Цель исследований – анализ влияния агрохимических свойств почв, химического состава растений на урожай и качество зерна озимой пшеницы с использованием интегрированной системы диагностики (ИСОД).
ИСОД – это современный метод комплексной почвенно-растительной диагностики. Он отличается от других методов более полным учетом сбалансированности питания растений большим числом макро- и микроэлементов, методическим подходом к учету корреляции этой сбалансированности с величиной и качеством урожая, свойствами почв и состоянием их эффективного плодородия.
Многолетние исследования проведены непосредственно в условиях производственных посевов озимой пшеницы. Для формирования диагностической базы данных проводили сопряженный отбор почвенных и растительных образцов по микроучасткам с использованием методических рекомендациях по определению нормативов соотношений макро- и микроэлементов в растениях по системе ИСОД (1989). Образцы почв и растений отбирали одновременно по фазам их развития. Содержание N в растениях определяли по действующим ГОСТам, а Р, К, Mg, Ca, Si, S, Cl, Zn, Br, Mn, Fe, Rb, Ni, Sr, Cu, Pb (в вегетативных и репродуктивных органах) – рентгенофлуоресцентным методом. В почвенных образцах определяли содержание гумуса, валовых фосфора и калия, нитратного и аммонийного азота, подвижного фосфора, обменного калия, карбонатов; рН водн.
Установлено, что урожайность озимой пшеницы на черноземе обыкновенном зависит от совокупности показателей, характеризующих состояние почвы и растений:
U = –132,00 + 5,65N – 9,76Si + 13,65P – 12,60K + 0,20Mn – 0,05Fe – 0,47Ni + 0,16Sr + + 0,56Cu + 3,74Pp – 2,16Kp + 75,80Kp/Cаp + 3,24Cap/Mgp + 3,40(Caр + Mgр) ++ 3,75Fe/Mn – 8,40N/К + 1,64K/P; R2 = 0,8,
где (здесь и далее): U – урожай зерна, ц/га; N, Si, P, K, (%), Fe, Ni, Cu, Mn, Sr, Zn (мг/кг), Fe/Mn, N/K, K/P – содержание элементов и их соотношения в надземной массе растений в фазу выхода в трубку; G – содержание гумуса (%); Pp – подвижного фосфора и Kp – обменного калия (мг/100 г); поглощенного кальция – Cap и суммы поглощенных оснований -Cap + Mgp (мг-экв/100г); Kp/Cap , Kp/Cap + Mgp, Pp/G – соотношения вышеуказанных показателей; Bel – содержание белка (%); Kl – содержание клейковины в зерне (%).
Для оперативного прогноза разработан сокращенный вариант этой модели:
U = 40,4 + 9,1N – 7,9Si – 7,9K + 4,3Pp – 11,1 N/K; R2 = 0,6.
Выявлены средние значения показателей, при которых урожай зерна озимой пшеницы прогнозируется на уровне 5,0 т/га: содержание в надземной массе растений в фазу выхода в трубку N – 3,0; P – 0,3; K – 2,0 %; Mn – 70,0, Fe – 180,0, Cu – 7,0 мг/кг; соотношение Fe/Mn – 2,4, N/K – 1,2, K/P – 8,3; содержание в почве гумуса – 4,3 %; подвижного фосфора – 40,0 и обменного калия – 400,0 мг/кг. Приведенные значения можно использовать в качестве критериев комплексной оценки соответствия фактических почвенных условий требованиям озимой пшеницы [1, 2].
Содержание белка в зерне озимой пшеницы зависит от степени дефицита азота (N) и устойчивости сбалансированности N с Fe, P, Mn:
Bel = + 12,7 – 0,31Pp + 0,06Kp + 1,55Pp/G + 0,54N – 0,73N/K – 4,2Cl – 0,012Mn – 0,74P + 0,011Fe/Zn; R2 = 0,8.
Исследования показали высокую диагностическую информативность учета обеспеченности растений N, K, Zn, Mn, P для прогноза содержания клейковины в зерне пшеницы на исследуемом черноземе:
Kl = 30,1 + 3,2N + 0,18M – 0,48Pp – 2,5P – 1,6Mgp – 1,6K + 0,14Zn R2 = 0,6.
Таким образом, применение ИСОД расширяет возможности прогнозирования урожайности, качества зерна озимой пшеницы и оценки соответствия свойств почв требованиям растений. Диагностика условий произрастания озимой пшеницы на черноземе обыкновенном должна проводиться по совокупности показателей, включающей данные многоэлементного химического состава растений, агрохимических свойств почв и их соотношений.