Интегрированная диагностика плодородия чернозема обыкновенного нижнего Дона – Прогнозирование оптимального содержания фосфора при возделывании озимой пшеницы
Агрохимия и почва 27.02.2016 Вебмастер
Прогнозирование оптимального содержания фосфора при возделывании озимой пшеницы
Разработана система индикаторов и моделей для прогнозирования оптимальных уровней подвижного фосфора в почве непосредственно по данным химического состава надземной массы растений в фазу трубкования (модели 13 – 14) и зерна (модели 15 – 16). Высокая достоверность этих моделей и соответствие фактическим данным показали возможность такого прогноза.
Модель 13:
Pp = 3,89 + 4,48Cl – 0,497K – 2,76Ca – 0,12Zn + 1,49N – 1,36P – 0,34Kp/Cаp -0,07N/P – 0,91N/K + 0,04U + 0,017Mn + 0,058Cu + 0,318Fe/Mn – 0,089Fe/Zn
F = 2,63, R2 = 0,71 при степенях свободы 58 и 44
Модель 14: (то же, сокращенный вариант)
Pp = 0,94 + 4,4Cl – 0,11Zn + 0,53N + 0,056U + 0,015Mn + 0,29Fe/Mn -0,077Fe/Zn
F = 2,4, R2 = 0,63 при степенях свободы 58 и 51
Модель 15:
Pp = -8,6 + 6,9Mg – 104,8Al + 27,4Si – 10,9P + 34,1Cl + 13,9K – 10,9 Ca + 0,16Br + 0,029Mn + 0,0023Fe – 0,054Ni + 0,056Sr – 0,15Cu + 0,083U
F = 3,3, R2 = 0,84 при степенях свободы 29 и 15
Модель 16: (то же, без учета величины урожая)
Pp = -15,0 + 15,5Mg – 159,8Al + 64,7Si – 39,5P + 135Cl + 24,3K + 0,22Zn –0,027Cr + 0,16Br – 0,012Fe – 0,031Ni – 0,0921Sr
F = 2,3, R2 = 0,75 при степенях свободы 29 и 15
Логический смысл представленных моделей состоит в том, что содержание подвижного фосфора в почве можно рассматривать как функцию большого числа учтенных и неучтенных факторов, индикаторами состояния которых является система показателей (аргументов), включенная в модель. Практический смысл определения такого рода моделей состоит в том, что они дают возможность по планируемому содержанию элементов питания в растениях прогнозировать и соответствующие им уровни обеспеченности почв питательными элементами. Это открывает новые возможности в анализе экспериментальных данных по выявлению допустимых и недопустимых уровней изменения агрохимических показателей под влиянием антропогенных воздействий с учетом желаемого содержания химических элементов в растениях. Для примера приводим прогнозируемые уровни подвижного фосфора в карбонатном черноземе в зависимости от планируемого содержания цинка в растениях (табл. 14).
Таким образом, разработка нормативов свойств почв применительно к отдельным культурам должна проводиться только на локальном уровне с учетом средних многолетних данных по их урожайности, что позволяет учесть и влияние климатических факторов.
Таблица 14 – Зависимость подвижного фосфора в почве от планируемого уровня цинка в надземной массе пшеницы, (фаза трубкования)
Планируемый уровень содержания Zn в растениях*, мг/кг) | Оптимальный уровень содержания подвижного фосфора (мг/кг почвы) на фоне различных условий произрастания пшеницы: | ||
Н | Ср | Б | |
5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 | 62 56 50 44 38 31 | 65 59 53 47 41 35 | 72 66 60 54 48 42 |
Примечание: Н, Ср, Б – соответственно неблагоприятные, средние и благоприятные условия произрастания пшеницы с урожайностью пшеницы соответственно 2,5; 3,2; 5,0 т/га. * Прогноз составлен по модели при условии, что кроме содержания Zn и величины урожая все другие показатели – аргументы близки или равны уровням, необходимым для достижения урожая зерна озимой пшеницы в 5,0 т/га.
Полученные данные указывают также на возможность оценки соответствия условий произрастания растений заданному или программированному содержанию химических элементов в зерне.
Индикаторами накопления фосфора в зерне пшеницы, кроме содержания подвижного фосфора в пахотном слое почв, является и химический состав надземной массы пшеницы в фазу трубкования, особенно содержание азота и его соотношения с другими элементами:
Pzer = 0,26 + 0,042N + 0,012Pp – 0,22Si + 0,003Sr +0,0004Fe – 0,086N/Si – 0,09N/K + 0,024N/Ca +0,0043Zn/N +5,9 Ca/Sr -0,0037Fe/Sr (17)
F = 2,5, R2= 0,75 при степенях свободы 29 и 18
Согласно экспериментальным данным и модели, повышенное содержание фосфора в зрелом зерне пшеницы (около 0,4 %) можно ожидать при следующих значениях показателей-индикаторов (над чертой – показатель, под чертой – его значение в принятых единицах измерения: N, Si, K, Ca – в %, подвижный фосфор в почве – Pp, в мг/кг, остальные элементы в растениях – мг/кг):
N Pp Si Sr Fe N/Si N/K N/Ca Zn/N Ca/Sr Fe/Sr
3.0 4.9 0.85 7.0 158.0 2.9 1.2 9.4 5.7 0.037 22.6
Аналогичным образом можно определить модели прогноза содержания в зерне и других элементов. Элементы-индикаторы будут различны для разных типов почв, сортовых особенностей культур, интенсивности антропогенного воздействия на почвы и растения.