Библиографическое описание:

Дурдыев Б. Корреляция между поступлением элементов питания и сохранением плодоорганов хлопчатника в онтогенезе // Молодой ученый. — 2010. — №10. — С. 364-368.

В изучении биологии хлопчатника в различных почвенно–климатических зонах хлопкосеяния достигнуты большие успехи. Однако специальных исследований, посвященных биологическим особенностям образования плодовых органов хлопчатника и закономерности их опадения и сохранения, особенно в зависимости от режима питания, недостаточно, а в условиях нижнего течения р. Мургаб – практически отсутствуют. Более того, не выявлено влияние калия на этот процесс в различных агрофонах, с близким залеганием грунтовых вод и высокой концентрацией солей почвенного раствора. Поэтому, на наш взгляд, выявление указанных факторов закономерности плодообразования хлопчатника имеет большое теоретическое и практическое значение.

Еще в 20-е годы Г.С. Зайцев [1], изучив биологию развития хлопчатника, установил определенные закономерности плодообразования. В последующем эти исследования были продолжены Г.Л.Ивановской [3] и другими в основном на обычных агрофонах. А.И.Имамалиев [4] и его последователи детально занимались изучением этой проблемы с различными сортами и режимами питания.

Проведенные нами исследования в 1989 -1995гг. на орошаемых луговых почвах Мургабского оазиса в значительной степени восполняют этот пробел.

В ходе исследований установлено, что калий основной транспортирующий элемент в органах хлопчатника. При его недостаточности хлопчатник теряет свои плодоорганы даже на обильном фоне питания.

В варианте с минеральным - N250 P180 и органическим фонами (30 т/га навоза), несмотря на насыщение почвы органическими и минеральными формами азота и фосфора, сохранность плодоорганов значительно ниже, чем при оптимальном варианте минерального N250 P180 K150 и органического фонов (N250 P180 K100 + навоз).

Это объясняется тем, что при недостатке калия накапливается избыточное количество основных питательных элементов в аккумулятивных органах хлопчатника, которые не поступают своевременно в генеративные органы и точку роста, что вызывает опадение плодоэлементов. Это подтверждают анализы содержания питательных элементов в различных органах хлопчатника в онтогенезе (табл.1.).

Таблица 1.

Содержание азота, фосфора и калия в различных органах хлопчатника по фазам его развития, % от сухой массы ( среднее за 1989-1991 гг. )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Орган

хлопчатника

Фаза развития

Без калия

(N250 P180)

С калием

(N250 P180 K150)

Азот

фосфор

калий

азот

фосфор

калий

 

 

Листья

 

 

при 2-3 настоящих листьях

 

 

3,32

1,25

3,43

3,45

1,63

3,92

цветение

2,18

1,33

2,28

2,73

1,56

3,01

созревание

1,90

0,63

2,23

2,72

0,78

2,85

Стебель

 

 

при 2-3 настоящих листьях

2,32

1,19

3,58

2,45

1,28

3,85

цветение

1,18

0,64

2,28

1,38

0,72

2,76

созревание

0,90

0,37

1,94

0,93

0,50

2,01

Корень

 

 

при 2-3 настоящих листьях

0,82

0,42

1,87

0,90

0,62

2,05

цветение

0,56

0,37

1,36

0,85

0,53

1,75

созревание

0,42

0,21

0,81

0,51

0,25

1,10

 

В условиях нижней части р. Мургаб в период плодообразования хлопчатника часто наблюдается дефицит воды. Рост хлопчатника приостанавливается и происходит сброс молодых репродуктивных органов, особенно при недостатке обменного калия.

Как показали результаты исследований, оптимизация калийного питания способствует более интенсивному поступлению питательных элементов в растения. В период цветения их содержание увеличивается в листьях – в 1,1-1,3 раза, в стеблях и ветвях – 1,1 – 1,2 и в корнях – в 1,3- 1,8 раза (табл.1.).

Среди различных форм калия (необменный, растворимый в кислоте, обменный, водорастворимый, калий в составе органического вещества почвы и калий минеральных удобрений) наиболее подвижны водорастворимый калий и калий в составе минеральных удобрений. Незначительное количество водорастворимого калия в почве не обеспечивает растение необходимым запасом в дни перед поливами, когда пахотный слой почвы иссушается и питательные элементы не поступают в корни хлопчатника. Калий минеральных удобрений во время полива хлопчатника вместе с влагой проникает в подпахотные слои почвы и снабжает хлопчатник в предполивные дни, когда потребление питательных элементов в основном происходит из подпахотных слоев почвы.

В тех вариантах, где норма калийных удобрений превалировало над азотными, отмечалось несколько меньшее опадение завязей по сравнению с вариантами, где преобладал азот.

Изучение влияния уровня плодородия почвы на процесс образования и сохранения урожая показало, что в контроле – без внесения удобрений – количество сохранившихся коробочек с каждым годом уменьшалось. В вариантах с внесением минеральных удобрений наибольшая сохранность полноценных коробочек отмечается у хлопчатника, выращиваемого в навозообороте (30 т/га навоза вносится один раз в три года).

Для отдельных вариантов нами проведены более детальные исследования с целью установления зависимости опадения плодоэлементов от обеспеченности основными элементами питания: жесткий вариант – без удобрений; на фоне азотных и фосфорных удобрений и на фоне азотных, фосфорных и калийных удобрений. Проведенные исследования позволили более точно выявить роль элементов питания в процессе формирования, опадения и сохранения плодоорганов хлопчатника в условиях высокой концентрации солей почвенного раствора.

Так, в основном, потери урожая объясняются опадением бутонов (52,5 – 63,2 %), опадение завязей составило 12,4 – 23,2 % общего количества. Основная масса плодоэлементов (85,0 – 91,0 %) – формируется до 15 августа, а наибольшее опадение бутонов и завязей приходится на период 25 июля–10 августа, и только при избытке элементов питания интенсивное опадение продолжалось до 20 августа.

Данные нашего опыта о последовательности образования плодоэлементов и закономерности раскрытия цветков с небольшими отклонениями согласуются с ранее полученными результатами [2].

Раскрытие цветков, как и появление бутонов, происходит вдоль главного стебля (короткая очередь) в среднем через каждые 2 – 3 дня, а также вдоль симподия (долгая очередь) – через 5–7 дней. При этом на определенных ярусах куста хлопчатника образуются так называемые конусы цветения. При изучении последних нами установлена взаимосвязь между содержанием элементов питания, продолжительностью очередей цветения и сохранением плодоорганов хлопчатника.

Характеризуя формирование плодоорганов, следует отметить, что в среднем на кусте в указанные годы формировалось 22,7 – 39,8 плодовых мест, однако в период онтогенеза 63,1 – 75,8 % их опадает.

Таблица 2.

Влияние калия на формирование и сохранение плодоэлементов хлопчатника

( среднее за 1989-1991 гг. )

 

 

 

 

 

 

 

 

Номера вариантов

 

 

 

Варианты опыта

 

 

 

Количество образовавщихся плодоорганов,шт.

 

 

Сохранилось от общего количества плодоорганов

 

Всего опало плодоэлементов

 

 

 

шт

%

шт

%

 

Блок - 1

 

1

N0P0K0 (к) 

22,7

5,5

24,2

17,2

75,8

 

2

 N250P180 - Фон

27,3

7,2

26,4

20,1

73,6

 

3

Фон + К50 

29,5

8,5

28,8

20,9

70,8

 

4

Фон + К100

31,7

9,7

30,6

21,9

69,1

 

5

 Фон + К150 

34,9

11,7

33,5

23,2

66,5

 

6

Фон + К250

36,6

12,6

34,4

24

65,6

 

Блок - 2

 

7

N0P0K0 + 30 т/га навоз * (к) 

22,9

6,9

30,1

19,9

86,9

 

8

 N250P180 + 30 т/га - Фон

30,4

8,2

27,0

22,2

73,0

 

9

Фон + К50 

33,6

10,5

31,3

23,1

68,8

 

10

 Фон + К100

37,5

13,2

35,2

24,4

65,1

 

11

 Фон + К150 

39,8

14,7

36,9

25,1

63,1

 

* / Навоз вносится под пахоту один раз за три года.

Установлено, что жестком варианте, когда количества калия недостаточно, несколько снижается темп цветения и увеличивается продолжительность последовательности цветения. Видимо, из-за нарушения азотного обмена в клетке и аккумулятивного органа в периферийных частях куста плодоэлементы опадают.

Сегодня перед аграрной наукой поставлена задача разработки ресурсоэнергоэкономных, экологически безвредных и экономически оправданных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. В связи с этим все более активно развиваются технологии точного (координатного) земледелия [5].

Установленная нами закономерность сохранения плодоорганов хлопчатника позволяет разработать систему дифференцированного применения минеральных удобрений в зависимости от обеспеченности основными элементами питания (рис. 1.)

Наиболее эффективным в условиях орошаемых луговых почв нижней части дельты р. Мургаб следует считать внесение азота в норме 250 кг/га, фосфора – 180 кг/га, калия – 100 кг/га на фоне 30 т/га органических удобрений и 150 кг калия на фоне 250 кг азота и 180 кг фосфора. Установленный режим питания обеспечивает сохранение наибольшего числа коробочек на кусте (табл.3.).

Таблица 3

Влияние калийных удобрений на урожай хлопка-сырца

 

Норма минеральных удобрений,

Норма органических удобрений,

 

Урожай, ц/га

 

 kg/ga д.в.

 t/ga,

 

 

 

 

N

P

K

R

1989

1990

1991

Ср.

1

0

0

0

0

21,4

17,2

15,8

18,1

2

0

0

0

30

23,6

19,4

18

20,3

3

250

180

0

0

29,2

28

25,6

27,6

4

250

180

0

30

32,6

34,4

31,5

32,8

5

250

180

50

0

30,4

31,5

28,4

30,1

6

250

180

100

0

30,7

32

33,2

31,9

7

250

180

150

0

32,2

33,4

34

33,2

8

250

180

250

0

33

34,2

35,1

34,1

9

200

150

50

30

31,4

30

27,6

29,6

10

250

180

50

30

33,2

35,1

37

35,1

11

250

180

100

30

35,7

37,9

38

37,2

12

250

180

150

30

36,5

38,2

39,8

38,1

 

Ниже приводим результаты математической обработки урожайных данных:

Модель МНК, использованы наблюдения 1-12

Зависимая переменная: Y1989

 

 

Коэффициент

Ст. ошибка

t-статистика

P-значение

 

const

20,7152

0,545147

37,9994

<0,00001

***

N

0,136521

0,0931372

1,4658

0,19306

 

P

-0,143953

0,12939

-1,1126

0,30848

 

K

0,0308871

0,00906264

3,4082

0,01435

**

R

0,118983

0,0148018

8,0385

0,00020

***

K2

-5,61309e-05

3,71787e-05

-1,5098

0,18185

 

 

 

 

 

 

 

Сумма кв. остатков

 2,974671

 

Ст. ошибка модели

 0,704115

R-квадрат

 0,986202

 

Испр. R-квадрат

 0,974703

F(5, 6)

 85,76725

 

Р-значение (F)

 0,000017

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для 95% доверительных интервалов, t(6, 0,025) = 2,447

 

 Набл.

Y1989

Предсказание

Ст. ошибка

95% доверительный интервал

1

21,4000

20,7152

0,890485

(18,5363, 22,8942)

2

23,6000

24,2848

0,890485

(22,1058, 26,4637)

3

29,2000

28,9339

0,865016

(26,8173, 31,0505)

4

32,6000

32,5034

0,871352

(30,3713, 34,6355)

5

30,4000

30,3380

0,795092

(28,3924, 32,2835)

6

30,7000

31,4613

0,809246

(29,4812, 33,4415)

7

32,2000

32,3040

0,808374

(30,3260, 34,2821)

8

33,0000

33,1475

0,981503

(30,7459, 35,5492)

9

31,4000

31,4000

0,995770

(28,9634, 33,8366)

10

33,2000

33,9075

0,784915

(31,9868, 35,8281)

11

35,7000

35,0308

0,801716

(33,0691, 36,9926)

12

36,5000

35,8735

0,822386

(33,8612, 37,8858)

 

Ниже приводим результаты

 

 МНК, использованы наблюдения 1-12

Зависимая переменная: Y1990

 

 

Коэффициент

Ст. ошибка

t-статистика

P-значение

 

Const

16,014

0,768058

20,8500

<0,00001

***

N

0,411298

0,131221

3,1344

0,02021

**

P

-0,49946

0,182298

-2,7398

0,03374

**

K

0,0466107

0,0127684

3,6505

0,01070

**

R

0,152398

0,0208542

7,3078

0,00033

***

K2

-0,000102859

5,23811e-05

-1,9637

0,09720

*

 

 

 

 

 

 

Сумма кв. остатков

 5,904731

 

Ст. ошибка модели

 0,992029

R-квадрат

 0,987699

 

Испр. R-квадрат

 0,977449

F(5, 6)

 96,35482

 

Р-значение (F)

 0,000012

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для 95% доверительных интервалов, t(6, 0,025) = 2,447

 

 Набл.

Y1990

Предсказание

Ст. ошибка

95% доверительный интервал

1

17,2000

16,0140

1,25461

(12,9441, 19,0839)

2

19,4000

20,5860

1,25461

(17,5161, 23,6559)

3

28,0000

28,9358

1,21872

(25,9537, 31,9179)

4

34,4000

33,5077

1,22765

(30,5038, 36,5117)

5

31,5000

31,0092

1,12021

(28,2681, 33,7502)

6

32,0000

32,5683

1,14015

(29,7784, 35,3581)

7

33,4000

33,6130

1,13892

(30,8262, 36,3999)

8

34,2000

34,1597

1,38284

(30,7761, 37,5434)

9

30,0000

30,0000

1,40294

(26,5671, 33,4329)

10

35,1000

35,5811

1,10587

(32,8751, 38,2871)

11

37,9000

37,1402

1,12954

(34,3763, 39,9041)

12

38,2000

38,1850

1,15866

(35,3499, 41,0201)

 

Выводы

В низовьях р. Мургаб обеспечение оптимального режима калийного питания на высоком агрофоне создает возможность более полного использования потенциальных возможностей возделываемого сорта хлопчатника.

Интенсивность поступления питательных элементов в растение зависит от условий оптимального калийного питания. В период цветения – плодообразования их содержание при внесении калия 150 кг/га д.в. увеличилось в листьях в 1,1 – 1,3 раза, стеблях и ветвях – 1,1 – 1,2 раза и корнях – 1,3-1,8 раза.

Основная потеря урожая в зависимости от уровня минерального питания. происходит за счет опадения бутонов, на долю которых приходилось от 52,5 до 63,2 %, опадение завязей составило 12,4 – 23,2 % общего количества.

Усиление органо-минерального фона питания и увеличении нормы калия от 50 – 100 кг/га повышают урожай на 4,0-5,0 ц/га. Дальнейшее повышение уровня калия до 150 кг/га считается экономически невыгодным.

 

Литература:

1.    Зайцев Г.С. Цветение, плодообразование и раскрытие коробочек у хлопчатника // Тр. Туркестанской селекционной станции, 1924. Вып. 1.

2.    Зайцев Г.С. Избр. соч. – М., 1963.

3.    Ивановская Г. Л. К вопросу об опадении плодовых органов к американского хлопчатника // Труды института физиологии растений им. К.А.Тимирязева, 1946. Т.4. Вып.1.

4.    Имамалиев А.И., Пак В.М. Плодоношение хлопчатника // Науч. Труды ВАСХНИЛ. – М.: Колос, 1977.

5.    А. Артемьев и др. Дифференцированное применение минеральных удобрений в системе точного земледелия // Главный агроном.-2007.-№2.-С.7-9.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle