Выводы

1.     Интегрированная диагностика условий произрастания сельскохозяйственных культур на черноземе обыкновенном Нижнего Дона должна проводиться по совокупности показателей (системе индикаторов), включающей данные многоэлементного химического состава растений, агрохимических свойств почв и их соотношения.

2.         Современное состояние плодородия чернозема обыкновенного Нижнего Дона не обеспечивает высокого качества минерального питания растений. Выявлены нарушения сбалансированности питания озимой пшеницы, кукурузы, сорго  по большому числу макро- и микроэлементов (N, P, Ca, K, Fe, Mn, Zn, Br, Ni и др.). Эти нарушения связаны в основном с высоким содержанием кальция, обменного калия в почвах и  низкой доступностью растениям фосфора, железа, цинка, марганца. При увеличении количества карбонатов  в почве выше 3,5 % зерно сорго формируется с экологически неблагоприятным соотношением важнейших элементов: N/S, P/S, P/Fe, P/Si, P/Ca, K/Ca+Mg.

3.         Вариация агрохимических показателей физико-химических свойств чернозема обыкновенного в производственных посевах сельскохозяйственных культур усиливает нарушения сбалансированности их питания по большому числу макро- и микроэлементов, с которыми связаны качество урожая и его экологическая безопасность. Следовательно, разработку нормативов свойств почв необходимо проводить на локальном уровне с учетом не только величины, но и качества урожая сельскохозяйственных культур. Параметры-индикаторы различны и зависят от видовых и сортовых особенностей культур, интенсивности антропогенного воздействия на почвы и растения.

4.         В качестве индикаторов условий произрастания озимой пшеницы на черноземе обыкновенном наиболее пригодны следующие показатели: содержание и соотношение N, P, K, Fe, Zn, Caв надземной массе пшеницы в фазу трубкования; содержание гумуса, подвижного фосфора в почве и их соотношения, а также количество обменного калия и его соотношения к обменному кальцию и сумме обменных оснований. Почвы с соотношением подвижного фосфора к гумусу менее 0,8 и обменного калия к содержанию обменного кальция более 1,9 и менее 1,0 неблагоприятны для выращивания пшеницы.

5.         При одних и тех же условиях у разных сортов одной культуры выявлена неодинаковая сбалансированность питания, следствием которой является различная урожайность. Так, у сорта Поволжский 89 урожайность составила 7,2 т/га. Для сорта Донская высокорослая характерен резкий недостаток железа (iFe=0,2), избыток калия (iK=5,5), который не позволил формированию высокого уровня урожая (4,4 т/га). Соотношения индексов iN/iK, iFe/iMnследует использовать как критерий оценки условий произрастания кукурузы на черноземе обыкновенном.

6.     Сортовая специфика минерального питания сорго, кукурузы на черноземе обыкновенном выявлена при сопряженном анализе почвы и растений, с определением не менее 13 макро- и микроэлементов и их соотношений. Отбор сортов зернового сорго, кукурузы для выращивания на черноземе обыкновенном должен проводиться с учетом их устойчивости к изменению сбалансированности питания под влиянием удобрений. В первую очередь необходимо определять те элементы, доступность и соотношение которых зависит от физико-химических свойств почв: кальций, калий, азот, цинк, железо.

7.     Разные по биологическим особенностям сельскохозяйственные культуры (озимая пшеница, кукуруза, сорго) сильно реагируют на изменения качества питания уже на раннем этапе их развития. Выявлены достоверные зависимости величины урожая от содержания химических элементов и их соотношений. Указанные зависимости выражены в виде множественно-регрессионных моделей, которые позволяют на раннем этапе развития растений прогнозировать их продуктивность, оценивать плодородие почв и оптимальность доз и сочетаний удобрений с использованием экологически важных соотношений химических элементов (Р/Са, Fe/Mn, Sr/Ca и др.).

8.     Устойчивость положительного действия удобрений на черноземе обыкновенном зависит от его способности поддерживать сбалансированное питание растений макро- и микроэлементами. При среднем содержании подвижного фосфора действие различных сочетаний и доз удобрений на урожайность зерна разных сортов сорго (Хазине 28, Зерноградское 53, Хазине 74) в большой степени зависит от их влияния на содержание и сбалансированность в растениях следующих элементов питания: железа, кальция, цинка, а также от соотношений азота с серой, кальцием, цинком, фосфором,

9.     Ранний прогноз качества зерна озимой пшеницы возможен на основе методов почвенно-растительной диагностики и множественно-регрессионных моделей. На черноземе обыкновенном содержание белка в зерне озимой пшеницы зависит от сбалансированности азота в растениях в фазу трубкования с Mn, P, Fe. Содержание клейковины определяется в основном обеспеченностью растений N, его сбалансированностью с Mn, Zn, K и отношением обменного калия и гумуса в почве.

10.       Для реализации разработанной методической основы и моделей диагностики плодородия почв необходимо использовать электронную базу данных состава и свойств почв Нижнего Дона.

11.       Распределение гумуса, общего азота, общего и подвижного фосфора в твердой фазе почв неравномерно. Эти показатели на 85-95% сосредоточены во фракциях физической глины и практически отсутствуют в физическом песке. Неравномерное распределение питательных элементов наблюдается между илом и пылью, соотношение которых по сезонам и годам меняется в широком интервале (от 1,5 до 2,0). Поэтому при агрохимическом мониторинге необходимо учитывать динамические отношения гранулометрических фракций.

12.       Разработанная диагностическая система физико-химических свойств чернозема обыкновенного Нижнего Дона и химического состава основных сельскохозяйственных культур (озимая пшеница, кукуруза, сорго) является основой мониторинга качества питания растений, комплексной агроэкологической оценки почв и научного обеспечения получения зерна с программируемым химическим составом.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Прогнозирование урожая и качества зерна озимой пшеницы, сорго, кукурузы на черноземе обыкновенном следует осуществлять на основе многоэлементного анализа растений с учетом сбалансированности их питания.

Оценку оптимальности свойств почв для возделываемых культур необходимо проводить по совокупности показателей, включающей данные агрохимических свойств почв, химического состава растений и их соотношения.

При выращивании сорго на черноземе обыкновенном содержание подвижного фосфора должно быть не менее 20 мг/кг. При этом соотношение Са²⁺/CaCO₃  в почве — не более 8,7. Превышение этой величины снижает доступность фосфора растениям. Применять хлорсодержащие удобрения под сорго нежелательно. Это приводит к снижению содержанию фосфора в зерне и усилению роли кальция в разбалансированности питания растений. Для оценки почвенных условий при выращивании сорго целесообразно использовать соотношения элементов в надземной массе растений в фазу 6-8 листьев: N/S = 21-22, K/(N:Ca) = 0,55, Fe/Zn = 11-12.

На черноземе обыкновенном при возделывании зернового сорго наиболее эффективно вносить минеральные удобрения в дозе N₄₀P₆₀K₄₀. Данный уровень минерального питания обеспечивает получение урожая зерна до 3,9 -4,1 т/га.

Для кукурузы, как и для сорго, рекомендуется оптимизация минерального питания не только N, P, K, но и Mn, Fe, Zn. Высокопродуктивные сорта и гибриды кукурузы характеризуются повышенным индексом обеспеченности припочаткового листа азотом (iN = 1,1–1,6) высоким – марганцем (iMnдо 2,3), сочетающегося с относительным дефицитом Fe, Zn.

При сортоиспытании сорго, кукурузы следует использовать интегрированные системы оперативной диагностики питания растений.

При выращивании озимой пшеницы  рекомендуется оптимальный уровень содержания гумуса в черноземе обыкновенном — 4,3%, подвижного фосфора — 40,0 мг/кг, обменного калия – 400,0 мг/кг. Для получения высокой урожайности озимой пшеницы целесообразно поддерживать соотношения элементов N/K, K/P, Fe/Mn в надземной массе растений в фазу трубкования на уровне 1,2; 8,3; 2,4 соответственно.