодородие почвы, дать сравнительную оценку плодородия типов, подтипов, их разновидностей, изучить эффективность видов и форм удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур в зависимости от почвенных условий, решать и другие вопросы.

В почвенных культурах раскрывается сущность взаимодействия удобрений с почвой, выясняется значение особенностей почвы, при этом индикатором на эти процессы остает- ся растение. Только оно дает объективную картину в оценке негативных и позитивных процессов, происходящих в той или иной почве.

Схемы вегетационных опытов зависят от задач, которые стоят перед исследователем. Они могут быть самыми разнообразными и в большинстве согласуются со схемами поле- вых опытов или в измененном состоянии дополняют их.

Основным требованием при построении схем вегетационных опытов является соблю- дение принципа единственного различия. Это означает, что варианты схемы должны от- личаться между собой только одним показателем, напр., дозой или формой удобрения. При сравнении плодородия почв варианты могут отличаться по содержанию элементов питания в них, кислотности, гумуса, по гранулометрическому составу и другим показате- лям.

В вегетационных опытах с почвенной культурой дозы минеральных удобрений рас- считывают, исходя из массы абсолютно сухой почвы, вмещающейся в него.

Удобрения в сосуды можно вносить и по средним рекомендованным дозам.

Расчет доз удобрений первым способом более точен, так как позволяет рассчитать дозу применительно к взятому объему сосуда, изменять дозы удобрений в широких пределах, легче рассчитать баланс элементов. Установлено, что для нормального развития зерновых культур достаточно использовать сосуды, вмещающие 5 кг почвы, а для пропашных (кар- тофеля) как минимум 15 кг.

Рассчитанная доза удобрений на абсолютно сухую массу почвы дает более объектив- ное представление об изменениях почвенной кислотности при постановке опытов с доза- ми извести.

Для снижения гидролитической кислотности на 1 мг-экв./100 г почвы расходуется50 мг СаСО3. Зная содержание кислотности и объем почвы в сосуде, можно точно рассчитать дозу СаСО3 на 1 сосуд.

Так, на сосуд, вмещающий 5,5 кг сухой почвы с гидролитической кислотностью 5,0 мг- экв/100 г почвы, дозу извести рассчитывают по формуле:

DСаСО3 = 50 х 10Hrхm,

где 50 – количество мг-экв.;

СаСО3 – необходимое для нейтрализации 1 мг-экв. гидролитической кислотности; 10 – коэффициент перевода 100 г почвы в 1000 г (1 кг);

Hr – гидролитическая кислотность, мг-экв/100 г почвы; m=5,5 – масса абсолютно сухой почвы в сосуде, кг.

 

Для взятого примера доза извести равна 50 х 10 х 5,5 хх 5 или 13750 мг на сосуд.

 

Дозу минеральных удобрений в физической массе на сосуд рассчитывают в зависимо- сти от объема сосуда, взятой дозы удобрения в действующем веществе и содержания пи- тательного элемента в удобрении.

Напр., для зерновой культуры взяты сосуды 20х20 см, вмещающие 5 кг абсолютно су- хой почвы. Доза азота в действующем веществе 0,5 г, в качестве удобрения используют аммиачную селитру с содержанием 34,5% азота. В опыте с одинаковой дозой аммиачной селитры занято 20 сосудов.

Доза аммиачной селитры на сосуд (Х) составляет:

34,5- 100

0,5 – Х

Х = = 1,45 г

Для 20 сосудов необходимо запасти 29 г (1,45 х 20) аммиачной селитры.

Исходя из логического рассуждения, формула расчета дозы минерального удобрения в физической массе на сосуд может иметь следующий вид:

 

Х =

 

где Х – доза удобрения в физической массе, г/сосуд;

а – доза удобрения в действующем веществе на 1 сосуд; 100 – коэффициент пересчета процента в г;

b – процент действующего вещества в удобрении.

 

Подготовка почвы.

Почва для вегетационного опыта может быть взята с контрольных делянок полевого опыта, при этом экспериментатор должен хорошо знать тип, подтип, гранулометрический состав, агрохимические показатели почвы. На поле почву берут лопатами с пахотного слоя, перевозят почву к вегетационному домику навалом в тракторной тележке, подложив под нее полиэтиленовую пленку, бумагу или брезентовый полог. Сверху почву укрывают таким же материалом.

С опытных делянок почву берут из разных мест небольшими порциями так, чтобы не нарушить строение пахотного слоя делянки и не образовать ям и западин. Недопустимо брать почву с делянок, на которые удобрения были внесены недавно. В мешки кладут этикетки с обозначением номера делянки и агрохимических показателей.

Количество необходимой почвы для вегетационного опыта определяют с учетом числа сосудов и



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2021-01-23 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: