На правах рукописи РОДИОНОВ Владимир Александрович Специальность: 06.01.04. – агрохимия

На правах рукописи
РОДИОНОВ Владимир Александрович
УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ ГИБРИДОВ
ПЕКИНСКОЙ КАПУСТЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДОЗ МИНЕРАЛЬНЫХ
УДОБРЕНИЙ
Специальность: 06.01.04. – агрохимия
Автореферат
диссертации на соискание учёной степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Москва – 2013
Работа выполнена на кафедре агрономической, биологической химии и
радиологии ФГБОУ ВПО Российского государственного аграрного
университета – МСХА имени К.А. Тимирязева.
Научный руководитель:
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор Дёмин Вадим Александрович
Официальные оппоненты:
Державин Леонид Михайлович
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор, зав. лабораторией комплексного применения удобрений и
плодородия почвы ГНУ ВНИИА
имени Д.Н. Прянишникова
Константинович Анастасия Владимировна кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, заведующая
кафедрой овощеводства Российского
государственного аграрного университета – МСХА имени К.А.
Тимирязева
Ведущая организация:
ГНУ Всероссийский научно–исследовательский институт овощеводства
РАСХН
Защита состоится «15» апреля 2013 г. в «16» часов «30» мин. на заседании
диссертационного совета Д 220.043.02 при ФГБОУ Российском
государственном аграрном университете – МСХА имени К.А. Тимирязева.
Адрес: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49, Учёный совет РГАУ–
МСХА имени К.А. Тимирязева.
С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке имени
Н.И. Железнова РГАУ–МСХА имени К.А. Тимирязева.
Автореферат разослан «….» марта 2013 года
Учёный секретарь
диссертационного совета
С.Л. Игнатьева
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Пекинская капуста все шире внедряется в
ассортимент овощной продукции. Отсюда возникает актуальность научных
исследований с этой культурой, особенно с гибридами выведенными на
овощной Селекционной станции им. Н.Н. Тимофеева в РГАУ–МСХА им. К.А.
Тимирязева, устойчивых к киле и цветушности. Повышенный интерес
вызывают: возможность высокой продуктивности, показатели качества
продукции (особенно накопление нитратов) от доз удобрений, а также вынос
элементов питания на единицу продукции и коэффициенты их использования
из почвы и удобрений.
Цель и задачи исследований. Целью исследования являлось
комплексное обоснование рационального применения доз удобрений на разные
уровни урожайности гибридов пекинской капусты в условиях Центрального
района Нечернозёмной зоны на высокоокультуренной дерново–подзолистой
почве.
Ставились следующие задачи:
1. Установить влияние различных доз удобрений на продуктивность
гибридов F1 пекинской капусты и оценить возможность получения разных
уровней планируемого урожая.
2. Установить влияние подкормки на гибриды F1 пекинской капусты.
3. Изучить изменение основных показателей качества получаемой
продукции (содержание нитратов, сахаров, аскорбиновой кислоты, сухого
вещества) в зависимости от возрастающих доз удобрений.
4. Определить содержание азота, фосфора, калия в сухом веществе
пекинской капусты при разных уровнях минерального питания.
5. Рассчитать вынос азота, фосфора и калия 1 т основной продукции с
соответствующим количеством побочной при различной удобренности
культуры.
6. Определить коэффициенты использования питательных веществ из
минеральных удобрений и почвы. Составить баланс элементов питания.
Объект исследований. Гибриды F1 пекинской капусты: Ника (в 2007 –
2011 годах), Кудесница (в 2007 – 2009 годах), Нежность (в 2010 – 2011 годах).
Научная новизна. Впервые определена возможность получения
продуктивности пекинской капусты при разных дозах минеральных удобрений
на высокоокультуренной дерново–подзолистой почве при высоком содержании
легкогидролизуемого азота и очень высоком содержании подвижных форм
фосфора и калия; определены: вынос элементов питания на единицу
продукции при разной урожайности, показатели качества в зависимости от доз
1
удобрений, коэффициенты использования азота, фосфора и калия из почвы и
азота из удобрений, балансы азота при разной продуктивности капусты,
динамика накопления сырого, сухого вещества и питательных веществ в
растении.
Практическая значимость. Предлагается использовать в условиях
производства на аналогичных почвах представленные в диссертации
показатели выноса элементов питания на единицу продукции, коэффициенты
их использования из почвы и азота удобрений, показатели баланса для расчёта
доз удобрений на планируемую продуктивность с надлежащими показателями
качества.
Апробация работы. Материалы исследований ежегодно докладывались
на заседаниях кафедры агрономической, биологической химии и радиологии
РГАУ–МСХА имени К.А. Тимирязева, а также на Международной научной
конференции молодых ученых и специалистов РГАУ–МСХА имени К.А.
Тимирязева, посвященной 125 - летию со дня рождения академика Н.И.
Вавилова 5 – 6 июня 2012 года. По теме исследований опубликовано 3 работы в
журналах из списка ВАК.
Объём работы. Диссертация состоит из введения, 5 разделов обзора
литературы, 6 разделов экспериментальной части, выводов, предложений
производству, списка литературы (142 наименования, в том числе 44
иностранных), приложений (155 таблиц). Основная часть диссертации
изложена на 150 страницах компьютерного текста, содержит 42 таблицы и 11
рисунков.
Место, условия проведения опыта и методика исследований.
Исследования проводились в полевом опыте в 2007 – 2011 г.г. на опытных
полях учебно–научного центра «Овощная опытная станция имени В.И.
Эдельштейна» РГАУ–МСХА имени К.А. Тимирязева на дерново–подзолистой
тяжёлосуглинистой высокоокультуренной почве. Участки, на которых
проводился опыт, ежегодно менялись. Почва разных полей опыта имела
следующие характеристики пахотного слоя (0 – 20 см): содержание гумуса (по
Тюрину) – 5,3 – 6,5 %, рН солевой вытяжки – 6,4 – 6,8; гидролитическая
кислотность (по Каппену) – 1,2 – 2,0 мг–экв/100 г почвы; сумма поглощённых
оснований (по Каппену – Гильковицу) – 20,8 – 27,8 мг–экв/100 г почвы, степень
насыщенности основаниями – 91 – 96 %; содержание легкогидролизуемого
азота (по Тюрину и Кононовой) – 53 – 140 мг/кг почвы; подвижных форм
фосфора и калия (по Кирсанову) соответственно – 540 – 710 и 340 – 490 мг/кг
почвы. Опыт имел в 2007, 2008, 2011 г.г. – 7 вариантов, а в 2009 – 2010 г.г. – 6
вариантов в 4 - кратной повторности (табл. 1). Общая площадь делянки 10,1 –
2
10,8 м2 (в 2010 году – 15,0 – 15,4 м2), учётная – 6,0 – 10,1 м2. Высадка растений
в поле проводилась по схеме 60×40 см.
Вариант
1
2
3
4
5
6А (в 2007 – 2008 г.г.)
6Б (в 2009 – 2011 г.г.)
7 (в 2007 – 2008 г.г.)
7* (в 2011 г.)
Таблица 1 – Схема опыта
Доза удобрения, кг действующего вещества на 1 га
Контроль
N80 – в основное
N50 – в основное + N30 в подкормку
N120 – в основное
N60 – в основное + 2 подкормки по N30
N120P90 – в основное
N120К120 – в основное
N120P90K120 – в основное
N120Р120К120 – в основное
Из азотных минеральных удобрений в опыте применяли: аммиачную
селитру (летом 2007 – 2009 г.г., весной 2010 г.), кальциевую селитру (летом
2010 – 2011 г.г.); из фосфорных: двойной гранулированный суперфосфат (2007
г.), простой суперфосфат (2008 г.); из калийных: хлористый калий (весной 2010
г. и летом 2011 г. – калимаг); из комплексных в 2011 г. – азофоска. Основное
удобрение вносилось после вспашки под фрезерование. Подкормки
проводились вручную с заделкой в борозды.
В 2007 – 2009 г.г. летний посев пекинской капусты на рассаду проводили
17 – 22 июня, а высадку в поле – 9 – 13 июля; в 2010 году – соответственно 5 –
7 июля и 29 июля; в 2011 году – 22 июня и 21 июля. Весенний посев в 2010 г.
осуществляли 21 – 22 апреля, а высадку в поле – 14 мая.
Первую подкормку вносили на 3 и 5 вариантах через 19 – 27 дней после
посадки, а вторую – на 5 варианте через 13 – 15 дней после первой. По мере
необходимости применялся полив. Ежегодно вручную проводилось рыхление
междурядий и прополка сорняков. Применялись рекомендованные для данной
культуры средства химической защиты растений от вредителей. В отдельные
годы, сразу после посадки, проводилось опрыскивание раствором Бутизана
против сорняков.
Уборку и учёт урожая проводили сплошным методом в 2007 – 2008 г.г. –
с второй половины сентября; в 2009 г. – с начала октября; в 2010 – 2011 г.г.
гибрид F1 Нежность убирали в начале октября, а гибрид F1 Ника – в начале
ноября; летний урожай 2010 года – 14 – 16 июля.
Для определения показателей качества во время уборки отбирали
образцы: по 5 растений с делянки. В них определяли содержание сухого
3
вещества в основной и побочной продукции; аммонийного азота (по
Кьельдалю), фосфора (по Мерфи – Райли) и калия (на пламенном фотометре) на
сухую массу. В сырой массе пекинской капусты также определяли: нитраты
(иономером И – 500), аскорбиновую кислоту (по И. К. Мурри), редуцирующие
сахара (цианидным методом). В 2010 году гибрид F1 Ника анализировали на
содержание общего сахара (цианидным методом).
В течение вегетации в 2007 и 2008 годах на примере 2 и 4 вариантов
изучалась динамика накопления сухой и сырой массы пекинской капусты и
содержание в ней азота, фосфора и калия. Отбор образцов осуществлялся в 4
фазы развития: в фазе рассады, перед высадкой в поле; в фазе 16 дней после
посадки в 2007 году и в фазе 22 дней после посадки в 2008 году; в фазе начала
образования кочана; во время уборки.
Математическая достоверность полученных результатов определена
методом дисперсионного анализа на IBM PC с помощью программы STRAZ.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В среднем за годы исследований урожайность кочанов гибрида F1 Ника
на контроле составила 23 т/га, F1 Кудесница – 17 т/га, F1 Нежность – 32 т/га
(табл. 2). Внесение азотных удобрений в дозе 80 кг действующего вещества на
1 га увеличивало урожайность пекинской капусты в среднем на 32–37 % по
сравнению с контролем и позволило получить урожайность кочанов гибрида F1
Ника 32 т/га, гибрида F1 Кудесница – 24 т/га, гибрида F1 Нежность – 40 т/га.
Доза азота 120 кг/га повышала урожайность кочанов по сравнению с 2
вариантом лишь в отдельные годы (у гибрида F1 Кудесница в 2007 г. – на 29 %,
в 2008 г. – на 16 %, у гибрида F1 Ника в 2010 г. – на 19 %).
У гибрида F1 Ника в 2007 – 2008 г.г. максимальная урожайность кочанов
получена в 7 варианте (от совместного применения фосфорных и калийных
удобрений на фоне N120) – на уровне 24 т/га в 2007 году и 43 т/га в 2008 году.
Прибавка по сравнению с 4 вариантом составила 16 – 22 %. Выделение части
дозы азота в подкормку в 3, 5 вариантах не сказывалось на урожайности
кочанов всех гибридов (кроме 2011 года, когда F1 Нежность среагировала
понижением урожайности кочанов на 14 – 16 % по сравнению с разовым
внесением доз азота 80 и 120 кг на 1 га).
Побочная продукция представляет собой ту часть зелёной массы
пекинской капусты, которая не сформировалась в кочан. Урожай побочной
продукции гибрида F1 Ника на контроле составил 23 т/га, гибрида F1 Кудесница
18 т/га и F1 Нежность – 30 т/га (табл. 2). Внесение N80 увеличило урожайность
этого вида продукции гибрида F1 Нежность на 20 %. В среднем за годы
4
проведённых исследований урожайность побочной продукции гибридов F1
Ника и F1 Кудесница достоверно не изменилась. Внесение 120 кг азота увелиТаблица 2 – Урожайность основной и побочной продукции пекинской капусты
в 2007 – 2011 г.г., т/га
Вариант
Ошибка
Год
НСР05
опыта, %
1
2
3
4
5
6А
6Б
7*
гибрид F1 Ника
14,2 18,1 17,2 20,3 19,8 20,3
23,5
2,4
4,3
2007
15,8 17,8 18,2 19,8 19,3 21,0
20,7
3,2
5,8
25,0 35,4 35,4 35,4 34,1 37,9
43,1
7,8
7,2
2008
19,5 22,5 24,5 25,8 26,7 22,8
23,0
6,1
8,5
22,9 31,8 32,5 35,4 33,1
33,6
6,4
6,7
2009
10,7 13,9 12,8 15,3 15,1
15,0
2,7
6,5
18,0 25,0 25,9 29,7 31,3
31,6
3,9
3,2
2010
37,6 39,4 38,0 42,2 38,8
40,6
7,1
6,0
36,8 50,4 48,5 50,6 48,6
49,8 50,2
4,5
3,2
2011
32,3 42,9 45,0 46,2 47,9
46,9 45,5
5,1
3,9
В
23,4 32,1 31,9 34,3 33,4
5,0
5,2
среднем 23,2 27,3 27,7 29,9 29,6
4,8
6,1
гибрид F1 Кудесница
8,6 13,1 15,4 16,9 17,2 18,1
16,7
2,9
6,4
2007
18,7 20,2 21,4 24,6 20,8 25,2
23,1
2,9
4,4
28,6 35,1 38,1 40,6 35,5 40,3
40,2
5,5
4,8
2008
23,4 28,4 33,6 35,0 30,1 33,1
28,4
7,0
7,5
13,4 19,2 19,1 20,0 21,4
19,7
3,6
6,3
2009
11,7 15,2 14,1 15,4 16,3
16,1
3,2
7,2
В
16,9 22,5 24,2 25,8 24,7
4,0
5,8
среднем 17,9 21,3 23,0 25,0 22,4
4,4
6,4
гибрид F1 Нежность
19,5 24,9 23,6 27,7 28,5
28,3
5,7
7,4
2010
28,0 35,2 34,0 31,4 29,6
32,9
3,9
4,1
43,6 58,7 49,5 56,2 48,3
47,8 48,6
4,5
3,0
2011
32,1 37,2 33,5 45,1 39,5
38,7 38,4
3,5
3,1
В
31,6 41,8 36,6 42,0 38,4
38,1
5,1
5,2
среднем 30,1 36,2 33,8 38,3 34,6
35,8
3,7
3,6
над чертой – урожайность основной продукции, под чертой – урожайность
побочной продукции;
* – в 2007 – 2008 г.г. – N120P90K120; в 2011 г. – N120P120K120.
5
чивало массу побочной продукции F1 Ники на 29 %, F1 Кудесницы – на 40 %,
F1 Нежности – на 27 % по сравнению с контролем. Дробное внесение азота не
влияло на урожайность побочной продукции по сравнению с основным
внесением у большинства гибридов и лишь доза N120 снижала её у гибрида F1
Нежность на 10 %.
Суммарная продуктивность пекинской капусты включала в себя
урожайность основной (кочаны) и побочной продукции. В среднем за годы
исследований на контроле была получена продуктивность гибридов F1: Ника –
47 т/га, Кудесница – 35 т/га, Нежность – 62 т/га (табл. 3). Применение дозы N80
увеличивало урожайность основной и побочной продукции на 26–28 % по
сравнению с контролем и позволило получить суммарный урожай гибридов F1:
Ника – 60 т/га, Кудесница – 45 т/га, Нежность – 75 т/га. Увеличение дозы азота
до 120 кг не сказывалось на продуктивности пекинской капусты в среднем за
годы исследований. Однако в отдельные годы прибавка от дозы N120 к дозе
N80 составила 6–24 %. Дробное внесение азота не имело преимуществ перед
основным, а в урожайные годы (2008, 2011) наблюдалось достоверное
снижение продуктивности гибридов F1 Кудесница и F1 Нежность на 13%.
Таблица 3 – Урожайность основной и побочной продукции пекинской капусты
в сумме в 2007 – 2011 г.г., т/га
Вариант
Ошибка
Год
НСР05
опыта, %
1
2
3
4
5
6А
6Б
7*
гибрид F1 Ника
2007
30,0 36,0 35,3 40,1 39,1 41,3
44,2 3,1
2,8
2008
44,5 57,9 59,8 61,2 60,7 60,6
66,1 7,7
4,2
2009
33,6 45,7 45,3 50,7 48,3
48,6
8,1
5,9
2010
55,7 64,4 64,0 71,9 70,0
72,2
6,3
3,2
2011
69,1 93,3 93,5 96,8 96,5
96,7 95,7 7,7
2,8
В среднем 46,6 59,5 59,6 64,1 62,9
6,6
3,8
гибрид F1 Кудесница
2007
27,3 33,3 36,8 41,4 38,1 43,3
39,8 4,1
3,7
2008
52,0 63,6 71,7 75,6 65,6 73,4
68,7 8,3
4,0
2009
25,1 34,4 33,2 35,4 37,6
35,8
5,6
5,5
В среднем 34,8 43,8 47,2 50,8 47,1
6,0
4,4
гибрид F1 Нежность
2010
47,5 60,1 57,6 59,1 58,1
61,2
8,0
4,6
2011
75,7 95,9 83,0 101,2 87,8
86,5 86,9 4,6
1,7
В среднем 61,6 78,0 70,3 80,2 73,0
73,9
6,3
3,2
* – в 2007 – 2008 г.г. – N120P90K120; в 2011 г. – N120P120K120.
6
С повышением доз вносимых удобрений отмечалась тенденция к
увеличению доли кочанов в суммарной продуктивности от 47 до 55 %. При
этом в зависимости от метеорологических условий вегетационного сезона эта
доля варьировала от 32 – 53 % в сухие неблагоприятные годы (2007 и 2010) до
53 – 72 % в более благоприятные. В 2007 – 2009 г.г. у гибрида F1 Ника доля
кочанов была больше, чем у F1 Кудесницы (47 – 72 % против 32 – 59 %), а в
2010 – 2011 г.г. у F1 Нежности доля кочанов была выше, чем у гибрида F1 Ника
(41 – 61 % против 33 – 54 %).
Соотношение побочной продукции к основной значительно колебалось в
зависимости от погодных условий, увеличиваясь в неблагоприятные с
длительными засушливыми периодами годы (2,16 – 0,92) и снижаясь в более
благоприятные, тёплые и влажные (0,39 – 0,99). В сухие вегетационные
периоды (2007, 2010 г.г.) минеральные удобрения снижали это соотношение с
2,11 – 2,16 до 1,21 – 1,58, а в более благоприятных условиях достоверно не
влияли на данный показатель. В среднем за 5 лет исследований в гибриде F1
Ника соотношение побочной продукции к основной находилось на уровне 0,91
– 1,09, в 2007 – 2009 г.г. – в пределах 0,70 – 0,82, а у F1 Кудесница – 0,94 – 1,30;
в 2010 – 2011 г.г. у F1 Ника – 1,12 – 1,50, у F1 Нежность – 0,94 – 1,12.
С возрастанием доз вносимых азотных удобрений отмечалась тенденция
к снижению содержания сухого вещества (табл. 4). В среднем за 2007 – 2010
г.г. основная продукция гибрида F1 Ника накапливала 5,4 – 6,0 % сухого
вещества, с колебаниями по годам от 4,7 до 7,9 %, а побочная продукция – 7,0 –
7,4 % и 5,5 – 9,2 % соответственно. Основная продукция гибрида F1 Кудесница
в среднем за 2007 – 2009 г.г. содержала 4,8 – 5,2 % сухого вещества, с
колебаниями по годам от 4,3 % до 5,9 %, а побочная продукция 6,7 – 7,2 и 5,4 –
8,5 %, соответственно. Кочаны гибрида F1 Нежность накапливали в 2010 году
5,4 – 6,2 %, а побочная продукция – 6,5 – 7,4 % сухого вещества. Таким
образом, гибриды F1 Ника и F1 Нежность накапливали больше сухого вещества,
чем гибрид F1 Кудесница.
Накопление витамина С практически не зависело от условий
минерального питания, а прежде всего изменялось от погоды (табл. 4). В
среднем за 2007 – 2009 годы гибрид F1 Ника содержал 14 – 16 мг%, а F1
Кудесница – 12 – 15 мг%. В более тёплые 2010 – 2011 г.г. гибрид F1 Ника имел
– 24 – 26 мг%, а F1 Нежность – 15 – 18 мг%. В среднем за 5 лет исследований
гибрид F1 Ника содержал – 18 – 19 мг% аскорбиновой кислоты с колебанием от
10 – 13 мг% во влажном 2008 году до 25 – 30 мг% в сухом 2010 году; у гибрида
F1 Кудесница от 8 – 11 мг% в 2008 году до 11 – 20 мг% в сухом 2007 году.
В этом исследовании определялась только фракция моносахаров, т.к.
сахара в капусте и салатной продукции главным образом представлены
7
Таблица 4 – Показатели качества гибридов F1 пекинской капусты
Показатели качества сырой массы
продукция
Вариант
основная
побочная
витамин С, редуцирующие нитраты,
сухое вещество,
мг%
сахара, %
мг/кг
%
19
2,8
1180
6,0
7,4
1
12 (18)
1,0 (2,6)
1767 (1150) 5,2 (6,2)
6,9 (7,4)
19
2,6
1500
5,7
7,4
2
12 (17)
1,0 (2,3)
2700 (1600) 4,9 (5,5)
6,7 (6,8)
18
2,4
1460
5,4
7,4
3
14 (16)
1,0 (2,6)
2600 (1650) 4,9 (6,0)
6,8 (7,2)
19
2,4
1860
5,5
7,0
4
13 (16)
1,0 (2,7)
2800 (1750) 4,8 (5,4)
6,7 (6,6)
19
2,3
2040
5,5
7,3
5
15 (15)
0,9 (2,6)
2967 (1800) 4,8 (5,6)
7,2 (7,0)
4
0,4
430
0,8
1,0
НСР05
3 (2)
0,3 (0,4)
567 (325)
0,5 (0,4)
1,1 (0,8)
Ошибка
8,2
6,4
8,4
4,6
4,8
опыта, % 7,6 (4,9)
9,6 (5,3)
6,7 (6,9)
3,2 (2,5)
5,5 (4,0)
над чертой – F1 Ника за 2007 – 2011 г.г., под чертой – F1 Кудесница за 2007 –
2009 г.г., в скобках – F1 Нежность за 2010 – 2011 г.г.
фруктозой и глюкозой. Содержание сахарозы в ней крайне мало. На примере
гибрида F1 Ника в осеннем урожае 2010 года, кроме моносахаров, определялся
общий сахар. Значения содержания моносахаров практически полностью
совпадают со значениями содержания суммарного сахара.
В среднем за 2007 – 2009 годы содержание редуцирующих сахаров в
пекинской капусте гибрида F1 Ника было на уровне 1,6 – 2,1 %, с увеличением
доз вносимых удобрений имелась тенденция к понижению их содержания
(табл. 4). Содержание моносахаров в гибриде F1 Кудесница в среднем за те же
годы в зависимости от различных доз минеральных удобрений достоверно не
изменялось и было на уровне 0,9 – 1,0 %. В среднем за 2010 – 2011 г.г.
содержание редуцирующих сахаров в гибриде F1 Ника было выше в 1,8 – 2,2
раза, чем в 2007 – 2009 г.г. Это связано с тем, что эти 2 года оказались более
тёплыми. Гибрид F1 Ника накопил 3,1 – 3,8 %, а F1 Нежность 2,3 – 2,7 %.
Наибольшее содержание сахаров у F1 Ники было в 2008, 2010 и 2011 годах –
2,3 – 4,1 %, у F1 Кудесницы в 2008 году – 1,2 – 1,6 %. Минимальное содержание
сахаров было в 2007 и 2009 г.г.: у F1 Ники – 1,0 – 2,0 %, а у F1 Кудесницы – 0,6
8
– 0,9 %. В среднем за 5 лет исследований пекинская капуста гибрида F1 Ника
содержала – 2,3 – 2,8 % редуцирующих сахаров. Гибрид F1 Нежность в 2010 и
2011 г.г. содержал 2,1 – 2,8 % сахара. Следовательно, наибольшей и одинаковой
сахаристостью обладали два гибрида: F1 Ника и F1 Нежность.
Содержание нитратов в кочанах пекинской капусты достаточно сильно
зависело от погодных характеристик года (табл. 5). В урожайные годы
содержание нитратов было заметно ниже (600 – 2400 мг/кг сырой массы), чем в
неурожайные (2200 – 4100 мг/кг) в 1,3 – 4,5 раза. Гибрид F1 Нежность в
среднем за 2010 – 2011 г.г. и гибрид F1 Кудесница в среднем за 2007 – 2009 г.г.
накапливали в 1,5 – 1,9 и 1,1 – 1,5 раза больше нитратов соответственно, чем
гибрид F1 Ника за те же периоды.
В неурожайный 2007 год, даже на контроле, нитраты накопились в
недопустимо высоких количествах, в 1,1 – 1,3 раза выше ПДК (2000 мг/кг
сырой массы) (табл. 5). При применении 80 кг азота под F1 Кудесницу
содержание нитратов возрастало до 4000 мг/кг сырой массы. Дальнейшее
увеличение доз азота не приводило к изменению концентрации нитратов. У
гибрида F1 Ника достоверное увеличение нитратов по сравнению с контролем
наблюдалось при дозе азота 120 кг на 32 %. А при внесении N120Р90К120 в
основное в 7 варианте содержание нитратов достигло 3400 мг/кг сырой массы.
В более урожайные 2008 и 2009 годы, содержание нитратов на контроле
было ниже ПДК и составляло 1100 – 1600 мг/кг сырой массы. Внесение N80
достоверно увеличивало накопление нитратов гибрида F1 Кудесница в эти годы
на 44 – 64 % по сравнению с контролем, у гибрида F1 Ника содержание
нитратов оставалось на прежнем уровне. Увеличение дозы азота до 120 кг на 1
га приводило к достоверному росту концентрации нитратов в гибриде F1 Ника
на 29 – 64 % по сравнению с дозой N80, в гибриде F1 Кудесница – содержание
нитратов оставалось на уровне предыдущей дозы азота. Дробное внесение N120
в отдельные годы приводило к росту концентрации нитратов в кочанах
пекинской капусты в 1,2 раза по сравнению с разовым внесением.
В среднем за 2007 – 2009 г.г. на контроле концентрация нитратов в
кочанах пекинской капусты составила 1570 – 1770 мг/кг сырой массы (табл. 4,
5). Содержание нитратов в гибриде F1 Ника достоверно увеличивалось в 4
варианте на 49 % по сравнению с контролем (до 2333 мг/кг сырой массы). В
гибриде F1 Кудесница уже на 2 варианте содержание нитратов достигло
максимального размера – 2700 мг/кг сырой массы (153 % от контроля).
В среднем за 5 лет исследований в контроле гибрид F1 Ника накапливал
1180 мг/кг сырой массы нитратов (табл. 4, 5). Доза N80 достоверно не
оказывала влияния на концентрацию нитратов в основной продукции
пекинской капусты. Внесение N120 увеличивало содержание нитратов на 1,6
9
раза по сравнению с контролем, но была ниже ПДК. Последняя доза азота
обеспечивала максимальное накопление нитратов в F1 Ника – 1860 – 2040 мг/кг
сырой массы. Гибрид F1 Нежность в среднем за 2010 – 2011 г.г. на контроле
содержал 1150 мг/кг нитратов. Внесение 80 кг азота увеличивало содержание
нитратов в 1,4 раза. Достоверных различий между остальными удобренными
вариантами не наблюдалось.
Таблица 5 – Содержание нитратов в основной продукции пекинской капусты в
2007 – 2011 г.г., мг/кг сырой массы
Вариант
Ошибка
Год
НСР05
опыта, %
1
2
3
4
5
6А 6Б
7*
гибрид F1 Ника
2007 2200 2700 2200 2900 3200 3000 - 3400 700
8,5
2008 1300 1400 1300 2300 2400 2100 - 2300 400
7,4
2009 1200 1400 1600 1800 2200 - 1600 400
7,1
Среднее 1567 1833 1700 2333 2600 500
7,7
2010 600 1100 1200 1400 1400 - 1100 400
11,4
2011 600 900 1000 900 1000 - 1500 1600 250
7,6
Среднее 600 1000 1100 1150 1200 - 1300 325
9,5
Среднее
1180 1500 1460 1860 2040 430
8,4
за 5 лет
гибрид F1 Кудесница
2007 2600 4000 3500 3700 4100 3300 - 3800 900
8,3
2008 1100 1800 2000 2000 2300 2300 - 2300 300
4,9
2009 1600 2300 2300 2700 2500 - 2500 500
6,9
Среднее 1767 2700 2600 2800 2967 567
6,7
гибрид F1 Нежность
2010 900 1700 1700 2000 1800 - 1900 300
6,7
2011 1400 1500 1600 1500 1800 - 1900 1900 350
7,1
Среднее 1150 1600 1650 1750 1800 - 1900 325
6,9
* – в 2007 – 2008 г.г. – N120P90K120; в 2011 г. – N120P120K120.
При весенней посадке за несколько недель до уборки летнего урожая
(2010 г.) установилась продолжительная экстремально жаркая (среднесуточная
температура выше 23 °С) и засушливая погода (в фазу формирования кочана).
Урожайность кочанов оказалась низкой, но даже в таких условиях удобрения
положительно повлияли на неё. На контроле урожайность кочанов гибрида F1
Ника составила 4,2 т/га. Применение 80 кг азота на 1 га во втором варианте
увеличило урожайность кочанов на 1,4 т/га. Дробное внесение N80 в 3 варианте
10
повысило урожайность на 1 т/га по сравнению с разовым внесением во 2
варианте. Остальные изменения доз удобрений не сказывались на массе
кочанов. Доля основной продукции в суммарной продуктивности находилась в
пределах 20–25 %. Соотношение побочной продукции к основной было на
уровне 3,12–4,03. Суммарная продуктивность пекинской капусты на контроле
составила 20,5 т/га. Применение 80 кг азота в 2 варианте увеличило её на 4,8
т/га. Достоверных различий между удобренными вариантами не было. Из-за
недостатка влаги и высокой температуры возникал эффект концентрирования
показателей качества. Так, содержание витамина С в кочанах гибрида F1 Ника
было на уровне 41–49 мг%, редуцирующих сахаров – 3,1–3,3 %. Достоверных
различий между изучаемыми дозами удобрений не было. Содержание сухого
вещества в основной продукции составило 8,0–10,0 %, а в побочной – 9,9–12,1
%. Содержание нитратов на контроле было на уровне ПДК – 2100 мг/кг сырой
массы. Применение 80 кг азота во втором варианте увеличило их содержание
на 1300 мг/кг сырой массы (на 62 %) по сравнению с контролем. На удобренных вариантах содержание нитратов было в 1,7 – 2,2 раза выше уровня ПДК.
Содержание азота, фосфора и калия в пекинской капусте колебалось в
широких пределах в зависимости от года исследования. Максимальным оно
было при минимальной урожайности – в 2007 г., а минимальным в 2008 и 2010
г.г. В среднем за 3 года исследований содержание азота, фосфора и калия в
основной продукции гибрида F1 Ника составляло 3,7 – 4,5; 1,8; 5,6 – 6,0 % абсолютно сухой массы, а в побочной продукции – 3,3 – 3,8; 1,5; 5,8 – 6,2 % а.с.м.,
соответственно. Содержание N, P2O5 и K2O в основной продукции гибрида F1
Кудесница в среднем за 2007 – 2008 г.г. было на уровне – 5,2 – 6,2; 2,2 – 2,5; 7,2
– 7,8 % а.с.м., а в побочной продукции – 3,7 – 4,7; 1,7 – 1,9; 6,8 – 7,8 % а.с.м.; в
гибриде F1 Нежность в 2010 г. в кочанах – 3,7 – 4,2; 1,7 – 1,8; 5,8 – 6,2 % а.с.м.,
а в побочной продукции – 3,5 – 4,7; 1,3 – 1,4; 6,2 – 7,1 % а.с.м. С увеличением
дозы вносимого азота проявлялась тенденция к повышению содержания азота в
сухом веществе. Доля нитратов в общем содержании азота основной продукции
пекинской капусты гибрида F1 Ника составляла 7 – 26 %, гибрида F1 Кудесница
– 12 – 27 %, гибрида F1 Нежность – 9 – 20 %. Она была минимальной на
варианте без применения удобрений (контроль) (7 – 19 %) и увеличивалась с
возрастанием дозы азота (до 13 – 27 %). В побочной продукции пекинской
капусты нитратов было больше: у гибридов F1 Ника и F1 Кудесница доля
нитратов составила 18 – 34 %, у гибрида F1 Нежность – 15 – 28 %.
Масса сухого вещества в наибольшей степени накапливалась к фазе
начала образования кочана, при этом масса сырого вещества составляла 54 – 77
% от максимальной (табл. 6). Динамика накопления азота, фосфора и калия в
растениях пекинской капусты в этой фазе составила: соответственно 100, 47 –
11
Таблица 6 – Динамика накопления сухой, сырой массы пекинской капусты,
азота (N) (в т.ч. нитратного (N–NO3)), фосфора (Р2О5) и калия (К2О) в 2007 –
2008 г.г., % от максимального (на одно растение)*
Сырая Сухая
Масса элемента
Гибрид, вариант
масса растения N–общий N–NO3 Р2О5
К2О
рассада
0,3
0,5
0,1
0,01
0,3
0,2
Ника 2 вар.
0,3
0,4
0,2
0,02
0,5
0,6
0,3
0,4
0,1
0,01
0,3
0,2
Ника 4 вар.
0,3
0,5
0,1
0,02
0,5
0,5
0,6
0,7
0,2
0,05
0,4
0,4
Кудесница 2 вар.
0,3
0,5
0,2
0,02
0,4
0,4
0,5
0,6
0,2
0,05
0,4
0,4
Кудесница 4 вар.
0,3
0,6
0,2
0,02
0,4
0,4
16 дней после посадки
22 дня после посадки
6
6
7
6
4
7
Ника 2 вар.
12
27
31
23
20
32
6
6
7
6
4
7
Ника 4 вар.
13
28
26
23
22
22
5
4
6
4
2
4
Кудесница 2 вар.
20
28
31
41
22
27
3
3
4
3
2
4
Кудесница 4 вар.
22
27
37
41
23
30
начало формирования кочана
73
93
100
82
78
96
Ника 2 вар.
54
77
98
91
74
100
68
94
98
81
74
100
Ника 4 вар.
73
100
100
100
92
100
64
71
76
54
47
67
Кудесница 2 вар.
77
94
92
89
100
100
57
65
68
58
55
69
Кудесница 4 вар.
74
100
100
62
100
100
уборка
100
100
92
100
100
100
Ника 2 вар.
100
100
100
100
100
97
100
100
100
100
100
100
Ника 4 вар.
100
100
83
100
100
77
100
100
100
100
100
100
Кудесница 2 вар.
100
100
100
100
93
72
100
100
100
100
100
100
Кудесница 4 вар.
100
98
97
100
88
72
* – в 2007 г. – в числителе; в 2008 г. – в знаменателе
12
100, 67 – 100 в процентах от максимального (табл. 6).
В зависимости от продуктивности пекинской капусты и условий года
баланс азота составил при внесении 80 кг азотных удобрений для гибридов F1:
Ника, Кудесница и Нежность – 63 – 66; 50 – 57; 47 – 51 % к выносу, а при
внесении 120 кг азота – 80 – 86; 67 – 75; 74 – 87 % к выносу, соответственно. По
фосфору и калию складывался на удобренных только азотом вариантах
отрицательный баланс, т.к. фосфорные и калийные удобрения на данных
почвах были не эффективны (табл. 7).
Таблица 7 – Баланс азота, фосфора и калия
Баланс
Вариант
N
P2O5
K2O
%к
%к
%к
±, кг/га
±, кг/га
±, кг/га
выносу
выносу
выносу
-98
0
-47
0
-190
0
1
-102 (-121)
0 (0)
-50 (-48)
0 (0)
-191 (-202)
0 (0)
-41
66
-56
0
-205
0
2
-60 (-91)
57 (47)
-59 (-57)
0 (0)
-211 (-249)
0 (0)
-47
63
-55
0
-211
0
3
-81 (-78)
50 (51)
-67 (-58)
0 (0)
-236 (-258)
0 (0)
-26
82
-59
0
-235
0
4
-58 (-42)
67 (74)
-68 (-53)
0 (0)
-243 (-228)
0 (0)
-25
83
-59
0
-221
0
5
-39 (-20)
75 (86)
-61 (-53)
0 (0)
-215 (-239)
0 (0)
-20
86
38
173
-168
0
6А
-53 (-)
69 (-)
23 (-)
134 (-)
-253 (-)
0 (0)
-26
82
-72
0
-199
38
6Б
- (-18)
- (87)
- (-58)
- (0)
- (128)
- (48)
-30
80
33
158
-72
63
7
-18 (-)
72 (-)
28 (-)
145 (-)
-106
53 (-)
над чертой показан баланс для гибрида F1 Ника (2007, 2008, 2010 г.г.); под
чертой F1 Кудесница (2007 – 2008 г.г.); в скобках F1 Нежность (2010 г.)
В среднем за годы исследований имелась тенденция к снижению выноса
фосфора и калия с увеличением доз удобрений. Вынос азота при этом
несколько возрастал и составлял у гибрида F1 Ника 2,2 – 2,5 кг на 1 т основной
продукции, а с учётом соответствующего количества побочной – 5,1 – 5,5 кг. У
гибрида F1 Кудесница вынос азота основной продукцией без учёта побочной
13
был в среднем 2,9 – 3,1 кг, а с учётом – 6,9 – 7,6 кг; у F1 Нежность
соответственно 2,1 – 2,5 кг и 4,9 – 6,9 кг.
Вынос фосфора составлял: у гибрида F1 Ника в среднем 1,0 – 1,1 кг на 1 т
основной продукции, а с учётом побочной – 2,2 – 2,6 кг; у гибрида F1
Кудесница – 1,1 – 1,3 кг и 2,5 – 3,4 кг; у F1 Нежность – 0,9 – 1,1 и 1,9 – 2,5 кг
соответственно.
Вынос калия: у гибрида F1 Ника составил 3,2 – 3,6 кг на 1 т основной
продукции, а с учётом побочной – 8,3 – 10,7 кг; у F1 Кудесница – 3,5 – 4,2 кг и
9,1 – 13,0 кг; у F1 Нежность 3,2 – 3,6 кг и 8,2 – 10,9 кг, соответственно.
При расчёте доз удобрений следует использовать величины выноса
элементов питания 1 т пекинской капусты в пересчёте на зелёную массу или на
1 т основной продукцией с учётом побочной. Вынос азота на 1 т зелёной массы
составил у гибридов F1: Ника и Нежность – 2,3 – 2,8 кг, Кудесница – 2,8 – 3,3
кг. Вынос фосфора у гибридов F1: Ника – 1,0 – 1,1 кг/т, Нежность – 0,9 – 1,0
кг/т, Кудесница – 1,2 – 1,3 кг/т. Вынос калия, соответственно: 3,9 – 4,3; 3,8 –
4,4; 4,2 – 5,0 кг/т.
Коэффициенты использования легкогидролизуемого азота из почвы
составили в зависимости от года 22 – 50 % (в среднем 25 – 30 %), подвижного
фосфора 2,0 – 2,9 % и калия 12 – 24 % (в среднем 17 %). Из удобрений растения
использовали 32 – 63 % азота (в среднем 50 %) при дозе N80. Последний
показатель был лучшим у гибрида F1 Кудесница.
ВЫВОДЫ
1. На дерново–подзолистой высокоокультуренной почве (с высоким
содержанием легкогидролизуемого азота (53 – 140 мг/кг) и очень высоким
содержанием подвижных форм фосфора (540 – 710 мг/кг) и калия (340 – 490
мг/кг) применение 80 кг азота минеральных удобрений под пекинскую капусту
позволило получить в среднем урожайность кочанов гибрида F1 Ника 32 т/га,
гибрида F1 Кудесница – 24 т/га, гибрида F1 Нежность – 40 т/га.
Суммарная продуктивность основной и побочной продукции при той же
дозе азота составила соответственно 60 т/га, 45 и 75 т/га.
Увеличение дозы азота до 120 кг/га приводило к росту основной и
суммарной продукции только в особо благоприятные годы.
2. Дробное внесение N80 и N120 положительным образом не
сказывалось на урожайности кочанов и суммарной продуктивности пекинской
капусты.
Дополнительное внесение фосфорных и калийных удобрений на фоне
азотных в условиях опыта в большинстве случаев не влияло на урожайность.
14
3. Доля основной продукции в общей в годы с нормальной
обеспеченностью влагой (2008, 2009, 2011) составляла 53 – 72 %, в засушливые
годы (2007 и 2010) – 32 – 53 %. У гибридов F1 Ника и F1 Нежность выход
основной продукции был несколько выше, чем у F1 Кудесницы.
4. В фазу уборки гибридов F1 содержание азота составляло 3,7 – 6,2 %,
фосфора 1,7 – 2,4 %, калия 5,6 – 7,8 % на сухую массу. Наибольшая их
концентрация отмечалась в гибриде F1 Кудесница.
Наибольший вынос элементов питания на 1 т основной продукции с
учётом побочной был у гибрида F1 Кудесница (6,9 – 7,6 кг N, 2,5 – 3,4 P2O5 и
9,1 – 13,0 кг К2О), а наименьший у гибридов F1 Ника и F1 Нежность (4,6 – 6,9 кг
N, 1,9 – 2,6 P2O5 и 7,2 – 10,9 кг К2О).
5. По сухому веществу существенных различий по удобренным
вариантам не отмечено, составив по гибридам F1 в основной продукции 4,8 –
6,0 %, в побочной – 6,5 – 7,4 %.
Наименьшее содержание сухого вещества было в гибриде F1 Кудесница,
наибольшее – в гибриде F1 Ника.
6. С увеличением доз азотных удобрений отмечалась тенденция к
снижению содержания редуцирующих сахаров в кочанах и практически
стабильное содержание витамина С.
Наибольшей сахаристостью отличался гибрид F1 Ника (2,3 – 2,8 % на
сырую массу), наименьшей – гибрид F1 Кудесница (0,9 – 1,0 %). Сахароза в
пекинской капусте практически не содержалась.
Аскорбиновой кислоты больше было в гибриде F1 Ника (18 – 19 мг% на
сырую массу), в гибриде F1 Кудесница на 3 – 6 мг% меньше. Её содержание
прежде всего зависело от условий года, составляя иногда 25 – 50 мг%.
7. С увеличением доз азотных удобрений содержание нитратов в кочанах
возрастало. Дробное внесение азота в некоторые годы повышало их
концентрацию. Главным образом продукция по нитратам не превышала ПДК. В
неблагоприятные годы нитратов накапливалось от 2100 до 4400 мг на 1 кг
сырой массы (т.е. было выше ПДК). Гибрид F1 Кудесница больше содержал
нитратов, а гибрид F1 Ника – меньше всего.
8. Коэффициенты использования легкогидролизуемого азота из почвы
составили в зависимости от года 22 – 50 % (в среднем 25 – 30 %), подвижного
фосфора 2,0 – 2,9 % и калия 12 – 24 % (в среднем 17 %). Из удобрений растения
использовали 32 – 63 % азота (в среднем 50 %) при дозе N80. Последний
показатель был лучшим у гибрида F1 Кудесница.
9. В зависимости от продуктивности пекинской капусты и условий года
баланс азота составил 47 – 87 % к выносу. Принципиальных различий по
гибридам F1 не отмечалось. По фосфору и калию складывался на удобренных
15
только азотом вариантах отрицательный баланс 53 – 68 кг/га и 205 – 258 кг/га,
т.к. фосфорные и калийные удобрения на данных почвах были не эффективны.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1.
В
условиях
высокоокультуренных
дерново–подзолистых
тяжёлосуглинистых почв Центрального района России с высоким содержанием
легкогидролизуемого азота и очень высоким содержанием подвижных форм
фосфора и калия для получения средней суммарной продуктивности пекинской
капусты гибридов F1: Ника 60 т/га, Кудесница – 45 т/га, Нежность – 75 т/га, и
урожайности кочанов, соответственно 32 т/га, 24 и 40 т/га, с содержанием
нитратов не выше ПДК, предлагается вносить в основное удобрение 80 кг азота
на 1 га (не выделяя часть дозы в подкормку). Доза азота 120 кг/га эффективна
только в особо благоприятные годы.
2. При расчёте доз минеральных удобрений на планируемый урожай на
данных почвах предлагается использовать следующие показатели выноса азота,
фосфора и калия на 1 т зелёной массы пекинской капусты или на 1 т основной
продукции с учётом побочной (кг):
Вынос
1 т основной продукции с
Гибрид F1
1 т зелёной массы, кг
учётом побочной, кг
N
P2O5
K2O
N
P2O5
K2O
5,1 – 5,5 2,2 – 2,6 8,3 – 10,7 2,3 – 2,7 1,0 – 1,1 3,9 – 4,3
Ника
Кудесница 6,9 – 7,6 2,5 – 3,4 9,1 – 13,0 2,8 – 3,3 1,2 – 1,3 4,2 – 5,0
Нежность 4,6 – 6,9 1,9 – 2,5 8,2 – 10,9 2,3 – 2,8 0,9 – 1,0 3,8 – 4,4
3. Рекомендуемые нормативы баланса азота на аналогичных почвах при
разной продуктивности F1 гибридов составляют 47 – 87 % к выносу. Фосфорные и калийные удобрения при содержании в почве 540 – 710 мг/кг подвижного
фосфора и 340 – 490 мг/кг подвижного калия по Кирсанову не применяются.
По материалам диссертации опубликованы следующие работы:
1. Дёмин В.А., Родионов В.А. Влияние различных доз минеральных
удобрений на урожайность и показатели качества пекинской капусты (Brassica
pekinensis Skeels) // Известия ТСХА. – 2012. – №6. – С. 110 – 121.
2. Дёмин В.А., Родионов В.А. К методике определения нитратов в
пекинской капусте // Картофель и овощи. – 2011. – №5. – С. 14.
3. Шаповал И.Е., Дёмин В.А., Родионов В.А. Минеральное питание,
урожай и качество пекинской капусты // Картофель и овощи. – 2012. – №1. – С.
13 – 14.
16