Влияние агрометеорологических условий на эффективность минеральных удобрений под культурой винограда
Наряду с большими успехами советской агрохимической науки эффективность применения минеральных удобрений в виноградарстве пока еще невелика. Это в основном объясняется тем, что при детальном исследовании почвенных условий питания растений и учете биологических особенностей культур недостаточно полно учитывается влияние погодных условий, в значительной степени воздействующих на эффективность применяемых удобрений.
Было бы несправедливо утверждать, что агрохимики не уделяют никакого внимания влиянию климатических условий на эффективность минеральных удобрений, но результаты их исследований имеют преимущественно качественный характер и не позволяют количественно оценить это влияние на эффективность удобрений. Поэтому важны агроклиматические разработки основ применения минеральных удобрений.
Согласно исследованиям М. С. Кулика [62], выяснилось, например, что эффективность применения минеральных удобрений в СССР убывает с северо-запада на юго-восток, т. е, в том направлении, в котором уменьшаются годовые суммы осадков и повышается испаряемость. В результате сопоставления многочисленных опытных данных с агрометеорологическими условиями автор пришел к выводу, что самыми надежными показателями для оценки влияния агроклиматических условий на эффективность минеральных удобрений являются запасы продуктивной влаги в пахотном слое почвы.
Вопросы, связанные с применением минеральных удобрений под культурой винограда, достаточно хорошо изучены. Исследования по удобрениям виноградников в основном направлены на изыскание оптимальных форм, доз, сроков и способов внесения их в почву.
В условиях Закавказья такие исследования проводились А. О. Саникидзе, Г. Э. Абесадзе [137], А. С. Арутюняном [6] и др. В их работах указывается на важность учета факторов окружающей среды, в том числе и климатических, но какой- либо попытки установить количественные характеристики зависимости эффективности удобрений от метеорологических условий не имеется.
Основное, что делает необходимым квалифицированный учет погодных условий при применении минеральных удобрений,— это значительное колебание их эффективности по годам. Во всех опытах, результатами которых мы располагали, почти не было случая, когда эффективность удобрений за соседние годы была одинаковой. Так, например, в опыте А. С. Арутюняна, проведенном в Араратской долине в 1954—1961 гг., эффективность внесения удобрений (Ν90Ρ120Κ90) колебалась от 2,4 т/га (1958 г.) до 4,6 т/га (1957 г.). Аналогичных примеров можно привести много. Причиной таких колебаний, как уже известно [6, 62], является меняющаяся по годам и по отдельным этапам развития растений обеспеченность теплом и влагой.
В течение ряда лет нами изучалось влияние тепло- и влагообеспеченности на эффективность применения минеральных удобрений под культурой винограда с целью разработки агроклиматических основ применения минеральных удобрений под виноградники вообще. В основу были положены результаты опытов по удобрению виноградников, проведенных Научно-исследовательским институтом садоводства, виноградарства и виноделия Грузии в основных виноградарских районах (Г. Э. Абесадзе): в Аргветском виноградарском совхозе (Западная Грузия), в Мухранской долине (Центральная Картли) и в Курдгелаурском совхозе (Алазанская долина). Эффективность применения минеральных удобрений выражали в основном приростом урожая по сравнению с неудобренным вариантом (в т/га и в процентах), а также отношением урожая к количеству вносимого удобрения (кг/га чистого вещества) .
Исходя из того, что основным фактором, лимитирующим урожайность винограда и других сельскохозяйственных культур в низменных районах Грузии, являются условия влагообеспеченности [137], основной упор нами был сделан на детальный учет этих условий на виноградниках за годы опытов. Поскольку мы не всегда располагали данными о влагозапасах почвы (влажность почвы на опытных участках определялась нерегулярно), оценку условий влагообеспеченности винограда проводили по суммам осадков и числам дней с осадками по основным этапам роста и развития винограда:
- распускание почек — конец цветения — этап, соответствующий периоду интенсивного роста побегов и формирования ассимилирующей поверхности лозы;
- конец цветения — начало созревания — этап, соответствующий периоду налива ягод и формирования урожая винограда.
При этом суммы осадков и числа дней с осадками для отдельных периодов учитывались по-разному: условия увлажнения за первый период оценивались по осадкам, которые составляли 1 мм и больше, за второй период (конец цветения — начало созревания) учитывались осадки 5 мм и выше.
Для характеристики агрометеорологических условий в годы проведения опытов пользовались данными наблюдений Сакарской агрометстанции (опыт в Аргветском совхозе) и агрометстанции Телави (опыт в Курдгелаурском совхозе). Расстояние метеоплощадок от опытных участков на обеих станциях не превышало 1—5 км.
Весной виноградарские районы Грузии наиболее обеспечены влагой. В период распускание почек—конец цветения выпадает 100—130 мм осадков (число дней с осадками составляет 13—15), поэтому потребность винограда во влаге в этот период в основном покрывается.
В Восточной Грузии наибольшее количество осадков выпадает в мае (период дождей начинается с марта и продолжается до второй декады июня). Исходные запасы продуктивной влаги в почве часто невелики, но за первый период вегетации выпадает в большинстве случаев 150—200 мм осадков (при числе дней с осадками 15—17), что в основном покрывает потребность винограда во влаге в этот период.
В табл. 70 представлены данные об эффективности минеральных и органоминеральных удобрений на фоне агрометеорологических условий увлажнения за основные периоды вегетации винограда. Эффективность минеральных удобрений представлена приростом урожая винограда на удобренной делянке по сравнению с контрольной (неудобренной) и выражена в процентах от последней. Несмотря на то что опыты проводились в различное время (1939, 1945—1947, 1951—1953, 1956—1961 гг.) и на различных участках, все-таки прослеживается определенная зависимость эффективности различных фонов удобрения от условий увлажнения вегетационного периода. Особенно ощутима эта зависимость от числа дней с осадками за второй период вегетации. Увеличение числа дней с осадками за этот период от 7 до 17 повысило эффективность вносимого удобрения от 1 до 30 % (рис. 44).
Как известно, вносимые в почву удобрения поступают в корни растений в виде почвенного раствора. При этом скорость поступления в основном зависит от разности осмотического давления между почвенным раствором и клеточным соком корней. Чем выше осмотическое давление клеточного сока растений по сравнению с почвенным раствором, тем интенсивнее поступают в корни почвенная влага и растворенные в ней минеральные соли. Следовательно, внося в почву минеральные удобрения, мы в какой-то степени способствуем повышению ее осмотического давления. Если при этом не заботиться об улучшении водного режима почвы, то внесенные нами удобрения не дадут желаемого эффекта (а может быть и обратный эффект).
Рис. 44. Зависимость эффективности минеральных и органоминеральных удобрений (%) от числа дней с осадками за период конец цветения — начало созревания ягод. Сакара, сорт Цоликаури.
Почва — подзолистый суглинок. 1 — NisoPjioKieo; 2 —
Ni2oPjaoKi2o; 3 — средний по всем вариантам.
Известно, что второй период вегетации винограда (конец цветения — начало созревания ягод) в большинстве районов является наиболее засушливым [140]. Исходные влагозапасы почвы к началу этого периода в большинстве случаев ниже 70 % НВ. В этот период происходит формирование урожая (массы гроздей) и виноград предъявляет повышенные требования к почвенной влаге, поэтому период является критическим для культуры винограда с точки зрения влагообеспеченности.
Для того чтобы охарактеризовать влияние условий увлажнения на эффективность удобрений, необходимо найти такой показатель, который позволил бы комплексно оценить условия как первого, так и второго периодов вегетации. В качестве такого показателя нами взято отношение числа дней с осадками за первый период вегетации к числу дней с осадками за второй период. Зависимость эффективности удобрений от этого показателя, представленная на рис. 45, наиболее четко отображает сущность описываемого явления.
Значительное увеличение производства минеральных удобрений в нашей стране дает возможность использовать их во все большем количестве. В связи с этим представляет определенный интерес вопрос о границах увеличения доз вносимых минеральных удобрений. В сельскохозяйственной литературе часто можно встретить случаи, когда повышение доз вносимых удобрений отрицательно сказывается на количестве и качестве урожая.
Среди агрохимиков до сих пор не существует единого критерия, по которому можно было бы устанавливать оптимальные дозы удобрений для отдельных почвенно-климатических условий.
Рис. 45. Зависимость эффективности минеральных и органоминеральных удобрений (%) от отношения числа дней с осадками за период распускание почек— цветение к числу дней с осадками за период конец цветения—начало созревания. Сакара.
Уел. обозначения см. рис. 44.
А. С. Арутюнян считает, что дозы удобрения нужно устанавливать дифференцированно — применительно к конкретным условиям. Поэтому он находит целесообразным ставить полевые опыты в каждом отдельном случае.
Таблица 70
Эффективность минеральных и органоминеральных удобрений (прирост урожая в % от контрольного) в зависимости от условий увлажнения вегетационного периода отдельных лет. Сакара
Предварительно же можно заключить, что количество вносимого в почву удобрения будет определяться в основном условиями влагообеспеченности в богарных районах и энергетическими ресурсами в орошаемых и обеспеченных влагой районах (сумма температур, продолжительность вегетационного периода).
Такой вывод в какой-то степени подтверждается данными опытов с возрастающими дозами азота на фоне Р90К90, проведенных в Алазанской долине Г. Э. Абесадзе. Результаты этих опытов, увязанные нами с условиями увлажнения вегетационного периода, представлены в табл. 71.
Таблица 71
Урожайность винограда (сорт Ркацители) при внесении в почву возрастающих доз азотных удобрений (т/ra). Алазанская долина
Анализ представленных в табл. 71 данных показывает, что: 1) эффективность возрастающих доз азота после дозы N90 во все годы снижается; 2) эффективность каждой дозы в значительной степени колеблется по отдельным годам; 3) колебание эффективности каждой дозы хорошо согласуется с изменениями условий увлажнения за второй период вегетации винограда, в особенности с числом дней с осадками; 4) из двух доз азота (N45 и N90) большая доза дает увеличение урожая лишь в те годы, когда число дней с осадками за второй период вегетации составляет 10 и больше.
Нами предложен показатель эффективности дозы удобрения, представляющий собой отношение полученного урожая к количеству вносимого удобрения (т/кг). В табл. 72 представлены данные об изменениях этого показателя по возрастающим дозам за отдельные годы. Несмотря на то что этот показатель относителен, он все же дает наглядное представление об эффективности каждого килограмма вносимого удобрения в зависимости от дозы и условий увлажнения.
Особенно четко эта закономерность прослеживается на рис. 46. На фоне общего снижения эффективности азотного удобрения с увеличением вносимых доз эффективность каждой дозы возрастает с увеличением числа дней с осадками за второй период вегетации. Это позволяет сделать вывод о целесообразности дифференцирования доз минеральных удобрений не только по отдельным почвенно-климатическим районам, но и по отдельным годам в одном и том же районе в зависимости от сложившихся и ожидаемых погодных условий.
При внесении в почву из года в год одного и того же количества минеральных удобрений в засушливые годы это количество будет избыточным и растения не смогут его реализовать, а в увлажненные годы — недостаточным. В обоих случаях сельскохозяйственное производство несет убытки: в первом случае оно теряет удобрения, не реализованные растениями, и несет затраты на их внесение и заделку в почву; во втором случае неиспользованными остаются ресурсы тепла и влаги, которые при наличии питательных веществ в почве использовались бы растениями с большим коэффициентом полезного действия.
Рис. 46. Зависимость эффективности возрастающих доз азотного удобрения (т/кг) от числа дней с осадками ^:5 мм за второй период вегетации винограда. Алазанская долина.
I — 45 кг действующего азота на 1 га, 2 — 90 кг, 3 — 120 кг, 4 — 180 кг.
194
Таблица 72
Значения показателя эффективности возрастающих доз азотных удобрений за отдельные годы (т/кг). Алазанская долина
Решение данного вопроса возможно, по-видимому, на основе разработки метода прогноза эффективности минеральных удобрений. Нам представляется, что такой метод может быть разработан для орошаемых районов земледелия, где режим увлажнения является оптимальным, а продуктивность растений определяется в основном приходом солнечной энергии, суммой активных температур и продолжительностью вегетационного периода. В его основу должен быть положен прогноз обеспеченности теплом вегетационного периода, разработанный Ф. Ф. Давитая, и прогноз величин суммарного водопотребления и оросительных норм, предложенный нами.
