Text
                    ВОПРОСЫ
ЗЕМЛЕДЕЛИИ
НА КИСЛЫХ
ПОЧВАХ
t*$f-> Шк


Н. С. АВДОНИН Профессор, член-корреспондент Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук имени В. И. Ленина ВОПРОСЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ НА КИСЛЫХ ПОЧВАХ Государственное издательство сельскохозяйственной литературы Москва — 1 957
Авдонин Николай Сергеевич «Вопросы земледелия на кислых почвах» Редактор Ф. Д. Ярошенко. Художник П. Ф. Некундэ. Художественный редактор И. М. Хохрина. Технический редактор А. Ф. Федотова. Корректор И. И. Hw- кул una. Сдано в набор 27/VI 1957 г. Подписано к печати 14/XI 1957 г. Т 09395 Формат 84Х108Уз2- Тираж 3500 экз. Печ. л. 18(14,76). Уч.-изд. л. 15,6. Заказ № 549. Цена 4 р. 90 к. Сельхозгиз, Москва, Б-66, Басманный пер., д. 3. Ярославский полиграфический комбинат, г. Ярославль, ул. Свободы, 97.
ПРЕДИСЛОВИЕ Нечерноземная полоса занимает свыше 50% территории нашей страны, простираясь от западных ее границ до Тихого океана. Большинство почв этой зоны кислые, нуждаются в известковании (в некоторых районах до 80—100%). По данным Л. И. Прасолова, общая площадь нечерноземной полосы — 11 520 тыс. кв. км, из которых 6998 тыс. кв. км — равнинная часть и 4522 тыс. кв. км — горные области. Нечерноземная полоса СССР богата лесной растительностью. Климатические условия в нечерноземной полосе весьма благоприятны для возделывания сельскохозяйственных растений. Климат здесь умеренно влажный с прохладным летом и продолжительной и холодной зимой. Атмосферных осадков выпадает от 450 до 650 мм. Температура самого жаркого месяца — июля — на юге нечерноземной полосы Европейской части СССР колеблется от 18 до 20°, на севере — от 12 до 14°. Отрицательное влияние низких температур зимой смягчается высоким снежным покровом, который защищает озимые культуры от вымерзания. Продолжительность светового периода в течение суток колеблется на севере зоны от 0 до 24, а на юге — от 7 до 17 часов. В целом климатические условия позволяют развивать земледелие даже за Полярным кругом. Влажное и теплое лето способствует получению высоких и устойчивых урожаев. В нечерноземной полосе СССР преобладают подзолистые и дерново-подзолистые почвы. По данным Почвенного института Академии наук СССР, в пределах европейской части нечерноземной полосы различаются следующие почвы: 3
1) глеево-подзолистые почвы и маломощные подзолы северной тайги; 2) подзолистые почвы средней тайги; 3) дерново-подзолистые почвы южной тайги и смешанных хвойно-лиственных лесов (лесо-луговая) и 4) серые лесные почвы лесостепи. Эти почвы бедны питательными веществами, обладают излишней кислотностью и неудовлетворительными физическими свойствами. Соответствующей агротехникой можно создать благоприятные условия для получения высоких и устойчивых урожаев. Доказательством этого может служить опыт многих передовых колхозов и совхозов, которые получают высокие урожаи зерновых, картофеля, льна и других культур. Но в целом в нечерноземной полосе урожаи сельскохозяйственных культур еще невысокие. Настоящая книга представляет собой первую часть труда автора по вопросам земледелия на кислых почвах. В следующей книге будут изложены приемы повышения плодородия кислых почв. В частности, в ней будет освещен вопрос применения минеральных и органических удобрений, известкования и обработки почвы. В данной книге рассматриваются свойства почв нечерноземной полосы (кислотность, подвижные формы алюминия, марганца и др.), оказывающие влияние на устойчивость и урожайность многолетних трав, озимых и яровых культур. Основным материалом для этой книги явились исследования кафедры агрохимии и агробиологической станции Московского государственного университета, но были также учтены и использованы работы других научно-исследовательских учреждений. В экспериментальных исследованиях, кроме автора, принимали участие И. П. Арене, Н. Л. Колосова, Е. В. Кузина, Л, А. Лебедева, Е. Д. Максимова, Е. П. Миловидо- са, Т. /7. Фроловская и др. Автор считает своим приятным долгом выразить им сердечную благодарность.
ГЛАВА ПЕРВАЯ КИСЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА РАСТЕНИЯ Большинство почв нечерноземной полосы СССР характеризуется кислой реакцией среды; повышенная кислотность или излишняя щелочность, как известно, отрицательно влияют на жизнь и развитие растений и микроорганизмов, населяющих почву. Различные культурные растения, как это установлено многочисленными исследованиями в СССР и за рубежом, по-разному относятся к реакции среды: так, например, сахарная свекла, люцерна и конопля не могут расти при кислой реакции среды, а чайный куст и люпин не растут при щелочной и даже нейтральной реакции. Большинство растений лучше всего развивается при слабокислой и нейтральной реакции. Кислотность почвы оказывает сильное влияние не только на рост и развитие растений, но и на жизнедеятельность почвенных микроорганизмов. Ниже в таблице приведены данные об отношении важнейших групп микроорганизмов почвы к реакции среды (табл. 2). Такие важные для плодородия почвы микроорганизмы, как нитрификаторы, аммонификаторы и фиксаторы азота воздуха, лучше всего развиваются при слабокислой, нейтральной и слабощелочной среде. Грибная флора лучше всего развивается в кислой среде. При кислой реакции среды и вследствие неблагоприятных условий для жизнедеятельности некоторых микроорганизмов ослабляется или вовсе прекращается фиксация азота воздуха и превращение питательных веществ почвы в доступное для растений состояние. Кроме того, при кислой реакции в почве развиваются грибы и некоторые бактерии, продукты жизнедеятельности которых ядовиты для растений. 5
Таблица 1 Требования различных растений к реакции среды Растения Оптималь- Л ный интервал рН || Растения Оптимальный интервал рН Рожь Овес Пшеница яровая » озимая Ячмень .... Кукуруза . . . Горох Фасоль .... Соя Просо Гречиха .... Свекла кормовая Картофель . . . Турнепс .... Свекла сахарная Конопля .... Лен Подсолнечник . Люцерна .... Чайный куст . Клевер .... 5 5 6 6 6 6 б б б 5 4 б 5 б 7 7,1- 5,9- 6.0- 7,0- 4,5- 6,0- -8,0 -6,0 -7,0 Люпин . . Тимофеевка Костер . . Капуста . Помидоры Морковь . Огурец . . Рис ... Чечевица . Вика . . . Брюква . . Сераделла Лисохвост Райграс Редиска . Салат . . Лук . . . Кенаф . . Хлопчатник Цикорий . Мак . . . 6,0 6,4 6.0 5,5 6,0 6,8 Таблица 2 Требования микроорганизмов к реакции среды Микроорганизмы Оптимальный интервал рН Нитрификаторы (Nitrosomonas u Nitro- bacter) Аммонификаторы Азотобактер Клостридиум пастерианум Клубеньковые бактерии клевера и люцерны Грибная флора 6,5-7,9 Около 7,0 6,5—7,8 6,9—7,3 6,5—7,0 4,0-5,0 —7,2 Чтобы показать, что требования растений к окружающей среде изменяются в связи с их ростом и развитием, автор еще в 1937 г. провел опыты по изучению влияния кислой реакции на рост и развитие ячменя. Позднее, с 1950 по 1954 г., автор совместно с Н. А. Колосовой, 6
Л. А. Лебедевой и Е. В. Кузиной провел ряд опытов по изучению отношения различных растений к реакции среды в зависимости от их роста и развития. В опытах были использованы ячмень, яровая пшеница, лен, клевер, тимофеевка и люцерна. Известно, что при подкислении почвы увеличивается количество растворимых форм алюминия, марганца и железа, которые вредят растениям. Таким образом, при постановке опытов с растениями в почвенных культурах наряду с ионами водорода на растения оказывают вредное действие алюминий и другие элементы. Для того чтобы выяснить влияние кислой реакции независимо от тех изменений, которые происходят в почве при ее подкислении, мы провели часть опытов в песчаных культурах. Большинство опытов проведено на питательной смеси, составленной автором 1. Вегетационные сосуды в опытах имели отверстия в дне, через которые избыток раствора переходил в поддонник. Количество раствора в поддоннике поддерживалось на постоянном уровне и равнялось 0,5 л. Предусмотренная по схеме реакция среды достигалась путем прибавления в поддонник серной кислоты и едкого натрия; содержимое поддонника 2—3 раза переливалось в сосуд с песком, в котором находились подопытные растения. Предусмотренная схемой опыта реакция среды устанавливалась через день в течение вегетационного периода. Контролем служила питательная смесь, имевшая на протяжении всего периода вегетации реакцию среды около рН 6,5. Кроме контроля, были варианты, в которых реакция среды поддерживалась в течение всего периода вегетации на уровне рН 5,5 и 4,5. Для выяснения вопроса об отношении различных растений к кислой реакции в зависимости от их роста и развития в опытах были предусмотрены варианты, в которых растения выращивались в течение 20 дней при рН 4,5 и 5,5; но эти 20 дней приходились на разные периоды жизни растений. В однОхМ случае растения находились в кислой среде первые 20 дней их жизни, во втором — в период от 1 Состав питательной смеси Н. С. Авдонина (в г на 1 кг песка): NH4N03 — 0,240, MgS04 —0,500, КС! —0,150, NaH2P04 • Н20 —0,10, Na2HP04.12H20 —0,10, СаС12 — 0,360 и Н3В03 — 0,0028, железо лимоннокислое —0,025. 7
20 до 40 дней, в третьем — от 40 до 60 и в четвертом — от 60 до 80 дней вегетации. В остальной период вегетации растения росли при рН 6,5—7,0. Таким образом, во всех этих вариантах растения находились в условиях кислой реакции 20 дней, но в разные периоды своей жизни. Влияние кислой реакции среды проявилось с момента прорастания семян. При сильнокислой реакции (рН 4,5) всходы тимофеевки появились на 2 дня, а всходы клевера на 4 дня позже, чем при нейтральной реакции. Всходы люцерны появились одновременно при всех градациях реакции среды (рН 7,0, 5,5 и 4,5). Однако количество проросших семян люцерны при кислой реакции (рН 4,5) составило всего 10%. Резкое понижение всхожести клевера и тимофеевки наблюдалось при рН 4,5. В вариантах с кислой реакцией среды (рН 4,5) слабые всходы люцерны и клевера росли 15 дней и затем погибли; всходы тимофеевки погибли через 30 дней. Из сказанного видно, что устойчивость изученных растений к кислой реакции среды в период прорастания (когда растения питаются за счет эндосперма) несколько выше, чем в первый период жизни растений, когда они начинают использовать питательные вещества из внешней среды. Состояние использованных в опытах трав — клевера, люцерны и тимофеевки при воздействии на них кислой реакции среды в разные периоды их развития показано ниже в таблице 3, а сводные данные по урожаю всех растений опытов — в таблице 4. Из таблиц 3 и 4 следует, что чувствительность растений к кислой реакции среды в наших опытах в связи с возрастом резко изменялась. Наибольший вред растениям кислая реакция причиняет в первый период после их прорастания. В момент прорастания, когда растения в основном питаются за счет запасов семени, кислая реакция хотя и оказывает вредное действие, но в меньшей степени, чем в первый период после прорастания. При помещении многолетних трав в условия кислой среды через 40 дней после прорастания отрицательное действие было еще меньше, а при воздействии кислой реакции среды на них в возрасте 60 дней не установлено отрицательное влияние кислой реакции на тимофеевку, 8
ТаблицаЗ Влияние кислой реакции среды (рН 4*5) на многолетние травы при воздействии на них в разном возрасте Культуры Тимофеевка Клевер Люцерна Состояние растений при с момента прорастания Всходы погибли через 30 дней после появления Всходы погибли через 15 дней после появления Всходы погибли через 15 дней помещении их на кислую реакцию среды через 20 дней Отстали в росте, но полностью сохранились Погибли через 10 дней Погибли через 1 день через 40 дней Отстали в росте от контроля, внешних изменений не было На 14-й день на листьях появились белые пятна На 14-й день на листьях появились белые пятна через 60 дней Состояние хорошее, растения не отличались от контрольных, выращенных при рН6,5— 7,0 Через 20 дней на листьях появились темные пятна. Растения не погибли Через 18 дней на листьях появились белые пятна. Растения не погибли на клевере и люцерне наблюдались лишь пятна на листьях, но по росту и развитию они мало чем отличались от контрольных растений, выращенных на нейтральной среде. Отрицательное действие кислой реакции среды проявлялось на пшенице и ячмене до 40-дневного возраста. После этого кислая реакция практически оказалась безвредной. Влияние реакции среды на развитие клевера и тимофеевки показано также на фотографии, сделанной в конце первого года жизни этих растений (рис. 1). На рисунке видно, что при выращивании клевера на кислой среде растения погибли. Тимофеевка сохранилась, но росла крайне слабо. То же самое наблюдалось и при выращивании растений на кислой среде в течение первых 20 дней жизни. Перевод этих растений по истечении 20 дней с кислой среды на нейтральную не привел к положительным результатам. 9
Выращивание растений на кислой среде в период от 20 до 40 дней привело к полной гибели клевера и к сильному ослаблению роста тимофеевки. Иная картина наблюдалась при выращивании растений на кислой среде в периоды от 40 до 60 и в период от 60 до 80 дней их жизни. В первом случае кислая реакция хотя и оказывала отрицательное действие, но растения не погибли и дали урожай. Следовательно, в этот период устойчивость растений к кислой среде резко возросла. Еще в большей мере возросла устойчивость растений к кислой реакции в период от 60 до 80 дней. Таким образом, опыты показали, что отношение растений к кислой реакции среды в связи с возрастом меняется. Они обладают наибольшей чувствительностью к кислой реакции в первый период после прорастания, в последующие периоды растения сравнительно легко ее переносят. По своей чувствительности к кислой реакции среды применявшиеся в опыте культуры отличаются весьма существенно. Наибольшей устойчивостью к кислой реакции среды отличается тимофеевка. Клевер и люцерна весьма чувствительны к кислой реакции среды и несущественно отличаются между собой в этом отношении. Высокой чувствительностью к кислой реакции обладают пшеница и ячмень. Период наибольшей чувствительности к кислой реакции среды у тимофеевки продолжается около 20 дней, у пшеницы и ячменя — около 30 дней, а у клевера — около 40 дней. Люцерна по продолжительности периода наибольшей чувствительности к кислой реакции приближается к клеверу. Наряду с повышением устойчивости растений к кислой среде повышаются и их буферные свойства. В наших опытах после перевода растений на кислую среду под влиянием растений реакция постоянно сдвигалась в сторону щелочного интервала, и этот процесс увеличивался с возрастом растений. Для поддержания реакции среды в опыте с люцерной на уровне рН 4,5—5,0 в течение 20 дней в период от 20 до 40 дней потребовалось ПО мл 0,1 N H2S04, в то время как в период от 40 до 60 дней потребовалось 550 мл 0,1 N H2S04. Аналогичные цифры получены для пшеницы и клевера с тимофеевкой. Если в 20-дневном возрасте люцерна погибла при добавлении на один сосуд ПО мл 0,1 N H2SO4, а клевер при 350 мл, то в 60-дневном воз- 10
Рис. 1. Чувствительность клевера и тимофеевки к кислой реакции среды в разном возрасте. / — рН 6,5 — 7,0 весь период вегетации; 2 — рН 4,5 весь период вегетации; 3 — рН 4,5 первые 20 дней, а остальное время рН 6,5 — 7,0; 4 — рН 4,5 в период от 20 до 40 дней, а до и после этого рН 6,5—7,0; 5—рН 4.5 от 40 до 60 дней, а до и после этого рН 6,5—7,0; 6—рН 4.5 от 60 до 80 дней, а до и после этого рН 6,5—7,0. расте для установления необходимой реакции пришлось добавить 465 мл 0,1 N H2SO4 и, несмотря на это, растения не погибли; люцерна и тимофеевка дали урожай не меньше, чем при нейтральной реакции. Другими словами, в 60-дневном возрасте в питательную среду под растения было дано кислоты значительно больше, а отрицательное действие ее на растениях сказалось значительно меньше или не сказалось вовсе. Нами проведен, также опыт с ячменем, в котором испытывалось влияние менее кислой-реакции — рН 5,0— 5,5. При этом уровне кислотности растения сохранились по всем вариантам, но урожай их был различным в зависимости от того, в какой период растения находились в условиях кислой реакции. Результаты этого опыта изложены в таблице 5. Данные, изложенные в таблице 5, подтверждают результаты опытов, приведенные в таблице 4. Опыты с ячменём позволяют судить о влиянии кислой реакции на структуру урожая. Отрицательное действие кислой реакции сказывается значительно сильнее на урожае зерна, чем на урожае соломы, хотя во время действия кислой реакции среды в течение первых дней жизни ячменя зерна еще не было. Кислая реакция в первый период оказывает отрицательное действие на закладывание генеративных 11
со л О. X X 3 § S 2 s cd о. Z ВС S S Я" X н о ей о. S о I X о § I о I о 2 I о о со о о о СО О о" С£> 00 оо~ о о СО см 00* о" С\1 о 1-^ 1^ 00 °1 оо 1чГ ю оо" со 8 00 (N вох нвибеа ^Г Я § © i ю со д о. I о си о ю I ю ас о. •5°. со О) ег * я а, »g °.« ^ 2 IX А »s "В 8°. «(С § I о н о. S Си с* fflS о л - ч Ю со 1 у ю о Он о со a о «ф н о Sf о Я • В • еге ю . е* О . Я Си . V я . »я • Си О . О) я а я л© яЗ h» ь 1 д а- КС tf © ел со со ю о 1 -Г 1 о о о о о о со of t о ю о 8 О 00* оо 2 §' о со о к S о °ю ою • в со ю ffl со £ _ я я я
(j а нэбзе 0001 ээа) ен<1эе ээа уинхоигоэду е о о о. 3 S & (%в) эинваиеввве 4) X я* о. s £ 9D0IT0H I ен вонэо1гон оаюэьи1гон £5 СО 8 о °1 СО 00 00 со 3 со 8 о °1 0> 00 о СО со ""' t^ 00 о °1 »-н *—' о 00 о 8 <л <У> 00 о со со г"1 t^ 00 о ,99 со *~* о> 00 о CN тн *"* 8 rf «<* о со СО 7** t^ со ■*« о <N Ю , О) ч* со ю О <М О а со т—1 00 г- со t^ с» Г>Г о> со CN о & 3 с в с с 0 с ( 0 с t* 1Г с* 3 i. 3 5 * S I cc 5 5 3 3 х с 3 t 3 i I « 9 0 •> \r IT 1 1 ? ir 5 ? x с <э |>Г 1 со д сх ремя 8 33 сталь i cd • ! 1 х сч рвые > 2 з в > ю 1 1 5 О ) Ю : д X СХ • о 1 ю со W врем ьное ч оста се дней о о St о CN н о ю ю 1 1 о ю к «X • о 1 1 ю со к врем ьное к оста сз дней о СО о н о ю ю 1 «J, ю Д сх о t^ Д со д сх время ное л стал се дней, г о ч о со н о ю ю д а.
органов. Под влиянием кислой реакции, при которой растения находились в первые 20 дней жизни, уменьшилось количество колосков на один колос, количество зерен на один колос и на один колосок. Кроме того, кислая реакция понизила процент завязывания, т. е. оказала отрицательное действие на процесс оплодотворения, которое протекало у ячменя тогда, когда он находился в нейтральной или слабокислой среде. В данном случае проявилось длительное отрицательное последействие излишней кислотности. Кислая реакция среды, в которой растения находились в первый период их жизни, отрицательно отразилась и на наливе зерна: абсолютный вес зерна по этому варианту равнялся 30,3, а по контролю 39,5. В то же время кислая реакция среды не оказала существенного влияния на образование генеративных органов, процесс оплодотворения и налив зерна по истечении 20 дней со времени появления всходов. В наших опытах были проведены анализы на содержание в растениях Сахаров и азотистых веществ в зависимости от кислотности среды, результаты которых изложены в таблицах 6 и 7. Таблица 6 Влияние реакции среды на углеводный обмен у тимофеевки и люцерны (опыт 1950 г.) Схема опыта Содержание (в% на сухое вещество) моносахариды сахароза сумма Сахаров *> s -и *> х о* ° о 2 OS* Тимофее в к а рН 7 0 весь период вегетации рН 4,5 от 60 до 80 дней В начале рН 7,0, а затем постепенное снижение до рН 3,5 4,95 5,12 10,69 2,09 1,82 1,45 7,04 7,0 12,14 2,05 2,82 7,37 Л юцерна рН 7,0 весь период вегетации | 4,21 рН 4,5 от 60 до 80 дней 9,83 1,70 0,66 5,91 | 10,49 2,47 14,90 14
Из таблиц 6 и 7 следует, что под влиянием сильнокислой реакции среды количество моносахаридов в растениях -в условиях данного опыта резко возрастало, а количество сахарозы, наоборот, уменьшалось. В результате этого резко изменяется соотношение между моносахаридами и сахарозой. Если при нахождении растений в нейтральной среде соотношение моносахаридов и сахарозы колебалось от 2,05 до 2,47, то у растений, находившихся на кислой среде, это соотношение возросло до 7,35—14,90. Из приведенных цифр видно, что под влиянием сильнокислой га^ции среды у тимофеевки и люцерны нарушается углеродйый обмен; сильнокислая реакция среды тормозит превращение моносахаридов в сахарозу. Известно, что скопление большого количества моносахаридов в растениях тормозит процесс фотосинтеза. Результаты анализа растений из опыта 1951 г. изложены в таблице 7. Таблица7 Влияние реакции среды на углеводный обмен у многолетних трав (опыт 1951 г.) Схема опыта Содержание (в% на сухое вещество) моносахариды! сахароза сумма Сахаров! : «я и О г * Тимофеевка рН 7,0 весь период вегетации рН 5,5 от 60 до 80 дней . . Люцерна 1,47 2,40 рН 7,0 весь период вегетации рН 5,5 от 60 до 80 дней . . 17,94 1 19,41 21,19,23,59 1 4,21 ! 6,43 9,23 8,69 13,44 15,12 0,08 0,11 0,45 0,74 Схема опыта 1951 г. отличалась от схемы опыта 1950 г.; в 1950 г. растения выращивались при рН 4,5, а в 1951 г. при рН 5,5. Это обстоятельство оказало влияние и на углеводный обмен в растениях. Однако опыты 1951 г. в основном подтверждают результаты опытов 1950 г.; возросло количество моносахаридов у тимофеевки и 15
люцерны под влиянием кислой среды, увеличился и удельный вес моносахаридов в общей сумме Сахаров. В опытах 1951 г. эта тенденция выражена слабее, поскольку .подопытные растения находились в условиях менее кислой реакции (в 1951 г. рН 5,5, в 1950 г. рН 4,5). Таким образом, результаты двухлетних опытов показали, что под влиянием кислой реакции среды нарушается углеводный обмен в растениях тимофеевки и люцерны. Результаты анализа растений на содержание азотистых веществ изложены в таблице 8. Таблица 8 Влияние реакции среды на белковый обмен у многолетних трав Схема опыта Содержание азота в растениях (в% на сухое вещество) общего небелкового белкового Клевер рН 7,0 весь период вегетации . . .' рН 5,5 от 60 до 80 дней рН 7,0 в начале, а затем постепенное под- кисление до рН 4,0 Тимофеевка рН 7,Q весь период вегетации рН 5,5 от 60 до 80 дней рН 7,0 в начале, а затем постепенное под кисление до рН 4,0 Люцерна рН 7,0 весь период вегетации рН 5,5 от 60 до 80 дней рН 7,0 в начале, а затем постепенное под- кисление до рН 4,0 2,88 2,11 1,64 0,26 0,32 0,36 1 1,99 1,73 1,30 0,15 | 0,48 0,47 2,08 1,86 2,04 0,54 0,53 0,59 2,62 1,79 1,28 1,84 1,25 0,83 1,54 1,33 1,45 Как видно из данных таблицы 8, под влиянием кислой среды содержание общего азота в растениях понижается. Особеннр резкое понижение наблюдается в содержании белковые форм азота; содержание небелковых форм азота под влиянием подкисления реакции среды, наоборот, возрастает. Сопоставление этих данных позволяет прийти 16
к заключению, что под влиянием кислой реакции среды задерживается синтез белковых веществ. Заслуживающие внимания данные о влиянии кислой реакции среды на обмен веществ получены в опытах аспирантки Э. А. Паламожных с яровой пшеницей. Методика постановки опытов с пшеницей та же, что и в других опытах. Результаты анализа растений излажены в таблице 9. ТаблицаЭ Влияние реакции среды на углеводный и белковый обмен у яровой пшеницы в различные периоды ее роста (в % к сухому веществу) Фаза роста От появления всходов до начала кущения От выкола- шивания до цветения . . Возраст (в днях) 0—20 40—63 рН тательной среды в этот период ( 7,0 \ 4,5 / 7,0 1 4,5 Сахара редуци-! нереду- рующие ЦИРУ£" 0,19 2,20 2,19 2,19 0,91 11,80 17,39 18,34 сумма 1,10 14,00 19,58 20,53 Азот белковый 4,07 2,70 0,90 0,86 небелковый 1,02 1,13 0,53 0,61 общий 5,09 3,83 1,43 1,47 Из таблицы 9 видно, что при пребывании растений пшеницы в первый период их жизни в условиях кислой реакции резко нарушается углеводный и белковый обмен веществ; под влиянием кислой реакции среды уменьшилось содержание белков и увеличилось содержание углеводов. Кислая реакция среды в этот период не только тормозила образование белков, но и задерживала превращение углеводов в более сложные органические соединения. В результате нарушения обхмена веществ резко снизился урожай яровой пшеницы. Выращивание растений яровой пшеницы при кислой среде в период от вы- колашивания до цветения не нарушило обмена веществ и в результате урожай ее в этот период не понизился. Накопленный за последние 30—40 лет в Советском Союзе и за границей огромный экспериментальный материал показывает, что кислотность почвы оказывает сильное и непосредственное воздействие на рост и развитие 17
растений, на обмен веществ в них и на биохимические процессы. Установлено, что отдельные растения различно относятся к реакции среды: одни из них лучше развиваются в кислой, а другие в нейтральной или слабощелочной среде. В настоящее время для большинства сельскохозяйственных растений уже определены оптимальные и крайние границы рН, в пределах которых может расти то или иное растение. Одни из растений имеют широкий интервал рН, а другие узкий. Так, например, овес лучше всего растет при рН 5—6, но может расти и при рН 4—8; следовательно, овес растет и при кислой и при щелочной среде. Поэтому он дает хороший урожай и на кислых подзолах и на черноземных почвах. В отличие от овса люпин n хорошо растет на кислых почвах, но страдает на -почвах, богатых основаниями. Люцерна хорошо растет при рН 7—8. Следовательно, люпин резко отличается от люцерны по своему требованию к реакции среды, но сходен с нею по узости интервала рН, в пределах которого он может давать хороший урожай. Характеристика отдельных видов растений по их отношению к реакции среды зависит также и от сортовых особенностей. Так, например, пшеница Лютесценс 060, выведенная на обыкновенном черноземе в Саратовской области, значительно чувствительнее к кислой реакции среды, чем пшеница Московка, выведенная на дерново- подзолистой почве под Москвой. Еще более чувствительна к кислой реакции среды ветвистая пшеница. Приведенные выше данные и положения об отношении различных растений к реакции среды следует считать относительными, так как влияние реакции среды зависит не только от биологических особенностей того или иного растения, но и от внешней среды, в которой оно растет и развивается. Действие водородных ионов на растение весьма разнообразно. Водородный ион может проникать в растение и изменять в нем реакцию клеточного сока и биохимические процессы в клетке. При помещении растения на кислую реакцию среды кислотность клеточного сока увеличивается, хотя и не прямо пропорционально подкислению среды. Это объясняется тем, что растения противодействуют изменению реакции среды. Вполне вероятно, что это связано с буферными свойствами протоплазмы и клеточного сока. О влиянии кислотности питательного раствора 18
на реакцию клеточного сока интересные опыты были проведены в 1955 г. Ф. А. Горюновой 1. В ее опытах, поставленных в водных и песчаных культурах, определялась концентрация водородных ионов в питательном растворе и в клеточном соке кукурузы в разные сроки вегетации. Часть результатов ее опыта в водных культурах изложена в таблице 10. Таблица 10 Влияние реакции питательного раствора на реакцию клеточного сока кукурузы рН Сроки наблюдений 1-й 2-й 3-й рН питательной среды рН клеточного сока Разница между рН питательной среды и рН клеточного сока 7,35 5,62 1,73 6,94 5,18 1,76 6,19 5,04 1,45 Из таблицы (видно, что концентрация водородных ионов в клеточжж соке существенно отличается от концентрации их в питательном растворе, что свидетельствует о значительной буферности растений. Однако при подкис- лении питательной, среды имело место и подкисление клеточного сока. Результаты двух опытов Ф. А. Горюновой.с кукурузой в песчаных культурах изложены в таблице 11. Таблица 11 Влияние реакции (рН) питательного раствора на реакцию клеточного сока кукурузы Дата наблюдения 1/VIII 11/VIII 21/VIII 31/VIII Первый опыт; питательного раствора 5,96 5,39 5,43 6,13 клеточного сока 5,51 5,10 4,79 5,02 рН разница —0,45 —0,29 —0,64 -1,11 Второй опыт, рН питательного раствора 7,87 7,09 6,92 6,24 клеточного сока 5,96 5,44 5,82 5,48 разница — 1,91 — 1,65 — 1,10 —0,76 Из таблицы видно, что концентрация водородных ионов клеточного сока находится в зависимости от концентрации водородных ионов питательной среды. Разница 1 Сотрудница агробиологической станции МГУ. 19
в концентрации водородных ионов клеточного сока кукурузы в зависимости от концентрации водородных ионов питательного раствора колебалась в пределах от 0,34 до 1,03 рН. Столь существенное изменение реакции клеточного сока, несомненно, оказывает влияние на биохимические процессы в растительном организме. В этом заключается непосредственное действие кислотности среды на растения. Растения в свою очередь оказывают влияние на изменение реакции питательного раствора. Работами Д. Н. Прянишникова и его сотрудников давно доказано, что при взаимодействии растений с удобрениями реакция питательного раствора существенно изменяется. На этом основании различают физиологически кислые и физиологически щелочные удобрения. Но влияние растений на изменение , реакции среды зависит также и, от исходной кислотности питательного раствора. По этому вопросу нами был проведен опыт, в котором ячмень выращивался в водных культурах на питательной смеси Н. С. Авдонина (в половинной концентрации). Первоначальная реакция питательного раствора установлена при трех градациях рН: 4,5; 5,9; 7,5. Кислая реакция среды установлена путем 'прибавления 0,1 N H2S04, а щелочная — путем добавления 0,1 N NaOH. В дальнейшем реакция среды изменилась под воздействием растений ячменя. Результаты опыта изложены в таблице 12. Таблица 12 Влияние растений на изменение реакции среды питательного раствора рН питательной среды перед высадкой растении 4,5 5,9 7,5 рН питательной среды после выращивания растений через 4 дня 5,00 6,10 7,20 6 дней 5,65 6,30 7,10 10 дней 5,65 6,50 7,10 15 дней 5,75 6,50 7,10 Из таблицы 12 видно, что при выращивании растений ячменя на кислом растворе имело место подщелачива- 20
ние, а при выращивании на щелочном — подкисление. Другими славами, растения сдвигали реакцию питательного раствора в сторону своего оптимума. Изложенные данные показывают, что растения оказывают активное воздействие на реакцию питательного раствора. При этом на одной и той же питательной смеси может иметь место противоположное воздействие растений на концентрацию водородных ионов; в одних случаях растения увеличивают их концентрацию, а в других уменьшают. Зависит это от начальной концентрации водородных ионов в питательной среде. рН почвенного раствора оказывает существенное влияние на поступление питательных веществ в растения. Многими исследователями установлено, что в кислой среде в растения лучше поступают анионы, а в щелочной катионы. Следовательно, водородный ион задерживает поступление катионов в растения. Многие исследователи отмечали, что излишняя концентрация водородных ионов в почве задерживает поступление «в растения кальция. А недостаток кальция, естественно, оказывает отрицательное влияние на рост и урожай растений. Состав питательного раствора и совокупность других свойств почв оказывает существенное влияние на положение оптимального интервала рН растений. Так, М. К. Домантович в 1923 г. установил, что при повышении содержания кальция в питательном растворе ослабляется отрицательное действие водородного иона на растения. К таким же результатам позднее пришел немецкий агрохимик Леммерман, проводивший опыты на известкованной и неизвесткованной почвах. Реакция среды известкованной почвы выравнивалась с помощью кислоты с реакцией среды неизвесткованной почвы. Опыты Лем- мермана со многими культурами показали, что оптимум рН на известкованной почве ниже, чем на неизвесткованной. Так, ячмень на неизвесткованной почве лучше всего рос при рН 5,8, а на известкованной — при рН 5,2. Свекла сахарная на неизвесткова-нной почве росла лучше при рН 6,2, а на известкованной — при рН 5,5. Подобные результаты получались при внесении хлористого кальция в питательный раствор, который не изменяет реакции среды, но увеличивает концентрацию ионов кальция. И в этом случае кальций ослаблял отрицательное действие водородных ионов. Защитное действие кальция против 21
ионов водорода наблюдалось и в наших опытах с ячменем. Эти опыты проведены в песчаных культурах на нашей питательной смеси. Кислая реакция среды поддерживалась путем добавления серной кислоты по тому способу, который описан в начале этой главы. Схема и результаты опыта изложены в таблице 13. Таблица 13 Роль кальция в ослаблении отрицательного действия кислотности на урожай ячменя Схема опыта Урожай ячменя в г на сосуд в% рН 7,0 при нормальном количестве кальция рН 4,5—5,0 при нормальном количестве кальция . . рН 4,5—5,0, но количество кальция уменьшено в 3 раза рН 4,5—5,0, но содержание кальция увеличено в 3 раза 16,27 14,09 13,20 18,63 100 86,6 81,1 113,8 Из таблицы 13 видно, что при уменьшении количества кальция в питательном растворе усиливается вредное действие кислотности, а при увеличении дозы кальция падает. При высокой дозе кальция урожай ячменя при рН 4,5— 5,0 практически был таким же, как и при рН 7,0. Такое действие кальция и других катионов объясняется антагонизмом ионов, в результате которого одноименно заряженные ионы взаимно тормозят поступление их в растения. Ионы водорода и кальция имеют одинаковый (положительный) заряд. А возможности растений воспринять иоиы с одинаковым зарядом ограничены: чем больше в растения поступит кальция, тем меньше водорода, и наоборот. Поэтому при увеличении количества кальция в питательном растворе уменьшаются возможности проникновения водорода в растения. В этом случае значительная часть водорода питательного раствора не оказывает отрицательного действия на растения, так как ионы кальция препятствуют поступлению его в растения. Вредное действие водородного иона на растения может ослабляться не только кальцием, но и другими катионами и анионами. Особенно важную роль в ослаблении вредного действия излишней кислотности играет фосфор. По этому вопросу мы располагаем большим количеством вегета- 22
ционных и полевых опытов. В этой главе будут рассмотрены лишь вегетационные опыты в песчаных культурах, поскольку в этих условиях исключалось вредное действие растворимых форм алюминия и других элементов, сопутствующих кислой реакции -в почве1. Результаты опытов в песчаных культурах по влиянию фосфора на ослабление вредного действия кислой реакции на урожай ячменя и обмен веществ в нем изложены в таблицах 14 и 15. Таблица 14 Роль фосфора в ослаблении вредного действия кислой реакции на урожай ячменя Схема опыта Вес растений общий в г 22.91 24.21 12,15 19,33 в% от контроля 100,0 105,7 100,0 159,1 зерно в г 10.41 12,16 1 4,43 9,15 в% от контроля 100,0 116,8 100.0 :206,5 Абсолютный вес зерна (в г) 33,6 35,5 22.1 33,2 <D ав at ю 8* 85.6 84,7 82,9 87,0 рН 7,0 рН 7,0+фосфор (три дозы) рН 4,5 рН 4,5+фосфор (три дозы) Таблица 15 Влияние фосфора на углеводный и белковый обмен у ячменя Варианты Содержание (в % на сухое вещество) ммы саха- в >>о едуциру- щих Сахаров о О. ( О.Ы О) '1 О се X X о 3 «>-—ч X V© дуцирующих с в к сахарозе (в w О Он о. Содержание азота ( в% на сухое вещест.) щего о о белкового а» X лкового а> О о о 8 s. гношение бел ота к общем ^ч « О «в Проростки 20-дневного возраста рН 7,0 весь период вегетации рН 7,0-ЬР (три дозы) весь период вегетации рН 4,5 весь период вегетации рН 4,5-f-P (три дозы) весь период вегетации 13,57,1,86,1,63,1,14 3,69 0,59j3,10j0,84 0,83 0,83 3,66 1,30 2,25'0,582,99 0.50 2.49 2,46 0,64 1,73 0,37,4,67 0,78 3,8^ |4,58 l,70;2,74i0,62 4,51,0t67i3>84| 0,85 1 Об ослаблении отрицательного действия водородного иона, а также растворимых форм алюминия и марганца будет подробно сказано в следующей главе. 23
Полученная растениями тройная доза фосфора при рН 7,0 не оказала существенного влияния на их урожай, рост, развитие, закладку генеративных органов, процесс оплодотворения и налив зерна. Из этого следует, что в нашей питательной смеси было достаточно фосфора для питания растений. Но тройная доза фосфора на фоне кислой реакции оказала сильное положительное действие. Общий урожай ячменя под влиянием тройной дозы фосфора на фоне кислой реакции увеличился на 59,1%, а урожай зерна на 106,5%. Изучение структуры урожая показало, что влияние фосфора на закладывание генеративных органов, процесс оплодотворения и налив зерна противоположно отрицательному влиянию кислой реакции. Химический анализ растений в 20-дневном возрасте (таблица 15) показал, что тройная доза фосфора на фоне кислой реакции резко повысила содержание в растениях углеводов, в особенности сахарозы. Из этого следует, что фосфор улучшает углеводный обмен в растениях и ослабляет отрицательное влияние кислой реакции среды. Усиленная доза фосфора частично понизила содержание и небелкового азота в растениях. Таким образом, отрицательное действие кислой реакции на растения в значительной степени ослабляется повышенной дозой фосфора. При этом положительное действие фосфора проявляется не в изменении внешних условий, а в изменении обмена веществ в самом растении. Действие кислой реакции среды на растения проявляется в зависимости от свойств почв. В этом отношении представляют интерес исследования Б. А. Голубева, который проводил опыты по изучению отношения растений к реакции среды на почвах, отличающихся по запасу обменных оснований, емкости поглощения и буферности. С этой целью он ставил опыты на черноземных и дерново- подзолистых почвах. Нужные интервалы рН устанавливались путем прибавления серной кислоты. В качестве подопытных растений использовались овес, горох, горчица, лен, конопля и кенаф. На основании своих опытов Б. А. Голубев пришел к выводу, что отрицательное действие кислой реакции среды зависит от свойств почвы и что растения тем выносливее к кислому интервалу реакции, чем богаче основаниями почва, чем выше ее буферные свойства и чем больше ее емкость поглощения. 24
На кислой дерново-подзолистой почве растения при рН 3—4,5 или погибают или дают крайне низкий урожай, в то время как на черноземной почве при той же реакции среды растения сохраняются и дают удовлетворительный урожай. Оптимальный интервал рН на черноземных почвах оказался значительно шире, чем на кислых подзолистых почвах. Влияние кислой реакции среды на черноземной почве оказалось значительно слабее, чем на подзоле. Различное действие кислой реакции среды на черноземной и дерново-подзолистой почвах зависит от ряда причин. Прежде всего на подзолистых почвах при под- кислении алюминий переходит в раствор быстрее, чем на черноземе. Поэтому растения на подзолистой почве при подкислении страдают не только от избыточной концентрации водородных ионов, но и от повышенной концентрации алюминия, марганца и железа, которые являются спутниками кислой реакции почвы. Кроме этого, при подкислении чернозема или другой почвы, богатой поглощенными основаниями, в почвенный раствор поступает большое количество кальция и других катионов, которые оказывают защитное действие как против водородного иона, так и против алюминия. Таким образом, опыты Б. А. Голубева показывают, также, что оптимальный интервал рН зависит не только от индивидуальных особенностей растений, но и от внешних условий, в которых проявляется действие реакции среды. В опытах лаборатории Д. Н. Прянишникова было установлено, что оптимальный интервал реакции среды зависит и от форм минеральных удобрений, которые получает растение для своего питания. В одном из вегетационных опытов этой лаборатории урожай капусты при рН 7,0 на фоне сернокислого алюхминия составлял 900 г., а на фоне натронной селитры 537 г, при рН 5,5 урожай на тех же фонах соответственно составил 92 и 498 г. Отсюда следует, что при питании растений нитратной формой азота урожай капусты был практически одинаковым как при рН 7,0, так и при рН 5,5. При питании растений аммиачной формой азота урожай капусты при рН 5,5 был почти в десять раз ниже, чем при рН 7,0. Подобного рода данные были получены и в нашей лаборатории. Эти данные показывают, что оптимальный интервал реакции 25
среды зависит не только от особенностей растений, но и от форм питательных веществ. По вопросу о влиянии условий (питания на действие реакции среды высказывались различные точ.ки зрения. Шведский ученый Осландер в 1932 году утверждал, что содержание питательных веществ, а не реакция среды определяет урожай. При этом Осландер и его последователи делают из этого положения весьма важные выводы для практики известкования почв. Осландер в течение ряда лет изучал влияние реакции среды и известкование почв. Ему удалось установить, что при высоком обеспечении растений питательными веществами вред от кислой реакции среды ниже, чем при малом количестве питательных веществ. На основании своих опытов Осландер в 1952 году подтвердил свои предыдущие выводы и утверждал, что кислая реакция сама по себе не вредна для культурных растений, даже для таких, как двурядный ячмень, если только они обеспечены питательными веществами. Исходя из этой концепции, Осландер считает ненужным известкование почв и рекомендует применять так называемое «стандартное удобрение», под которым понимает удобрение, которое доводит почвы с кислой реакцией до такого уровня содержания доступных для растений питательных веществ, какой имеется в почве с естественной нейтральной реакцией. Состав этого удобрения Осландер устанавливает в зависимости от свойств почв. Но чаще всего в него входит 40—45 т/га навоза и 70—80 кг фосфора. На некоторых почвах он добавляет 60—70 кг калия и небольшое количество азота в нитратной форме. Фосфорные удобрения (суперфосфат или томасов шлак) он рекомендует вносить в сочетании с навозным удобрением. К выводу о безвредности кислой реакции для культурных растений Осландер пришел в результате проведенных вегетационных опытов в водных и песчаных культурах и ряда полевых опытов. В одном из первых опытов, опубликованном в 1935 году, действие реакции среды на фоне разного количества питательных веществ изучалось методом водных культур. Известно, однако, что выводы, полученные путем водных культур, нельзя переносить на почвенные условия. При подкислении почв не только увеличивается «количество водородных ионов, но и резко 26
возрастает содержание растворимых форм алюминия, марганца и железа, которые вредят растениям не меньше, чем кислая реакция. Значительную часть полевых опытов Осландер проводил на почвах с высоким уровнем плодородия. В одном из опытов с озимой пшеницей при рН 5,5 (без извести) он получил 59 ц/га зерна, а при рН 7,1 (после внесения извести) 62 ц/га. Высокий урожай в этом опыте свидетельствует о том, что он был поставлен на почве с высоким плодородием и не сильно кислой (рН 5,5). На таком фоне трудно ожидать высокой эффективности извести. Выводы Осландера неприменимы к нечерноземной полосе Советского Союза, где имеется большое количество сильнокислых почв. Высокий эффект от известкования в этой зоне доказан тысячами опытов в течение многих лет. В последнее время Т. Д. Лысенко выступил с работой о почвенном питании растений и повышении урожайности сельскохозяйственных культур. В этой работе он пишет, что сама по себе кислотность почвенного раствора для сельскохозяйственных растений и их корневой системы не вредна. Вредное для сельскохозяйственных растений действие кислой почвенной среды объясняется прежде всего тем, что в ней не могут жить бактерии, продуктами жизнедеятельности которых питаются эти растения. Экспериментальных данных, подтверждающих эту мысль, Т. Д. Лысенко в этой работе, однако, не приводит. Сопоставление выводов из работ Т. Д. Лысенко и Осландера показывает, что идея о том, что сама по себе кислотность почвенного раствора для сельскохозяйственных растений не вредна, весьма близко совпадает у Т. Д. Лысенко и Осландера. Новое в трактовке Т. Д. Лысенко заключается в том, что, по его мнению, кислая реакция вредит микроорга-" низмам, приготовляющим пищу растениям. В практических рекомендациях у Т. Д. Лысенко и у Осландера имеются как сходства, так и различия. Осландер рекомендует смешивать фосфорные удобрения с большими дозами навоза, а Т. Д. Лысенко рекомендует фосфорные удобрения смешивать с 2—3 или 3—5 т перегноя. Кроме этого, Т. Д. Лысенко рекомендует добавлять в смесь перегноя и суперфосфата 3—5 ц извести. 27.
Не рассматривая изложенную выше концепцию Т. Д. Лысенко в целом, остановимся на его утверждении о том, что кислотность сама по себе не вредна растениям. Высказанное Т. Д. Лысенко положение о том, что при кислой реакции среды нет нормальных условий для жизнедеятельности полезных микроорганизмов никем не оспаривается. Но мысль как А. Осландера, так и Т. Д. Лысенко о том, что сама по себе кислотность почвенного раствора не вредна для сельскохозяйственных растений, не обоснована и противоречит огромному количеству фактов, полученных наукой за последние 30—40 лет. Можно говорить о том, что при высоком уровне питания растений вредное действие кислой реакции ослабляется. Но из этого вовсе не следует, что кислая реакция непосредственно не вредит растениям. С целью изучения влияния разного уровня питания на действие кислой реакции среды мы провели опыт с ячменем в песчаных культурах на нашей питательной смеси. Смесь была взята в дозах: обычной, наполовину уменьшенной и вдвое увеличенной. На фоне каждого из трех уровней питания поддерживалась реакция среды при рН 7,0 и при рН 4,5—5,0. Результаты опыта приведены в таблице 16. Таблица 16 Влияние кислой реакции среды на урожай ячменя в зависимости от уровня питания растений (песчаные культуры) Уровень питания 1/а нормы .... | Две нормы . . . . { рН 7,0 4,5.-5,0 7,0 4,5-5,0 7,0 4,5-5,0 Урожай ячменя с одного сосуда в г 6,56 4,57 16,27 14,09 40,96 | 25,48 в % урожая при рН 4,5—5,0 к урожаю при рН 7,0 на том же уровне питания I 100 69,6 100 86,5 100 62,2 в % от урожая на нормальной смеси при рН 7,0 40,3 28,1 100 86,5 251,7 156,6 Из таблицы видно, что урожай ячменя возрастал вместе с увеличением дозы питательных веществ. При этом 28
урожай ячменя на удвоенной дозе питательных веществ при рН 4,5—5,0 был в полтора раза выше урожая на одинарной норме при рН 7,0. Из этих цифр ясно, что повышенная доза питательных веществ компенсирует отрицательное действие кислой реакции. Сопоставление урожаев ячменя при разной кислотности, но одинаковом уровне питания показывает, что повышенное количество питательных веществ ослабляет, но «е * исключает отрицательного действия кислой реакции, так как последняя на фоне двух норм питательных веществ понизила урожай ячменя на 37,8%. Следует также иметь в виду, что не всякие питательные элементы и не все удобрения ослабляют отрицательное действие кислой реакции среды. В дальнейшем в этой работе на большом экспериментальном материале будет показано, что внесение в кислую почву аммиачных форм азота и хлоридов калия не уменьшает, а, наоборот, резко увеличивает отрицательное действие кислой реакции на растения. В Советском Союзе накоплено огромное количество опытных данных, которые показывают, что при устранении излишней кислотности путем известкования эффектив- ' ность минеральных удобрений резко возрастает. Важным доказательством того, что кислая реакция оказывает и непосредственное воздействие на растения, может служить резко различное отношение отдельных растений к кислой реакции среды. Хотя оптимальный интервал рН для данного растения условен и может быть сдвинут в ту или иную сторону или расширен при помощи различных факторов, однако никто не станет оспаривать тот факт, что по своему отношению к реакции среды люпин и чайный куст, с одной стороны, сахарная свекла и люцерна, с другой, резко различны. Никто не станет рекомендовать возделывание сахарной свеклы и люцерны на кислом подзоле и на красноземной почве. Между тем краснозем является лучшей почвой для чайного куста, а люпин дает хороший урожай и на подзоле. Из этого следует, что кислая реакция связана с физиологическими особенностями растения. Таким образом, отрицательное действие кислой реакции можно увеличивать и уменьшать различными внешними факторами, но вместе с тем имеются также неоспо- 29
римые данные о том, что кислая реакция среды оказывает и непосредственное воздействие на растения. Реакция среды оказывает влияние не только на растения и микроорганизмы, но и на свойства почвы. Так, при подкислении среды увеличивается растворимость фосфатов кальция и матния, а при подщелачивании, наоборот, их растворимость и доступность растениям снижается. Весьма своеобразно ведут себя фосфаты железа и алюминия. В щелочном интервале рН растворимость их высокая, а в слабокислом низкая. При дальнейшем подкислении (рН 4,5 и ниже) растворимость их резко возрастает. Таким образом, изменение реакции среды влечет за собой изменение питательного режима почвы. Но изменение реакции среды приводит не только к изменению питательного режима, но существенно изменяет состав почвенного раствора. Подкисление почвы сопровождается увеличением растворимых форм алюминия, марганца и железа. А растворимые формы алюминия, избыток марганца и железа вредны растениям. Следовательно, подкисление почвы сопровождается накоплением в ней ядовитых веществ, отрицательное влияние которых на растение не только увеличивает размеры вредного влияния водородного иона, но иногда и превосходит его. Подкисление почвы часто сопровождается ухудшением ее структуры и в итоге ведет к ухудшению водного и воздушного режимов почвы. Изменение всей совокупности свойств почвы оказывает прямое воздействие на рост и развитие растений. Растения в свою очередь оказывают влияние на свойства почвы вообще и на реакцию среды в частности. Обладая буферностью, растения прежде всего оказывают влияние на реакцию среды. Чаще всего растения сдвигают реакцию среды в сторону своего оптимума. Если реакция почвенного раствора кислее клеточного сока, то растения подщелачивают почву, а если почвенный раствор щелочнее клеточного сока, то растения подкисляют его. Влияние растений на реакцию среды зависит не только от их особенностей и свойств почв, но и от особенностей удобрения, которые вносят под данное растение. Работами Д. Н. Прянишникова около полвека тому назад установлена так называемая физиологическая реакция 30
солей. При внесении сернокислого аммония растения быстрее используют аммиак, а в почве -накопляется кислотный остаток. При внесении в качестве удобрения натронной или кальциевой селитры, наоборот, в почве увеличивается щелочность. В результате неравномерного пользования отдельных частей удобрения растения или подкисляют или подщелачивают почву. Таким образом, действие реакции среды весьма сложно и многообразно. Сводить влияние кислой среды только к тому, что она подавляет жизнедеятельность полезных микробов, значит упрощать процессы, происходящие в почве. Изменение реакции среды обусловливает собой сложную связь и взаимозависимость -многих явлений. Реакция среды оказывает непосредственное воздействие на растения и микроорганизмы, влияет на поступление питательных веществ в растелия, изменяет растворимость питательных веществ в почве, оказывает влияние на водный и воздушный режимы почвы, увеличивает или уменьшает количество ядовитых для растения веществ. Внесение одних удобрений ослабляет, а внесение других усиливает вредное действие водородного иона. Растения, приспособляясь к условиям существования, сами оказывают влияние на реакцию среды. Следовательно, в природе имеет место не упрощенное влияние реакции среды на микроорганизмы, а весьма сложная взаимосвязь и взаимозависимость многих явлений. ВЫВОДЫ 1. Плодородие почв нечерноземной полосы находится в большой зависимости от их кислотности. Излишняя кислотность почв оказывает влияние на рост и развитие растений и на жизнедеятельность микроорганизмов. 2. Многочисленными исследованиями в СССР и в других странах установлено, что отдельные растения предъявляют различные требования к реакции среды. 3. Влияние реакции среды на растения зависит не только от их биологических особенностей, но и от условий, в которых они растут и развиваются. 4. Наибольшей чувствительностью к кислой реакции среды растения обладают в первый период их жизни. 31
В последующее время их устойчивость к кислой реакции резко возрастает. 5. Кислая реакция среды при воздействии на зерновые культуры в первый период их жизни оказывает отрицательное влияние на закладывание генеративных органов; в последующем это отражается отрицательно на процессе оплодотворения и на наливе зерна. Отрицательное влияние кислой реакции обладает длительным последействием. 6. Кислая реакция среды нарушает углеводный и белковый обмен в растениях. Под влиянием излишней кислотности тормозится процесс превращения моносахаридов в сахарозу и в другие более сложные органические соединения. При выращивании растений на кислой среде возрастает количество небелковых форм азота. 7. Отрицательное действие кислой реакции среды на обмен веществ в растениях сильнее всего проявляется в первый период вегетации. 8. Кислая реакция среды оказывает отрицательное влияние на растения непосредственно, изменяя реакцию клеточного сока и ход биохимических процессов. Наряду с этим кислая реакция среды оказывает сильное косвенное действие на деятельность микроорганизмов, на количество ядовитых для растений веществ в почве и многое Другое. 9. Оптимальные интервалы рН, установленные многими опытами, следует считать приближенными, так как оптимум реакции среды зависит не только от биологических особенностей данного растения, но и от условий, в которых оно растет и развивается. 10. Отрицательное действие кислой реакции среды на растения возрастает при недостатке питательных веществ, а при повышенных их количествах падает. Повышенные дозы питательных веществ ослабляют, но не исключают отрицательного действия кислой реакции на растения. 11. Отрицательное действие излишней кислотности в значительной степени ослабляется повышенной дозой фосфора. Объясняется это тем, что влияние фосфора на закладывание генеративных органов, процесс оплодотворения, налив зерна и обмен веществ в растениях противоположно влиянию кислой реакции. Фосфор, не изменяя реакции*среды во внешнем растворе, ослабляет отрица- 32
тельное действие водородного иона в самом растении. Аммиачные формы азота и хлориды калия при внесении их в кислую почву не уменьшают, а, наоборот, увеличивают вредное действие кислотности. 12. Действие реакции среды в почве весьма сложно и многообразно. Отрицательную роль кислой реакции нельзя ограничить только тем, что она подавляет жизнедеятельность полезных микроорганизмов.
ГЛАВА ВТОРАЯ РОЛЬ АЛЮМИНИЯ И МАРГАНЦА В ПЛОДОРОДИИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ почв Среди многих факторов, влияющих на плодородие почв, существенную роль играют подвижные формы алюминия и марганца. Вопрос о значении алюминия и марганца в плодородии почв и питании растений имеет свою историю. В шестидесятых годах XIX столетия была экспериментально доказана необходимость для растений макроэлементов (азота, фосфора, калия, кальция и др.). В начале XX века опытным путем была доказана необходимость для растений и микроэлементов. В начале микроэлементам отводилась роль стимуляторов, но дальнейшие исследования показали, что микроэлементы представляют собой питательные вещества, необходимые растениям в небольших количествах. К числу микроэлементов относится и марганец. В настоящее время доказано, что марганец необходим для отправления нормальных физиологических функций растений. Многочисленными исследованиями (А. А. Рихтер и Н. Г. Васильева, М. П. Школьник и др.) доказано, что марганец повышает интенсивность фотосинтеза. Недостаток или избыток марганца приводит к нарушению деятельности хлорофилла. В ряде опытов было обнаружено, что марганец усиливает дыхание растений. П. А. Власюк при внесении марганца многократно наблюдал повышение сахаристости в корнях сахарной свеклы. В его же опытах при внесении марганца у ягодных растений наблюдалось повышение содержания витамина С. В некоторых опытах внесение марганца повышало содержание в растениях аскорбиновой кислоты, витаминов А и В. 34
П. А. Власкж наблюдал повышение процента жира в семенах конопли и содержание белка в зерне озимой пшеницы и проса. Ф. В. Чириков и А. Кальтя при внесении марганца обнаружили повышение устойчивости растений против поражения грибными болезнями. В опытах П. А. Власкжа лод влиянием .марганцевых удобрений повышалась устойчивость озимой пшеницы против полегания. По данным того же автора, под влиянием марганца повышается активность ферментов инвер- тазы и пероксидазы в сахарной свекле. Крупную роль играет марганец в окислительно-восстановительных процессах. По данным П. А. Власкжа, марганец способствует окислению аммиачной формы азота и восстановлению нитратной формы. А. В. Носкова наблюдала положительное влияние марганца на число волокон у льна-долгунца. М. Я. Школьник при внесении марганца наблюдал повышение засухоустойчивости и солеустойчивости растений, повышение содержания Сахаров и увеличение гидрофильное™ коллоидов. Из перечисленных выше работ следует, что роль марганца в жизни растений весьма разнообразна. Первые опыты с положительным эффектом от внесения марганца были проведены в начале текущего столетия. Значительное количество исследований по выяснению роли марганца провел К. К. Гедройц. В первый период его работ с марганцем (с 1905 по 1914 г.) проводились опыты на различных почвах с целью найти среди них такие, на которых внесение марганца повышает урожай растений. В этих опытах К. К. Гедройц вносил соли марганца путем смешивания их с почвой. Положительного эффекта от внесения марганца в опытах 1905—1914 гг. К. К. Гедройц не обнаружил. Второй раз к изучению роли марганца К. К. Гедройц приступил в 1930 г. На этот раз он вводил марганец в почву с последующим удалением анионов путем промывки водой. Количество введенного марганца колебалось от 0,5 м.-экв. до полного насыщения. В качестве подопытных растений испытывались овес, лен, клевер, гречиха и горчица. При внесении в почву от 0,5 до 7,4 м.-экв. марганца наблюдалось повышение урожая от 16 до 567%. Эти опыты 35
позволили К. К. Гедройцу сделать 'вывод о необходимости удобрять почвы марганцем. Следует отметить, что в первый период своих работ с марганцем К. К. Гедройц ставил опыты с теми же растениями и на черноземной почве. Однако результаты были иными. Объясняется это, по-видимому, тем, что во второй период своих работ К. К. Гедройц обрабатывал почву путем насыщения марганцем и в течение ряда недель промывал их водой. В результате почва теряла свои исходные свойства. Поэтому для изучения вопроса о влиянии марганца на урожай растений метод насыщения почв катионами с последующим удалением промывкой нельзя считать удачным. Весьма интересные опыты по влиянию марганца на развитие растений в 1925 г. провел И. В. Мичурин, который вводил в почву 0,012%-ный раствор марганцевокисло- го калия при выращивании сеянцев миндаля. Об исключительном эффекте марганца И. В. Мичурин писал: «Получились изумительные результаты, развитие роста вместо 53 см достигло 178 см, т. е. рост превысил норму более чем в три раза, да еще, кроме того, эти однолетки весной текущего года дали цветы и завязи от оплодотворения пыльцой культурного персика, таким образом и срок первого плодоношения сократился на целые шесть лет. Это небывалое явление получилось всецело от действия марганцевого калия в роли стимулятора на форсированное развитие миндаля» К В последующие годы опыты с изучением влияния марганца на урожай различных растений изучали А. Г. Ше- стаков и В. Т. Швывденков, Т. Т. Демиденко и Р. А. Ба- ринова, А. Т. Кирсанов, А. Кальтя, Е. А. Круглова, Я. В. Пейве, М. Я. Школьник, П. А. Власкж, П. В. Мада- нов и др. Среди этих авторов особенно много опытов по влиянию марганца на повышение урожайности различных растений провели П. А. Власюк и его сотрудники. Под руководством Власюка в течение ряда лет изучалась эффективность марганцевых удобрений в полевых опытах научно-исследовательских учреждений, а также в колхозах и совхозах. Урожай сахарной свеклы, по его данным, повышался на 14—34 ц/га, а сахаристость на 0,11—0,33%. Повыше- 1 И. В. М*и ч у р и н. Сочинения, т. I, стр. 442, 1948. 36
ние урожая озимой пшеницы при внесении марганцевых удобрений за четыре года опытов составило 3,2—4,7 ц/га. На основании своих опытов П. А. Власюк рекомендует вносить марганцевые удобрения под различные культуры в Винницкой, Киевской, .Черниговской, Житомирской, Курской, Воронежской, Харьковской, Полтавской, Кировоградской, Каменец-Подольской и в западных областях УССР, а также в Грузинской и Башкирской республиках. Капитальные исследования по содержанию марганца в различных почвах провел П. В. Маданов. Отличительная особенность подавляющего большинства работ, выполненных названными авторами, заключалась в том, что в них изучалось положительное влияние марганца на урожай растений. А между тем марганец, будучи абсолютно необходимым для жизни растений, при достижении определенной концентрации оказывает отрицательное влияние на рост и развитие растений. Исследования Ф. В. Турчина, Е. В. Дьяковой и наши показали, что на кислых дерново-подзолистых почвах марганец нередко оказывает отрицательное действие на растения. Исследования по выяснению роли алюминия существенно отличаются от исследований по марганцу. Если подавляющее число авторов изучало положительное действие марганца на растения, то при изучении роли алюминия главное внимание обращено на его отрицательную роль. В опытах Стоклазы, проведенных в начале настоящего столетия, при внесении алюминия наблюдалось повышение урожая сахарной свеклы. К. К. Гедройц наблюдал повышение урожая растений при частичном насыщении чернозема алюминием. А. Т. Кирсанов наблюдал положительное действие алюминия при рН почвы 6,0—6,5; он считает, что алюминий в малых дозах необходим растениям. Однако до сих пор никому не удалось доказать, что алюминий действительно необходим растениям. Между тем во многих опытах алюминий оказывал отрицательное влияние на рост и развитие растений. Поэтому подавляющее большинство работ посвящено выяснению отрицательной роли алюминия. 37
Влияние алюминия на сельскохозяйственные растения изучалось многими исследователями как в Советском Союзе, так и за его пределами. Один из первых исследователей роли алюминия Стоклаза обнаружил, что хлористый алюминий при концентрации 0,1—0,5 мг на литр стимулирует прорастание семян, а при концентрации 1 мг/л задерживает их прорастание. Отрицательное влияние алюминия на рост растений наблюдали и другие исследователи. Обстоятельные исследования по алюминию проводились в лаборатории Д. Н. Прянишникова с 1929 г. В выполнении этих работ под руководством Б. А. Голубева принимали участие А. В. Петербургский, И. П. Уляков, В. И. Штатное, А. М. Мещеряков и др. Этими исследованиями доказано, что алюминий при наличии его в растворе в количестве 1 мг/л вредит растениям. Дальнейшие повышения концентрации алюминия сопровождались еще большим понижением урожая растений или полной их гибелью. Отрицательное действие алюминия, по тем же данным, прежде всего проявляется на корнях, которые под влиянием алюминия желтеют, а рост их сильно подавлен. Опыты Б. А. Голубева, А. М. Мещерякова и других показали, что отдельные растения по своей чувствительности <к алюминию отличаются весьма существенно. А. М. Мещеряков разместил изученные им культуры по их чувствительности к алюминию в следующий ряд: сахарная свекла > бе^ая горчица > лен-долгунец > конопля > яровая пшеница и яровой ячмень > морковь > > 'картофель > кенаф > подсолнечник > овес > горох > > гречиха > люпин > яровая рожь. В опытах А. М. Мещерякова было показано, что вредное действие алюминия проявляется главным образом в первый период жизни растений. Действие алюминия, внесенного в виде солей, зависит от свойств почвы. Алюминий, внесенный на подзолистых почвах, приносил растениям значительно больший вред, чем при внесении его на черноземных почвах, хотя реакция среды в опытах выравнивалась путем добавления кислоты к черноземным почвам. Ослабление вредного действия алюминия на черноземах авторы объясняют защитным действием кальция, которого там значительно больше, чем в подзолистой почве. 38
Б. А. Голубев, разбирая ©опрос о значении концентрации солей и режима фосфатного питания на влияние алюминия, пришел к выводу, что в присутствии алюминия поступление фосфора в растения возрастает. Следует, однако, отметить, что этот (вывод экспериментальными данными автора не подтвержден. Положительную роль фосфора на почвах с повышенным содержанием алюминия Б. А. Голубев объясняет тем, что фосфор улучшает рост кор.невой системы, которая под влиянием алюминия угнетается. Влияние алюминия на рост многолетних трав в течение ряда лет изучала Е. В. Дьякова. В ее опытах было показано, что на почвах с повышенным содержанием алюминия многолетние травы растут плохо. При внесении фосфорных удобрений рост клевера и люцерны значительно улучшается. На основании этих данных автор приходит к выводу, что причиной угнетения клевера и люцерны является недостаток'фосфора, который ретроградирует под влиянием алюминия. В работе Ф. В. Турчина и В. И. Соколова отмечена разная чувствительность растений к избытку алюминия. Авторы отмечают, что различия растений по их отношению к кислотности почвы менее резки, чем по отношению к алюминию. В опытах С. П. Яркова и 3. Ф. Коптевой отмечено, что в анаэробных условиях количество подвижных форм алюминия увеличивается. Развитие грибных процессов и разложение лесной подстилки также сопровождается увеличением подвижных форм алюминия, в то время как при разложении органического вещества травянистых растений (сена, соломы, корневых остатков) содержание растворимых форм алюминия в почве уменьшается. В ряде работ действие алюминия связывается с внесением фосфора. Впервые эта мысль наиболее ярко выражена А. И. Потаповым, который писал по этому вопросу, что в субтропической почве тормозящим нормальное развитие растений фактором является не только избыток ионов водорода, т. е. кислая реакция, но и избыток ионов алюминия. Для устранения этого свойства почв он рекомендует высокие дозы суперфосфата для культур, не требующих смещения рН и суперфосфата совместно с известью для культур, страдающих как от избытка ионов водорода, так и от избытка ионов алюминия. 39
Положительное действие фосфора при внесении его в почву с избыточным количеством алюминия А. И. Потапов видит в том, что фосфор при взаимодействии с алюминием образует нерастворимые соли, из которых алюминий не поступает в растения. Эту же мысль для условий дерново-подзолистой зоны развивают Я. В. Пейве и В. Н. Прокошев. Для устранения вредного действия алюминия на кислых дер*юво-оюд- золистык почвах Я. В. Пейве рекомендует вносить фосфоритную муку и считает, что она связывает подвижные формы алюминия В опытах В. Н. Прокошева большие дозы фосфора были весьма эффективны на кислых дерново-подзолистых почвах, содержащих повышенное количество подвижных форм алюминия. При внесении высоких доз фосфора количество подвижных форм алюминия в почве уменьшалось. Дозы фосфора в вегетационных опытах В. Н. Про- кошева превосходили обычные полевые нормы в 20— 30 раз. Таким образом, А. И. Потапов, Я. В. Пейве, В. Н. Прокошев и др. положительное действие фосфора при внесении его в почву с избытком алюминия объясняют тем, что фосфор связывает а^оминий в почве и тем самым снижает его отрицательное действие на растения. Иную точку зрения на роль фосфора развивают Л. И. Сергеев и К. А. Сергеева, которые в опытах с 'Проростками пшеницы обнаружили антагонизм иона алюминия и ортофосфорной кислоты по их влиянию на вязкость, проницаемость и водоудерживающую способность протоплазмы. Под влиянием алюминия повышается вязкость, понижается проницаемость протоплазмы и уменьшается содержание воды в тканях растений. Действие фосфора в растениях прямо противоположно действию алюминия. Из краткого обзора работ по этому вопросу видно, что хотя о роли марганца и алюминия проведено немало исследований, многие стороны их действия в почве остаются еще невыясненными. Мы считаем, что к числу невыясненных вопросов относятся: 1) содержание подвижных форм алюминия и марганца в дерново-подзолистых почвах и способы регулирования их количества; 2) влияние алюминия и марганца на различные растения; 40
3) роль алюминия и марганца в обмене веществ в растениях при выращивании их на кислых почвах; 4) влияние алюминия и марганца на структуру урожая, устойчивость и зимостойкость растений. Содержание алюминия и марганца в почвах Советского Союза изучено еще слабо. Обширный аналитический материал по валовому содержанию марганца в различных почвах Советского Союза изложен в капитальной работе А. П. Виноградова. По его данным, среднее содержание марганца в почвах русской равнины колеблется от 0,01 до 0,04%- При этом он указывает на небольшую разницу в содержании марганца в различных типах почв. По данным А. В. Виноградова и других авторов, -накопление марганца в горизонте Ai характерно для большинства почв, но особенно выражено у дерново-подзолистых почв. Во многих случаях идет накопление марганцевого ортштейна, что указывает на вертикальную миграцию марганца. Повышенное содержание марганца в горизонте Ai свидетельствует о том, что растения аккумулируют марганец, попавший в почву в результате разложения опавших листьев, пожнивных и корневых остатков. К сожалению, в исследованиях А. П. Виноградова приводятся лишь данные о валовом содержании марганца в различных почвах и нет данных о подвижных его формах, которые и играют главную роль в плодородии почв. По содержанию разных форм марганца наиболее полно охарактеризованы почвы Украинской ССР (работы П. А. Вла- сюка) и почвы Татарской АССР (работы П. В. Маданова)- Результаты анализов почв на содержание марганца и алюминия приведены в таблицах 17 и 18. Таблица 17 Валовое содержание и количество подвижных форм марганца в пахотном слое почв Почвы Чернозем выщелоченный . . . » обыкновенный . . . » карбонатный .... Содержание марганца в пахотном слое (в кг/га) валового 4320 4080 3180 3060 3210 подвижного (в 0,1 N H,S04) 474 343 261 199 52 41
Таблица 18 Валовое содержание алюминия в дерново-подзолистой почве (в % от веса безводной и безгумусной почвы)1 По данным А. А. Роде горизонт А, А2 А« В в. В2 С глубина взятия образца (в см) 5— 10 20— 25 30— 35 40— 45 60— 65 95—100 и др. А1203 (в %) 8,88 8,92 10,45 11,99 11,98 12,48 По данным М. А. Бобрицкой горизонт АПах Апах А2 В глубина взятия образца (в см) 0—10 10—20 25—35 60-70 АЬО, (в И) 6,82 6,38 6,81 11,21 Из таблицы 17 видно, что в почвах содержится значительное количество марганца. При этом в дерново-подзолистых почвах валовое содержание марганца несколько выше, чем в черноземных почвах. Значительно большая разница наблюдается по содержанию подвижных форм марганца, который П. В. Маданов определял в 0,1 N H2S04. На карбонатных почвах, как видно из таблицы, подвижных форм марганца в девять раз меньше, чем на среднеподзолистой почве. Валовое содержание алюминия в почве (по П. В. Ма- данову) очень велико. Как видно из таблицы 18, содержание алюминия в дерново-подзолистой почве колеблется от 6,38 до 12, 48%. В пересчете на пахотный слой одного гектара это составит 130—250 т, т. е. во много раз больше, чем азота, фосфора, калия и других элементов. Для решения вопроса о роли того или иного элемента нужно знать не только содержание его в почве, но и в растениях. В таблице 19 приведены данные П. В. Маданова по содержанию марганца в урожае некоторых культур с одного гектара на черноземных и подзолистых почвах. Из таблицы 19 видно, что в растениях, выращенных на дерново-подзолистых почвах, содержится примерно в полтора раза больше марганца, чем в растениях, выращенных на черноземных почвах. В то же время абсолютное количество марганца в урожае исчисляется небольшими величинами: в растениях с одного гектара при среднем урожае 1 Почва для анализа взята: у А. А. Роде из Лисенского лесничества Ленинградской обл., у М. А. Бобрицкой из колхоза «Колос» Дмитровского района Московской обл. 42
Таблица 19 Содержание Пшеница Овес • . . марганца с одного Культуры в урожае некоторых культур гектара (в г/га) Почвы черноземы 172 257 262 265 282 подзолистые 246 317 320 400 475 содержалось от 172 до 475 г марганца. Сопоставляя эти цифры с валовым запасом марганца в почве, мы видим, что растения содержат марганца в 10—15 тыс. раз меньше, чем его содержится в почве. Еще больше разница между валовым содержанием алюминия в почве и его содержанием в растениях. По нашим данным, средний урожай растений с одного гектара содержит около 500 г алюминия, т. е. в 250—500 тыс. раз меньше, чем его содержится в пахотном слое. Следует иметь в виду, что основная масса алюминия в почве находится в малоподвижном состоянии и не оказывает влияния на растения. Но в кислых дерново-подзолистых почвах содержание подвижного алюминия часто колеблется в пределах от 3 до 20 мг на 100 г почвы. В пересчете на пахотный слой одного гектара это составит 60—400 кг подвижного алюминия, т. е. в 120— 800 раз больше, чем его содержится в растениях. Растения же воспринимают питательные элементы и алюминий не только из пахотного, но и из .подпахотного горизонта. Приведенные данные показывают, что валовое содержание алюминия и марганца в почве во много раз больше, чем это указано в наших расчетах, а валовое содержание алюминия и марганца в почве во много раз больше, чем это требуется растениям. ПОДВИЖНЫЕ ФОРМЫ АЛЮМИНИЯ И МАРГАНЦА В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ И СПОСОБЫ ИХ РЕГУЛИРОВАНИЯ При изучении роли алюминия и марганца в дерново- подзолистых почвах необходимо выяснить распределение этих элементов по горизонтам почвы, изучить динамику их 43
растворимых форм в течение вегетационного периода и определить роль различных агротехнических приемов в регулировании подвижных форм этих элементов в почве. Мы располагаем по этому вопросу экспериментальными данными, полученными в течение 1950—1955 гг. В 1954 г. в связи с изучением влияния свойств почв на зимостойкость озимой пшеницы проведены анализы пахотного и подпахотного (А2В) горизонтов почв в колхозах Химкинского района Московской обл. Почвы обследованных колхозов средне- и сильноподзолистые. Участки для анализа взяты с резко различным урожаем озимой пшеницы (см. табл. 20). По своим генетическим свойствам почвы были весьма сходны и расположены не более чем 100 м друг от друга. Существенно отличались они по степени окультуренности, достигнутой в результате систематического применения навоза. Результаты анализов почв приведены в таблице 20. Таблица 20 Влияние окультуренности почвы на содержание подвижных форм алюминия и марганца в пахотном и подпахотном горизонтах дерново-подзолистой почвы Место проведения исследования Колхоз «Путь к комму- С низму» Химкинского 1 района Московской { обл. 1 Колхоз «Заря комму- ( низма» тогожерайо- 1 на, поле № 1 j Колхоз «Заря комму- 1 низма», поле № 2 I < Урожай озимой пшеницы (в ц/га) 30,4 5,3 23,3 1 3,1 19,9 3,4 Горизонт Пахотный Подпахотный Пахотный Подпахотный Пахотный Подпахотный Пахотный Подпахотный Пахотный Подпахотный Пахотный Подпахотный Содержалось (в мг на 100 г почвы) обменного марганца 0,0 0,365 1,335 0,650 | 0,870 0,485 1 1,860 | 0,320 1 1,270 ^,455 1,680 0,385 алюминия 0,131 3,461 8,061 23,488 0,513 1,695 12,873 18,107 1,866 ! 6,261 12,907 15,286 рН солевой вытяжки 6,8 5,4 4,9 4,5 6,6 6,5 4,8 4,4 5,4 4,8 4,6 4,5 Из таблицы видно, что урожай пшеницы находится в обратной зависимости от содержания марганца и алюми- 44
ния: чем больше в почве подвижных форм алюминия и марганца, тем ниже урожай. Содержание подвижных форм алюминия и марганца увеличивается вместе с под- кислением почвы. Содержание подвижного алюминия в подпахотном горизонте во всех случаях было значительно больше, чем в пахотном. При этом разница между содержанием подвижных форм алюминия в пахотном и подпахотном горизонтах на окультуренных почвах выражена резче, чем на почвах неокультуренных, так как на окультуренных почвах содержание подвижных форм алюминия в пахотном слое уменьшилось резче, чем в подпахотном. На сильнокислых слабоокультуренных почвах много подвижных форм алюминия в пахотном горизонте, но наибольшее количество их содержится в подпахотном слое. Обменного марганца, как правило, больше содержится в пахотном слое. О распределении марганца по профилю почвы имеются данные в работе П. В. Маданова, который считает, что максимум подвижного марганца приходится на аккумулятивный горизонт, а минимум на материнскую породу. Аккумуляцию марганца в верхнем слое дерново-подзолистой зоны П. В. Маданов объясняет тем, что хвоя и листья содержат марганца больше, чем почва. Не оспаривая факта обогащения верхнего слоя почвы марганцехМ за счет опавшей хвои и листьев, мы не можем согласиться с П. В. Мадановым о том, что в пахотном слое содержится больше подвижных форм марганца, чем в подпахотном. Это положение применимо для почв из-под леса и дерново-подзолистых почв слабой и средней окультуренное™. На почвах хорошо окультуренных и произвесткованных это правило теряет силу. - На распределение по профилю почвы подвижных форм алюминия и марганца существенное влияние оказывают минеральные удобрения. В одном из опытов агробиологической опытной станции МГУ на сильнокислой дерново- подзолистой почве вносили в течение 5 лет минеральные удобрения из расчета 60 кг действующего вещества на 1 га. Азотные удобрения вносили в форме сернокислого аммония, а калий в виде 40%-ной калийной соли По истечении 5 лет в пахотном и подпахотном слоях было определено содержание подвижных форм алюминия и марганца, которое и приводится в таблице 21. 45
Таблица 21 Влияние минеральных удобрений на распределение подвижных форм алюминия и марганца в пахотном и подпахотном горизонтах дерново-сильноподзолистой почвы Схема опыта Без удобрений | NK { Горизонты Пахотный Подпахотный Пахотный Подпахотный Пахотный Подпахотный Содержалось (в мг на 100 г почвы) обменного марганца 29/VII 2,27 1,06 9,15 3,93 6,86 4,33 19/VIII 1,69 1,08 8,74 1,18 11,88 2,42 алюминия 29/VII 6,12 8,1 17,91 15,48 14,58 13,41 19/VIH 3,78 10,98 15.75 13,86 15,39 12,69 Данные опыта показывают, что на участках без удобрений обменного марганца в пахотном слое было больше, а алюминия меньше, чем в подпахотном. При внесении азотных и калийных удобрений содержание обменного марганца увеличилось как в пахотном, так и в подпахотном горизонтах, но рост количества подвижных форм марганца в пахотном слое был выше, чем в подпахотном. Если на участке без удобрений подвижного марганца в пахотном слое было в 1,5—2,0 раза больше, чем в подпахотном, то на участке с применением в течение 5 лет сернокислого аммония в пахотном горизонте оказалось подвижного марганца в 2,5—8 раз больше, чем в подпахотном. Систематическое применение азотных удобрений в аммиачной форме весьма резко изменяет не только количество подвижных форм алюминия, но и распределение их по профилю почвы. Если без внесения удобрений в пахотном слое подвижных форм алюминия, как правило, меньше, чем в подпахотном, то при систематическом применении аммиачной формы азота их оказалось больше в пахотном слое, чем в подпахотном, что объясняется подкислением дерново-подзолистой почвы в результате применения аммиачных форм азота. Внесение других форм удобрений, и в особенности извести, как это будет показано ниже, наоборот, резко уменьшит количество подвижных форм алюминия в пахотном слое почвы. 46
Изложенный материал показывает, что размещение подвижных форм алюминия и марганца по профилю почвы находится в сильной зависимости от ее окультурен- ности и применения удобрений. Насколько велико значение окультуренности почв на содержание подвижных форм алюминия и марганца, видно из таблицы 22, в которой изложены результаты анализа слабо и хорошо окультуренной дерново-подзолистой почвы. Слабоокультуренная почва 30 лет назад вышла из- под леса. За этот срок на ней возделывались зерновые культуры почти без внесения органических удобрений. Хорошо окультуренная почва в течение многих лет находилась под огородами. Таблица 22 Распределение подвижных форм алюминия и марганца по профилю дерново-подзолистых почв разной степени окультуренности (опыты агробиологической станции МГУ, 1954 г.) Горизонты почвы Глубина взятия пробы (в см) Содержалось (в мг на 100 г почвы) марганца алюминия Слабоокультуренная почва 0,896 Следы » » Апах Аа Вх в2 в3д 0- 20 30— 35 45— 50 65— 70 100—110 6,215 9,814 30,142 32,219 16,840 Сильноокультуренная почва припарникового участка Апах А2 В4 В2 В3Д 0— 20 32- 40 45- 50 60— 70 90—100 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 На слабоокультуренной почве имеется большое количество подвижных форм алюминия с максимумом в подпахотных горизонтах. Наибольшее количество обменного марганца обнаружено в пахотном слое. Иная картина наблюдалась на сильноокультуренной почве, где подвижных форм алюминия и марганца не было обнаружено не 47
только в пахотном слое, но и во всех горизонтах почвы глубиной до 100 см. В результате систематического и длительного применения навоза сильноокультуренная почва приобрела нейтральную реакцию и обладает высоким плодородием. Изложенный экспериментальный материал позволяет утверждать, что систематическое применение навоза и других удобрений изменяет свойства почвы не только в пахотном слое, но и значительно глубже. Содержание подвижных форхМ алюминия и марганца в почве в течение вегетационного периода подвергается изменениям. Результаты исследований по этому вопросу изложены в таблицах 23, 24 и 25, Таблица 23 Влияние удобрений на динамику подвижных форм алюминия и марганца в дерново-подзолистой почве Схема опыта Содержалось (в мг на 100 г почвы) 11/V 26/V 12/VI 29/VI 12/VI1 26/VII 11/V1II 26/VIII 12/X Марганец Без удобрений N NK NPK .... 9,70 10,96 10,38 110,03 2,14 3,01 3,56 3,66 4,16 3,10 3,26 4,96 3,45 4,78 6,95 6,68 4,78 7,06 5,21 11,05 5,01 4,03 11,23' 7,17 9,13,10,06 11,79 12,69 4,35 7,56 6,91 11,82 Следы 5,64 5,33 4,75 Алюминий — 9,99 10J1 10,44 10,35 10,04 10,53 10,08 U2,5 16,74 Без удобрений N 24,75 14,31 13,77 12,15 10,80 11,86 13,30 12,15 NK 25,92 14,94-16,65 15,48 14,67 14.26 15,66)16,84 NPK 119,35 13,14.13,23 ll,16jl0,17|ll,93i 10,80| 12,15 I I I I I I I I 16,02 10,8 Аналитический материал таблиц 23 и 24 получен в опыте на дерново-сильноподзолистой почве, заложенном в 1950 г. Удобрения вносили ежегодно в течение 5 лет. Из таблицы 23 видно, что наибольшее количество подвижного марганца наблюдалось весной (11/V). Во второй половине мая и в июне количество подвижного марганца уменьшилось в 2—3 раза, а в июле и августе количество 48
Таблица 24 Влияние удобрений на динамику воднорастворимого марганца в дерново-сильноподзолистой почве Схема опыта Без удобрений . N NK NPK 11/V Содержалось марганца (в 26/V Следы Следы 1,24 0,82 0,43 » » » 12/VI Следы » » » 1 29/VI 12/VII Следь1 0,60 1,07 0,82 мг на 100 г почвы) 1 26/VII 11/VIII Следы'0,28 5,28 1,88 2,96 1,87 2,65 i 2,67 Следы 1,11 1,50 0,73 26/VIII Следы 0,98 1,22 | 1,50 12/Х Следы » ъ » Таблица 25 Влияние удобрений на динамику подвижных форм алюминия и марганца в дерново-подзолистой почве Схема опыта Без удобрений . . N NK NPK Содержалось (в мг на 100 г почвы) марганца 10/V 2,59 5 38 5 63 1,28 10/VI 10/VII 10/VIH алюминия 10/V 1 ! ! 2,82! 4,75 3.16 ! 9,30 5,77 10.15 10.17 18.94 5,91 6,10 10/VI 16,16 16.51 8,28, 8,72 16.22 15.22 — 7,40 12,21, 12,47 10/VII 6.66 16,18 16,60 12,86 10/VH1 6,21 14,20 19,56 12,28 обменного марганца снова возросло. Такое изменение количества обменного марганца, по-видимому, связано с влажностью почвы и ее обработкой. На участке, анализы почвы которого приведены в таблице 23, в год опыта возделывали картофель. Первую пробу взяли до вспашки почвы, а последующие из рядов, занятых картофелем (периодическому рыхлению подвергались междурядья, а ряды с картофелем не рыхлили). Кроме того, в 1954 году, когда производились анализы, май и июнь были засушливыми, а .количество осадков в июле и августе достигло 100 мм. Весной до вспашки поля влажность почвы была высокой и аэрация незначительной. В это время почвенные условия способствовали образованию восстановленных форм марганца. В результате количество подвижных форм марганца было наибольшим. После вспашки поля 4 Н. С Авдонин 49
окислительно-восстановительные процессы в почве способствовали появлению окисленных форм марганца. В результате количество подвижного марганца резко сократилось. В дальнейшем вместе с уплотнением почвы и повышенным выпадением осадков создавались условия для восстановления марганца до двухвалентного. Прямым следствием этого явилось увеличение подвижного марганца. Последняя проба была взята 12 октября, после уборки картофеля, и почва была хорошо разрыхлена; поэтому количество подвижного марганца снова резко упало. Таким образом, количество подвижного марганца в почве в течение вегетации подвергается значительным изменениям. Сезонные изменения в содержании обменного марганца связаны с влажностью и аэрацией почвы. Наибольшее количество подвижных форм алюминия в почве наблюдалось также рано весной. К 26 мая, после вспашки поля, количество подвижных форм алюминия уменьшилось примерно на 40%. В дальнейшем количество подвижных форм алюминия оставалось без существенных изменений до 12 октября. Повышенное содержание подвижных форм алюминия в начале вегетационного периода крайне неблагоприятно для растений, которые в первый период своей жизни обладают наибольшей чувствительностью к алюминию. Внесение минеральных удобрений не оказало влияния на сезонные изменения подвижного марганца, хотя абсолютные количества его существенно возросли в результате пятилетнего внесения сернокислого аммония. Фосфорные и калийные удобрения не оказали влияния на содержание подвижного марганца. Следует отметить, что внесение суперфосфата в течение 5 лет подряд понизило (по сравнению с вариантом NK, на фоне которого вносили суперфосфат) содержание подвижных форм алюминия во все периоды наблюдения. Изменение содержания воднорастворимого марганца изложено в таблице 24. На делянках без удобрений не удалось уловить динамику воднорастворимого марганца, так как во все периоды отмечены следы марганца. На фоне азотно-калийных удобрений наибольшее количество воднорастворимого марганца наблюдалось в июле. Во втором опыте с изучением динамики подвижных форм марганца и алюминия минеральные удобрения в течение 4 лет вносили .в почву без извести и на фоне извести 50
(по гидролитической кислотности). На этом участке высевался ячмень с подсевом травосмеси из клевера и тимофеевки. Первая проба почв взята 10 мая, после вспашки поля и посева ячменя. Результаты изложены в таблице 25. Наблюдения за изменением содержания подвижных форм марганца и алюминия в данном опыте произведены всего четыре раза с 10 мая по 10 августа. Изменение в содержании обменного марганца в опыте с ячменем существенно отличается от опыта с картофелем. В опыте с ячменем наименьшее количество обменного марганца наблюдалось в мае и июне. Пониженное содержание марганца в мае можно объяснить тем, что пробы для анализа взяты после вспашки, в то время как в опыте с картофелем пробы брались до вспашки. В июле и августе содержание обменного марганца возросло так же, как и в опыте с картофелем. Азотные удобрения увеличивали примерно вдвое содержание подвижных форм марганца во все сроки наблюдения. Калийные и фосфорные удобрения существенного влияния не оказали. Каких-либо закономерностей в изменении подвижных форм алюминия в течение вегетации в данном опыте установить не удалось. Абсолютное количество подвижных форм алюминия под влиянием азотных удобрений увеличилось во все сроки. Четырехлетнее применение фосфорных удобрений существенно понижало содержание подвижных форм алюминия. Количество подвижных форм алюминия и марганца находится в зависимости от внесения навоза. В этом отношении характерны результаты анализов почвы, взятой с опыта, заложенного Д. Н. Прянишниковым в 1912 г., приведенные в таблице 26. Из таблицы видно, что в результате систематического применения навоза в течение 38 лет количество обменного марганца в среднем под всеми культурами уменьшилось в 3 раза, а количество алюминия в 28 раз. Основной причиной такого изменения количества подвижных форм алюминия и марганца, по-видимому, служит изменение реакции среды, вызванное длительным применением навоза. В какой мере систематическое применение навоза влияет на содержание подвижных форм алюминия и марганца, 4* 51
Таблица 26 Влияние длительного применения навоза на содержание в почве алюминия и марганца Схема опыта Содержалось (в мг на 100 г почвы) марганца алюминия Без удобрений Навоз .... Поле из-под овса 3,0 0,8 13,1 0,39 Поле из-под картофеля Без удобрений Навоз .... 3,2 1,5 10,8 0,39 Поле из-под ржи (бессменной) Без удобрений Навоз .... 2,6 0,92 1,95 0 Поле из-под клевера Без удобрений Навоз .... 2,8 1,0 7,8 0,39 рН солевой вытяжки 4,5 6,0 4,6 6,0 4,2 6,1 4,6 6,0 отчасти можно судить и по результатам наших четырехлетних опытов, изложенных в таблице 27. Образцы сильноокультуренной почвы брали с огорода, на который в течение многих лет систематически вносился навоз, а слабоокультуренной — с поля, на котором в течение 30 лет возделывали полевые культуры без внесения навоза (30 лет назад это поле было под лесом). Многолетнее применение навоза устранило обменные формы алюминия и марганца. Реакция среды в прошлом дерново-сильноподзолистой почвы пЪд влиянием систематического применения навоза стала нейтральной. Влияние известкования почвы на содержание подвижных форм алюм-иния и марганца видно из опыта агробиологической станции МГУ, в котором изучалась эффективность удобрений в зависимости от свойств почвы. Известь' на дерново-подзолистой почве вносилась из расчета по гидролитической кислотности в 1951 г., а анализы почвы 52
Таблица 27 Влияние окультуренности дерново-подзолистой почвы на содержание в них подвижных форм алюминия и марганца Степень окультуренности почвы Содержалось (в мг на 100 г почвы) марганца алюминия рН солевой вытяжки Слабоокультуренная . Слабоокультуренная . Сильноокультуренная Слабоокультуренная . Сильноокультуренная . Слабоокультуренная . Сильноокультуренная . Опыт 1951 г. Опы' Опы Опы 1,3 0.0 г 19 52 г. 5,7 0,0 г 1953 г. 3,18 0,0 г 1954 г 2.59 0.0 4,9 0,0 4,32 0,0 5,94 0,0 9,30 0,0 4,8 7,0 4,6 6.9 4,8 6,7 4,5 7,0 произведены в сентябре 1953 г. Результаты приведены в таблице 28. Из таблицы видно, что известкование почвы по гидролитической кислотности почти полностью устраняет подвижные формы алюминия и марганца. Для выяснения влияния влажности почвы на содержание в ней подвижных форм алюминия и марганца был проведен вегетационный опыт на дерново-сильноподзолн- стой почве слабой окультуренности (рН солевой вытяжки 4,20, гидролитическая кислотность 6,28 м/экв. на 100 г почвы). Почва помещалась в железные вегетационные сосуды емкостью 7 кг; влажность поддерживалась на нужном уровне поливом дистиллированной водой. Пробы для анализа были взяты четыре раза с промежутками в один месяц. Результаты опыта изложены в таблице 29. 53
Таблица 28 Влияние известкования почвы на содержание подвижных форм марганца и алюминия Схема опыта Содержалось (в мг на 100 г почвы) марганца алюминия солевой вытяжк Почвы из-под многолетних трав Без удобрений . NPK Известь . . . . Известь + NPK. Без удобрений . NPK Известь . . . . Известь + NPK 3,80 3,10 Следы » 7,8 8,2. 0,0 0,0 Почва из-под турнепса 1,47 5,20 0,0 0,0 9,9 13,4 0,04 0,09 4,6 4,6 6,6 6,6 4,6 4,6 6,0 5,9 Таблица 29 Влияние влажности почвы на содержание в ней подвижных форм алюминия и марганца (в мг на 100 г почвы) 40 60 80 100 Влажность почвы (в % от капиллярной влагоемкости) Дата взятия образца 13/VI 14/VII 12/VIII 14/IX Марганец 0,63 0,50 0,79 30,62 0,88 0,91 2,44 18,01 Алюминий 1,07 0,75 3,80 23,37 0,90 0,74 3,70 32,0 40 60 80 100 42 69 42 06 ,17 25 0,54 1,08 3,78 3,69 3,15 0,95 3,96 4,05 3,60 0,54 54
Из таблицы видно, что чем влажнее почва, тем больше в ней подвижного марганца. При влажности почвы 100% от капиллярной влагоемкости количество подвижного марганца возросло в 30—40 раз, достигнув такой величины (до 30—32 мг на 100 г почвы), при которой марганец оказывает отрицательное действие на многие сельскохозяйственные растения. Существенно увеличилось количество подвижного марганца и при 80% от капиллярной влагоемкости. Наименьшее количество его наблюдалось при влажности от 40 до 60%. Высокое содержание марганца при 100%-ной влажности почвы объясняется тем, что в этом случае имеют место восстановительные процессы, в результате которых марганец становится двухвалентным и представляет собой подвижную форму. Изложенный здесь экспериментальный материал позволяет по-новому оценить причины отрицательного действия на растения избыточного увлажнения почв. В избыточно увлажненных почвах нет благоприятных условий для аэробных микробиологических процессов, не хватает кислорода для корней растений, в ней иначе идут окислительно-восстановительные процессы. В результате изменения окислительно-восстановительных условий в избыточно увлажненной дерново-подзолистой почве образуется такое количество марганца, которое может погубить растения. В наших опытах 1951 г. озимая рожь и озимая пшеница выращивались при влажности 60, 80 и 100% от капиллярной влагоемкости. На почве с 100%-ной влажностью растения взошли, но вскоре погибли. Есть все основания полагать, что гибель озимых культур осенью на переувлажненной почве связана с отрицательным действием подв-ижных форм марганца. При влажности почвы в 100% от капиллярной влагоемкости количество подвижных форм алюминия уменьшилось. На содержание подвижных форм алюминия и марганца оказывают влияние и растения, которые возделывают на данной почве. Результаты анализов почв в сосудах после уборки растений вегетационных опытов изложены в таблице 30. Дерново-подзолистая почва вегетационного опыта перед закладкой была тщательно перемешана и поэтому 55
Таблица 30 Влияние некоторых растений на содержание подвижных форм алюминия и марганца в дерново-подзолистой почве (опыты 1951 г.) Схема опыта Содержалось алюминия (в мг на 100 г почвы) ячмень лен Содержалось марганца (в мг на 100 г почвы) ячмень лен овес Без удобрений N К NK NPK Среднее по внесенным вариантам 2,25 6,70 1,56 6,73 6,71 4,79 3,34 14,90 2,88 9,50 6,40 6,80 2,0 7,2 3,5 5,9 6,10 5,12 2,0 11,3 3,8 13,14 15,0 9,3 3, 16, Ю, 19, 19, 13,6 3,1 10,1 6,1 12,2 12,5 8,08 исходная почва перед закладкой опытов имела одинаковые свойства под всеми культурами; после уборки ячменя, льна и овса были сделаны анализы на содержание подвижных форм алюминия и марганца. При выоащива- нии растений влажность почвы и другие условия были одинаковыми, но содержание подвижных форм алюминия и марганца было различным под отдельными культурами. Так, количество подвижных форм алюминия после льна оказалось на 33—42% больше, чем после овса и ячменя. Еще больше разница наблюдалась в количестве подвижного марганца. В среднем по всем вариантам опы-# та подвижного марганца в почве* после льна оказалось на 46—68% больше, чем после овса и ячменя. Влияние различных растений на содержание подвижных форм алюминия и марганца изучалось в 1954 г. и в условиях полевого опыта. Опыт, результаты которого изложены в таблице 31, заложен в 1950 г. на сравнительно однородной почве. Формы и дозы удобрений были одинаковыми под овсом и турнепсом; имелась разница в обработке почвы. Под овес почва была вспахана весной и дальнейшей обработке не подвергалась. Участок под турнепс до посева перепахивали дважды. В течение вегетации производилась обработка междурядий. Как видно из таблицы 31, подвижных форм алюминия и марганца в почве под турнепсом было примерно в два раза меньше, чем под овсом; большая разница в количестве подвижных форм алюминия и марганца в почве в 56
Таблица 31 Содержание подвижных форм алюминия и марганца в дерново- сильноподзолистой почве из-под овса и турнепса Схема опыта N к NPK Среднее по всем вариантам Содержалось алюминия (в мг на 100 г почвы) овес 6,12 17,91 9,45 14,58 8,10 11,25 турнепс 6,75 11,61 7,74 7,38 7,29 6,81 Содержалось марганца (в мг на 100 г почвы) овес 1,69 8,74 11,88 8,45 7,69 турнепс 1,45 4,04 — 4,21 4,49 3,55 данном случае может объясняться не только воздействием растений, но и обработкой почвы. Мы допускаем, что различные растения и присущая им агротехника оказывают весьма резкое влияние на содержание в почве подвижных форм алюминия и марганца. Для того чтобы сопоставить содержание в почве обменного марганца с содержанием его в растениях, мы произвели в 1953 г. соответствующие анализы почвы и растений, результаты которых приведены в таблице 32. Таблица 32 Влияние известкования и минеральных удобрений на содержание обменного марганца в почве и вынос его растениями турнепса Схема опыта Без удобрений NPK Известь Известь+ NPK Содержалось подвижного марганца в пахотном слое I га (в кг/га) 36,75 130,0 0,0 0,0 Содержалось марганца в урожае турнепса (в кг/га) 2,27 10,32 0,96 2,39 Как видно из таблицы, в пахотном слое без известкования содержалось подвижного марганца 37,75— 130 кг, а в растениях турнепса 2,27—10,32 кг, или в 13—16 раз меньше, чем его было в подвижной форме. ^ Иное положение было в почве, получившей известь по гидролитической кислотности; подвижного марганца в 57
ней не оказалось, а растения с одного гектара на этой почве содержали 0,96—2,39 кг марганца. Из приведенных данных видно, что количество усвоенного растениями марганца отличается от количества, извлеченного из почвы солевой вытяжкой. Наличие марганца в растениях, выращенных на почвах, в солевой вытяжке которых он не обнаружен, объясняется тем, что растения могут усваивать и тот марганец, который не извлекается солевой вытяжкой. Об этом говорят и многочисленные опыты на сильноокульту- ренных почвах, где в солевой вытяжке марганца нет. Изложенные данные показывают, что такого реактива, который извлекал бы из почвы столько марганца, сколько воспринимают растения, пока никто не предложил. Есть основания предполагать, что такого реактива и предложить невозможно, так как способности отдельных растений усваивать марганец весьма различны, а его подвижность в почве весьма изменчива. Поэтому понятие «подвижный марганец» следует считать условным. Однако для характеристики содержания марганца в почве, оказывающего влияние на ее плодородие, по нашему мнению, следует считать марганец, извлекаемый из почвы солевой вытяжкой. ВЛИЯНИЕ АЛЮМИНИЯ И МАРГАНЦА НА РАЗЛИЧНЫЕ РАСТЕНИЯ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ИХ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ В зоне черноземных почв неоднократно отмечено положительное действие марганца на различные растения. В условиях кислых дерново-подзолистых почв чаще всего следует ожидать отрицательного влияния марганца и алюминия на растения. Для выяснения ряда вопросов, связанных с отношением различных растений к подвижным формам марганца и алюминия, на агробиологической станции МГУ в течение 5 лет проводились вегетационные опыты по изучению влияния алюминия и марганца на различные растения. Всего за 5 лет проведено около ста опытов с двадцатью видами растений. Опыты проводились на кислой и хорошо окультуренной почвах, а также в условиях песчаных культур. Дозы алюминия и марганца колебались от 8 до 40 мг на 1 кг почвы. В большинстве опытов, где сравнивалась разная чувствительность 58
растений, алюминий и марганец вносили из расчета 8 мг на 100 г почвы. Алюминий в виде А1С13 и марганец в виде МпСЬ вносили в почву перед набивкой сосудов. Действие алюминия и марганца изучалось на фоне азотно-калий- ных удобрений и на фоне полного минерального удобрения. Такая постановка опыта вызывалась тем, что нужно было выяснить влияние фосфора на действие алюминия и марганца. Результаты опытов с изучением чувствительности отдельных растений к алюминию и марганцу изложены в таблицах 33 и 34 и показаны на рисунках 2—6. Изложенный в таблицах материал говорит о разной чувствительности растений к алюминию и марганцу; одни растения без вреда переносят высокие концентрации алюминия и марганца, а другие при тех же дозах погибают. Экспериментальный материал, полученный нами в течение 5 лет, позволяет группировать изученные растения по Таблица 33 Чувствительность различных растений к алюминию на кислых почвах (по данным вегетационных опытов за 5 лет) Растения Тимофеевка Овес Просо Чумиза Люпин Фасоль Гречиха Ячмень Пшеница яровая .... Лен Клевер красный .... Свекла столовая .... » сахарная .... Рожь озимая Пшеница озимая .... Люцерна Урожай при внесении алюминия (в % к урожаю без алюминия) общий 60 43 47 47,9 41,3 32 16 15 11 6 17 28 12 12 0 0 о ! 0 0 1 о 1 зерно 46 26,9 37,0 2 8 0 0 0 0 0 0 Группа по чувствительности Первая — устойчивые Вторая — сред- неустойчивые Третья — чувствительные Четвертая — очень чувствительные 59
Таблица 34 Чувствительность различных растений к марганцу на кислых почвах (среднее из 5-летних вегетационных опытов) Растения Тимофеевка Овес Чумиза Просо Кукуруза Турнепс Люпин Горох Гречиха Фасоль Репа Пшеница яровая .... Ячмень Свекла столовая .... Озимая рожь » пшеница .... Клевер красный .... Люцерна Урожай при внесении марганца (в % к урожаю без марганца) общий 101 73 86 88 96 63 52 41 39 37 26 57 47 16 4.3 13 0 0 зерно 73 96 84 15 5.5 0,0 12 Группа по чувствительности Первая — очень устойчивые Вторая — устойчивые Третья — чувствительные Четвертая — очень чувствительные их чувствительности в алюминию и марганцу. Как видно из таблицы 33, растения распределены на четыре группы по их чувствительности к алюминию. Самой устойчивой из изученных культур к подвижным формам алюминия оказалась тимофеевка луговая. Близко к тимофеевке по своей устойчивости к алюминию примыкает овес. Ко второй группе со средней устойчивостью к алюминию относятся кукуруза, просо, чумиза и люпин. Следует отметить, что в отличие от опытов А. М. Мещерякова в наших опытах люпин не показал очень высокой устойчивости к алюминию. В третью группу растений с повышенной чувствительностью к алюминию вошли горох, репа, фасоль, гречиха, ячмень, пшеница яровая, лен, турнепс. В самую чувствительную к алюминию четвертую группу вошли клевер красный, свекла столовая, свекла сахарная, озимая рожь, озимая пшеница и люцерна. 60
Рис. 2. Чувствительность гороха к алюминию и марганцу (доза Ь мг на 100 г почвы). Слева направо: / - NK; 2 — NK + МпС12; 3 - NK + А1С13. ШШШШшштш, Рис. 3. Чувствительность фасоли к алюминию и марганцу (доза 8 мг на 100 г почвы). Слева направо: / — NK; 2 — NK+MnCb; 3 — NK+A1C13.
Сопоставление растений по их чувствительности к подвижным формам алюминия «и к кислотности показывает, что прямой связи между этими свойствами растений не существует. Среди изученных растений имеются чувствительные к кислой реакции среды, но достаточно устойчивые к алюминию. К числу их относятся просо и кукуруза. Между тем лен, будучи устойчивым к кислой реакции среды, оказался весьма чувствительным к подвижным формам алюминия. По чувствительности к подвижным формам алюминия овес оказался в группе устойчивых растений, в то время как озимая рожь попала в группу очень чувствительных культур. При оценке отдельных растений по их чувствительности к подвижным формам алюминия и марганца нужно учитывать не только биологические особенности данного растения, но и условия, в которых оно растет и развивается. Так, например, озимая рожь при внесении алюминия и марганца в осенний период по внешнему виду мало чем отличается от контрольных растений. Наблюдения за растениями в этот период позволяют сделать вывод, что озимая рожь и даже озимая пшеница сравнительно устойчивы против подвижных форм алюминия. Иная картина наблюдается после перезимовки: растения, выращенные при наличии подвижных форм алюминия погибают, в то время как контрольные растения сохраняются. По чувствительности к марганцу растения также разделены на четыре группы (табл. 34). В первую группу с наименьшей чувствительностью вошла тимофеевка луговая. Во вторую группу растений, обладающих достаточно высокой устойчивостью к подвижным формам марганца; вошли овес, чумиза, просо, кукуруза, турнепс и люпин. Горох, гречиха, фасоль, репа, яровая пшеница, ячмень и свекла столовая оказались чувствительными к подвижным формам марганца (третья группа). В четвертую группу с очень высокой чувствительностью к подвижным формам марганца вошли лен, озимая рожь, озимая пшеница, клевер красный и люцерна. Отрицательное действие марганца на многолетние травы и на озимые культуры сильнее всего проявляется в процессе перезимовки. Наблюдения за ростом и развитием растений и данные урожая показывают, что отрицательное действие алюминия и марганца проявляется на генеративных органах 62
Рис. 4. Чувствительность репы к алюминию и марганцу (доза 8 мг на 100 г почвы). Слева направо: / — NK; 2 — NK + МпС12; 3 — NK + AICU. Рис. 5. Чувствительность турнепса к алюминию и марганцу 8 мг на 100 г почвы) Слева направо: / — NK; 2 — NK+MnCl2; «? — NK+A1CU. (доза сильнее, чем на вегетативных. Отрицательное действие подвижных форм алюминия в условиях дерново-подзолистых почв очень велико. Есть основания считать, что в дерново-подзолистых почвах оно приносит больше вреда, чем кислотность. Для иллюстрации приведем фотографию,
на которой изображены растения ячменя, выращенные при различном значении рН и при внесении алюминия и марганца. Как видно из рис. 7, отрицательное действие алюминия по своим размерам превосходило отрицательное действие подкисления с рН 7,0 до рН 5,0. Отрицательное действие алюминия и марганца в разные периоды роста и развития растений проявляется весьма различно. А. М. Мещеряков в опытах с различными культурами установил, что наибольшей чувствительностью к алюминию растения обладают в первый период жизни. Наши опыты полностью совпадают с выводами Мещерякова об изменении чувствительности растений к алюминию. Наряду с алюминием в наших опытах изучалось и действие марганца. Результаты части этих опытов изложены в таблице 35. Таблица 35 Чувствительность ячменя к марганцу и алюминию в разном возрасте (песчаные культуры) Схема опыта Вес растений 1 сосуда общий зерно в % общий зерно Абсолютный] Завязыва- вес ние зерна (в %) (в г) рН 7,0 весь период вегетации Алюминий: весь период вегетации . . Алюминий через 20 дней- » » 40 » » » 60 » Марганец: все время . . » через 20 дней . » » 40 » 24,50 5,00 18,86 21,21 15,01 15,14 18,61 9,44 100 100 [39,53 Растения 0,18 , 20,4 4,33 8,29 2,49 3,59 | 7,21 76,9 86,6 61,3 61,8 76,0 погиб. пи 1,91, 19,0 | 51,2 87,8 26,4 38,0 76,4 24,9 , 35,1 18,3 27,9 38,5 1 89,0 31,8 88,7 88,0 69,8 68,4 85,2 Из таблицы видно, что чувствительность растений к алюминию и марганцу меняется в зависимости от возраста. Одна и та же доза алюминия и марганца в первый период жизни приводит к полной гибели растений, а при внесении во второй период вегетации почти не приносит вреда. Вторым, наиболее уязвимым периодом в жизни растений является зимний период, когда наличие подвижных форм алюминия и марганца в почве очень часто приводит к гибели озимые культуры и многолетние травы- Отрицательное действие алюминия при внесении его в ранний период приводит к нарушению генеративных про- 64
Рис. 6. Чувствительность гречихи к алюминию и марганцу (доза 8 мг на 100 г почвы). Слева направо: / - NK; 2 - NK + МпС12; 5 - NK + А1СЦ. цессов в растениях. Так, в нашем опыте завязывание (оплодотворение) при внесении алюминия составило всего 31,8% по сравнению с 89% у контрольных растений. Наряду с нарушением процесса оплодотворения имело место и ослабление налива зерна. Абсолютный вес зерна ячменя при внесении алюминия составил всего 19,0, а па контроле 39,5 г. Марганец по своему действию на растения несколько отличается от алюминия. При одинаковых дозах отрицательное действие марганца слабее отрицательного действия алюминия. Марганец оказывает отрицательное дейст- ние на процесс оплодотворения у ячменя, хотя и значительно слабее, чем алюминий. Основной недобор зерна при внесении марганца произошел в результате ослабления налива зерна (абсолютный вес зерна при внесении марганца составил 18,3 г, а на контроле 39,5 г). Внесение марганца через 40 дней после появления всходов почти не отразилось на наливе зерна, хотя в данном случае марганец был внесен непосредственно перед наливом. Таким образом, чувствительность отдельных растений к алюминию и марганцу проявляется в зависимости от их биологических особенностей и возраста. 65
Размер отрицательного действия алюминия и маргйй* ца зависит от природы растений и от внешней среды. Причины разной чувствительности отдельных- растений к алюминию и марганцу к настоящему времени почти не изучались. В общей форме можно сказать, что различная чувствительность растений к алюминию и марганцу связана с особенностями биохимических процессов и характером обмена веществ. Однако это не объясняет причин различного действия алюминия на отдельные растения. Первую попытку дать объяснение различной чувствительности растений к алюминию сделал Б. А. Голубев, который сопоставлял чувствительность растений с их способностью поглощать алюминий. Для этой цели Б. А. Голубев помещал проростки различных растений в 10-дневном возрасте на питательную смесь, содержащую 4 мг алюминия на литр раствора. Опыт продолжался 6 часов, после чего питательный раствор анализировали на содержание алюминия. Поглощение алюминия растениями Б. А. Голубев определял по разности его содержания в растворе до и после нахождения на нем растений: люпина, гороха, подсолнечника, овса, пшеницы, ячменя, гречихи, горчицы, льна и свеклы сахарной. На основании этих данных Б. А. Голубев отмечал вполне определенную связь между поглощением алюминия растениями и их чувствительностью к нему; более чувствительные растения поглощают алюминий значительно больше, особенно в начальных стадиях развития. Однако это заключение Б. А. Голубева нельзя признать обоснованным. Фактический материал в опытах Б. А. Голубева по чувствительности растений к алюминию не совпадает с поглощением ими алюминия. Так, например, по его данным, люпин и гречиха отнесены в одну группу нечувствительных к алюминию растений, между тем как по энергии поглощения алюминия они отличаются весьма резко. Для выяснения причин различного отношения растений к подвижным формам алюминия и марганца на кафедре агрохимии МГУ проводился анализ различных растений и их органов на содержание алюминия и марганца. В опытах 1953 г. анализировались надземные части различных растений, а в 1954 г. отдельно листья, стебли, генеративные органы и корни. Подопытные растения выращивались на кислой дерново-подзолистой почве. Результаты опытов изложены в таблицах 36 и 37. 66
^W ■:■■■•%■ ■ И ' I К*Д I jsMs" -■■ч." * ' • ^ЯШЛ 1 '■-■/f m Рис. 7. Влияние кислотности, алюминия и марганца на рост ячменя. Слева направо: / - рН 7,0; 2 — рН 5,0; 3 — рН 7,0 + МпСЬ; 4 — рН 7,0 + AlCb. Таблица 36 Содержание алюминия и других элементов в надземных органах различных растений (1953 г.) Растения Хвощ Щавелек малый .... Мятлик Клевер белый » красный .... Щучка Репа , Турнепс Гречиха Фасоль Горох Содержалось алюминия (в мг на 100 г сухого вещества) 230 200 180 100 100 90 60 50 47 53 42 40 Содержалось фосфора (в % на сухое вещество) общего 0,65 0.27 0.46 0,32 0,34 0,28 0,45 0,27 0,30 0,34 0,32 0,23 органического 0.37 0,13 0,18 0,13 0,20 0,17 0,20 Данные таблицы показывают, что прямой связи между чувствительностью растений к алюминию и *его содержанием в них не наблюдается. Наши данные не подтверж- ет
Дают заключение Б. А. Голубева о том, что чувствитель* ность растений к алюминию связана с тем, что они поглощают большое количество алюминия Данные, приведенные в таблице 36, показывают скорее обратную зависимость: наибольшее количество алюминия содержалось в растениях, которые обладают наибольшей устойчивостью к кислой реакции среды, подвижным формам алюминия и другим неблагоприятным свойствам кислых почв. Изложенные факты показывают, что устойчивость растений к подвижным формам алюминия прежде всего связана с их способностью переносить или обезвреживать алюминий, поступивший в их органы. Таблица 37 Содержание алюминия в органах различных растений на кислой почве (1954 г., в мг на 100 г сухого вещества) Растения Листья Стебли Генеративные органы Корни Отношение алюминия в корнях к алюминию в листьях Горох . • . . . . Свекла столовая . » кормовая . . Турнепс Пшеница яровая Клевер 2-го года жизни Клевер 1 -го года жизни Люпин Ячмень Овес Чумиза Тимофеевка 1 -го года жизни . . Тимофеевка 2-го года жизни . . 100 37 35 40 27 23 15 17 18 20 22 б 9 17 10 15 18 1 10 14 — 1 4 — 4 — 8 10 — 7 355 Следы 135 123 153 100 130 230 370 510 370 3,5 М 5,3 10,2 5,9 7,2 11,5 16,8 85,0 41,0 Анализы отдельных органов растений (табл. 37) показывают, что наибольшее количество алюминия содержится в корневой системе, а наименьшее в генеративных органах. Низкое содержание алюминия в генеративных органах свидетельствует о том, что он не играет положительной роли в жизненно важных процессах. Количество алюминия в корневой системе в 3,5—85 раз превосходит его количество в листьях. Из этого сле- 68
дует, что растения обладают способностью задерживать поступление алюминия в надземные органы. Высокой способностью задерживать алюминий в корневой системе обладают тимофеевка, чумиза и овес. Из этого следует, что устойчивость растений к алюминию связана с их способностью фиксировать алюминий в корневой системе и не допускать в генеративные органы, точки роста и другие жизненно важные части растений. Наряду с алюминием различные органы были проанализированы и на содержание марганца (табл. 38). Таблица 38 Содержание марганца в различных органах растений (в мг на 100 г сухого вещества) Растения Свекла кормовая » столовая . Люпин синий . . Тимофеевка . . . Клевер красный 1-го года жизни Клевер красный 2-го года жизни Тимофеевка 2-го года жизни . . Хвощ полевой . . Торица полевая . Щавелек Овес Чумиза Пшеница яровая . Листья 249,8 235,4 224,1 27,9 27,5 40,4 23,5 11,9 — — 23,4 7>4 11,2 | 18,5 Стебли — 47,5 — — 13,6 10,4 9,5 34,4 24,8 21,6 7,3 5,0 Следы Генеративные органы — — — — — 21,5 — — 54,5 Семена 7,7 — Следы » Корни 86,3 46,3 57,5 14,5 18,9 43,7 21,2 33,6 | 19,2 23,5 19,7 12,7 18,0* Отношение марганца в корнях к марганцу в листьях — 0,20 2,06 0,53 0,47 1,86 1,78 — — 1.0 2,66 1,13 0,97 Как видно из таблицы 38, прямой связи между содержанием марганца в растениях и их чувствительностью не наблюдается. Так, в листьях свеклы и люпина содержалось приблизительно одинаковое количество марганца, между тем как люпин сравнительно хорошо переносит подвижные формы марганца, а свекла обладает высокой к нему чувствительностью. Размещение марганца в различных органах растений резко отличается от размещения в них алюминия. Если алюминий концентрируется главным 69
образом в корнях растений, то марганец распределяется по органам растений более или менее равномерно. Различная чувствительность растений к подвижным формам алюминия и марганца в известной мере связана с фосфатным питанием растений. Наши исследования показали, что внесение фосфорных удобрений резко ослабляет, а иногда и полностью устраняет отрицательное действие алюминия и марганца на растения. Объясняется это тем, что алюминий нарушает обмен веществ в растениях, а фосфор улучшает его. Косвенным показателем связи фосфатного питания растений и чувствительности их к алюминию и марганцу может служить тот факт, что растения в первый период своей жизни обладают наибольшей чувствительностью к алюминию и марганцу и наименьшей способностью усваивать труднорастворимые формы фосфата. Следовательно, в то время, когда растения плохо усваивают фосфор, они сильнее всего страдают от растворимых форм алюминия и избытка марганца. ВЛИЯНИЕ АЛЮМИНИЯ И МАРГАНЦА НА ОБМЕН ВЕЩЕСТВ В РАСТЕНИЯХ И НА СТРУКТУРУ УРОЖАЯ Для того чтобы полнее выяснить роль алюминия и марганца в плодородии дерново-подзолистых почв, необходимо установить влияние алюминия и марганца на обмен веществ в растениях, на структуру урожая и зимостойкость растений. Отрицательная роль алюминия и марганца на кислых. дерново-подзолистых почвах прежде всего связана с их влиянием на обмен веществ в растениях. Для выяснения этого процесса были поставлены многие опыты с культурами, в которых соли алюминия и марганца в форме А1С13 и МпС12 вносили в почву и проводили анализ растений на содержание углеводов, азотистых веществ и разных форм фосфора. В таблице 39 изложены результаты анализа растений на кислой дерново-подзолистой почве (опыт с ячменем поставлен в песчаных культурах). Из таблицы видно, что под влиянием алюминия в листьях растений уменьшается содержание моносахаров, сахарозы и суммы Сахаров. У овса и яровой пшеницы содержание Сахаров понижается в меньшей мере, чем у гороха, репы, турнепса, гречихи и фасоли, 70
Таблица 39 Влияние алюминия и марганца на углеводный обмен у растений Растения Схема опыта Содержачось углеводов (в % на сухое вещество) моно- сахара саха- I сумма рема Сахаров Отношение моносахаридов к сахарозе Яровая пшеница (1953 г.) Яровая пшеница (1954 г.) Овес (1953 г.) Овес (1954 г.) Горох (1953 г.) Репа Турнепс Гречиха Фасоль Фон Фон 4- Мп Фон 4- А1 Фон Фон + Мп Фон + А1 Фон Фон + Мп Фон + А1 Фон Фон + Мп Фон + А1 Фон Фон + Мп Фон + А1 Фон Фон + Мп Фон + А1 Фон Фон + Мп Фон + А1 !Фон Фон 4- Мп Фон + А1 Фон Фон + Мп Фон + А1 2,23 2,32 2,17 1,38 0,79 1,12 2,20 1,85 1,70 2,22 1,24 2,09 5,54 3,50 0,75 07 73 44 16 79 0,23 2,07 0,24 0,45 1,10 0,55 0,61 9,94 10,14 8,70 6,19 6,61 5,33 7,13 10,83 6,62 11,28 5,33 5,06 4,65 1,20 0,23 1,06 0,48 0,19 0,05 2,07 0,57 0,61 1,81 1,22 0,69 12.69 12,99 11,33 7,57 7,40 6,45 9,71 13,25 9,19 13,12 10,60 8,15 1,95 1,13 '10,20 4,96 5,50 2,64 2,98 0,28 4,15 0,82 1',10 2,91 1,77 1,30 При внесении алюминия в почву в большинстве случаев понижалось содержание и моносахаридов и сахарозы. Но в ряде случев под влиянием алюминия содержание сахарозы уменьшалось значительно больше, чем содержание моносахаридов. Особенно ярко это проявлялось в опыте с ячменем, поставленном в песчаных культурах. Буфер- 71
пость песка, как известно, значительно ниже буферности почв, поэтому отрицательная роль алюминия в песчаных культурах проявилась резче, чем в почвенных культурах. Как видно из таблицы, содержание моносахаридов под влиянием алюминия понизилось на 0,41%, а содержание сахарозы — на 4,91%. Сравнение количества сахарозы по фону и при внесении алюминия показывает, что алюминий понизил количество сахарозы в растениях в 7,5 раза и не только уменьшил в растениях количество Сахаров, но и в ряде случаев оказал отрицательное действие на превращение моносахаридов в сахарозу и более сложные органические соединения. Влияние марганца на углеводный обмен у растений, выращенных на кислых почвах, аналогично влиянию алюминия. Содержание Сахаров в листьях растений при внесении марганца, как правило, понижалось. У яровой пшеницы и овса отрицательное действие марганца выражено значительно слабее, чем у гороха, гречихи, репы и других культур. Соотношение между моносахаридами и сахарозой под влиянием марганца у большинства растений не изменялось. Исключение составляют репа и турнепс, у которых под влиянием марганца резко сократилось содержание сахарозы. У этих культур внесение марганца оказывало резко отрицательное влияние на переход моносахаридов в сахарозу. Таким образом, опыты показывают, что алюминий и марганец на кислых дерново-подзолистых почвах нарушают углеводный обмен растений. Наряду с анализом на содержание углеводов те же растения подвергались анализу на содержание общего, белкового и небелкового азота. Результаты этих анализов изложены в таблице 40. При рассмотрении таблицы 40 легко обнаружить, что внесение алюминия во всех опытах сопровождалось резким увеличением небелковых форм азота и существенным уменьшением содержания белковых веществ. Если у большинства культур по фону небелковые формы по отношению к общему азоту составляли около 20%, то при внесении алюминия их количества достигали 50—62% от общего содержания азота. Между тем общее содержание азота в растениях почти не изменилось. Из сопоставления этих данных следует, что алюминий существенно не влиял на 72
Таблица 40 Влияние алюминия и марганца на азотный обмен в растениях Растения Схема опыта Содержалось азота (в % на сухое вещество) небел нового] белкового общего Азот небелковый в % к общему азоту Яровая пшеница - (1953 г.) Яровая пшеница (1954 г.) Овес (1953 г.) Овес (1954 г.) Горох Фон Фон + Мп Фон + А1 Фон Фон + Мп Фон + А1 Фон Фон + Мп Фон + А1 Фон Фон + Мп Фон + А1 Фон Фон + Мп Фон + А1 Люпин | Репа | Турнепс | Гречиха | Фасоль | Горох (1954 г.) | Фон 1 Фон + Мп Фон + А1 Фон Фон + Мп Фон + А1 Фон Фон + Мп Фон + А1 Фон Фон + Мп Фон + А1 Фон Фон + Мп Фон + А1 Фон Фон + Мп Фон + А1 0,69 0,73 1,02 0,62 1,33 0,84 0,61 0,60 0,92 0,51 0,86 0,92 1,22 3,09 2,70 1,48 1,48 1,72 0,52 0,51 1,13 0,42 1,25 1,15 0,47 0,62 0,99 1,80 2,35 2,29 1,69 0,64 1,09 2,41 2,42 2,07 2,58 2,22 2,34 3,43 3,29г 3,11 1,46 3,16 3,02 4,87 2,77 2,64 2,79 3,04 3,13 2,34 2,64 0,81 1,67 1,81 1,12 1,71 1,77 1,27 1,91 2,22 1,35 1,97 3,40 1,82 3,10 3,15 3,09 3,20 3,55 3,18 4,08 3,89 4,03 2,07 4,02 3,94 6,09 5,86 5,34 4,27 4,52 4,85 2,86 3,15 1,94 2,09 3,06 2,27 2,18 2,39 2,26 3,71 4,57 3,64 3,76 4,22 3,01 22,2 23,2 33,0 73
Продолжение Растения Люпин < Ячмень 1 | Схема опыта Фон Фон + Мп Фон + А1 Фон Фон + Мп Фон + А1 Содержалось азота (в % на сухое вещество) небелкового 4,68 3,80 3,22 2,91 1,30 2,50 белкового 5,50 5,03 4,56 5,66 2,78 0,75 общего 10,47 9,08 8,02 8,87 4,23 3,29 Азот небелковый в % к общему азоту 44,7 41,8 40,1 32,8 30,7 76,0 поступление азота в растения, но очень сильно нарушал их азотный обмен; превращение минеральных форм азота в белковые соединения под влиянием алюминия сильно задерживается. Внесение марганца в кислую дерново-подзолистую почву в большинстве случаев сопровождается увеличением небелковых форм азота в растениях; сильнее всего эти формы азота увеличились под влиянием марганца у гороха, турнепса и фасоли. Содержание белковых форм азота под влиянием марганца изменилось менее резко. У некоторых растений (репа, турнепс, фасоль) под влиянием марганца даже наблюдалось небольшое увеличение белкового азота. Соотношение между небелковыми и белковыми формами азота под влиянием марганца изменяется в неблагоприятную сторону и сопровождается увеличением удельного веса небелковых форм по отношению к общему азоту, но происходит значительно слабее, чем под влиянием алюминия. У растений, отличающихся повышенной чувствительностью к избытку алюминия и марганца, нарушение азотистого обмена выражено сильнее, чем у растений с повышенной устойчивостью. Кроме углеводного и азотистого обмена веществ, изучалось влияние алюминия и марганца на фосфатный об- 1 Опыт с ячменем поставлен в песчаных культурах, а с другими растениями— в почвенных. 74
мен у яровой пшеницы и овса. Результаты этих исследований изложены в таблицы 41. Таблица 41 Влияние алюминия и марганца на содержание фосфатидов и нуклеопротеидов у овса и яровой пшеницы (в % на сухое вещество) Схема опыта Листья фосфатиды нуклеопро- теиды Стебли фосфатиды нуклеопро» теиды Фон Фон + алюминий Фон + марганец . Овес 0,094 0,045 0,053 | 0,143 0,059 1 0,067 0,065 [ 0,051 0,047 Яровая пшеница Фон Фон + алюминий Фон + Mapi анец . 0,080 0,050 0,080 1 0,058 0,046 0,062 0,066 1 0,056 0,059 0,112 0,083 0,078 0,165 0,115 0,124 Из таблицы 41 видно, что внесение в почву алюминия сопровождалось понижением содержания фосфора в листьях и стеблях растений. Имеющийся в нашем распоряжении большой аналитический материал показывает, что влияние алюминия на поступление фосфора в растения невелико. Марганец же, как правило, не оказывает отрицательного влияния на поступление фосфора в растения. Наибольшее отрицательное действие алюминия проявляется в том, что он нарушает фосфатный обмен в растениях. Как видно из таблицы, алюминий резко понижает в растениях количество фосфатидов и нуклеопротеидов. Особенно сильное отрицательное действие оказывает алюминий на образование нуклеопротеидов. Другими словами, алюминий оказывает отрицательное влияние на образование ядра клеток. Марганец при внесении его на кислых почвах, подобно алюминию, понижает содержание в растениях весьма важных органических веществ — фосфатидов и нуклеопротеидов. Таким образом, избыточное количество подвижных форм алюминия и марганца на кислых дерново-подзолистых почвах приводит к нарушению'углеводного, белкового и фосфатного обмена веществ в растениях. Алюминий 75
и марганец оказывают влияние и на другие функции растительного организма, в частности на образование хлорофилла в растениях. Исследования по этому вопросу нами*проведены с яровой пшеницей и овсом. Результаты опыта с яровой пшеницей, в котором алюминий вносили из расчета 8 мг на 100 г почвы, изложены в таблице 42. Таблица 42 Влияние алюминия и марганца на содержание хлорофилла в листьях яровой пшеницы Схема опыта Содержание хлорофилла (в %) 15/VII (кущение) 31/VII (колошение) Без удобрений NK NK + А1 . . . NK + Mn . . 0,43 1,82 0,85 1,73 0,44 1,80 1,00 1,69 Из таблицы видно, что алюминий на фоне азотно-ка- лийных удобрений резко снизил содержание хлорофилла в растениях. Между тем марганец в тех же условиях существенного влияния на содержание хлорофилла не оказал. В опытах 1955 г. с овсом отрицательное действие алюминия на образование хлорофилла не удалось обнаружить, хотя в опытах предыдущих лет при внесении алюминия в дозе 16 мг на 100 г почвы растения овса имели бледно-зеленую окраску. Следовательно, при более высокой дозе алюминий может оказать отрицательное действие на содержание хлорофилла у овса. В результате отрицательного действия алюминия и избытка марганца на обмен веществ и образование хлорофилла резко понижается урожай и изменяется его структура. О влиянии подвижных форм алюминия и марганца в дерново-подзолистых почвах на структуру урожая в лаборатории автора накоплен обширный экспериментальный материал. Часть этого материала изложена в таблицах 43 и 44. 76
Таблица 43 Влияние алюминия и марганца на структуру урожая ячменя Схема опыта Вес растений общий в г в % зерна в г в % осков олос 5 * ислс а од гг и Число зерен я S а од олос X * s о а од олос я « о О) ю X к *- §^ о* < М ф и ыва со *—. * (О ГО^ Фон . . . Фон + А1 Фон + Мп Фон . . . Фон + А1 Фон + Мп Опыт в песчаных культурах 24,5 100 5,00 20,4 9,44 0,18 15,14| 61,8| 3,59 100 1,91 14,90 8,05 38,0|11,09| 13,2910,89'39,5'89,1 2,55.0,32 19,0, 31,8 7,60|0,68|27,9| 68,4 Опыт в почвенных культурах 15,87 1,09 1 1,95 100 6,8 12,3 5,20 0,12 0,30 100 112,7 I 2,3' 4,17 5,8| 4,08j 9,32 0,74 31,2173,6 1,590,49,14,4 48,5 1,8 |0,42|l6,7|41,8 Таблица 44 Влияние алюминия и марганца на структуру урожая яровой пшеницы и овса Схема опыта Урожай общий в г в % зерна в г в % Число колосков на один колос Число зерен на один колос на один колосок Абсолютный вес зерна (в г) Опыт с яровой пшеницей Фон . . . Фон + А1 Фон + Мп 114,56 4,52 9,00 100 31,0 61,1 3,97 100 0,59, 14,9 1,33 33,5] с овсом 113,6 9,4 10,8 9,2 1 3,8 6,4 0,67127,91 0,37|13,8' 0,58|ll,9 67 37 58 Фон . . . Фон + А1 Фон + Мп Опыт 149,891100 120,96 100 I 20,0 |25,5 17,36 34,8 6,00 28,6 8,8 9,6 |32,131 64,4112,92, 61,7 16,4 ,20,6 1,27 32,0! 75,0 1,09 32,0 35,2 1,25 30,4 27,4 В опытах, результаты которых изложены в таблицах, алюминий и марганец вносились из расчета 8 мг на 100 г почвы. Такие количества алюминия и марганца нередко встречаются в кислых дерново-подзолистых почвах. Поэтому действие алюминия и -марганца на растения, наблю- 77
давшееся в наших опытах, может иметь место и в производственных условиях, вследствие наличия подвижных форм алюминия и марганца в кислых почвах. Как видно из таблиц, алюминий и марганец резко понижали урожай растений. При этом отрицательное действие алюминия- превышало отрицательное действие марганца. Кроме того, алюминий и марганец оказывали отрицательное влияние на закладывание генеративных органов: под их влиянием резко снизилось число колосков на один колос; процент завязывания при внесении алюминия понизился у ячменя с 89,1 до 31,8, у пшеницы с 67 до 37 и у овса с 75 до 35,2%. Прямым следствием этого было резкое снижение числа зерен на один колос и на один колосок. Наконец, алюминий и марганец оказали отрицательное действие на налив зерна. Абсолютный вес зерна у ячменя и яровой пшеницы под влиянием алюминия и марганца понижался в 2—3 раза. В то же время абсолютный вес зерна у овса под влиянием алюминия и марганца, в отличие от ячменя и яровой пшеницы, существенно не изменился. Изложенный материал показывает, что наличие избытка подвижных форм алюминия и марганца в почве приводит к понижению урожая не только за счет уменьшения размеров растений и слабого кущения, но и за счет их отрицательного действия на закладывание генеративных органов, процесс оплодотворения и налив зерна. Таким образом, отрицательная роль подвижных форм алюминия и марганца на кислых дерново-подзолистых почвах велика и весьма разнообразна. ВЛИЯНИЕ АЛЮМИНИЯ И МАРГАНЦА НА РАСТЕНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ Выше было показано, что отрицательное действие алюминия и марганца зависит от особенностей растений. ' С этой целью рассмотрим влияние алюминия и марганца на растения в зависимости от внешней среды, а предварительно осветим вопрос о влиянии фосфора в этом процессе. Нами были проведены вегетационные опыты с рядом растений на кислой дерново-подзолистой почве. Алюминий и марганец вносили в виде А1С1з и МпС12 из расчета 8 мг алюминия и марганца на 100 г почвы. Эти соли вносили на фоне азотно-калийных удобрений и на фоне полного удобрения (NPK). 71
Минеральные удобрения вносились из расчета 0,1 г Действующего вещества на 1 кг почвы, т. е. взяты обычные для вегетационного опыта дозы. Результаты опытов с овсом, яровой пшеницей, чумизой, просом, кукурузой, горохом и льном изложены в таблице 45 и показаны на рисунках 8—17. Наблюдения за растениями в течение вегетации, а также результаты учета урожая показали, что внесение солей алюминия и марганца на фоне азотно-калийных удобрений оказывало резко отрицательное действие. Урожай зерна при внесении алюминия снизился по сравнению с контролем у овса до 28%, у яровой пшеницы до 14,9, у проса до 27%, а у гороха и льна семян не было вовсе. Несколько меньшее, но все же весьма существенное отрицательное влияние на растения оказало и внесение марганца на фоне азотно-калийных удобрений. Другая картина наблюдалась при внесении алюминия и марганца на фоне фосфорного удобрения. Как видно из таблицы и рисунков, положительное действие фосфора во всех случаях, кроме опыта с горохом, компенсировало отрицательное действие алюминия и марганца. Если при внесении алюминия и марганца на фоне азотно-калийчых удобрений урожай резко понижался, то при внесении их на фоне фосфора урожай был выше, чем на фоне азотно-калийных удобрений. Но в данном случае речь идет не только о том, что внесение фосфора задерживает отрицательное действие внесения алюминия и марганца, а о том, как проявляют свое действие алюминий и марганец на растения в присутствии фосфора и без него. Для ответа на этот вопрос нужно сравнить размер отрицательного действия алюминия на питательном фоне с фосфором и без него. Фактический материал, изложенный в таблице и рисунках, убедительно показывает, что внесение фосфора устраняло отрицательное действие марганца у овса, чумизы, проса и кукурузы и в сильной степени ослабляло его у яровой пшеницы, льна и гороха. Фосфор сильно ослабляет также и отрицательное действие алюминия. При внесении фосфора под овес, чумизу, просо и кукурузу отрицательное действие алюминия почти полностью устраняется. Ослабление отрицательного действия алюминия и Maprarfha под влиянием фосфорного удобрения проявляется в зависимости от особенностей отдельных растений. Как показали опыты, защитное действие 79
Влияние фосфора йа ослабление отрицательного Схема опыта Овес общий урожай в г в % зерно г в % Яровая пшеница общий урожай % зерно в % NK NK+A1C13 . NK+MnClg . NPK .... NPK+AlClg . NPK+MnCla 49,89 17,36 32,13 65,23 58,86 60,78 100 34,8 64,4 100 90,2 93,2 20,96 6,0 12,92 24,35 25,09 25,98 100 28,6 61,7. 100 103 106 14,56 4,52 9,0 43,91 27,17 43,15 100 31 61 100 62 98 3,97 0,59 1,33 14,87 5,57 12,75 100 14,9 33,5 100 37,4 85,7 фосфора от вредного -влияния алюминия на льне и горохе проявлялось слабее, чем на овсе, просе, чумизе и кукурузе. Защитное действие фосфора против вредного влияния алюминия и марганца весьма велико. С этой точки зрения представляют интерес варианты опытов, где вносилась известь. Под влиянием извести резко снижается и содержание подвижных форм марганца. В наших опытах применялась известь из расчета одной гидролитической кислотности, а суперфосфат из расчета 0,1 г Р2О5 на кг почвы. Известь ликвидировала излишнюю кислотность и перевела алюхминий в неактивное состояние, а суперфосфат не мог ликвидировать кислотности и почти не оказал влияния на содержание подвижных форм алюминия в почве. Несмотря на это, по силе своего защитного действия против вредного влияния алюминия суперфосфат приближался, а в некоторых случаях и равнялся с известью (см. рис. 15—17). Защитное действие фосфора против алюминия особенно сильно проявляется в первый период жизни растений. В свете этих фактов становится понятным высокая эффективность суперфосфата при внесении его в рядки на кислых почвах. В наших полевых опытах внесение в рядки суперфосфата из расчета 10 кг/га Р2О5 повысило урожай проса на 9,8 ц/га, а в опытах Центральной опытной станции ВИУАА (Барыбино Московкой обл.) суперфосфат, внесенный в рядки, на малоокультуренной кислой почве повысил урожай озимой пшеницы на 12 ц/га. Таких высо- 80
Таблица 45 действий алюминия и марганца Чумиза общий урожай в г 35,2 14,55 30,45 49,95 52,10 50,50 в % 100 44,4 86,5 100 104 101 зерно в г |в % 12,45 4,60 11,95 12.45 9.75 11,42 100 37 96 100 78,3 92 Просо общий урожай в г 44,0 21,08 38,7 81,95 56,1 64,2 в %| 100 48 88 100 68 78 зерно в г в% 17,3 4,75 14,5 21,95 21,2 24,5 100 27 84 100 97 112 Кукуруза общий урожай в г J в % 78,7 55,0 75,9 92,7 87,9 88,8 100 70 96 100 95 97 Лен общий урожай в г 5,7 1,9 2,05 7,85 3,6 6,65 в % 100 33 36 100 46 85 ких прибавок урожая от рядкового удобрения на других почвах, как известно, не бывает. Исключительно высокие эффекты от внесения суперфосфата в рядки на кислых почвах, по нашему мнению, объясняются защитным действием фосфора против отрицательного влияния алюминия. Большинство растений, как показали опыты А. М. Мещерякова и опыты автора, обладает наибольшей чувствительностью к алюминию в первый период их жизни. Внося суперфосфат в рядки, мы обеспечиваем растения фосфором в первый период, т. е. при помощи фосфора защищаем растения от вредного действия алюминия в самый уязвимый для них период. Изложенный выше экспериментальный материал показывает, что действие алюминия, марганца и фосфора на растения находится в тесной связи. Для понимания этой связи необходимо выяснить следующие вопросы: 1) какое влияние оказывают алюминий и марганец на содержание усвояемых форм фосфора в почве и на содержание его в растениях, 2) какое влияние оказывают фосфорные удобрения на содержание подвижных форм алюминия и марганца в почве и на содержание их в растениях и 3) каково действие алюминия, марганца и фосфора на обмен веществ в растениях при совместном и раздельном внесении. Принято считать, что наличие подвижных форм алюминия в почве способствует образованию малодоступных растениям фосфатов алюминия. С этой точки зрения подвижные формы алюминия вызывают фосфатное голодание растений. II
ШШ#.у\ Рис. 8. Овес. Защитное действие фосфора против вредного влияния алюминия и марганца. Слева направо: / — NK; 2 —NK + A1: 3— NK + Mn; 4—NPK; 5 —NPK + A1; 6— NPK + Мп. Рис. 9. Чумиза. Защитное действие фосфора против вредного влияния алюминия и марганца. Слева направо: 1 — NK; 2-NK + A1; 5-NK + Mn; 4-NPK; 5 —NPK + A1; 6 - NPK + Мп.
Рис. 10. Просо. Защитное действие фосфора против вредного влияния алюминия и марганца. Слева направо: 1 - NK; *- NK' + А1; J- NK + Мп; 4- NPK; 5-NPK + A1: 5 — NPK + Мп. Рис. 11. Кукуруза. Защитное действие фосфора против вредного влияния алюминия и марганца. Слева направо: /-NK; 2- NK + А1^- NK + Мп; 4-NPK; 5-NPK + A!;
: —"Р. ■" ■ ■■■'.:;- ■;■,; ■ -■■S-; i:■■,,: Рис. 12. Яровая пшеница. Защитное действие фосфора против вредного влияния алюминия и марганца. Слева направо: / — NK; 2 —NK + A1; 3-NK+Mn; 4 - NPK; 5-NPK + A1; 6 — NPK + Mn. ..■■■ . „. Рис. 13. Горох. Слева направо: / — NK; 2-NK + A1; 3-NK + Mn; 4-NPK; 5 — NPK + Al; 6 — NPK + Mn.
Рис. 14. Лен. Слева направо: 1 — NK; 2 — NK-Ь Al; 5-NK + Mn- S-NPK + A1; tf-NPK + Mn. ^--NPK5 Рис. 15. Овес. Защитное действие извести и фосфора против вредного влияния алюминия и марганца. Слева направо: /—NK; 2—NK+A1; 3—NK+известь; 4—NK+ -f A1 + фосфор; 5 — NK + известь.
Рис. 16. Яровая пшеница. Защитное действие извести и фосфора против вредного влияния алюминия и марганца Слева направо; / — NK; 2 — NK + А1; 3 — NK + известь; 4 — NK + + А1 + фосфор; 5 — NK + известь. Рис. 17. Горох. Защитное действие извести и фосфора против вредного влияния алюминия и марганца. Слева направо; J — NK; 2 — NK + Al; 3 — NK + известь; 4 — NK + + Al + фосфор; 5 — NK + известь.
По этому вопросу имеется ряд опытов, в которых соли алюминия и марганца вносились в почву. После выращивания в условиях вегетационного опыта овса, пшеницы и гороха почва была проанализирована на содержание фосфора по методу Ф. В Чирикова в уксуснокислой и солянокислой вытяжках. Результаты опыта изложены в таблице 46. Таблица 46 Влияние солей алюминия и марганца на содержание Р205 в почве Схема опыта Содержалось Р20, (в мг) на 100 г почвы, взятой из-под уксус- | нокис-1 лая вытяжка солянокислая вытяжка нокислая вы тяжка солянокислая вытяж ка гороха уксус нокис- лая вы-| тяжка солянокислая вытяжка NK. . . NK+A1 NK+Mn NPK . . NPK+A1 NPK+Mn 3,18 5,94 4,52 7,30 6,41 8,05 16,00 19,93 22,06 25,00 26,66 23,14 6,59 6,25 7,21 6,66 17,86 21,3 23,16 20,27 8,17 ! 20,55 6,39 19,49 3,26 4,00 5,55 4,84 4 70 5,77 10,91 10,30 11,25 16,36 15,90 16,36 Из таблицы видно, что внесение солей алюминия и марганца из расчета 8 мг на 100 г почвы не сопровождалось уменьшением фосфора, извлекаемого из почв 0,5 N раствором уксусной и соляной кислот. Однако для выяснения вопроса о влиянии алюминия и марганца на фосфатное питание растений недостаточно одного анализа почвы, так как в этом случае не обеспечивается извлечение из почвы фосфора в таком количестве, в каком его усваивают отдельные растения. Поэтому были произведены анализы растений на содержание фосфора. Результаты этих исследований изложены в таблице 47/ Данные таблицы 47 показывают, что внесение солей алюминия в почву в большинстве случаев сопровождалось уменьшением содержания фосфора в надземных органах растений. Из этого следует, что алюминий в некоторой степени ухудшает фосфатное питание растений. Внесение солей марганца не изменило содержания фосфора в растениях. Следовательно, отрицательная роль марганца в дерново-подзолистых почвах не связана с фосфатным голоданием растений. S7
CQ и a к 0 ел s s V H o. eej a о «8* о о >& <u s а eej Я a. s о S ее] Sf X eej u О. cej 2 05 S Я s s 2 s в и ш О "Р 3 с о W Л НИЦ В вая г а S ч о 0* Б W S s ч ев 93 - *> 5 0Q ч в* ю о 0) С ев & * ей 2 ™ н о S ч ев S S 4> 2 ю и О © в О, О Л с ев s* К^-ч о> 3 а в с© ее* eaw о CU 0ч . . * S* >»о.2 * £« о н я о ч и Я * ""7Т ч о.5? * >>я о н »я о ч и s * •в к - ч <и« >>ag о н S о ч И К Ю ей н о 2 н и S ч os g*M 9 ** с «в н 2 с о ев 2 4» * и со ее о 00 со 1П CS СО t*- <N CS со о> СЧ СЧ о о о о о a > \С СЧ CS о 3 rt« се се о о с 1^ t^ О СУ ее о г^ а о (N 1^ t^ се^ о СО l^ се о rs СО 00 t^ Tf< со О 00 °о о о о о СО О) (N СЧ 00 ее ) СО Ю Ю Ю о о о о о «с CS cs a CD СО с; о" ю CS о о сч о 00 CN О и 2 a Tf- о &3 с о 00 a ее о со — с со <N • CN С СЧ СЧ ir: CS ir. у- ^ « о О О СЧ Ю Ю Ю О t^ СС Ю сг о се ее с оо TJH О С* <N О см со О [ < 4 * 2 о с ж 4 г ь* : а о со ю о о о ее о г^ о о ее с со ^ СО ы со 00 о со сч о СО ^ о со со о со ■** о ^ a ; z о < -+ Ь< a ; 2 о * с • S - + btf & : 2
Внесение фосфорных удобрений в почву не только улучшает фосфатное питание растений, но может оказать влияние и на содержание подвижных форм алюминия в почве. Вполне вероятно, что при внесении фосфорных удобрений в почву, содержащую подвижные формы алюминия, могут образоваться фосфаты алюминия. В результате этой реакции алюминий перейдет в нерастворимую форму и не будет оказывать вредного действия на растения. В этом случае фосфорные удобрения играют положительную роль не как источник питания растений, а как средство химической мелиорации, в результате которой уменьшается количество подвижных форм алюминия в почве. Для выяснения этой роли фосфорных удобрений проведено значительное количество полевых и вегетационных опытов. В таблице 23 приведены результаты анализа почвы, где удобрения вносили ежегодно в течение 5 лет по 60 кг/га Р2О5, а в таблице 25 — анализы пцчвы, где удобрения вносили в течение 4 лет. Как видно из этих таблиц, фосфорные удобрения при систематическом их применении уменьшают содержание в почве подвижных форм алюминия. Внесение суперфосфата в течение 5 лет уменьшило количество подвижного алюминия примерно на одну четверть. Аналогичные результаты получены и в вегетационных опытах (табл 48). Таблица 48 Влияние фосфорных удобрений на содержание алюминия и марганца в почве (вегетационные опыты) Схема опыта NK. . . NPK . . Содержалось в мг на 100 г почвы, взятой из-под овса алюминия 6,33 4,26 марганца 6,82 6,08 пшеницы алюминия 7,62 6,19 марганца 3,18 4,90 гороха алюминия 2,91 2,80 марганца 4,71 4,64 Из таблицы видно, что под влиянием фосфорного удобрения, внесенного из расечта 0,1 г PsOs на 1 кг почвы, содержание подвижного алюминия в почве уменьшилось под всеми растениями. В среднем в почве без фосфорных удобрений содержалось 5,65 мг подвижного алюминия на 100 г почвы, а при внесении фосфорных удобрений 4,41 мг, иди на 22% меньше. 89
Для дальнейшего изучения вопроса о влиянии суперфосфата на содержание подвижных форм алюминия в дерново-подзолистой почве были проведены лабораторные опыты. В этих опытах суперфосфат добавлялся к дерново- сильноподзолистой почве из расчета от 60 до 10000 кг действующего вещества (Р2О5) на 1 гектар. После внесения суперфосфата почва тщательно перемешивалась и увлажнялась до 60% от капиллярной влагоемкости. По истечении 20 дней почва подвергалась анализу на содержание подвижных форм алюминия по методу А. В. Соколова. Результаты анализа изложены в таблице 49. Таблица 49 Влияние разных доз суперфосфата на содержание подвижных форм алюминия в кислой дерново-подзолистой почве Дозы суперфосфата (в кг Р205 на 1 га) Без суперфосфата 60 300 600 1000 1500 2000 2500 Содержание алюминия (в мг на 100 г почвы) 15,65 15 03 44,49 13,23 11,07 10,44 8,46 8,10 J Дозы суперфосфата (в кг Р205 на 1 г) 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 Содержание алюминия (в мг на 100 г почвы) 7,65 5,67 5,58 4,59 4,00 3,96 3,69 3,15 Из таблицы видно, что под влиянием суперфосфата количество подвижных форм алюминия резко уменьшилось, но полностью ликвидировать их не удалось даже при дозе суперфосфата в 10,000 кг/га Р2О5. Таким образом, опыты показали, что при внесении фосфорных удобрений, в особенности при систематическом их применении, уменьшается содержание подвижных форм алюминия в почве. В этом заключается мелиорирующая роль фосфорных удобрений на кислых дерново-подзолистых почвах. Внесение 'фосфорных удобрений не оказывает существенного влияния на содержание подвижных форм марганца. Для выяснения положительной роли фосфора представляют интерес данные о влиянии фосфорных удобрений на поступление алюминия и марганца в растения. Влияние фосфора на содержание алюминия и марганца в надземной части овса, картофеля и клевера мы изучили в 1950 г. на опыте, заложенном Д. Н. Прянишнико- 90
вым в 1912 г., и в листьях турнепса из полевого опыта агробиологической станции МГУ в 1953 г. В 1954 г. проводились анализы листьев и корней овса, выращенного в вегетационном опыте. Результаты этих анализов приведены в таблицах 50 и 51. Таблица 50 Влияние удобрений на содержание в листьях растений марганца и алюминия Схема опыта Без удобрений . . NK NPK Овес Мп 0,013 0,252 0,095 А1 0,055 0,061 0,049 Картофель 1 Клевер Р206 | Мп 0,45 0,49 0,87 0,122 0,375 0,159 А1 1 Мп 0,030 0,041 0,018 0,034 0,094 0,039 А1 0,009 Q.019 0,013 Таблица 51 Влияние свойств почв и удобрений на содержание в листьях турнепса марганца, алюминия и фосфора (полевой опыт 1953 г.) Схема опыта Без удобрений Щ NPK Содержалось (в% на сухое вещество) марганца алюминия Р205 0,046 0,220 0,095 0,017 0,С25 0,018 0,72 0,61 0,85 В опыте, заложенном по идее Д. Н. Прянишникова, систематическое внесение азотных и калийных удобрений подкислило почву и увеличило содержание в ней подвижных форм алюминия и марганца. Прямым следствием этого было резкое увеличение этих элементов в растениях. Применение суперфосфата на фоне азотных и калийных удобрений в несколько раз понизило содержание алюминия. Аналогичная картина наблюдалась и в опыте с турнепсом, где под влиянием суперфосфата резко уменьшилось содержание марганца и алюминия в растениях и повысилось содержание фосфора. Резкое увеличение содержания алюминия и марганца в растениях на фоне азотно-калийных удобрений следует объяснить прежде всего тем, что под их влиянием значительно увеличивается количество подвижных форм алюминия и марганца в 91
почве. Иная картина наблюдается при внесении фосфорных удобрений. Таблица 62 Влияние фосфорных удобрений на содержание алюминия в листьях и корнях овса (вегетационный опыт 1954 г.) Схема опыта Содержание (в%) алюминия на сухое вещество в листьях в корнях NK NK+алюминий NPK NPK+алюминий 0,0020 0,0036 0,0019 0,0015 0,454 0,771 0,635 0,782 Как видно из таблицы 52, при внесении алюминия на фоне фосфорных удобрений содержание его в листьях не увеличивается, но зато существенно возрастает в корнях. Таким образом, фосфорные удобрения спЪсобствуют фиксации алюминия в корневой системе растений. В этом,, по-видимому, одна из причин положительного действия фосфорных удобрений по ослаблению отрицательного влияния алюминия на растения, так как алюминий, связанный фосфором в корневой системе, не может оказать такое сильное отрицательное влияние, как в том случае, если он будет находиться в листьях «и генеративных органах. Для того чтобы выяснить, какое влияние оказывают подвижные формы алюминия на распределение фосфора в листьях и корнях растений, применили радиоактивный фосфор. В качестве подопытных растений использовали ячмень и овес. Опыт проведен методом водных культур на питательной смеси следующего состава (в г на л раствора): NH4N03 — 0,240, КН2Р04 — 0,136, CaCl — 0,360, MgS04 — 0,50, KCl — 0,075, FeCb — 0,025, Н3ВОз —0,003 и CuS04 — 0,003. Алюминий вносился из расчета 7,5 мг на л раствора в форме А1С13. Схема <и результаты опыта приведены в таблице 53. Из таблицы 53 видно, что при наличии в питательном растворе алюминия количество фосфора в корнях ячменя и овса увеличилось в 2—4 раза. Из этого следует, что алю- 92
Таблица S3 ' влияние алюминия на распределение фосфора по органам растений ячменя Схема опыта Питательная смесь без алюминия То же+алюминий Количество импульсов (в тысячах) в минуту на 100 мг сухого вещества через сутки после помещения растении на раствор листья 0,8 0,2 корни 15,0 71,0 через 10 суток после помещения растений на раствор листья 12,0 1.0 корни 66,0 131,0 миний связывает фосфор прежде всего в корневой системе и тем самым нарушает нормальное фосфатное питание в листьях и других жизненно важных органах растений. В этом заключается одна из причин его вредного действия. Роль фосфорных удобрений в ослаблении отрицательного влияния подвижных форм алюминия, по-видимому, в значительной степени связана с тем, что фосфор задерживает основную часть алюминия в корневой системе и не допускает его в избытке в листья и генеративные органы. Но этим не исчерпывается положительное действие фосфора. Наши опыты показали, что роль фосфора по ослаблению отрицательного действия алюминия связана с влиянием фосфора на обмен веществ в растениях. Были проведены опыты с яровой пшеницей, овсом, горохом и люпином. Результаты опытов по влиянию алюминия, марганца и фосфора на углеводный обмен и содержание азотистых веществ в растениях изложены в таблицах 54, 55 и 56. Из таблиц 54, 55 и 56 видно, что внесение алюминия на фоне азотно-калийных удобрений без фосфора приводило к уменьшению количества глюкозы и суммы Сахаров в листьях и стеблях растений. Под влиянием алюминия содержание глюкозы в листьях понизилось у яровой пшеницы с 1,38 до 1,12%, у гороха с 1,69 до 1,09% и у люпина с 4,68 до 3,22%. Наряду с понижением содержания глюкозы имело место и уменьшение суммы Сахаров в листьях яровой пшеницы с 7,57 до 6,45% и в листьях люпина с 10,47 до 8,02%. Аналогичная картина наблюдалась и в 93
стеблях растений. Следовательно, под влиянием алюминия, а часто и под влиянием марганца, при внесении их на фоне азотно-калийных удобрений без фосфора задерживается образование моносахаридов и тормозится процесс превращения их в сахарозу и другие более сложные органические соединения. Таблица 54 Влияние алюминия, марганца и фосфора на содержание углеводов и азота в растениях яровой пшеницы (в % на сухое вещество) Схема опыта NK NK+A1C13 NK+MnCl2 NPK NPK + AICI3 NPK+MNC12 Листья ров саха ев 2 2 >» о 7,57 ев со О Ьй 2 ч и азот 6 * о s О) -Q х са «S 3 о о Стебли ров саха «j 2 2 >> о ! 1 1 1.38 0.62 3.20 9.18 6 45 1,120,843,18 10,96 7,40 0,79 1,333,55 13,30 8,00 1,510,393,81 10,75 10,38 1,63 0,34 3,48 13,92 10,43 1 2,43 0,41 3,71| 12,72 «3 со о м 2 ч и азот о * О 'S 0> 2 as са «в s 3 О О 1 1 3,36 0,64' 1,43 2,88 1,30 2,02 3,93 0,74 2,02 3,400,38 1,64 3,94!0,44 1,60 4,46,0,32 11 1,51 Табл ица55 Влияние алюминия, марганца и фосфора на содержание углеводов и азота в растениях гороха (в % на сухое вещество) Схема опыта NK NK+A1C13 NK+MnCl2 NPK NPK+AICI3 NPK+MnCl2 1 Листья ров аха ее S S >> о « 2 ч о | и 3,76 3,01 4,22 9,64 8,55 8,90 1,69 1,09 0,64 4,8* 2,54 3,23 азот X о* а, л х са 1,22 2,70 3,09 ),99 1,35 1,12 « 5 3 О О 5,09 5,34 5,86 3,99 4,18 4,19 ров аха CCJ 2 2 >, о 7,62 6,0i 3,25 12,3 7,11 4,07 Стебли о а 2 ч £-, 3,36 1,01 447 7,75 2,20 3,12 азот о * \о s£ 4» 3 я еа 2,85 2,61 3,25 1,21 1,18 1,11 « К а о о 4,23 3,35 4,85 2,03 2,45 2,77 94
Т а б л и ц а 56 Влияние алюминия, марганца и фосфора на содержание углеводов и азота в растениях люпина (в % на сухое вещество) Схема опыта NK • .... NK+A1C13 NK+MnCl2 NPK NPK+AICI3 NPK+MnCl2 листья Сахаров мма >> о <а ЮКОЗ ч Ьн азот о X ч а> м X CD ЩИЙ О О 10,474,68 1,48 4,27 8,023,22 1,724,85 9,083,80 1,4814,52 9,22 5,06 9,454,69 8,95 4,40 0,77 0,79 0,75 4,01 3,62 3,63 | Стебли Сахаров 2 >> и 4,43 1,81 6,76 12,94 11,35 13,89 со ЮКОЗ ч S-, азот X ч \0 aS 0, л х со ЩИЙ о о ! 1 3,380,992,03 0,57 1,5012,87 2.010,9512,15 7,850,74 1,75 6,63 0,45 1,77 8,620,57 1,68 1 1 При внесении тех же солей алюминия и марганца на фоне полного удобрения с участием фосфора содержание глюкозы и суммы Сахаров в листьях и стеблях почти не изменяется. Из этого следует, что действие фосфора в растениях противоположно действию алюминия. Если алюминий на кислых дерново-подзолистых почвах нарушает углеводный обмен в растениях, то фосфор улучшает его. Это заключение основано на изменении количества Сахаров в растениях, выращенных на фоне азотно- калийных удобрений и на фоне тех же удобрений с внесением фосфора. Так, без внесения фосфора в листьях яровой пшеницы содержалось глюкозы 1,38%, а с фосфором 1,51%; у гороха без фосфора содержалось глюкозы 1,69%, а с фосфором 4,88%. Аналогичная картина наблюдалась и у других растений. Положительное действие фосфора на углеводный обмен проявлялось не только на фоне азотно-калийных удобрений, но и при внесении солей алюминия и марганца; при этом компенсировалось отрицательное действие алюминия и марганца. Процентное содержание азота в растениях при внесении фосфорных удобрений не увеличивается; существенно не изменяется содержание общего азота и под влиянием алюминия и марганца. Но внесение фосфора, алюминия и марганца оказывает очень сильное влияние на содержание небелковых форм азота в растениях. При внесении 95
алюминия содержание небелкового азота в листьях увеличивается у пшеницы с 0,62 до 1,33%, у гороха с 1,22 до 2,70% и у люпина с 1,48 до 1,72%. Возросло количество небелковых форм азота и в стеблях растений: у яровой пшеницы с 0,64 до 1,30% и у люпина с 0,99 до 1,50%. При внесении в почву алюминия и марганца резко возрастает не только содержание небелковых форм, но и удельный вес их в общем содержании азота. В листьях яровой пшеницы небелковые формы азота на фоне азот- но-калийных удобрений без марганца составили 19,4%, а при внесении марганца 37,4%. Еще более резкая разница наблюдалась в листьях гороха, где небелковые формы азота на фоне азотно-калийных удобрений составляли 20,1% от общего содержания азота, а при внесении алюминия на фоне тех же удобрений 50,3%. Из этих данных следует, что на кислых почвах алюминий и марганец тормозят образование белков в растениях. Иное действие проявляют алюминий и марганец на фоне фосфорных удобрений. Из таблиц видно, что при внесении фосфорных удобрений содержание небелковых форм азота в растениях резко падает, а содержание белков возрастает. Алюминий -и марганец на фоне фосфорных удобрений почти не увеличивают содержания небелковых форм азота. Объясняется это только тем, что фосфор, оказывая положительное действие на образование белков, компенсирует отрицательное действие алюминия и марганца. Наряду с изучением роли фосфора при внесении алюминия и марганца на углеводный и белковый обмен мы изучали влияние фосфора на фосфатное питание растений при внесении алюминия и марганца. С этой целью листья и стебли яровой пшеницы и овса подвергались анализу на содержание общего количества фосфора, на содержание фосфатидов и нуклеопротеидов. Результаты этих анализов изложены в таблицах 57 и 58. Внесение фосфора повышало содержание всех форм фосфатов в растениях. Внесение алюминия на фоне азотно-калийных удобрений сопровождалось понижением содержания в растениях фосфатидов и н^уклеопротеидов; на фоне полного удобрения с участием фосфора такого понижения содержания нуклеопротеидов и фосфатидов в растениях не наблюдалось. Из этого следует, что алюминий тормозит процесс образования сложных фосфорсодержа- 96
Таблица 57 Влияние алюминия, марганца и фосфора на фосфатное питание яровой пшеницы Схема опыта Содержалось (в % на сухое вещество) листья общая РА н^клео- протеи- ды фосфа- тиды стебли общая РА иуклео- фосфа- протеи- тиды -ды NK NK+A1C13 . NK+MnCl2 . NPK .... NPK+AICI3 NPK+MnCl2 0,280 0,216 0,273 0,588 0,500 0,524 0,058 0,046 0,062 0,129 0,122 0,114 0,080 0,050 0,080 0,176 0,129 0,H8 0,386 0,333 0,390 0,515 0,520 0,587 0,165 0,115 0,124 0,235 0,279 0,273 0,066 0,056 0,059 0,104 0,101 0,106 Таблица 58 Влияние алюминия, марганца и фосфора на фосфатное питание овса Схема опыта Содержалось Р205 (в % на сухое вещество) общая "Уклео- протеи ды РА фосфа- тиды стебли общля нУкле0- фосфа- РА "Р0™1*- тиды NK NK+A1C13 . NK+MnCl2 . NPK . . . . NPK+A1CU NPK+MnCla 0,38 0,29 0,25 0,34 0,33 0,34 0,143 0,059 0,067 0,119 0,124 0,136 0,094 0,045 0,053 0,081 0,075 0,052 0,33 0,25 0,26 0,27 0,29 0,29 0,112 0,083 0,078 0,088 0,092 0,101 0,065 0,057 0,047 0,056 0,056 0,056 щих органических соединений — нуклеопротеидов и фос- фатидов, а фосфорные удобрения усиливают его. Таким образом, алюминий и марганец на кислых дерново-подзолистых почвах ^нарушают углеводный и белковый обмен в растениях, тормозят образование в них сложных фосфоро-органических соединений, а фосфорные удобрения способствуют нормальному течению этих процессов. Полученный нами экспериментальный материал показывает, что положительное действие фосфора в ослаблении отрицательного влияния алюминия и марганца на кислых почвах объясняется его влиянием на обмен веществ. 7 Н. С. Авдонин 97
Если алюминий и марганец нарушают обмен веществ в растениях, то фосфор улучшает его. Влияние фосфора на обмен веществ в растениях противоположно влиянию алюминия и марганца. Этим прежде всего объясняют тот факт, что фосфор ослабляет, а иногда и полностью устраняет отрицательное действие алюминия и марганца. Действие алюминия и марганца на растения зависит и от других внешних факторов: общего уровня питания растений, формы удобрений, содержания кальция и др. В настоящее время мы располагаем экспериментальными данными о влиянии разных форм азотных и калийных удобрений на действие алюминия и марганца на кислых почвах. По этому вопросу в 1955 г. на агробиологической станции МГУ проводились вегетационные опыты на кислой дерново-подзолистой почве. Действие алюминия и марганца испытывалось на фоне аммиачной и нитратной форм азота, а также на фоне хлоридов и сульфатов калия. В связи с тем что хлориды калия в Советском Союзе представлены хлористым калием, 30 и 40%-ной калийной солью, в опыт, кроме хлористого калия, была включена смесь хлористого калия и хлористого натрия, которая представляет собой 30%-ную калийную соль. Результаты вегетационных опытов по влиянию алюминия на яровую пшеницу в зависимости от форм азотных и калийных удобрений изложены в таблице 59. Таблица 59 Влияние алюминия на яровую пшеницу в зависимости от форм азотных и калийных удобрений (вегетационные опыты на кислой дерново-подзолистой почве) Схема опыта Урожай с 1-го сосуда общий вес % зерно % Урожай в % от контроля общий вес зерно KCl+NaN03 KCl+NaN03+AlCi3. . . . KC1+(NH4)2S04 KC1+(NH4)2S04+A1C13 . . K2S04+(NH4)2S04 . . . . K2S04+(NH4)2S04+A1C13 KCl+NaCl+(NH4)2S04 . . KCl+NaCl+(NH4)2S04+ A1C13 22 14 21 12 22 16,5 20,9 100 65, 94, 53, 101, 73, 93, 7,8 34,8 10,31 6,23 9,54 5,31 10,40 7,20 9,66 3,66 100 60,4 92,5 51,5 100,9 69,8 93,7 35,5 100 65,6 100 60,0 100,0 73,0 100 37,2 100 60,4 100 65,6 100,0 69,2 100 37,2
Из таблицы видно, что внесение алюминия в количестве 10 мг на 100 г почвы во всех случаях понижало урожай яровой пшеницы, но размер этого понижения существенно изменялся в зависимости от того, на фоне каких удобрений вносился алюминий. Хлористый алюминий, внесенный на фоне аммиачной формы азота, понижал урожай яровой пшеницы в большей мере, чем при внесении на фоне нитратной, формы. Аналогичная картина наблюдалась и при внесении алюминия на фоне хлоридов и сульфатов калия. Как видно из таблицы, хлористый алюминий на фоне хлоридов калия понижал урожай яровой пшеницы значительно больше, чем на фоне сульфатов калия. Особенно резкое отрицательное действие оказывал алюминий на фоне 30%-ной калийной соли, где, кроме хлористого калия, имелся хлористый натрий. Большое количество хлора привело к тому, что урожай яровой пшеницы под влиянием алюминия уменьшился почти в 3 раза по сравнению с теми же удобрениями без алюминия. Между тем на фоне сульфатов калия- урожай пшеницы под влиянием тех же форм и доз алюминия понижался на 27—31%. Изложенные здесь факты позволяют по-новому оценить разные формы калийных удобрений. Оказывается, что преимущество сульфатов калия перед хлоридами на кислых почвах зависит от того, что на их фоне в разной мере проявляется вредное действие алюминия. Причина различного действия алюминия на разных формах азотных и калийных удобрений связана с изменением свойств почв, которые вызываются внесением этих / удобрений, поскольку аммиачные формы азота и хлори-\ ды калия подкисляют почву и увеличТрИЬт в ней количество подвижных форм алюминия и мфжца. Вследствие этого отрицательная роль алюминия и марганца возрастает. I Влияние марганца на яровую пшеницу в зависимости от форм азотных и калийных удобрений изложено в таблице 60. Сравнение данных таблицы 60 с предыдущими показывает, что вред от марганца значительно меньше, чем от такой же дозы алюминия. Вредное действие марганца вовсе или почти не зависит от формы азотных и калийных 7* 99
vo о £ X 3 s X ТНЫ о з £ s H o я H о о я s о s CO ев 00 Ш >» Я" s s лше 2 >> и о S" о с той о я S 3 -по о CQ о я Q, О) *1 »я о 0 я * СО Я н jd я о ныи я о я я се O.H R CCJ я. 3 в ев u Q. я S s о и си Я «а о о ю 00 о о О 00 О ~ <Л —• 00 00 о о со о о *"• о о 1—« ^_ со о 1-^ "* оо" оо ю ю оо (N 00 оо 8 »—» ю CN Oi rt< Ю о> о со" оэ ^_ ,_^ <л 05 со о> о о *■* о о о *"• о -^ о *ч со о» 00 00 00 00 со О 8 ь- со о> со со 05 ts. ю о со t>«. 00 о о о> о о 00 00 со со о со О) 00 <N 00 со о <N о <N о см аохнв •Hdve WW о се + 0 а с + со со + б о со 2 2> + О со 04 к + О оо с + О со X + + О со О со 04 О со X + U cd + я + о со 04 X + + i-ч CN 100
удобрений, на фоне которых он действует. В этом существенное отличие марганца от алюминия. Как видно из приведенных выше данных, действие алюминия и марганца на растения находится в зависимости от удобрений, на фоне которых он взаимодействует с растениями. Фосфорные удобрения ослабляют, а иногда и полностью устраняют отрицательное действие алюминия и марганца. Аммиачные формы азота и хлориды калия, наоборот, усиливают отрицательное действие алюминия на растения. Действие марганца на растения вовсе или по^ти не зависит от форм азотных и калийных удобрений. Отрицательное действие алюминия и марганца на растения возможно зависит не только от видов и форм удобрений, но и от их концентрации, от соотношения катионов и анионов, от реакции среды и других факторов. При исследовании роли алюминия и марганца в плодородии дерново-подзолистых почв мы изучали также влияние этих элементов на отрастание растений после их скашивания. Этот вопрос имеет большое практическое значение при получении отавы и второго укоса многолетних трав. Первые наблюдения по этому вопросу проводились в 1954 г. в опытах с чумизой и просом, в которых испытыва- лось влияние солей алюминия (А1С13) и марганца (МпСЬ) на фоне азотно-калийных без фосфора и на фоне полного удобрения с участием фосфора. Для изучения обмена веществ в растениях брались пробы перед выбрасыванием метелок у проса и чумизы. Растения были срезаны на высоте 2—3 см и оставлены на отрастание. Наблюдения над растениями показали, что отрастание их зависит от свойств почв и внесенных удобрений. Наглядное представление об этом дают рисунки 18 и 19 и таблица 61. Из таблицы видно, что растения в сосудах, в которые не вносили алюминий и марганец, полностью отросли и даже образовали метелки. Там же, где на фоне азотных и калийных удобрений были внесены алюминий и марганец, отрастания не было. В сосудах с марганцем, внесенным на фоне азотных, калийных и фосфорных удобрений, отрастание имело место, хотя у проса отросло 8 растений из 12, а метелок образовалось 8 по сравнению с 14—22 в вариантах без марганца. Из сопоставления этих цифр видно, что фосфор понизил, но не устранил полностью 101
Таблица 61 Влияние алюминия и марганца на отрастание проса и чумизы Схема опыта Отросло стеблей 12 0 0 12 0 8 12 0 0 12 0 12 Образовалось метелок 22 0 0 14 0 8 5 0 0 19 0 13 Просо NK NK+A1C18 NK+MnCl2 NPK NPK+AICI3 NPK+MnCj2 Ч умиз а NK NK+AICI3 NK+MnCj2 NPK NPK-T-AICI3 NPK+MnCl2 . . . отрицательного действия марганца. Иная картина наблюдалась при -внесении алюминия. Как видно из рисунков и таблицы, в сосудах, где был внесен алюминий на фоне фосфорного, азотного и калийного удобрений, растения не отросли так же как и на фоне азотно-калийного удобрения. Опыты с чумизой, просом и люцерной показали, что алюминий и марганец сильно тормозят, а в ряде случаев и полностью исключают отрастание растений после скашивания. В 1955 г. мы повторили опыты по изучению влияния алюминия и марганца на отрастание яровой пшеницы и овса. Для этой цели растения срезали перед выколашивани- ем и оставляли на отрастание. При скашивании в этот период отрастают и овес и яровая пшеница, но степень и интенсивность отрастания их зависят от свойств почв и внесенных удобрений. Как показали опыты, существенное влияние на отрастание оказывают алюминий, марганец, известь и другие элементы. Результаты этих опытов изложены в таблице 62. Из таблицы 62 видно, что алюминий, внесенный на фо- 102
Рис. 18. Влияние алюминия и марганца на отрастание проса. Слева направо: / — NK; 2 - NK + алюминий; 3 - NK + марганец; 4 _ NPK; S — NPK + алюминий; 6 — NPK + марганец. Рис. 19. Влияние алюминия и марганца на отрастание чумизы. Слева направо: I — NK; 2 — NK + алюминий; 3 — NK + марганец; 4 — NPK; б — NPK + алюминий; 6 — NPK + марганец. не полного удобрения, оказал резко отрицательное влияние на отрастание яровой пшеницы. Если в варианте без алюминия на каждый сосуд отросло по 6 растений, то с алюминием всего 3,5. Особенно сильное отрицательное действие оказал алюминий на образование колосьев у пшеницы, которых в среднем на один сосуд при внесении алюминия было 4, а без алюминия 10,5. В результате этого вес сухой массы яровой пшеницы при отрастании на фоне алюминия был в несколько раз меньше, чем без него. 103
Таблица 62 Влияние алюминия, марганца и извести на отрастание овса и яровой пшеницы Схема опыта Яровая пшеница отросло растений на 1 сосуд стеблей образовалось колосьев Овес отросло| растений на 1 сосуд! образовалось стеблей метелок NPK NPK+AlClg NPK+MnCl2 NPK+известь ЫРК+известь+А1С13 . . ЫРК+известь+МпС12 . . Известь Контроль (без удобрений) 8,0 8,0 12,5 9,0 14,5 13,5 16,5 17,0 13,0 10,5 10,5 4,0 12,0 9,0 10,5 12,5 7,0 7,0 10,0 10,0 10,0 9,5 10,0 9,5 10 9,5 27,0 34,0 34,5 28 35 29 14,5 16,5 ! 27,0 30,5 33 25,5 28 29 14,0 13 Алюминий, внесенный в почву на фоне извести, никакого влияния -на отрастание яровой пшеницы не оказал, поскольку при внесении извести (по гидролитической кислотности) он переходит в неактивное состояние и вреда не приносит. Опыты 1956 г. полностью подтвердили результаты опытов 1955 г. Действие алюминия на отрастание растений зависит от их биологических особенностей. Как видно из таблицы 62, алюминий на фоне полного удобрения оказал резко отрицательное влияние на отрастание яровой пшеницы и не оказал влияния на отрастание овса. Объясняется это тем, что овес обладает высокой устойчивостью к подвижным формам алюминия. Обнаруженное нами отрицательное действие алюминия и марганца на отрастание растений имеет большое практическое значение при культуре многолетних трав, так как на образование отавы их подвижные формы алюминия и марганца оказывают сильное отрицательное действие. Отрицательное действие алюминия и марганца на отрастание нам приходилось неоднократно наблюдать в опытах с клевером и люцерной. Результаты одного из опытов с люцерной приведены в таблице 63. Опыт, часть результатов которого приведена в таблице 63, заложен на дерново-подзолистой почве средней сте- 104
Таблица 63 Влияние алюминия на отрастание люцерны Схема опыта Первый год жизни первый укос вес растений с одного сосуда в % второй укос высота растений (в см) вес растений с одного сосуда в % Второй год вес растений с одного сосуда в % Контроль Алюминий Известь . Слабоокультуренная почва 9,701 100 [ 15 1 3,76 I 100 I 12,68 | 100 8,16 84 7 0,62 16,4 2,10 I 16,6 14,31 148 I 28 | 6,26 | 166) 27,0 | 213 Хорошо окультуренная почва Контроль (без удобрений) 13,2 137 30 12,8 342 86,6 684 пени окультуренности (первые три варианта) и на хорошо окультуренной почве огородного типа (последний вариант). Алюминий вносили из расчета 8 мг на 100 г почвы. Как видно из таблицы, урожай люцерны при первом укосе снизился под влиянием алюминия на 16% (8,16 г сухой массы на сосуд по сравнению с 9,70 г без алюминия). Отрицательное действие алюминия на урожай люцерны при первом укосе оказалось не очень резким. Значительно сильнее проявилось отрицательное действие алюминия на росте и урожае люцерны при втором укосе в первом и во втором году жизни растений. Высота растений при внесении алюминия была в 2 раза меньше контрольных, а урожай отавы упал до 16,4% по сравнению с урожаем на контроле. Отрицательное действие алюминия на отрастание люцерны в сильной степени проявилось и на второй год ее жизни; урожай растений по алюминию составил всего 16,6% по сравнению с урожаем на контроле. Во много раз лучше отрастала люцерна на той же почве при внесении извести и на окультуренной почве. Растения на известкованной почве были в 2 раза выше контрольных и в 4 раза выше, чем на почве, получившей алюминий. При этом преимущество известкованной почвы 105
возрастало от укоса к укосу. Так, урожай люцерны по известкованной почве при первом укосе был выше контрольного на 48%, при втором на 66%, а при третьем (на втором году жизни) на 113%. Влияние свойств почвы на отрастание люцерны видно из сравнения веса растений на хорошо окультуренной почве с их весом на дерново-подзолистой почве средней окультуренности. Урожай люцерны на хорошо окультуренной почве по сравнению с урожаем на почве средней окультуренности составил при первом укосе 137%, при втором 342% и при третьем 684%. Сопоставление этих цифр показывает, что подвижные формы алюминия и марганца на кислых дерново-подзолистых почвах оказывают отрицательное влияние на отрастание растений. ВЫВОДЫ 1. Подвижные формы алюминия и марганца на кислых почвах оказывают отрицательное влияние на рост и развитие растений, которое по своим размерам часто превосходит отрицательное действие актуальной кислотности. 2. Чем выше кислотность почв, тем больше в ней подвижных форм алюминия и марганца. 3. Подвижные формы алюминия и марганца по профилю почвы распределяются, как правило, неравномерно, наибольшее количество подвижных форм марганца находится в пахотном слое (Ai), а наибольшее количество алюминия — в подпахотном (Аг). 4. Систематическое применение аммиачных форм азотных удобрений приводит к увеличению подвижных форм алюминия и марганца в верхнем слое почвы, в результате чего количество подвижных форм алюминия в пахотном слое может оказаться больше, чем в подпахотном. 5. Наибольшее количество марганца в почве наблюдается ранней весной и поздней осенью; в июне и июле количество подвижных его форм падает. При избыточном увлажнении и слабой аэрации почв количество подвижных форм марганца в почве резко возрастает. 6. Количество подвижных форм алюминия и марганца 106
в почве находится в большой зависимости от окультуренное™ почв и вносимых удобрений. 7. Систематическое и длительное применение органических удобрений приводит к полному исчезновению подвижных форм алюминия и резкому снижению подвижных форм марганца. Азотные удобрения (в аммиачной форме) и калийные удобрения повышают содержание подвижных форм алюминия и марганца в почве, а фосфорные — понижают. Известкование почвы устраняет подвижные формы алюминия и резко снижает количество подвижного марганца. 8. На содержание в почве подвижных форм алюминия и марганца оказывают влияние и растения. Лен, в частности, увеличивает количество подвижных форм алюминия и марганца в почве, а рожь, овес и другие хлеба — уменьшают. 9. Одни растения без вреда переносят высокие концентрации алюминия и марганца, а другие при тех же концентрациях погибают. 10. Изученные нами растения по чувствительности к алюминию распределены в следующие четыре группы: в первую группу, отличающуюся высокой устойчивостью, отнесены тимофеевка луговая и овес; во вторую группу со средней устойчивостью вошли: люпин, кукуруза, просо, чумиза; в третьей группе с повышенной чувствительностью оказались: горох, репа, фасоль, гречиха, ячмень, пшеница яровая, лен, турнепс; в четвертую, самую чувствительную группу, вошли: клевер красный, свекла столовая, свекла сахарная, озимая рожь, озимая пшеница и люцерна (высокая чувствительность к алюминию у озимой ржи и озимой пшеницы проявляется лишь в процессе перезимовки). 11. Растения по их чувствительности к подвижным формам марганца распределены в следующие четыре группы: в первую труппу с очень высокой устойчивостью вошла тимофеевка луговая; во вторую группу растений, отличающихся достаточно высокой устойчивостью к подвижным формам марганца, вошли: овес, чумиза, просо, кукуруза, люпин и турнепс; в третьей, чувствительной к подвижным формам марганца, оказались: горох, гречиха, фасоль, репа, яровая пшеница, ячмень и свекла столовая; в четвертую группу с очень высокой чувствительностью к подвижным формам марганца вошли: люцерна, клевер 107
красный, лен, озимая пшеница и озимая рожь (высокая чувствительность к марганцу у озимой ржи и озимой пшеницы проявляется лишь в процессе перезимовки). Чувствительность растений к алюминию, как правило, выше их чувствительности к марганцу. Исключение составляет люцерна, которая более чувствительна к марганцу, чем к алюминию. 12. Параллелизма между чувствительностью растений к кислой реакции среды и к подвижным формам алюминия не наблюдается. Имеются растения, которые отличаются высокой устойчивостью к кислой реакции среды (лен) и большой чувствительностью к подвижным формам алюминия. 13. Наибольшей чувствительностью к подвижным формам алюминия и марганца растения обладают в первый период их жизни и при перезимовке. 14. Подвижные формы алюминия и марганца «нарушают у растений процесс закладывания генеративных органов, оплодотворение и налив зерна. 15. Наибольшее количество алюминия фиксируется в корневой системе растений, в то время как марганец размещается по различным органам растения более или менее равномерно. Количество алюминия в корнях от 3,5 до 85 раз превосходит его количество в листьях. 16. Разная устойчивость растений к подвижным формам алюминия связана с их способностью фиксировать его в корневой системе; растения, полнее фиксирующие алюминий в корневой системе (не допускающие его в точки роста, генеративные органы), обладают наибольшей устойчивостью к алюминию. 17. Чувствительность растений к подвижным формам алюминия и марганца связана с их способностью усваивать фосфаты: в тот период, когда растения слабо усваивают фосфор (первый период их жизни), они обладают наименьшей устойчивостью и к подвижным формам алюминия и марганца. 18. Подвижные формы алюминия и избыток марганца на дерново-подзолистых почвах нарушают обмен веществ в растениях. Алюминий весьма часто уменьшает в растениях количество Сахаров и оказывает отрицательное действие на превращение моносахаридов в сахарозу, и более сложные органические соединения. 108
Под влиянием алюминия в растениях резко увеличивается содержание небелковых форм азота и уменьшается содержание белков, т. е. превращение минеральных форм азота в белковые соединения сильно задерживается. Подвижные формы алюминия оказывают отрицательное действие на образование фосфатидов и нуклеопротеидов. 19. У растений, отличающихся повышенной чувствительностью к избытку алюминия и марганца, нарушение азотистого обмена выражено сильнее, чем у растений с повышенной устойчивостью. 20. Подвижные формы алюминия оказывают отрицательное влияние на образование в растениях хлорофилла. 21. Алюминий и марганец оказывают отрицательное действие на отрастание растений (на образование отавы и повторных укосов). 22. Фосфорные удобрения резко ослабляют, а иногда и полностью устраняют отрицательное действие подвижных форм алюминия и марганца. 23. Положительная роль фосфора при внесении его на почвах, содержащих подвижные формы алюминия, заключается в том, что он частично связывает алюминий в почве, способствует фиксации алюминия в корневой системе и улучшает обмен веществ в растениях. Связывание алюминия в почве путем образования А1Р04 может иметь место при больших дозах фосфорных удобрений или при систематическом их применении. Значительно большее положительное действие фосфорных удобрений заключается в том, что они способствуют фиксации алюминия в корневой системе, тормозя его продвижение к точкам роста и генеративным органам. Наибольшая положительная роль фосфора в ослаблении отрицательного влияния алюминия заключается в том, что он улучшает обмен веществ в растениях. Если алюминий (и частично марганец) на кислых почвах ухудшает углеводный, азотистый и фосфатный обмен в растениях, то фосфор улучшает его. Влияние фосфора на обмен веществ в растениях противоположно влиянию алюминия. 24. Защитная роль фосфора против вредного действия алюминия проявляется различно в зависимости от свойств растений: сильнее у проса, чумизы, кукурузы и ржи, и слабее у гороха и пшеницы. 109
25. Отрицательное действие алюминия на фоне хлоридов и аммиачных форм выше, чем на фоне нитратов и сульфатов. 26. Для устранения отрицательного действия подвижных форм алюминия и марганца на кислых дерново-подзолистых почвах рекомендуется известкование почв, применение всевозможных органических удобрений, широкое использование фосфорных удобрений и, в частности, внесение суперфосфата в рядки и в лунки, использование нитратной формы азотных удобрений и сульфатов калия, аэрация почвы путем соответствующей обработки и борьба с избыточным увлажнением.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЕ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ Для повышения плодородия почв и урожайности всех сельскохозяйственных культур в условиях нечерноземной полосы большое значение имеет посев многолетних трав. До решений февральско-мартовского Пленума ЦК КПСС в 1954 г. имело место шаблонное применение травопольной системы без учета особенностей различных районов страны. Несмотря на то, что в засушливых и полузасушливых районах юга Украинской ССР, Молдавской ССР, на Северном Кавказе, в юго-восточных районах страны многолетние травы давали очень низкие урожаи, практиковалось расширение посевов многолетних трав за счет уменьшения площадей иод зерновыми и другими культурами. Многолетние травы выполняют свою роль только при высоком урожае. В этом случае они решают две очень важные задачи: обеспечивают кормовую базу животноводства и резко повышают плодородие почв, а следовательно, и урожай всех культур севооборота. Хорошо ли выполняют эту роль многолетние травы в нечерноземной полосе в настоящее время? К сожалению, далеко не всегда; урожайность многолетних трав пока еще невысокая. При низком урожае пользы от многолетних трав мало. При урожае в 15 ц/га и ниже с экономической точки зрения многолетние травы приносят не пользу, а вред. При таком урожае основной компонент травосмеси — клевер — выпадает, а тимофеевка растет плохо. Основная часть сена состоит из кислотоустойчивых зачастую несъедобных для скота сорняков — хвоща, щавелька, торицы и др. Клубеньковые бактерии в почве не могут накоплять азот без клевера, а вследствие плохого развития тимофе- Ш
евка не может надлежащим образом улучшать структуру почвы. Отсюда, при низком урожае многолетних трав нет ни хорошего сена, ни повышения плодородия почв. При выпадении клевера и низком урожае тимофеевки сильно развиваются сорняки. При оставлении такого травяного поля в течение двух лет сорняки размножаются настолько, что их трудно уничтожить в течение всего севооборота. Особенно сильно страдает от сорняков лен, который сеют по пласту многолетних трав. Следует ли из этого, что мы должны отказываться от посева многолетних трав в нечерноземной полосе? Нет, не следует. Без успешного возделывания многолетних трав трудно добиться резкого повышения плодородия почв и урожайности всех культур севооборота и в первую очередь урожайности льна-долгунца. В настоящее время мы имеем полную возможность получать в нечерноземной полосе высокие и устойчивые урожаи многолетних трав, так как нам известны причины их гибели и низких урожаев. Количество органического вещества, оставляемого корневыми и пожнивными остатками многолетних трав, обычно в 3—5 раз превышает количество органического вещества, оставляемого однолетними культурами. Обычно злаковые хлеба оставляют после себя около 20 ц/га органических остатков. В наших опытах вес корневых и пожнивных остатков клевера и тимофеевки при посеве их на дерново-подзолистой почве составил 52,5 ц/га. В опытах почвенно-агрономичеокой станции имени В. Р. Вильямса смесь клевера и тимофеевки оставила в почве 57,8 ц/га органического вещества. Аналогичные результаты получены и в опытах Я. Л. Рабиновича, проведенных им на дерново-подзолистой почве опытной станции «Красный маяк» (около Москвы). В опытах А. Н. Тиунова на Кировской опытной станции клевер после первого года оставил корневых остатков 88,63 ц/га. В опытах с люцерной при высоком ее урожае пожнивные и корневые остатки достигали еще большей величины. Количество органического вещества, оставляемого многолетними травами в почве, прежде всего зависит от высоты урожая. Как правило, чем больше урожай надземной массы, тем больше корневых и пожнивных остатков. Положительное значение корневых и пожнивных остатков заключается прежде всего в том, что они обо- 112
гащают почву перегноем, который служит энергетическим материалом для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, улучшает структуру почвы и ее физические свойства, а при разложении обогащает почву доступными для растений питательными веществами. Особенно велика роль бобового компонента многолетних траз в обогащении почвы азотом. Как известно, на корнях бобовых культур поселяются клубеньковые бактерии, способные фиксировать азот воздуха. По данным многих исследователей, в корневых и пожнивных остатках многолетних трав остается в почве в условиях нечерноземной полосы от 50 до 100 кг/га азота. В наших опытах, в частности на одном гектаре посева клевера и тимофеевки, осталось в корневых и пожнивных остатках 105 кг/га азота. При более высоком урожае количество азота в корневых и пожнивных остатках многолетних трав достигает 200—250 кг азота на гектар. Следует иметь в виду, что обогащение почвы азотом происходит не только за счет содержания его в корневых и пожнивных остатках. Еще большее количество азота содержится в надземной части многолетних трав, который после скармливания сена скоту вместе с навозом возвращается в почву. По данным одного из опытов А. Н. Тиунова, красный клевер при урожае сена в 56 ц/га содержал 439,43 кг/га азота, в том числе в надземной части 328,55 кг/га и в корнях 110,88 кг/га. Полагая, что многолетние травы одну треть азота взяли из почвы, а две трети из воздуха, А. Н. Тиунов считает, что клевер усвоил из воздуха в его опыте 354,23 кг азота. Из приведенных цифр видно, что многолетние бобовые травы представляют собой мощное средство обогащения почвы азотом за счет неисчерпаемых запасов атмосферы. Но положительная роль многолетних трав на плодородие почвы не ограничивается обогащением ее азотом: корни многолетних трав глубоко проникают в почву и перемещают в верхние слои кальций и другие питательные элементы. Кальций, перемещенный из более глубоких слоев почвы в пахотный слой, уменьшает в нем кислотность и увеличивает сумму поглощенных оснований. Так, в одном из опытов Фаленской опытной станции под влиянием 8 Н« С. Авдонин 113
культуры клевера гидролитическая кислотность снизилась с 7,50 м/экв. на 100 г почвы до 6,93, а сумма поглощенных оснований возросла с 11,19 до 14,40 м/экв. Наряду с этим увеличилась и емкость поглощения почвы с 18,69 до 21,33 м/экв. Многие опытные учреждения отмечали увеличение фосфорной кислоты в пахотном слое под влиянием многолетних трав. Однако следует иметь в виду, что в поле, идущем непосредственно после трав, количество доступной для растений фосфорной кислоты часто не возрастает, а иногда даже уменьшается. Объясняется это тем, что при культуре многолетних трав значительная часть фосфора переходит в органическую форму и временно становится недоступной растениям. В последующие годы органические остатки разложатся и фосфор перейдет в усвояемую форму. Под влиянием многолетних трав увеличивается бу- ферность почвы, емкость поглощения и другие свойства. Возделывание многолетних трав оказывает большое влияние на микробиологические процессы в почве. Положительная роль многолетних трав заключается не только в том, что на корнях бобовых культур размножаются клубеньковые бактерии. Корневые и пожнивные остатки многолетних трав представляют собой энергетический материал для почвенных микроорганизмов. Микробиологами Советского Союза и других стран установлено, что в ризосфере многолетних трав развивается в несколько раз больше микроорганизмов, чем в ризосфере других растений. Так, Стоклаза в ризосфере ржи на один грамм почвы обнаружил 30—40 млн. бактерий, а в ризосфере клевера и люцерны 70—120 млн.; советский ученый Ф. Н. Германов обнаружил в 1 г почвы без клевера 577,48 млн., а после клевера 927,65 млн. бактерий в 1 г почвы; без клевера было 12 тыс. клеток азотобактера, а после клевера 37 тыс. Другими советскими учеными неоднократно отмечалось, что азотобактер хорошо развивается в прикорневой зоне клевера и люцерны и часто погибает в зоне корней хлопчатника, пшеницы, кукурузы и других культур. Многочисленными исследованиями опытных станций Советского Союза установлено, что процесс нитрификации после многолетних бобовых культур идет значительно интенсивнее, чем после однолетних злаков. А усиление полезных для земледелия 114
микробиологических процессов, естественно, повышает эффективное плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных растений. Многолетние травы, как известно, являются одним из мощных факторов образования прочнокомковатой структуры. В структурной почве гармонически сочетаются два важнейших фактора жизни растений — вода и воздух. В бесструктурной почве после каждого дождя капилляры заполняются водой, а воздух вытесняется. Недостаток кислорода в почве наносит прямой вред растениям, так как он необходим для дыхания корней. При недостатке кислорода подавлены аэробные микробиологические процессы, которые, как известно, способствуют обогащению почвы усвояемыми для растений питательными веществами. Вода атмосферных осадков проникает в бесструктурную почву очень медленно и в значительной степени стекает в овраги и реки. В итоге бесструктурная почва не может в должной мере обеспечить растения одновременно и пищей и водой. Другая картина наблюдается в структурной почве. Прежде всего вода атмосферных осадков не стекает с поверхности структурной почвы, а полностью проникает в нее, и поэтому в структурной почве создаются запасы влаги. Структурная почва не только лучше накапливает влагу, но и значительно экономнее ее расходует, так как испарение воды с поверхности структурной почвы идет медленнее, чем с бесструктурной. Улучшение водно-физических свойств почвы под воздействием многолетних трав приводит к улучшению пищевого режима и в конечном счете способствует значительному повышению плодородия почвы и урожайности последующих культур. Среди целого ряда мероприятий, направленных на борьбу с эрозией почвы, видное место занимают многолетние травы. Каким образом многолетние травы повышают урожай последующих культур, видно из данных многих опытных станций. Так, на Псковской опытной станции в севообороте без клевера (пятиполье с картофелем) урожай соломки льна в первой ротации составлял 17,0 ц/га, а во второй 17,4 ц/га; в севообороте с клевером (шестиполье без пара) в первой ротации был получен урожай 22,3 и во 8* 115
второй 33,4 ц/га; в севообороте с клевером (шестиполье с чистым паром) урожай соломки льна по ротациям соответственно составлял 25„0 и 36,5 ц/га. Из этих данных видно, что урожай льна-долгунца в севообороте с клевером был значительно выше, чем в севообороте без клевера. Особое значение имеет то обстоятельство, что урожай соломки льна в севообороте с клевером во второй ротации был на 11,5 ц/га выше, чем в лервой ротации, в то время как в севообороте без клевера он оставался без изменения. Из этого и многих других опытов вытекает, что под воздействием многолетних трав систематически возрастает плодородие почвы. Многолетние травы не только повышают урожай последующих культур, но и весьма часто улучшают его качество. Особенно большое положительное влияние многолетние травы оказывают на качество урожая, в котором первостепенное значение имеют белковые вещества. У пшеницы, например, увеличение процентного содержания белка резко улучшает качество хлеба. Выращенная после овса яровая пшеница содержала в зерне 1,70% белкового азота, а та же пшеница, выращенная по обороту клеверлого пласта, содержала 2,41% белкового азота. Все вышеизложенное позволяет заключить, что многолетние травы при наличии высокого урожая имеют большое значение для земледелия. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ Для успешного возделывания многолетних трав так же, как и других культур, необходимо знать их биологические особенности. Из многолетних трав для условий нечерноземной полосы первостепенное значение имеют клевер красный и тимофеевка. Клевер красный представляет собой многолетнее бобовое растение с продолжительностью жизни 2—3 года. При благоприятных условиях клевер может жить 4—5 лет. В нечерноземной полосе наибольшее распространение имеет одноукосный клевер. В первый год жизни клевер растет медленно и при посеве под покровную культуру, как правило, не цветет. Корневая система клевера достаточно мощная, но по своим размерам значительно уступает корневой системе 116
тимофеевки. Длина корневых волосков у яслевера обычно не превышает диаметр корня, в то время, как у тимофеевки она в 5—10 раз больше диаметра корня. Максимальная часть корневой системы клевера (до 90% по весу) располагается в пахотном слое почвы (от 0 до 20 см), хотя часть его корней проникает довольно глубоко (до 125 и более см). Биологически клевер обычно не однороден; среди растений клевера имеются типично озимые, типично яровые и промежуточные формы. По данным Всесоюзного института кормов, до 30% растений современных типов культурных раннеспелых клеверов в центральной полосе Европейской части СССР развиваются по типу озимых, а позднеспелых от 40% и выше. Клевер принадлежит к числу растений длинного дня, т. е. плодоношение у него наступает только в условиях длинного дня. Растения, получавшие освещение в течение 10 часов, бутонов не образуют и не цветут. Клевер и тимофеевка предъявляют повышенные требования к влаге. Лучше всего клевер красный и тимофеевка растут и развиваются при 70—80% от капиллярной влагоемкости, в то время как оптимальная влажность для многих других культур равняется 60% от капиллярной влагоемкости. Обычно клевер и тимофеевка дают хорошие урожаи в районах с количеством атмосферных осадков не менее 400—500 мм в год. Требования клевера и тимофеевки к теплу невысокие: раннеспелый клевер (во время цветения) достигает первого укоса при наличии 700—900° активных температур (т. е. температур выше +Ю°С), а первый укос на сено у позднеспелого клевера наступает при наличии 900—1100° активных температур. При возделывании клевера на семена вегетационный период его увеличивается на 30—40 дней. До последнего времени было широко распространено мнение, что клевер может расти на самых разнообразных почвах. Однако это мнение ошибочно. Так, например, на многих почвах, обладающих излишней кислотностью, клевер не растет. Лучше всего клевер растет при рН от 6 до 7, но он может более или менее удовлетворительно расти и при рН от 5 до 5,5. Тимофеевка хорошо удается на почвах при рН от 5 до 6,5. Клевер и тимофеевка, как это показано в главе о кислотности почвы, наибольшей чувствительностью к кислой реакции отличаются в 117
первый период их жизни (около 40 д-ней). В последующее время вегетации их устойчивость к кислой реакции, как и многих других культур, резко возрастает. По своему отношению к питательным веществам клевер и тимофеевка отличаются весьма существенно. Клевер, как правило, в азотных удобрениях не нуждается. Следует, однако, иметь в виду, что развитие клубеньковых бактерий на корнях клевера находится в большой зависимости от кислотности и других свойств почвы. Наибольшее количество клубеньков образуется у хорошо развитого клевера. При выращивании клевера на кислых почвах клубеньковые бактерии развиваются плохо. В этих условиях, разумеется, и фиксация азота атмосферы идет слабо. Так, в опыте Е. В. Дьяковой и Е. Ф. Березовой на один грамм корней на кислой почве (рН 4,5) найдено 32 миллиона клубеньковых бактерий, а на той же почве при известковании (рН 6,3) — 180 миллионов. Из приведенных данных видно, что кислотность почвы оказывает очень сильное влияние на жизнедеятельность клубеньковых бактерий и на обеспеченность клевера азотом. Тимофеевка очень отзывчива на азотное удобрение. При внесении в почву азотных удобрений тимофеевка растет очень быстро и заглушает клевер. При недостатке в почве азота преимущество переходит к клеверу, который в этих условиях быстро растет и может основательно потеснить тимофеевку. Из калийных удобрений для клевера лучше всего подходят сульфаты. Удобрения, богатые хлором, на кислых почвах вредят клеверу. Отрицательное действие хлора объясняется тем, что он и непосредственно вредит клеверу и увеличивает подвижность алюминия и марганца в кислых почвах. Клевер и тимофеевка берут из почвы фосфора примерно столько же, сколько зерновые хлеба. Но при решении вопроса об удобрении многолетних трав фосфатами нужно исходить из того, что способность клевера усваивать труднорастворимые формы фосфора невелика; тимофеевка усваивает фосфаты почвы лучше, чем клевер. Следует, однако, иметь в виду, что способность клевера и тимофеевки усваивать труднорастворимые фосфаты меняется в связи с возрастом. US
По этому вопросу мы провели ряд специальных опытов, которые показывают, как изменяется способность клевера и тимофеевки использовать труднорастворимые фосфаты в разные периоды их жизни. Знание этих свойств многолетних трав не только необходимо для решения вопроса о внесении удобрений, но и помогает понять причину различного отношения клевера и тимофеевки к растворимым формам алюминия и марганца. По вопросу об усвоении труднорастворимых фосфатов в нашей стране проведена огромная и весьма ценная исследовательская работа. Д. Н. Прянишников и П. С. Коссович в многочисленных опытах установили, что отдельные растения обладают различной способностью усваивать труднорастворимые формы фосфатов. В своих опытах они вносили все удобрения до посева. О способности усваивать труднорастворимые фосфаты они судили по учтенному в конце вегетации урожаю. Такой подход к изучению вопроса не дает, однако, представления об изменении способности растений усваивать труднорастворимые формы удобрений в разные периоды вегетации. Для восполнения этого пробела мы провели в течение 1950—1951 гг. серию вегетационных опытов в песчаных и почвенных культурах, а также полевые опыты. При постановке параллельных опытов в песчаных и почвенных культурах имелось в виду выяснить влияние почвы на усвоение труднорастворимых фосфатов. В песчаных культурах усвоение фосфатов из труднорастворимых форм зависит только от физиологических особенностей растений, между тем как в почвенных культурах наряду с особенностями растений проявляется влияние почвы. В опытах с песчаными культурами применялась питательная смесь следующего состава (в г на 1 кг песка): NH4N03 — 0,240, KC1 — 0,150, Na2HP04.12Н20 — 0,100, NaH2P04. Н20 — 0,100, MgS04 — 0,500, CaCl2 — 0,360, НзВОз — 0,003 и лимоннокислого железа — 0,025. В варианте с труднорастворимой формой фосфатов растворимая форма заменялась эквивалентным количеством фосфоритной муки. Почва, на которой производился опыт с многолетними травами, имела следующие агрохимические показатели: рН солевой вытяжки 4,8, гидролитическая кислотность 3,7 м/экв. на 100 г почвы, обменная кислотность I»
0,25 м/экв., сумма поглощенных оснований —6,8 м/экв., фосфора по Кирсанову 6,2 Mir, гумуса по Тюрину 2,79%, подвижного алюминия по Пейве 1,3 мг на 100 г почвы. Фоном во всех вариантах с почвенными культурами служили сосуды, в которые вносилось азотное удобрение в форме сернокислого аммония из расчета 0,1 г азота на 1 кг почвы и калийное удобрение в виде хлористого калия в той же дозе. Фосфорные удобрения в почвенных культурах внесены в виде суперфосфата и фосфоритной муки из расчета 0,05 г Р205 на 1 кг почвы. Повторность в песчаных культурах соблюдалась четырехкратная, а в почвенных — пятикратная. В качестве подопытных растений использованы клевер красный и тимофеевка луговая. Наряду с учетом урожая в процессе роста в опыте с почвенными культурами производилась пересадка растений с одной формы фосфата на другую. С этой целью через 45 дней после появления всходов клевер и тимофеевка в почвенных культурах были пересажены в другие сосуды, имеющие те формы фосфатов, которые предусмотрены схемой. Так, например, растения, выращенные в течение первых 45 дней их жизни на растворимой форме фосфатов (на суперфосфате), пересаживались в сосуды с фосфоритной мукой. В тот же срок производилась пересадка и во всех других вариантах (для того, чтобы исключить влияние пересадки как таковой). Пересадку растения перенесли очень хорошо и быстро прижились. Результаты опытов в песчаных культурах изложены в таблицах 64 и 65. Из таблицы 64 видно, что по фосфоритной муке клевер в течение первого года жизни рос очень плохо, а урожай его составлял всего 20—21% от урожая по растворимым фосфатом. Во втором году жизни клевера его способность усваивать труднорастворимые фосфаты значительно возросла. При этом способность клевера усваивать труднорастворимые фосфаты в первой половине вегетации второго года жизни была ниже, чем во второй' половине. Это подтверждается как урожайными данными, так и результатами химических анализов, из которых видно, что клевер в течение первого года жизни очень слабо усваивал фосфор из фосфоритной муки, а во втором году жизни эта его способность реэко возросла, 120
3 I о. SB s ■8 я a. о •& о о a в •& о О .& I О. О) в Ч s О О) s свое л се >> О и ОДНО * S В а> се о. (X) 8 1 X § > tj ееОв о о U ч ffl •dxHOH xo % а С* S СО (оахээтпэа эохЛэ вн % а) ^o'd держа- Р.О-, в тениях о л <■> о о ее о о. Birodx -нон хо % а 2 со (оахээтпэа эохЛэ | вн % а) ^o5d 5:° с?2 iOai 3 «<о О. о Ч«й о о CJ Ч 0Q Birodx -нон хо % а ■£— £ (оахээтпэа эохЛэ вн % e)-ocd f* X u =«5 i— > X u —<Ю l« S2 «3? 0Q U 0Q 2S 00 0Q _? СО 00 «£ ю ее s с о се S X О О о 00* со о о о CN 3 со со о о о О) t^ <N 3 О о о ~* со CN —-• О о ""* -^ CD ^ О о ч—1 t^ о О О О —* Ь- to о н ев О •8* «я 8* В О & 1 00 t^ оо~ см О CD 3 О) со" со см о 00 ь- см (N о 8 о" о 00 «—4 <л ю со ю t^ ч*1 СМ CN со СМ S ,_, —н о се >> S в Я Он 1 , - ^^________ — 121
8 «J S >» 2 •s о S н Я о. о •е* о о о. в ■е- о в «& « о со <и CU •©• о S 132 о оГ s <=> ю Вес растений с одного сосуда 17/VII-1951 г. 11/Х-1950 г. 24/VII-1950 г. 17/VII- 1951 г. и § 7 X 24/VII- 1950 г. содержалось Р200 в растениях Kirodx -нон хо % а ю ! (оахээтпэа эох -Лэ вн % a) <jord содержалось Р203 в растениях Birodx -нон хо % а S .во (оахээтпэа эох -Хэ вн % a) cord содержалось Р20^ в растениях Birodx -нон хо % а и S ю (оахээтпэа эохЛэ вн % a) 4or'd и а со с* в Схема опыта 15,01 100 22.12 147 100,75 100 0,27 48.87 48.5 П.29 ' 0,42 0,45 о —» о см ^ О со —< 00 О ^ хс о* с о ь- о со 5,56 7,63 о ю о ^ 23,99 10,86 о со о со 0,83 П. 28 Воднорастворимый фосфат • . , • Фосаэооитная мука ..__... и *
достигнув максимума к концу вегетации. В сумме за два года клевер в условиях песчаных культур из фосфоритной муки использовал фосфора почти в два раза меньше, чем из растворимых фосфатов (53,2%). Способность тимофеевки усваивать фосфор из труднорастворимых фосфатов в течение вегетации также изменяется. В условиях песчаных культур тимофеевка, как и, многие другие культуры, обладает наименьшей способностью усваивать фосфор из труднорастворимых фосфатов в первый период жизни. Урожай тимофеевки по фосфоритной муке по сравнению с урожаем по растворимым фосфатам составил при первом укосе 33%, при втором 45%, а во втором году жизни 137%. Урожайные данные полностью согласуются с результатами химического анализа растения, из которых видно, что при первой уборке (24/VII— 1950 г.) растения содержали 0,50% Р205 по сравнению с 0,78% по растворимым фосфатам. К концу первого года жизни и во втором году содержание фосфора в тимофеевке по фосфоритной муке практически не отличалось от содержания в ней по растворимым фосфатам. Результаты опытов в почвенных культурах изложены в таблицах 66 и 67. В почвенных культурах особенности растений по усвоению фосфора из труднорастворимых фосфатов выясняются менее отчетливо, потому что кислая дерново-подзолистая почва независимо от растений способствует переходу фосфора фосфоритной муки в растворимую форму. Однако основные особенности фосфатного питания клевера и тимофеевки сохраняются и при выращивании их в условиях почвенных культур. Так, клевер усвоил фосфора из фосфоритной муки по сравнению с усвоением из суперфосфата: 21/VII 1950 г.—57,6%, 13/Х 1950 г.—82,6%, а 17/VII 1951 г., т. е. на втором году жизни,—133%. Из сопоставления этих цифр ясно, что способность клевера усваивать фосфор из труднорастворимых фосфатов в связи с возрастом изменяется. Наименьшей способностью усваивать фосфор из труднорастворимых фосфатов клевер обладает в первом году жизни, а на втором году он хорошо усваивает фосфор и из труднорастворимых фосфатов. 123
в s 05 3 9 я о. 0> Б 4) 2 s w a a CQ s *s — S I o* & ■& о о •& i a 4> Ю a> 4 S s g 09 124 о 0) 5 a> CBO >> - > - - С 05 1 X CO о Ю 05 > 1 U e<3 >> одного сое и s я f- <■> a. <-> CQ О J, > t^* u 1 X « u R и > J IS X Зол Зол со ~5« 1 ю£* s со (ояхээтэа эох -Хэ вн -% я) bocd лО s ая- * |5л Зол со ах « ^о 5 J ю^? 1 о S со (0Я1ЭЭТПЭЯ ЭОХ -Ло вн % а) eo5d «О s лР-1 3§л со ^о* Ж 2?о ч X О ■б* d S со (ояхээтпэа эох -Хэ вн % я) -0cd ^ со 00 £? со и со * a U л н 3 с о 2 CN о> CN О О »-* СО о (N t^ со ^ П< СО О о со $ со оо *—1 о" ^н ьГ ел _« 1^ 00 t^ <П СО 00 о 00 со о X £ *&• § Он 1 & 1 tt о о со 8 *■—• 8 о 8 1—1 Tf« ОО 00 rf О О О СО 00 ч* СО о о о ~* а> О О о «-Н ^ о о '~н со о • • н сЗ о 3: a> е >> и со* со со »-н 5 о" со 00 со ю о ТР о со ь. ю о 00 of о*4 ю со" (N »—i т*« СО СО 00 <N О* О OI 1^ S о а >> са S I a о 6» «-Н СО О со о* ■^ \о *-• ср ^ со ю см о* о о со 00 •^ со о"4 ^ о 1-^ о 85 о <м » ^ со *-н 8 ^^ СО о о, JL № «- о 9* • «sg •e-a.^ • о си у о со сь д g >» U
s s w s § ж a> 4> 2 ж w ctf q | 3S~ ело S.2 s 2 e о * S s a> s X <L> О CO о ^ л SO «ч ^« О (оахээтэа эох -Хэ вн % а) so5d «OS g о a (оахээтпэа эох -Лэ вн % а) so5d SO: | О О. ю н н о (оахээшэа эох -Лэ вн % а) so5d см 00 СО О о 00 8 О to со 00 со о о со S о со со 1> § ч 8. I о о •8* с 6* Я Ё Он о •в* 8 е со со О СО ю t^. <N О — ел СО CM Ю СО о со со ю со CN О 8 ""* оо ю см ю t^. о <N ел ю ел СМ О о о t^ а ел со о со со 1^ 1—» со о о см 1^ со о S 8 СЛ 8 «-Ч со см ел ю ел СЛ оо о ,""< ,99 о о о ,"н ю со V—1 см о о '""' ,96 о СО <ф о со "^ о см со о ,99 о о rt« *""• о г^ ч* см 12 о ~ о о о Si S 2 m «St: *0«CVw О <L> g g я 3 >» 125
Тимофеевка (табл. 67) на кислой дерново-подзолистой почве использовала фосфор из фосфоритной муки так же хорошо, как из суперфосфата. Сравнение результатов опыта в песчаных и почвенных культурах показывает, что тимофеевка обладает значительно большей способностью усваивать фосфор из труднорастворимых фосфатов, чем клевер. Слабую способность клевера использовать труднорастворимые фосфаты в первый период их жизни необходимо учитывать при построении системы удобрений. Внесение растворимой формы фосфора в рядки должно повышать урожай клевера, так как при этом растения будут обеспечены доступным им фосфором в тот период,, когда они меньше всего способны его усваивать из почвы. Этим и объясняется высокий эффект от внесения суперфосфата в рядки под многолетние травы. Результаты нашего полевого опыта по этому вопросу изложены в таблице 68. Таблица 68 Влияние рядкового внесения суперфосфата на урожай травосмеси (клевера и тимофеевки) Схема опыта Без рядкового удобрения В рядки внесен суперфосфат из расчета 10 кг/га Р2Об 1950 в ц/га 26,6 37,1 Урожай сена г. в % 100 139,8 1951 г. в ц/га 50,2 60,0 в % 100 119,6 Аналогичные результаты с высоким действием рядкового способа внесения суперфосфата получены и другими опытными учреждениями. Клевер и тимофеевка обладают разной устойчивостью при возделывании их на кислых дерново-подзолистых почвах. Клевер, как известно, часто выпадает на кислых почвах, между тем как тимофеевка обладает большей устойчивостью; мы считаем, что в данном случае существенное значение имеет разная способность этих растений усваивать труднорастворимые фосфаты. Более выси-кая способность тимофеевки усваивать труднорастворимые фосфаты почвы позволяет ей легче 126
переносить кислую реакцию среды и подвижные формы алюминия. Выше было показано, что кислая реакция среды и подвижные формы алюминия нарушают углеводный и белковый обмен в растениях. Фосфор действует в противоположном направлении, так как он ослабляет вредное действие кислой реакции и подвижного алюминия, а также улучшает углеводный и белковый обмен в растениях. Поэтому усиленное фосфатное питание вообще и внесение суперфосфата в рядки, в частности, способствует не только повышению урожайности многолетних трав, но и их устойчивости при перезимовке и в другие периоды. Продолжительность жизни многолетних трав колеблется от 3 до 5 и более лет. В течение этого времени производятся неоднократные сборы урожая, для образования которого требуется большое количество питательных веществ. Наибольшее количество питательных веществ многолетние травы потребляют в период стеблеобразования. Эти особенности многолетних трав необходимо учитывать как при внесении удобрений до посева, так и в период вегетации. О ПРИЧИНАХ ВЫПАДЕНИЯ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ По вопросу о возделывании многолетних тра|ги выяснении причин их гибели имеется обширная литература. Достаточно сказать, что только за последние года в Советском Союзе издано четыре тома рефератов и списков работ по многолетним травам. Среди этих работ имеется немало и таких, которые посвящены выяснению причин гибели многолетних трав в нечерноземной полосе СССР. Основанием к проведению работ по выяснению причин гибели многолетних трав было требование производства, которое часто терпело большой убыток от гибели многолетних трав. Несмотря на большое количество работ в этом направлении, эффективных мер по борьбе с выпадением многолетних трав до последнего времени «не предпринималось. Выпадение многолетних трав чаще всего наблюдается при перезимовке. В связи с этим до самого последнего 127
времени главной причиной -выпадения многолетних трав считалось их вымерзание и выпревание. В то же время не придавалось должного значения влиянию свойств почвы на выпадение многолетних трав. Более того, многие видные ученые, например профессор П. И. Лисицын, считали, что свойства почв не оказывают влияния на устойчивость многолетних трав. П. И. Лисицын считал, что клевер относится к почвам совершенно безразлично и что районы возможной его культуры ограничиваются, во всяком случае, не почвой. По его мнению, для клевера нет непригодных или неподготовленных почв, если условия «влажности отвечают требованиям прорастания. Гибель многолетних трав П. И. Лисицын связывал с климатическими факторами, глубиной залегания корневой шейки и другими свойствами самих растений. За последние годы нами был проведен ряд исследований на агробиологической станции МГУ, а также наблюдений за посевами многолетних трав в производственных условиях, которые позволяют объяснить причины гибели многолетних трав с иной точки зрения. Состояние и урожаи многолетних трав в условиях нечерноземной полосы бывают очень пестрыми: наряду с хорошим состоянием травосмеси нередко встречаются участки, где клевер выпал полностью, а тимофеевка, хотя и сохраняется, но растет очень плохо. Такая пестрота наблюдается в одном хозяйстве при более или менее одинаковых температурных условиях. Вопреки мнению, изложенному в монографии Всесоюзного института кормов «Красный клевер», выпадение клевера весьма часто встречается в западинах, где снежный покров обычно больше и температура выше. Прямое действие низких температур здесь проявляется меньше, а выстадение клевера наблюдается чаще. Такого рода явление мы наблюдали и в колхозах Московской области и на посевах учебного хозяйства агробиологической станции МГУ. В 1950 г. на агробиологической станции на площади 10 га был произведен посев клевера и тимофеевки в одном из полей севооборота. Посев произведен в течение одного дня при одинаковой агротехнике на всей площади. Всходы появились всюду более или менее одинаковые, но сохранение растений в течение первого года жизни, 128
и в особенности при 'перезимовке, было резко различным. В одних местах поля очень хорошо росли и тимофеевка и клевер. В других местах росла только тимофеевка, а клевер полностью выпал. И наконец, в третьих местах полностью выпали не только клевер, но и тимофеевка. Температурные условия в местах, где выпали клевер и тимофеевка, были не хуже, а даже лучше, чем там, где они сохранились, так как в местах выпадения клевера и тимофеевки снежный покров был выше, чем в тех местах, где многолетние травы полностью сохранились и дали хороший урожай. Наличие большого разнообразия в перезимовке клевера и тимофеевки говорит о больших различиях почвенных условий данного поля. Для выяснения особенностей почвенных условий мы провели в 1951 и 1952 гг. агрохимический анализ почв в местах с разной степенью выпадения многолетних трав. Результаты анализа изложены в таблице 69. Еще большее выпадение многолетних трав наблюдалось при второй перезимовке. (Из приведенных данных видно, что выпадение многолетних трав связано со свойствами почв, на которых они растут. По нашему мнению, температурный фактор или так называемое «вымерзание» имеет второстепенное значение; во всяком случае, он проявляет свое действие в зависимости от того, в каких условиях были растения в теплое время года и в каком состоянии они пошли под зиму. Мнение П. А. Сергеева, изложенное в монографии Института кормов, посвященной клеверу, согласно которой на бугристых местах в холодные зимы получается сильное изрежи- §ание клевера, не находит подтверждения во всех случаях. В наших опытах самое лучшее сохранение клевера и наилучший рост его наблюдался именно на бугристых местах, а места с полной гибелью клевера и тимофеевки наблюдались в западинах. В свете изложенных в настоящей работе данных это явление вполне объяснимо. На бугристых местах процесс почвообразования шел иначе, чем в западинах. Атмосферные осадки и талые воды с бугристых мест в значительной степени стекают и поэтому меньше выщелачивают почву, между тем как в западинах, наоборот, воды накапливаются, просачиваются в почву и сильнее выщелачивают ее. 9 Н. С. Авдонин 129
3 со § яю X О -я 2 сз s g s s « н ев с; 5 >> « g, В са т о н о •S о со в) К X R S ч со чвы о с « S <•> S о, f-1 « Л се к мическа охи чвы о 100 * г почвы 8 ее м-экв СО о н и <и компон юсмеси о н о и эаиэц ои м AjoAdi ou eozd Лаонвэ(1и>1 on 9o?d < с S иивинваонэо аьои ихэон -нзтпиэвн чнэиэхэ иинваонэо Х1ян -H9ttl0IM0U ВУШЛэ qiDOHioiroHH ВВННЭИ90 Ч1Э0Н101ГЭИЯ ВВЛЭЭЬИ1И1Г0б1ГИЛ ИЯЖВ11Я8 yoaairoo ud ичие елька 5 со к а rt * СО •& о ТИМ си о> ВО j ч * о со CD 6 CD СО со" со н 03 н л ч >> со О) а* S -* ю тг ^ СО 00 <J> "Ч Г"* ю ^ ю со ч« ,__, rt« 0 00 ю ^ ю со со •^ ю CS| 0 ^-и 00 CD CD *"* со Ю СО о ю со ^ 1^ о Вз CD 00 Tf CM CO ю CN fH a • ь» ^ CN "* CD <N CM CD CN ^ CD *"* 8 r^ Ю Tt< 0 CN CO 10 ~ CN Ю *»■* 5 CD CD CN CO CN CM o> 4* CN cb Ю CN О 00 10 -Ф I о X «я к 3 I § 1! к CO 22 н S ч £ « 5 о £ •я 3 ю СЗ о и s с ■8 Я Sg. 9 X 130
увеличивая кислотность, содержание подвижного алюминия и т. д. Поэтому в наших опытах и наблюдалось усиленное выпадение многолетних трав в пониженных элементах рельефа. Влияние почвенных условий на стойкость клевера красного отмечено Е. В- Дьяковой. Она обследовала производственные посевы в колхозах Московской области и пришла к выводу, что клевер и люцерна хорошо развиваются при содержании в почве лишь до 2 мг подвижного алюминия на 100 г абсолютно сухой почвы. При этом обменная кислотность почвы не превышает 0,1 м/экв. на 1 кг почвы, а рН почвы равна 5,1—5,2 (в КС1). При содержании в почве 3—4 мг подвижного алюминия обменной кислотности почвы 0,5 м/экв. и рН 4,8 отмечается угнетение клевера и люцерны, которое усиливается при 7—8 мг подвижного алюминия; при 10—12 мг алюминия клевер бывает сильно угнетен и к осени первого года жизни в значительной степени изрёживается. Следует иметь в виду, что агрохимические показатели почв, при которых клевер не может расти, нужно считать приближенными, так как устойчивость клевера и других культур к алюминию, марганцу и другим неблагоприятным факторам зависит от целого ряда обстоятельств. В наших опытах было показано, что нормальное и усиленное питание растений фосфором не только ослабляет вредное действие алюминия и марганца, но в ряде случаев и полностью устраняет его. . Наблюдения за состоянием растений в поле и агрохимический анализ почвы позволяют лишь сопоставлять устойчивость растений с агрохимической характеристикой почвы. Утверждать же на основании этих сопоставлений, что устойчивость растений зависит от количества алюминия или марганца нельзя, так как совпадение гибели растений с повышенным количеством подвижных форм алюминия и марганца может быть случайным. Для окончательного ответа на этот вопрос нужны прямые опыты, в которых алюминий, марганец и другие элементы вносились бы в почву. Кроме этого, наряду с подвижными формами алюминия и марганца необходимо учитывать влияние кислой реакции без участия подвижных форм алюминия, марганца и других элементов. Между тем в полевых условиях наряду с увеличением кислотности почвы возрастает количество подвижных 9* 131
форм алюмийия, марганца и изменяется целый ряд других -свойств почв. Поэтому мы предприняли целую серию вегетационных исследований, в которых отдельно изучалось влияние кислой реакции среды, подвижных форм алюминия, марганца и других факторов, оказывающих влияние на устойчивость многолетних трав. Особое внимание было обращено на изменение зимостойкости многолетних трав в зависимости от свойств почвы при различных температурных условиях. Первый опыт был заложен в 1950 г. на трех почвах, резко отличающихся друг от друга <по кислотности и степени окультуренности. Агрохимическая характеристика этих почв дана в таблице 70. Таблица 70 Агрохимическая характеристика почв, на которых проведен опыт с травосмесью клевера и тимофеевки Дерново-подзолистые почвы Сильнокислая . . Среднекислая . . Окультуренная . . рН водной вытяжки 5,8 5,9. 7,0" солевой 4,5 4,8 | 5,2 м.-экв. на 100 г почвы гидролитическая кислотность 4,7 3,7 1,2 сумма поглощенных основании 5,4 6,8 25,8 степень насыщенности (в %) 53,4 64,7 95,5 гумус (в %) 2,08 2,79 6,12 мг на 100 г почвы Р20, по Кирсанову 5,0 7,0 25,0 калий по Пейве 4,0 4,0 12,2 Как видно из таблицы, первая почва — сильнокислая, вторая — среднекислая, а третья—окультуренная огородная почва. На этих почвах в 1950 г. заложен опыт, который представляет интерес для выяснения вопроса о причинах выпадения многолетних трав. Частичные результаты этого опыта изложены в таблице 71. Одинарная доза марганца и алюминия равнялась 8 мг на 100 г почвы, а одинарная доза азотных, калийных и фосфорных удобрений 0,1 г действующего вещества на 1 кг почвы. Фосфор внесен в виде суперфосфата, азот в виде сернокислого аммония и калий в виде 30% -ной калийной соли. Кроме аммиачной формы азота и хлоридов калия, в опыте были варианты с нитратами и сульфатами. 132
Таблица 71 Влияние свойств почв и удобрений на выпадение антов о* еа многолетних траЕ Схема • 1 Сохранилось растений (в % к исходному количеству) при уборке в октябре 1950 г. тимофеевка клевер весной 1951 г. (5/V) тимофеевка клевер при уборке 1951 г. (25/VII) тимо- кле- феевка вер А. Кислая почва О N К NK . . . ," NK (три дозы) . . . . . NK(NaN03) NK(K2S04) NK (NaN03 + K2S04). . NK[Ca(N03)2 + K2S04] 3NK[Ca(N03)2 + K2S04] NK + суперфосфат . . . NK + известь по гидролитической кислотности . NK + MnS04 NK + MnCl2 NK + A12(S04)3 NK + AICI3 NK + FeCl3 NK + MnCl2 (10 доз)1 . NK + A1C13 (10 доз)*. . NK + MnCl2 (10 доз + + известь по гидролитической кислотности)1 NK + A1C13 + известь по гидролитической кислотности 3 100 100 100 100 100 lOQ 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 0 80 20 40 60 0 60 20 80 60 60 40 80 0 0 0 0 0 0 0 0 0 100 100 40 100 60 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 0 0 0 0 20 о 0 0 0 40 20 60 60 60 ! 0 80 0 0 0 0 0 0 0 0 0 100 100« 40 100 40 100 100 80 100 100 100 1 100 100 80 100 80 100 0 0 0 0 1 Б. Среднекислая почва О N К NK 3NK (три дозы) 100 100 100 100 100 100 80 60 60 0 100 100 100 100 100 60 40 40 60 0 100 | 100 100 100 | 100 1 20 0 о о о 40 20 60 60 60 0 60 0 0 0 0 0 0 0 20 0 0 40 0
Продолжение Схема Сохранилось растений (в % к исходному количеству) при уборке в октябре 1950 г. тимофеевка клевер весной 1951 г. (5/V) тимофеевка клевер при уборке 1951 г. (25/VII) тимофеевка клевер 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 3NK[K2S04-fCa(N03) NK + суперфосфат NK + MnS04 . . NK + MnCl2 . . . NK + A12(S04)3 . NK + AlClg . . . NK + AlClg (10 доз) 2 NK + MnCl2 (10 доз) 1 100 100 100 100 100 100 0 0 60 60 40 20 20 20 0 0 100 100 100 100 100 100 0 60 I 60 60 40 20 20 20 0 О 100 100 100 100 100 .100 О 60 В. Окультуренная почва О N К NK NK (три дозы) . . NK + суперфосфат 10б 100 100 100 100 100 100 100 100 100 60 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 60 100 100 100 100 100 100 100 40 20 0 0 20 0 О О 100 100 100 100 60 100 После укоренения растения в сосудах были прорежены; в каждом сосуде оставлено по 5 растений клевера и по 5 растений тимофеевки. Сосуды этого опыта на зиму зарывали в почву. Снежный покров чад сосудами был нормальным и достигал 70 см. Зима 1950/51 г. была типичной для условий Подмосковья. Средняя температура равнялась в декабре 6°, в январе 12°, в феврале 12,9°, в марте 4,5°. Абсолютный минимум в январе равнялся 28,7°. Зимой 1951/52 г. сосуды с многолетними травами так же, как зимой 1950/51 г. были зарыты в почву. Снежный покров в зиму 1951/52 г. достигал 1 м, в течение зимы 4 раза в сутки проводились наблюдения за температурой в зоне узла кущения многолетних трав. В связи 1 Всходы клевера появились, но вскоре погибли, осталась одна тимофеевка. 2 Всходов не было. 3 Появились всходы клевера и тимофеевки, но вскоре погибли. 134
с большим снежным покровом температура в зоне узла кущения не опускалась ниже 1° мороза. Таким образом, условия перезимовки были вполне нормальными и совершенно одинаковыми для всех вариантов опыта. Однако растения перезимовали весьма различно. Прежде всего следует отметить, что выпадение многолетних трав имело место не только зимой, но и в другие периоды. В наших опытад гибель многолетних трав наблюдалась в следующие периоды. В одной серии опытов погибли прорастающие семена, не даз всходов. Это явление наблюдалось при внесении в почву десятикратной дозы хлористого алюминия. В этом случае создана среда, при которой не может расти не только клевер, но и тимофеевка. Во второй серии опыта появлялись всходы клевера и тимофеевки, но через 10 15 дней погибали и клевер и тимофеевка. Такое явление наблюдалось при внесении десятикратной дозы алюминия на фоне извести (табл. 71, вариант 21). В третьей серии опыта появлялись всходы клевера и тимофеевки, но клевер через 10—15 дней выпал и осталась одна тимофеевка. Такое явление наблюдалось в наших опытах при внесении тройной дозы азотно-калийных удобрений (в форме сульфатов аммония и 30%-ной калийной соли) на кислых почвах и при внесении десятикратной дозы марганца. В четвертой серии опытов получены нормальные всходы клевера и тимофеевки, но клевер постепенно выпадал в течение первого года жизни в период от прореживания растений, произведенного в 36-дневном возрасте, до уборки, произведенной 5 октября 1951 г. Такое явление наблюдалось на кислых почвах без внесения удобрений и в очень широких размерах при внесении различных минеральных удобрений» В пятой серии опыта многолетние травы выпадали в процессе перезимовки. Наконец, в некоторых вариантах многолетние травы выпадали и после перезимовки, т. е. весной и летом второго года жизни. Такое явление наблюдалось не только в вегетационных опытах, изложенных выше, но и в полевых опытах аспирантки Л. С. Каплуно- вой. В этом опыте были варианты с внесением азотных и других удобрений в рядки. На первом году жизни много- 135
летних трав внесение азотных удобрений под клевер и под тимофеевку привело к некоторому ослаблению клевера и к усилению тимофеевки. Однако клевер перезимовал вполне удовлетворительно. Но на втором году жизни, когда летом (1951 г.) в течение 45 дней стояла засуха, тимофеевка, хорошо развившаяся под влиянием азотных удобрений, заглушала клевер. В результате клевер под влиянием засухи, высокой температуры и угнетения тимофеевкой погиб (засох) на 30—40%. Между тем в других вариантах того же опыта выпадения клевера не было. Большой интерес представляют полевые опыты Л. А. Лебедевой, в которых проводилось наблюдение за временем выпадения клевера. Результаты этих наблюдений приведены в таблице 72. Таблица 72 Влияние свойств почв на выпадение клевера Удобрение под покровную культуру Количество растений на 1 пог. м июнь 1952 г. август 1952 г. май 1953 г. То же в % (за 100 принято количество растений в июне 1952 г.) июнь 1952 г. август 1952 г. май 1953 г. На кислой слабоокультуреиной почве Без удобрений К NPK 28 , 24 30 И 8 15 6 3 8 100 100 100 39,3 33,3 50,0 21,4 12,5 26,7 На той же почве, но получившей в 1951 г. известь по гидролитической кислотности и навоз 30 т/га Без удобрений К NPK | 29 [ 32 ! 27 26 26 17 25 26 15 100 100 100 89,7 81,6 63,0 | 85,2 81,6 55,7 Из таблицы видно, что наибольшая часть клевера выпала на кислой почве после появления всходов в период с высокой температурой (июнь—август). В зимний период на этой почве продолжалос1 дальнейшее выпадение клевера. В результате после перезимозки на кислой почве сохранилось 12,5—27,6% растений. Между тем на почве, получившей в 1951 г. известь и навоз, сохранилось №
(в вариантах без азотных удобрений) 81,6—85,2% растений. При этом выпадения растений зимой почти не было. Таким образом, изложенный материал показывает, что выпадение многолетних трав происходит не только зимой, но и в другие периоды и находится в тесной зависимости от свойств почв и внесенных удобрений. В изложенных опытах температурный фактор был одинаковым для всех вариантов, но выпадение многолетних трав проходило весьма различно. Большое разнообразие в устойчивости трав зависело от кислотности почв, наличия в них растворимых форм алюминия, марганца и железа, от видов и форм минеральных удобрений и от известкования. Решающим фактором устойчивости многолетних трав является окультуренность почвы. Как видно из таблицы 72, на окультуренной почве прекрасно сохранились в течение всего периода жизни не только тимофеевка, но и клевер. Между тем на кислой дерново-подзолистой почве имело место массовое выпадение клевера и частично тимофеевки. Окультуренность почвы оказывает очень большое влияние не только на устойчивость и на урожай многолетних трав, но и на соотношение клевера и тимофеевки. Так, на окультуренной почве клевер составил 53,1%, на средне- кислой 19,6%, а на сильнокислой всего 14,8% от общего травостоя. Окультуренные почвы, оказывающие очень большое влияние на устойчивость и урожай многолетних трав, характеризуются слабокислой или нейтральной реакцией среды, большим запасом доступных растениям питательных веществ, отсутствием или малым количеством подвижных форм алюминия, наличием интенсивных микробиологических процессов и другими свойствами, оказывающими благоприятное действие на растения. Неокультуренные дерново-подзолистые почвы обладают повышенной кислотностью и целым рядом других неблагоприятных свойств. Для того чтобы подробнее изучить влияние различных факторов на устойчивость многолетних трав, мы провели ряд специальных исследований с целью изучения влияния реакции среды, агрохимических свойств почв, удобрений, известкования и покровной культуры на перезимовку многолетних трав. 137
О влиянии реакции среды на перезимовку многолетних трав можно судить по изложенным выше опытам; выпадение многолетних трав было тем больше, чем кислее почва. На сильнокислой почве клевер почти полностью выпал, а на окультуренной почве огородного типа он полностью сохранился. То же наблюдалось и в полевом опыте. На кислой неизвесткованной почве (рН 4,6) клевера сохранилось 21,4%, а при внесении извести — 85,2%. Кислотность после внесения извести в данном опыте понизилась до рН 6,4. Однако в почвенных условиях на перезимовку многолетних трав оказывали влияние не только реакция среды, но и другие факторы, в частности, подвижные формы алюминия, количество которого возрастает вместе с подкисле- нием почвы. Поэтому мы провели специальные опыты в песчаных культурах, где изменялась реакция среды в разные периоды роста и развития растений, а количество подвижных форм алюминия, марганца и железа оставалось постоянным. Как показано выше, отношение многолетних трав к кислой реакции среды в связи с возрастом меняется. В первом году жизни многолетние травы обладают наибольшей чувствительностью к кислой реакции в течение первых сорока дней. В последующее время растения сравнительно легко переносят и кислую среду. Но из этого не следует, что кислая реакция и другие неблагоприятные условия, которые перенесли растения в первом году жизни, не окажут влияния на их перезимовку. В приведенных выше опытах многолетние травы были убраны и проанализированы, а вегетационные сосуды с корневой системой и небольшой розеткой оставлены для наблюдений и учета урожая на втором году жизни многолетних трав (в 1951 г.). Для того чтобы приблизить условия перезимовки многолетних трав к естественным, сосуды были зарыты в почву с таким расчетом, что корневые шейки растений располагались на одном уровне с поверхностью почвы. Сосуды со всех сторон (кроме верха) были присыпаны почвой. Весной 1951 г. растения начали отрастать, но далеко не во всех сосудах. Люцерна перезимовала только в тех сосудах, в которых реакция среды в течение всего первого года жизни поддерживалась ца т
уровне рН 7,0. В первом году жизни люцерна при нахождении ее при рН 4,5 в возрасте от 60 до 80 дней дала такой же урожай, как и при нахождении ее «при рН 7,0 весь период вегетации. Но в течение зимы эти растения полностью погибли. Растения, находившиеся при рН 4,5 в период от 60 до 80 дней, в конце первого вегетационного периода были не хуже контрольных, а к началу второго вегетационного периода они погибли, в то время как растения, выращенные при рН 7,0, полностью отросли -и развивались нормально. Температурные условия в течение зимы были одинаковыми для всех растений. Из этого следует, что зимостойкость растений находится в очень большой зависимости от реакции среды, при которой их выращивали в первом году жизни. Подтверждением сказанного может служить опыт с люцерной, заложенной в 1951 г. на кислой почве (рН 4,8) при внесении различных минеральных удобрений и извести. В течение первого года жизни количество растений во всех вариантах опыта было одинаковым, но после перезимовки картина резко изменилась. На рисунке 20 люцерна изображена после перезимовки (июль 1952 г.). Растения на почве без удобрений и известкования росли плохо. При этом в процессе перезимовки сохранилось около 20% растений, а остальные погибли. Немногим лучше были растения и по калийному удобрению. Во всех случаях, где были внесены азотные удобрения и сочетание азотных удобрений с калийными, растения при перезимовке нацело погибли. Иная картина наблюдалась при внесении извести, при которой люцерна не только перезимовала, но и прекрасно росла и развивалась. Этот опыт также показывает, что кислая реакция среды является одной из очень важных причин выпадения многолетних трав. Не менее интересные результаты получены в опыте с клевером и тимофеевкой. На рисунке 21 представлены фотографии растений и сосудов, сделанные в конце мая 1951 г., т. е. в начале второго года жизни многолетних трав. Растения, находившиеся в течение первого года жизни при рН 7,0 (сосуд 62), полностью отрасли и развивались вполне нормально. При этом сохранились и тимофеевка и клевер. Иная картина наблюдалась в сосудах, где растения в первом году жизни находились при рН 4,5. Если к концу первого вегетационного периода тимофеевка, находившаяся при рН 4,5 в возрасте qt 60 до 8Q дяей, дала такой же W
урожай, как и контрольные растения, а клевер этого варианта дал урожай равный 61,2% от контроля, то к началу второго вегетационного периода они полностью погибли. При этом погиб не только клевер, но и тимофеевка, погибла тимофеевка и в варианте, где реакция среды изменялась постепенно от рН 7,0 до рН 3,5. Тимофеевка в этом варианте к концу первого года жизни дала такой же урожай, как и при выращивании ее при рН 7,0 весь период вегетации. Во время з'имы тимофеевка этого варианта полностью погибла (см. рис. 21, сосуд 7). Большой интерес представляет тот факт, что тимофеевка, выращенная при рН 4,5 в период от 20 до 40 дней, полностью сохранилась. Между тем в первом году жизни растения этого варианта сильно страдали и урожай их составлял всего 11,5 % от контроля. Тимофеевка, находившаяся при рН 4,5 в период от 40 до 60 дней в первом году дала урожай лучше, чем тимофеевка, выращенная при рН 4,5 в возрасте от 20 до 40 дней, но сохранилась во время перезимовки значительно хуже. А растения, выращенные при рН 4,5 в возрасте от 60 до 80 дней и давшие нормальный урожай в 'Первый год жизни, как видно из рисунка 21 (сосуд 6), полностью погибли. Таким образом, плохо развитые растения сохранились при перезимовке, а внешне вполне нормальные и хорошо развитые растения во время перезимовки погибли. Объясняется это,, по-видимому, внутренним состоянием растений перед уходом в зиму. Растения, находившиеся при рН 4,5 в возрасте от 20 до 40 дней, сильно пострадали в первом году, но к уходу под зиму сумели оправиться, хотя и дали низкий урожай. Растения, выращенные при рН 4,5 в возрасте от 60 до 80 дней, внешне не пострадали, дали нормальный урожай, но при перезимовке погибли. По-ви^ димому, эти растения не имели времени для ликвидации тех изменений, которые произошли в них под влиянием кислой реакции среды. Изложенные здесь опыты проведены в песчаных культурах, где изменялась только кислотность, а количество подвижных форм алюминия, марганца и железа оставалось постоянным; они показывают, что выпадение многолетних трав во время перезимовки зависит от тех условий, в которых они выращивались в предшествующий вегета- 140
Рис. 20. Влияние извести на перезимовку люцерны (опыт на кислой почве): сосуд 23 без удобрений; сосуд 172 N; сосуд 177 К; сосуд 510 NK; сосуд 22 NK + известь по гидролитической кислотности; сосуд 518 известь по гидролитической кислотности. Рис. 21. Влияние реакции среды на перезимовку клевера и тимофеевки. Опыт в песчаных культурах после перезимовки при рН (слева направо): /—7,0 весь период вегетации; 2—4,5 весь период вегетации; 3—4,5 первые 20 дней; 4—4,5 от 20 до 40 дней, а до и после рН 7,0; 5—4,5 от 40 до 60 дней, а до и после рН 7,0; 5—4,5 от 60 до 80 дней, а до и после рН 7,0; 7—постепенное изменение реакции среды от нейтральной к кислой (от рН 7,0 в начале вегетации до рН 3,5 к концу вегетации). ционный период. Растения, выращенные на кислой среде, при перезимовке выпадают, в то время как растения, выращенные на нейтральной среде, при тех же температурных условиях полностью сохраняются. 141
При StoM ot выращивания на кислой среде .выйадаеТ не только клевер и люцерна, но и тимофеевка, которая обычно относится к числу растений устойчивых к кислой реакции среды. , Наряду с кислой реакцией почвы большое влияние на выпадение многолетних трав оказывают подвижные формы алюминия и марганца. Как видно из таблицы 71, внесение 8 мг марганца или алюминия на 100 г почвы на сла- боокультуренной кислой почве привело к полной гибели клевера в течение первого года жизни (до перезимовки). На среднекислой почве марганец и алюминий, внесенные в тех же дозах, вызвали гибель 80% клевера в течение первого года жизни. При более высоких дозах марганца и алюминия выпадал не только клевер, но и тимофеевка. Следует отметить, что отрицательное действие марганца и алюминия зависит от аниона соли, в которой они находятся: хлориды марганца и алюминия оказывают большее отрицательное действие, чем сульфаты. Вредное действие алюминия при одинаковых дозах проявляется сильнее, чем вредное действие марганца. Отрицательное действие алюминия и марганца на клевере проявляется значительно сильнее, чем на тимофеевке. Хотя тимофеевка и- обладает большей устойчивостью против алюминия и марганца, чем клевер, но и она выпадает под их влиянием. В этой связи следует отметить варианты 18 и 20 таблицы 71. В 18 варианте на кислой почве на фоне азотно-калийных удобрений внесена десятикратная доза марганца, а в варианте 20 дополнительно к этому внесена известь по гидролитической кислотности. Клевер в этих вариантах взошел, но вскоре погиб, а тимофеевка росла и развивалась все лето 1950 г. и дала нормальный урожай. В процессе перезимовки растения по этим вариантам нацело погибли. Из приведенных данных ясно, что наличие подвижных форм алюминия и марганца в почве способствует вымерзанию многолетних трав. Клевер и тимофеевка при высокой дозе марганца погибли даже при одновременном внесении извести по гидроли1йческой кислотности. Наряду со свойствами почвы на устойчивость и урожай многолетних трав большое влияние оказывают минеральные и другие удобрения. До недавнего времени удобрения под многолетние травы почти не применялись вследствие широко распростра- 142
венного среди агрбномических кругов мнения, что ойй сами повышают плодородие почвы. Распространение этого .мнения привело к тому, что особенности питания и приемы удобрения трав плохо изучены. В настоящее время эта точка зрения оставлена, но данных по особенностям питания многолетних трав, приемам внесения под них удобрений и влиянию последних на устойчивость многолетних трав пока еще мало. По этому вопросу мы располагали данными вегетационных и полевых опытов. Результаты вегетационных опытов, изложенные выше в таблицах, показывают, что минеральные удобрения, внесенные на кислых почвах, оказывают большое влияние на выпадение многолетних трав. Азотные и калийные удобрения усиливают выпадение клевера во все периоды его жизни — летом в течение первого года жизни, при перезимовке и летом в течение второго года жизни. Выпадения тимофеевки под влиянием умеренных доз азотно-калийных удобрений, как правило, не наблюдается. Утроенная доза азотно-калийных удобрений на кислой почве приводила к значительному выпадению и тимофеевки. Влияние минеральных удобрений на выпадение многолетних трав сильно зависит от тех форм, в которых внесены минеральные удобрения. Так, тройная доза азотно- каЛийных удобрений в форме сернокислого аммония и 30%-ной калийной соли на кислой почве привели к полной гибели клевера в течение лета первого года жизни и к 60%-ному выпадению тимофеевки в процессе перезимовки. Такое же количество азота и калия, данное в форме сернокислого калия (K2SO4) и нитрата кальция [Ca(N03)2], не оказало отрицательного влияния на тимофеевку и -лишь частично способствовало выпадению клевера. Растения по этому варианту росли значительно лучше, чем по другим вариантам. На основании изложенного можно заключить, что сульфаты и нитраты более благоприятны для многолетних трав, чем хлориды и аммиачные формы удобрений. Влияние удобрений на выпадение многолетних трав находится в очень большой зависимости от свойств почв. Если на кислой почве азотнд-калийные удобрения способствовали выпадению многолетних трав, то на хорошо окультуренной почве азотно-калийные удобрения даже в виде хлоридов и сульфата аммония не оказали никакого отрицательного влияния на устойчивость многолетних 143
трав при нормальных дозах удобрений- Лишь при утроенной дозе азота и калия, внесенных в виде сернокислого аммония и 30%-ной калийной соли, выпало 40% клевера. Тимофеевка при этих условиях росла вполне нормально. В целом клевер и тимофеевка по всем видам удобрений на окультуренной почве росли и развивались значительно лучше, чем на кислой почве. Таким образом, отрицательное действие азотно-калий- ных удобрений при обычных дозах на выпадение многолетних трав на окультуренной почве не проявилось, что еще раз подчеркивает огромное значение окультуренности почв. Для того чтобы установить связь между выпадением многолетних трав с теми изменениями, которые произошли в почве под влиянием внесения удобрений и других веществ, почва из вегетационных сосудов в 1952 году была подвергнута агрохимическому анализу, результаты которого изложены в таблицах 73 и 74. Таблица 73 Влияние солей алюминия и марганца на изменение агрохимических свойств почв (анализ проб, взятых 11/Х1950 г.) Схема опыта рН J солевой; вытяжки Агрохимическая характеристика почвы в мг-экв. на 100 г почвы гидролитическая кислотность сумма поглощенных оснований по Каппену] мг на 100 г почвы алюминий марганец Без удобрений . . NK NK + Мп одна доза NK + А1 одна доза NK + Мп 10 доз . NK + Мп 10 доз + известь NK + A1 10 доз NK + А1 10 доз + известь 4,4 3,1 1,9 2,8 3,4 4,6 3,2 5,5 4,5 5,1 4,5 6,3 2,4 I 4,0 1,5 2,9 1,3 3,7 2,5 9,1 10,0 44,0 22,0 19,5 3,4 При сопоставлении агрохимических свойств почв с перезимовкой многолетних трав легко заметить тесную овязь между ними. Выпадение многолетн-их трав произошло на почве, имеющей кислую реакцию среды (рН 4,6—4,8), повышенную гидролитическую и обменную кислотность, а также повышенное содержание марганца и алюминия. На 144
О У 5C о я ac s л s*g о S « О о а. о) ч аг s 5 о о Я 2 •в 2 s? О л.04 ас oj ев t~ Си о Й ° 6е —< CONN CD CO CD ■^ Tf t>- ID т*« rf rfi 00^<NNCDIOCO ID 00 О 05 tJ* О H - - « .. ^ .. CD CM CN CM CO Ю CM t^ CO t^ ^ t^- CO т|« О oo oo »-•©© ев CQ СГ О С 05 ев О К СМ »-* t^ © © СО СМ © со со см см со со ^ 00 00© CD СО 00 t^. rt4 tJ< ID Tj< tJ< rf ID 8\ о ooo О CD© О № К CD 4 « О ©© ©©© ©© CM 00 I I I I I © ID ©t^ 00 CD •^nTidid oc^ H 3 CD К о ° ©© ©S3© ©©©o©© CD 1^ —« rt< CD t^ COO) CD©h- 00 CD CD CD*© © © ©©©© ©O ©O ©©O© ©Q©©© © © ©©© CD© к a* . . . . g cu § • • • -frs *': 'J++ » CU Oh 1 10 H. С. Авдонин •в* eu cu с >» о IjQ^I^ZcoZ 145
Окультуренной почве, где многолетние травы прекрасно сохранились, реакция среды приближалась к нейтральной, обменная кислотность колебалась в пределах 0,01 м.-экв, подвижных форм алюминия не было, а подвижные формы марганца составляли незначительную величину. • Азотйо-калийные удобрения при внесении их на кислой йочве увеличивали актуальную и обменную кислотность, а также количество подвижных форм алюминия и марганца. По-видимому, отрицательное действие минеральных Удобрений на перезимовку многолетних трав связано главным образом с тем, что при внесении их на кислых почвах увеличивается содержание подвижных форм алюминия и марганца. Внесение в почву солей алюминия и марганца, как это показано выше, явилось причиной гибели многолетних трав и в первом году жизни и при перезимовке; внесение солей алюминия в почву вызвало увеличение актуальной кислотности. Следует 'отметить, что внесение в кислую почву солей алюминия увеличивает не только подвижные формы алюминия, но и подвижные формы марганца. Между тем внесение солей марганца привело лишь к увеличению подвижных форм этого элемента, не оказав влияния на содержание в почве подвижных форм алюминия. Внесение извести во всех случаях уменьшало в почве количество подвижных форм алюминия и марганца. Таким образом, сопоставление выпадения многолетних трав и агрохимических свойств почв показывает, что кислая реакция среды, повышенное содержание подвижных форм алюминия и марганца приводят к выпадению многолетних трав. Наряду с вегетационными исследованиями на агробиологической станции МГУ под руководством автора аспиранткой Л. А. Лебедевой были проведены и полевые опыты, в которых изучалось влияние на устойчивость клевера отдельных видов удобрений, внесенных под покровную культуру. В качестве удобрений применялись сернокислый аммоний, калийная соль и суперфосфат. Каждое из этих удобрений внесено из расчета 60 кг/га действующего вещества. Посев многолетних трав под покров овса произведен весной 1952 г. Результаты опыта изложены в таблице 75 . \4б
Таблица 1$> Влияние минеральных удобрений, внесенных под покровную культуру, на устойчивость клевера (полевые опыты) Внесены удобрения Сохранилось растений за летне-осенний период (число растений в октябре 1952 г. в % к числу растении в июле 1952 г.) Сохранилось растении (в %) при перезимовке но отношению к числу растении в октябре 1952 г. Без удобрений N К NK NPK 32,8 18,2 16,7 10,5 25,0 100 75,0 66,7 0,0 60,0 Из приведенных в таблице 75 цифр ясно, что азотные и калийные удобрения при внесении их под покровную культуру на кислых почвах резко понизили устойчивость клевера. Особенно сильное выпадение наблюдалось при совместном внесении азотных и калийных удобрений. Фосфор оказывал положительное влияние на устойчивость клевера, так как он при внесении на фоне азотных и калийных удобрений ослаблял их отрицательное действие. Наряду с учетом выпадения клевера в настоящем опыте учтено влияние минеральных удобрений на урожай многолетних трав. Результаты учета урожая этого опыта изложены в таблице 76, а агрохимическая характеристика почвы после внесения извести, минеральных удобрений и навоза, в таблице 77. Полевой опыт, результаты которого приведены в таблице 76, заложен на слабоокультуренной почве с повышенной кислотностью. Почва опытного участка вышла из-под раскорчевки леса в 1930 г., после чего на ней возделывали различные полевые культуры. В 1951 г. на участок в соответствии со схемой опыта внесена известь из расчета одной гидролитической кислотности и навоз в дозе 30 т/га. В 1951 г. участок был занят ячменем, а в 1952 г. — овсом с подсевом травосмеси из клевера и тимофеевки. Урожайные данные по многолетним травам получены в 1953 г. Минеральные удобрения внесены в 1951 г. под ячмень и в 1952 г. под овес. 10* 147
Таблица 7(5 Влияние извести и минеральных удобрений на урожай и ботанический состав сена Удобрения под покровную культуру Урожай сена : ц/г а Урожай компонентов травосмеси (в ц/га) клевера тимофеевки Ботанический состав сена (в %) клевер тимофеевка сорняки Без удобрений N . . . К . • NK . , NPK . . Известь Известь+N Известь+К Известь+NK Известь+NPK 20,8 18,8 13,2 10,8 17,4 47,8 41,5 57,0 49,9 52,9 100 90,4 63,4 51,9 83,6 229,8 199,5 274,0 240,3 254,3 5,23 0,71 0,76 0,20 0,49 24,72 19,6 45,6 35,3 38,88 6,11 9,62 3,60 4,42 8,60 13,60 17,3 9,67 10,1 11,22 20,9 4,0 5,3 2,2 4,0 52,0 46,3 79,5 70,9 62,6 30,2 48,3 26,9 40,5 46,3 29,7 41,7 16,9 20 29,0 48,9 47,1 67,8 57,3 49,7 18,3 12,0 3,6 9,1 8,4 Таблица 77 Агрохимическая характеристика почв из-под опытного участка с многолетними травами Внесены удобрения Агрохимическая характеристика почвы рН солевой вытяжки в м.-экв на 100 г почвы литическая кислотность сумма поглощенных оснований степень] щенности (в %) в мг на 100 г почвы алюминий марганец Без удобрений N / К NK NPK Известь . . . Известь+N . . Известь+К . . Известь+NK . Известь+NPK i 4>6 4,6 4,6 4,6 4,6 6,6 6,4 7,0 6,8 6,8 5,59 6,36 ! б,и 6,32 5,72 2,56 1,71 1,72 1,72 1 1,94 ,20 20 60 ,00 ,00 ,40 9,40 10,70 9,20 9,30 43,0 33,0 37,0 25,9 41,2 63,3 84,6 86,1 84,0 82,6 7,8 11,0 9,7 10,1 8,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 следы » » » Из таблицы 76 видно, что известкование кислой почвы и внесение навоза резко повысили урожай многолетних трав. Общий урожай сена под влиянием извести и навоза увеличился в 2,3—2,7 раза. Если взять многолетние травы без сорняков, то их урожай под влиянием извести и навоза 148
увеличился в 3,3—9,8 раза. Особенно благоприятное действие оказали известь и навоз на урожай клевера. Минеральные удобрения по своему влиянию на многолетние травы резко отличаются от извести и навоза. Если на кислых почвах известь и навоз в несколько раз увеличили урожай многолетних трав, то минеральные азотные и калийные удобрения резко снижали урожай многолетних трав. Особенно сильное отрицательное влияние азот- но-калийные удобрения оказали на клевер, урожай которого при внесении этих удобрений составил всего 3,8 — 13,5% от урожая без минеральных удобрений. Урожай тимофеевки при внесении азотного и полного минерального удобрения несколько повысился, но это не возместило потери урожая сена клевера. Фосфорные удобрения по своему действию резко отличаются от азотных и калийных. Если азотные и калийные удобрения на кислой почве понижали урожай многолетних трав, то фосфорные повышали. Суперфосфат на фоне азота и калия увеличил урожай почти вдвое. Однако положительного действия фосфора было недостаточно, чтобы перекрыть отрицательное действие азотно-калийных удобрений на кислых почвах. На кислой почве азотно- калийные удобрения резко снижали урожай многолетних трав, а на известкованной они чаще всего повышали его. Известь и минеральные удобрения большое влияние оказывают на ботанический состав сена. Под влиянием извести резко возрастает процент клевера и несколько снижается процент тимофеевки. Под влиянием извести особенно резко снижается процент сорняков. Вполне •понятно, что это обстоятельство не только улучшает кормовое достоинство сена, но и значительно увеличивает положительное действие многолетних трав на плодородие почв и урожай последующих культур севооборота. Азотно-калийные минеральные удобрения на кислых почвах резко ухудшали ботанический состав сена, так как они способствовали выпадению клевера. Фосфорные минеральные удобрения улучшают ботанический состав сена. В 1954 г. проведен посев клевера и тимофеевки рядом с опытом, результаты которого изложены в таблице 76. Травосмесь посеяна под ячмень. Удобрения в течение 4 лет вносили по той же схеме, что и в предыдущем опыте. Результаты учета урожая первого года пользования многолетних трав в 1955 г. изложены в таблице 78, J49
Таблица 78 Влияние извести и минеральных удобрений на урожай и ботанический оста* сена (опыты 1955 г.) Удобрения под покровную культуру Урожаи сена (в ц/га) Вес компонентов (в ц/га) клевер тимофеевка сорняки Без удобрений N К NK \ NPK / Известь Известь+N Известь+К Известь+Щ Известь+NPK 31,9 33,1 1 30,1 26,1 30,4 48,8 46,3 80,5 79,2 69,9 8,3 3,9 3,5 1,0 1,8 23,8 20,2 51,7 48,0 38,3 8,1 9,4 Н,6 | 17,0 18,9 16,8 19,6 25,1 28,7 28,3 15,5 19,3 12,0 3,3 Из таблицы видно, что влияние извести и удобрений на урожай многолетних трав и ботанический состав сена в опыте 1955 г. полностью подтверждает результаты опыта 1953 г. Особого внимания заслуживает внесение гранулированного суперфосфата в рядки совместно с семенами многолетних трав. Клевер, как показали наши исследования, в первый 'период своей жизни обладает низкой способностью усваивать труднорастворимые фосфаты почвы, а действие фосфора на обмен веществ в растениях противоположно действию кислой реакции и алюминия. Если кислая реакция почвы и алюминий нарушают углеводный и белковый обмен в растениях, то фосфор улучшает его. Внесением гранулированного суперфосфата в рядки растения, ^обеспечиваются в нужный момент доступной для них пищей;4 создаются также благоприятные условия для обмена веществ. Поэтому внесение гранулированного суперфосфата совместно с семенами хмноголетних трав должно найти повсеместное применение. Большое положительное действие на устойчивость и урожай многолетних трав оказывают навоз и другие органические - удобрения. Так, например, на Соликамской опытной станции Пермской обл. урожай многолетних трав на кислой почве без удобрений равнялся 2,9 ц/га, а при внесении навоза он поднялся до 35,2 ц/га; 32,5 ц/га многолетних трав было получено при внесении торфа. т
Следует, однако, иметь в виду, что положительное действие на устойчивость и урожай многолетних трав оказывает лишь торф низинных болот. Особенно хорош торф, имеющий в своем составе известковый туф. Торф верховых болот, отличающийся большой кислотностью, может оказать отрицательное действие на устойчивость и урожай многолетних трав. Наряду с навозом и торфом низинных болот положительное действие на многолетние травы оказывают все- возхможные компосты. Весьма благоприятное действие на устойчивость и урожай многолетних трав должна оказывать печная зола. Ее положительное действие объясняется прежде всего тем, что она уменьшает кислотность почвы, а это ведет к уменьшению в ней ядовитых веществ — алюминия и др. Кроме этого, в золе почти нет хлора, в то время .как в хлористом калии и калийных солях его очень много, а хлор на кислых почвах оказывает отрицательное влияние на многолетние травы. Поэтому печную золу нужно вносить под многолетние травы и заделывать культиватором, так как в этом случае она понизит кислотность в верхнем слое почвы, где размещены корни растений. Отрицательное действие азотных и калийных удобрений на устойчивость и урожай многолетних трав пр« внесении их на кислотных почвах объясняется рядом обстоятельств. Как показали опыты, повышение урожая покровной культуры под влиянием минеральных удобрений не сопровождается соответствующим повышением урожая многолетних трав. В ряде случаев получается обратная зависимость. Минеральные азотные и азотно-калийные удобрения во всех случаях резко повышали урожай покровной культуры, но урожай клевера под их влиянием, как правило, понижался. Так, азотные удобрения повысили урожай покровной культуры на известкованной почве на 18—23%, а урожай клевера понизили на 21—43%. Азотные и калийные удобрения при их совместном внесении повысили урожай покровной культуры на 47—62%, в то время как урожай клевера остался без изменения. Еще более яркая картина наблюдалась при внесении минеральных удобрений на кислой слабоокультуренной почве без известкования. В этом случае вес сухой массы овса, убранного на зеленый корм, под влиянием азотных удобрений повысился на 60%, а под влиянием азот^о? 151
калийных—на 72%. Между тем урожай клевера под влиянием азотных и азотно-калийных удобрений в этом случае резко упал. Так, на участках без минеральных удобрений урожай клевера в травосмеси составил 5,23 ц/га, в то время как по азотным и азотно-калийньш удобрениям он колебался в пределах 0,20—0,71 ц/га. Азотные удобрения в аммиачной форме подкисляют почву, увеличивают содержание в ней подвижных форм алюминия и марганца, которые резко понижают устойчивость и урожайность клевера. Наличие минерального азота в почве и ухудшение свойств почвы под влиянием внесенных удобрений приводит к ослаблению деятельности клубеньковых бактерий. В этом заключается отрицательное действие азотных удобрений на клевер через почву. Кроме того, азотные удобрения оказывают отрицательное действие на клевер и через покровное растение. В качестве покровного растения в .нечерноземной полосе используют чаще всего овес и озимую рожь. Обе эти культуры обладают повышенной устойчивостью к кислой реакции и подвижным формам алюминия и марганца и высокой отзывчивостью на азотные удобрения. Таким образом, ухудшение свойств почвы, вызванное внесением азотных удобрений, для овса и озимой ржи не имеет существенного значения, а азот, как питательный элемент, внесенный с удобрением, резко повышает их урожай. Высокий урожай покровной культуры сильнее затеняет клевер, больше иссушает почву и в большей мере обедняет ее питательными веществами (в особенности фосфором). В результате азотные удобрения, внесенные под покровную культуру на дерново-подзолистых почвах, оказывают отрицательное действие на клевер через почву и покровную культуру. Калийные удобрения, внесенные под покроЪную культуру по известкованной почве, резко повышали урожай клевера. Объясняется это, по-видимому, тем, что урожай покровной культуры под влиянием калийных удобрений поднимается незначительно, а свойства известкованной почвы не ухудшались до такой степени, чтобы повредить клеверу. На втором году жизни трав калий, как питательный элемент, оказал сильное положительное действие на урожай клевера. Положительное действие на урожай клевера оказало и фосфорное удобрение, внесенное под покровную культуру. 152
Тимофеевка по своей реакции на удобрения, внесенные под покровную культуру, существенно отличается от клевера. Если урожай клевера при внесении азотных удобрений под покровную культуру понижался, то урожай тимофеевки возрастал. При возделывании многолетних трав на кислых дерново-подзолистых почвах особо важное значение имеет известкование. Резкое повышение урожайности многолетних трав под влиянием извести было известно давно. В последнее время получены новые данные по влиянию извести на устойчивость многолетних трав как в летне-осенний, так и в зимне-весенний периоды. Часть материалов из полевого опыта агробиологической станции МГУ по этому вопросу приведена в таблице 79. Таблица 79 Влияние извести на устойчивость клевера Схема опыта (удобрения под покровную культуру) N К NK Известь+N Количество растений на 1 пог. м рядка 2/VI 1952 г. 28 24 24 21 29 27 32 29 весной 1953 г. 6 3 3 2 25 17 26 , 16 | Погибло растений за год (в %) 78,5 87,5 $7,5 90,5 13,8 37,0 18,7 44,8 Из таблицы 79 видно, что известь очень сильно повышает устойчивость клевера. Так, в варианте без удобрений и без извести за год на кислой почве погибло 78,5% растений, а при внесении извести на той же почве всего 13,8%. Аналогичные результаты получены и в вариантах с внесением удобрений, где известь во всех случаях резко увеличивала устойчивость клевера. По своему действию на устойчивость многолетних трав известь превосходит все другие способы воздействия. Весьма сильное положительное действие извести на повышение устойчивости многолетних трав объясняется тем, что при ее внесении в почву устраняется излишняя кислотность, подвижные формы алюминия полностью исчезают из почвенного раствора, превращаясь в безвредное 153
для растений состояние, количество подвижного марганца уменьшается до таких пределов, при которых он приносит растениям не вред, а пользу. Под влиянием известкования кислых почв, как это доказано многими советскими учеными, в почве увеличивается также количество доступного растениям фосфора. Известкование почвы не только предохраняет многолетние травы от гибели, но и создает благоприятные условия для получения высокого урожая. При устранении излишней кислотности и подвижных форм алюминия создаются благоприятные условия для жизнедеятельности клубеньковых бактерий, в результате резко повышается урожайность клевера. Мы проводили опыт с изучением влияния дозировок извести на устойчивость клевера и на образование клубеньков на его корнях. Результаты этого опыта (учет проводился в 1954 г.) изложены в таблице 80. Таблица 80 Влияние известкования почвы на густоту стояния клевера, количество клубеньков и содержание азота и фосфора в пожнивных и корневых остатках Схема опыта Известь по V2 гидролитической кислотности Известь по гидролити- . ческой кислотности . . - Густота стояния клевера(количество растений) 1 м2 31/V 1954 г. 95 126 134 31/VIII 1964 г. 39 126 134 Погибло за лето (в %) 59 0,0 0,0 Количество клубеньков на 1 растение 16 58 60 Содержалось в корневых и пожнивных остатках клевера (в кг/га) азота 1,36 31,19 49,49 ' Р.Оо 0,29 5,79 6,36 Из таблицы видно, что на кислой (рН 4,6) слабоокуль- туренной дерново-подзолистой почве за три летних месяца выпало около 60% клевера, между тем как при известковании почвы по полной и даже по половинной гидролитической кислотности выпадения клевера за этот срок не было. Весьма благоприятное действие оказала известь на образование клубеньков на корнях клевера, количество которых под влиянием извести увеличилось почти в 4 раза- Еще большее влияние оказало известкование *ш коли- чёйгбо1 азота в корневых и пожнивных остатках клевера. 154
Как видно из таблицы 80, содержание азота в корневых и пожнивных остатках клевера с 1,36 кг/га на контроле поднялось до 49,49 кг/га при внесении извести. Под влиянием извести во много раз увеличилось в корневых и пожнивных остатках клевера и содержание фосфора; стимулируется жизнедеятельность не только клубеньковых бактерий, но и других полезных микроорганизмов. Среди них особо важное значение имеют нитрифицирующие бактерии, азотобактер, клостридиум пастериа- нум и многие другие. Положительное влияние извести на урожай многолетних трав установлено давно и во многих местах нечерноземной полосы СССР. Часть опытов научно-исследовательских учреждений Советского Союза по влиянию извести на урожай сена травосмеси, состоящей из клевера и тимофеевки, приведена в таблице 81. Таблица 81 Влияние известкования дерново-подзолистых почв на урожай сена, клевера и тимофеевки Место проведения опыта Урожай сена (в ц/га) без извести по извести Прибавка урожая в ц/га в % Агробиологическая станция МГУ (Химкинский район Московской обл.) ВИУАА (Барыбино Московской обл.) Институт кормов (Московская обл.) Волоколамское опытное поле (Московская обл.) Судогодское опытное поле (Владимирская обл.) Академия наук БССР Семеновский опорный пункт (Горь- ковская обл.) Там же Турская опытная станция (БССР) . . Уральская опытная станция 20,8 20,0 30,6 19,4 18,6 48,4 10,8 0,0 57,0 47,8 32,8 44,0 52,8 68,6 47,1 86,2 67,3 68,0 96,9 27 15,4 24,0 22,2 49,2 28,5 37,6 56,5 68 39,9 129,8 88,5 120 , 72,5 253,6 153,2 78,7 523 70,0 Из таблицы 81 видно, что на кислых подзолистых почвах известкование резко повышает урожаи многолетних трав. - . - - 155
Большое влияние на урожай многолетних трав оказывает известь не только на сильнокислых почвах (где бобовые травы без этого почти не растут), но и на среднекис- лых почвах, где и без известкования получают удовлетворительные результаты. Так, на среднекислых почвах Долгопрудной опытной станции урожай без извести получен 39,1 ц/га, а по извести — 65,0 ц/га, т.е. известкование повысило урожай сена на 25,9 ц/га; в совхозе «Воскресен- ское» (Московской обл.) урожай многолетних трав без извести равнялся 29,6 ц/га, а по извести—59,6 ц/га; на Центральной опытной станции Института социалистического сельского хозяйства Академии наук БССР урожай сена без извести равнялся 46,3 ц/га, а по извести — 100,7 ц/га. В последнем опыте на фоне довольно хорошего урожая внесение извести повысило урожай многолетних трав на 54,4 ц/га. Приведенные данные показывают, что известкование почв в нечерноземной полосе СССР представляет собой самый мощный фактор повышения урожайности многолетних трав. Наряду с применением обычных доз извести с разбросным внесением большое значение имеет внесение малых доз извести (2—3 ц/га) в рядки. В трехлетних опытах, проведенных на агробиологической станции МГУ, 2 ц извести при внесении в рядки повысили урожай многолетних трав на 10—12 ц/га. Особенно большой эффект от рядкового внесения извести (наблюдался на Пермской опытной станции, где в среднем за 2 года урожай сена от рядкового внесения извести поднялся на 27,1 ц/га, а урожай семян на 3,5 ц/га. Внесение небольших доз извести в рядки не только повышает урожай многолетних трав, но и весьма существенно улучшает 'качество сена. Для подтверждения этого положения приведем результаты одного полевого опыта, проведенного на агробиологической станции МГУ (табл. 82). Опыт, результаты которого изложены в таблице 82, был заложен на кислой почве (рН 4,6). Без рядкового внесения извести клевер на этом участке погиб, и сено состояло на 46,3% из тимофеевки и «а 53,7% из щавелька и других сорняков (хвощ, торица полевая). Совершенно очевидно, что кормовое достоинство такого сена невелико. 156
Таблица 82 Влияние рядкового внесения известкового туфа на ботанический состав сена Схема опыта Без рядкового удобрения В рядки внесено 1,5 ц/га известкового туфа . . Количество растений на 1 пог м ряда тимофеевки 13,0 25,6 клевера 0 14,5 В сеие содержалось (в %) тимофеевки 46,3 43,6 клевера 0 36,2 щавелька и других сорняков 53,7 20,2 При 'внесений в рядки 1,5 ц/га известкового туфа клевер сохранился в значительной степени и составил 36,2% общего веса сена. Кормовое достоинство такого сена значительно выше, чем сена без бобового компонента. Высокий эффект от рядкового внесения извести вполне объясним, так как многолетние травы, как и большинство культур, особенно чувствительны к кислой реакции в первый период их жизни. Известь, внесенная в рядки, ликвидирует избыточную кислотность в том месте, где расположены корешки молодых растений, обладающих наибольшей чувствительностью к кислой реакции. С течением времени устойчивость растений к кислой реакции среды увеличивается. Внесение извести на кислых почвах улучшает качество сена не только потому, что увеличивает удельный вес в нем клевера, но и повышает содержание белков в растениях. Так, в опытах Смоленской опытной станции под влиянием известкования содержание белкового азота возросло с 2,18 до 2,62%, а общее количество сырого протеина в урожае клевера поднялось с 4,24 до 8,20 ц/га (в связи с повышением урожайности и содержания белка). Аналогичные результаты получены и в опытах Всесоюзного института кормов. Наряду с увеличением количества и качества сена под влиянием извести резко возрастает и количество корней и содержащегося в них азота. Так, в одном из опытов агробиологической станции МГУ в корневых и пожнивных остатках многолетних трав (клевера и тимофеевки) без внесения извести содержалось 75 кг/га азота, а при внесении извести — 105 кг/га. 157
Поэтому известкование не только предохраняет многолетние травы от гибели, резко повышает их урожайность, но и сильно увеличивает положительное действие многолетних трав на плодородие почвы. Изложенный выше многочисленный экспериментальный материал показал, что устойчивость многолетних трав вообще и особенно их зимостойкость находятся в тесной зависимости от свойств почв, а также от минеральных и других удобрений и от извести, которые изменяют свойства почвы. После рассмотрения изложенного материала становится ясным, что утверждение проф. П. И. Лисицына о том, что клевер совершенно безразлично относится-к почвам, является ошибочным. Допускали ошибку и другие исследователи, когда они недооценивали влияние свойств почвы на устойчивость растений. Забывать влияние почвы при обсуждении вопросов устойчивости растений—значит игнорировать основное мичуринское положение о единстве организма и среды. От того, чем и как «питалось растение, в какой среде оно росло и развивалось, зависит его состояние перед уходам в зиму. Почвенные условия (кислотность, подвижный алюминий, марганец и пр.), оказывающие влияние на перезимовку многолетних трав, несомненно, обусловливают направление биохимических процессов в растениях. Особенности этих процессов пока еще мало изучены. Некоторые данные по этому вопросу были изложены выше в главе о кислотности почв. Кислая реакция среды оказывает отрицательное влияние и на белковый обмен в растениях. При кислой реакции среды увеличивается накопление небелковых форм азота и резко снижается содержание белков. Отрицательное влияние кислой реакции среды и 'подвижных форм алюминия на углеводный и белковый обмен у яровой пшеницы установлен и в опытах Э. А. Пала- можных. Доказательством того, что кислая реакция среды <и другие неблагоприятные агрохимические свойства почв оказывают отрицательное влияние на обмен веществ в растениях, могут служить результаты анализа клевера, взятого с участка опыта, заложенного Д. Н. Прянишниковым в 1912 году (табл. 83). 158
Ma этом опыте в 1950 году мы взяли пробы почв и клевера, результаты анализа которых изложены в таблице 83. В результате систематического применения минеральных удобрений агрохимические свойства почв существенно изменились. В варианте с азотно-калийным удобрением увеличилась актуальная и гидролитическая кислотность, уменьшилась сумма поглощенных оснований, резко возросло количество подвижных форм алюминия и марганца. К пятидесятым годам текущего столетия по варианту NK урожай большинства культур был ниже, чем на неудобренном варианте, а клевер рос очень плохо и сильно выпадал. Как видно из таблицы 83, систематическое применение азотных и калийных удобрений, вызвавшее ухудшение агрохимических свойств почв, привело к резкому уменьшению белковых веществ и очень сильному накоплению небелковых форм азота. Так, на контрольном варианте содержание белкового азота в листьях в 6,4 раза превосходило количество"небелкового азота, в то время как по варианту с азотно-калийным удобрением имелось равное содержание небелкового азота и белкового. Еще ярче эта картина наблюдалась в стеблях, где наличие небелковых форм азота в 10 раз превышало количество белкового азота. Из приведенных цифр ясно, что внесение азотно-калий- ных удобрений на кислых дерново-подзолистых почвах, сопровождавшееся ухудшением агрохимических свойств почв, привело к нарушению белкового обмена в клевере. Наряду с нарушением белкового обмена в клевере ухудшение агрохимических свойств почвы np-ивело к понижению содержания в клевере фосфорной кислоты и кальция. В полевых опытах агробиологической станции МГУ, как отмечено выше, почвенные условия, удобрения и известь оказывали очень сильное влияние на устойчивость клевера. В 1952 г. перед уходом в зиму (2/XI) с различных вариантов опыта были взяты пробы клевера и проанализированы на содержание Сахаров. Результаты анализа изложены в таблице 84. Данные таблицы 84 показывают, что устойчивость клевера резко колебалась в зависимости от свойств почв и внесенных удобрений. Наибольший -процент гибели наблюдался при внесении азотных и азотно-калийных удобрений 159
а а о со о tt с* н S S S «в X со У о в о ш X Я и зг S S X о о. S к 9 со ео 4> * ю се S <-> а> ИМИЧ X кте я xapa 9ЧВЫ в С мичеа стика SS. Агро i i СО Л *2? S"i 5 *> as • ,„ 84. з§ S «ч ш се » S се О. 0> § X о о» и ю се I S Я се О. о» О 2 2 tr в о 2 и ю8 и. 8 се 2 Я оо «ь m ХВЧХЭИЬ" Я хв1гдэхэ а ХВЧХЭИ1Г а хв lt9 Э1Э а g 2> о о40 Ь о <и 5 о я ж о я о § о о OJoaoMirap ojoaoxvdQdH олэтп90 CJ О 1§г О О т о я о * о о> 5 О) т я олоаом1гэ9 олоаом1гэ9эн олэшдо TidHBjdew ииниионге Лнэциех ои иинеа -онэо хганнэт -01ЛКШ вмиХэ чхоон •хоюин ввнэ •ahHXHirodiTHj ияжвхна доаэдоэ i\d се 2 а о се Z О) и 8 СМ О °°i Ю О о" ю 00 о Tt« со __, о со N ч* о 00 ^ со 00 со ч* 00 о г—< со о ю TF 00 СМ 00 nT *-* СМ Tf* ю со rh »я я я a> Q- VO о s IQ ,_ о со Ю N N CO cf о 00 о N. ю CM со со ю о со N со 8 21 о •—• оо со о о N. о Tt4 ю nT N. — ~1 N СО ч* 2 ю см см S со СО ю о" со 00 о со о* ^ со со со © ,_| rt< со 9 N СО о ю ч* о см *—Г N ч* 00 nT СО ,- 'ф ю N» -в* X со см о ч* ч* ю ©~ о> ю о о *""* о со^ см о С0л см СО^ ■* о" ю см о о со см ю ю см" N 00* N оо" ^ — -^ со со ч** « 2 о со со 1- ч^ со о" ю со о со со" ч* ^ со" ю о ч* со со см со N о о ю о N см ^_, о Tf« 05 ^ N см N ю 00 ^ • • • а. 2 о 4f о" оо со ю см о со • • со о ш со X 160
Таблица 84 Влияние почвенных условий и удобрений на стойкость клевера и содержание углеводов в его листьях (пробы взяты 2/XI 1952 г.) Схема опыта Погибло растений за год (в %) Содержание Сахаров в листьях (в %) сумма Сахаров моносахариды диса- хара Отношение моносахаридов к дисахарам Без удобрений N К NK Известь+N . Известь-j-K . Известь+NK . 78,5 1 87,5 87,5 90,5 37,0 18,7 44,8 6,34 7,19 7,25 6,00 5,98 6,24 4,73 4,34 5,49 5,65 5,64 4,37 2,84 3,35 1,90 1,65 1,52 0,34 1,53 3,22 1,27 2,28 3,40 3,71 6,6 2,85 0,88 2,64 на неизвесткованном фоне. Растения с этих вариантов отличались повышенным содержанием моносахаридов и пониженным содержанием дисахаров. В варианте с внесением азотно-калийных удобрений на кислой почве (без известкования) количество моносахаридов было в 16,6 раза больше количества дисахаров. Такое преобладание моносахаридов над дисахарами свидетельствует о том, что в этих расгениях нарушался процесс перехода моносахаридов в сахарозу и другие более сложные органические соединения. На вариантах с известью процент гибели клевера был значительно ниже, чем без извести. В листьях клевера по этим вариантам моносахаридов было меньше, а дисахаров больше. Таким образом, и данные анализа растений клевера с полевого опыта агробиологической станции МГУ указывают на то, что под влиянием свойств почв нарушается углеводный обмен в растениях. Фактический материал по влиянию свойств почвы на обмен веществ в растениях и на их зимостойкость позволяет высказать некоторые соображения по так называемой теории защитных веществ. Как известно, шведский ученый Лидфорс и русский ученый Н. А. Максимов создали^ теорию защитных веществ в растениях, согласно которой сахара и другие вещества повышают зимостойкость растений. Имеющийся в нашем распоряжении экспериментальный материал по многолетним травам и озимым культурам не подтверждает этой теории. 161
Так, из таблицы 84 видно, что повышенное количество Сахаров в растениях сопровождалось не уменьшением, а резким увеличением гибели растений. Такое явление наблюдалось многократно. Устойчивость многолетних трав мы изучали не только в зависимости от свойств почв и удобрений, но и в зависимости от времени уборки покровной культуры. В этих опытах имеется возможность сопоставить зимостойкость клевера и содержание Сахаров в его листьях и корневых шейках (см. табл. 85). Таблица 85 Влияние удобрений и времени уборки покровной культуры на накопление углеводов и зимостойкость клевера (пробы взяты 2/XI 1952 г.) Схема опыта Известь+N . . . Известь+К . . . Известь+NK. . . Покровная культура убрана на зеленый корм сумма Сахаров (в %) в листьях 5,25 5,98 6,24 4,73 в корневых шейках 8,90 9,42 9,57 9,50 сохранилось растений при перезимовке (в %) 96,3 81,0 100 88 Покровная культура убрана на зерно сумма Сахаров (в %) в ЛИСТЬЯХ 8,67 9,48 9,32 9,27 в корневых шейках 12,0 11,8 11.7 11,6 сохранилось растений при перезимовке (в %) 62,6 45,5 64,4 70,0 Наибольший процент гибели растений при перезимовке наблюдался в том случае, когда покровная культура убрана на зерно. При уборке покровной культуры на зеленый корм зимостойкость клевера была очень высокой. Согласно теории защитных веществ наибольшее количество Сахаров следовало бы ожидать в более зимостойких растениях. Фактически получилось наоборот: наибольшее содержание Сахаров наблюдалось в наименее зимостойких растениях. Зимостойкость растений нельзя объяснить содержанием одного какого-либо элемента. Устойчивость растений зависит от их общего состояния и от обмена веществ. Изложенные выше опыты показали, что под влиянием кислой реакции среды, подвижных форм алюминия и других неблагоприятных агрохимических свойств почвы в растениях нарушается углеводный и белковый обмен. В этом 162
следует усматривать главную причину выпадения многолетних трав на кислых дерново-подзолистых почвах. Вполне понятно, что растения с нарушенным обменом веществ обладают меньшей устойчивостью к неблагоприятным условиям, чем здоровые растения. Растения с нарушенным обменом веществ быстрее подвергаются заболеваниям. Наличие большого количества Сахаров в таких растениях создает исключительно благоприятную среду для грибных болезней. Таким образом, накопленный в настоящее время экспериментальный материал показывает, что для борьбы с выпадением многолетних трав нужно прежде всего заботиться об улучшении свойств почв. Подчеркивая огромное влияние почвенных условий на зимостойкость растений, мы тем самым не исключаем других факторов, влияющих на увеличение или уменьшение зимостойкости. Вполне понятно, что зимостойкость растений зависит от их наследственных свойств (вид и сорт растения), от глубины залегания корневой шейки или узла кущения, от закалки растений перед уходом под зиму, от того, под покровом какого растения и как долго находились многолетние травы, и от других причин. Гибель многолетних трав и других культур зависит не только от плохих свойств дерново-подзолистых почв. Многолетние травы и озимые культуры могут, конечно, погибнуть от прямого действия низких температур, от наличия ледяной корки, от вымокания и др. причин. Но все эти неблагоприятные факторы значительно сильнее сказываются на растениях, выращенных в неблагоприятных почвенных условиях. В течение ряда лет мы проводили опыты с многолетними травами и озимыми культурами при различном снежном покрове. Растения одной серии опытов находились под большим снежным покровом, доходящим до 90—100 см, а растения другой серии в течение всей зимы находились под снежным покровом толщиною 10 см. Излишек снега сверх 10 см ежедневно удалялся. Температура в зоне узла кущения или в зоне корневой шейки была различной. Так, зимой 1952/53 г. среднесуточная температура в зоне корневой шейки многолетних трав не опускалась в декабре ниже —2,3°, в январе ниже —3,9°, в феврале ниже —7,6° и в марте ниже —2,9°. Чаще всего температура под большим снежным «покровом колебалась от 1 до 3° мороза. И* 163
-9- о s ел п „ о о. 2 о. >> н о, О) О со 1 s t о £*о S = C = о z о а> а> ев О к а И S 35 СО 5 О * £ se s * 2 я ос £«*В« uiei S3S* со s ^ <-> «в ж с ffi 2 мае : cvxo ^ !НИЙ ( н ло рас фезимова G О» о с « 4 S &б ев Я >я о X я с» я 3* ч=> и: о ев я си Ю ГГ О с * о ч о S ее Я о я я &> 5" о ее X 1 ' 5™ я 2 И с >>W ев £ и 5 Ч X у >>5о * о.я о *1§ Sag, 4 £ « S д с CJ * в м о 2 § gsR л £ « ч <и о О X С VO CJ 3«а 4 X « 2 <и о * Я С «'Я «Л оз? а *л Л £ М Ч0)О о х я VO U £ а о 5 х в л 2 s о S х в О X £ О и а <и §* о я © с ° в под малым снежным покровом A * 2 ч 2 => и а « * о g о X ° С к 2х 2| as 35 2 1 00 *м< *° О —* о> о> со" "", S ^«н СМ Ь» со а со |ч" см* СО 8 8 О О 8 Z ЫЛ со* h- со см* СО 00 00* •ч h- со со CN , 00 о см 8 СО* со о о 8 о о О О • \4 Z сЬ о* п* Ю* со о о" о со СО СМ а СМ t^ о" со ©^ о" 8 г 8 < + « Z <6 csf ь- 00 оГ 00 _ со со* •ч 00 •^ см см см 00 см см со ^ СО 8 8 о 00 о о ем 0 S + « 2 <6 1ч* ь* сч n* t>- см со is* *-* ю со см см о 8 ь- а> 8 8 • 8 8 8 • * сх 2 164
Под малым снежным покровом температура в зоне корневой шейки в декабре опускалась до —14,1°, а в феврале до -14,8°. При такой разнице в температуре наблюдалось и разное повреждение растений. Были случаи, когда клевер под большим снежным покровом сохранялся, а под малььм погибал. Низкие температуры оказывают влияние и на такую зимостойкую культуру, как тимофеевка. Результаты одного из опытов с тимофеевкой приведены в таблице 86. Опыт, результаты которого изложены в таблице 86, заложен на двух почвах, резко отличных по своим свойствам. Окультуренная почва взята с припарникового участка, а кислая — с полевого участка низкой окультуренности. На 'окультуренной почве при внесении алюминия и марганца тимофеевка при перезимовке под большим покровом сохранилась на 100%, а под малым — всего на 80%. Такая же разница наблюдалась и на кислой почве. При внесении алюминия под большим покровом тимофеевка сохранилась на 20%, а под малым погибла полностью. При внесении марганца на кислой почве под большим покровом сохранилось 80%, а под малым — 60%. Здесь ясно сказалось влияние температуры. Но эти же цифры указывают и на большое влияние свойств почвы на перезимовку. Так, при внесении одних азотно-калийных удобрений тимофеевка сохранилась на 100%, а при добавлении к ним алюминия и марганца зимостойкость тимофеевки резко упала, а на кислой почве при малом снежном покрове тимофеевка полностью погибла. Из приведенных цифр видно, что сохранность растений при перезимовке зависит и от свойств почв и от температуры. В таблице 86 представляют интерес данные об урожае тимофеевки под большим и малым снежным покровом. В вариантах, где не было внесено алюминия и марганца, тимофеевка сохранилась на 100% как под большим, так и под малым снежным покровом, а урожай оказался различным. Во всех случаях урожай тимофеевки, находившейся под малым снежным покровом, был значительно ниже урожая растений, находившихся под большим снежным покровом. Эти факты, многократно наблюдаемые и в наших опытах с озимыми, свидетельствуют о том, что низкие температуры приносят вред растениям даже и в том 165
случае, когда гибели растений нет. Низкие температуры, по-видимому, наносят такие повреждения растениям, от которых они не погибают, но урожай их все же снижается. ВЛИЯНИЕ ВРЕМЕНИ УБОРКИ ПОКРОВНОЙ КУЛЬТУРЫ НА УСТОЙЧИВОСТЬ И УРОЖАЙ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ На зимостойкость растений оказывают влияние не только почвенные условия, но и другие внешние факторы. К числу последних по отношению к многолетним травам относится покровная культура, от которой в большой степени зависит состояние многолетних трав перед уходом в зиму. Кроме этого, покровная культура способствует гибели многолетних трав в летний период. Многие исследователи наблюдали, как многолетние травы погибли под покровным растением. Отрицательное действие покровной культуры заключается в том. что она затеняет многолетние травы, иссушает почву и обедняет ее питательными веществами. Усиленное удобрение обеспечивает многолетние травы питательными веществами, но не спасает их от гибели, так -как в этом случае покровная культура бурно растет и еще сильнее затеняет многолетние травы. Для уменьшения угнетения многолетних трав рекомендовали сокращать норму высева покровной культуры на одну треть. Идя по этому пути, предложили высевать травы посредине междурядий покровной культуры. Этим способом предполагалось добиться меньшего затенения многолетних трав. Как показала проверка, и при этом способе покровная культура угнетает многолетние травы. Институт зернового хозяйства Юго-Востока и Уральская селекционная станция разработали и проверили так называемый полупо-кровный посев многолетних трав, сущность которого заключается в том, что многолетние травы высеваются в расширенные междурядья покровной культуры, норма высева которой уменьшается. При полупо- кровном способе каждый компонент травосмеси высевают в особый рядок. Применительно к условиям Юго-Востока СССР ряды люцерны чередуют с рядами житняка, расположенными между рядами покровной культуры. В Институте зернового хозяйства Юго-Востока СССР предложен так называемый комбинированный способ, при котором производится двустрочный посев покровной 166
культуры. В расширенное междурядье между строчками высевают люцерну, а'посредине обычного междурядья высевают житняк. В этом случае люцерна высевается по полупокровно'му методу, а житняк — по межрядковому. В этом заключается комбинация двух методов. Из приведенных выше сведений следует, что многие исследователи пытались устранить противоречия между покровной культурой и многолетними травами, но при этом не учитывалось, что напряженность и характер противоречий между многолетними травами и покровной культурой от посева до созревания покровной культуры резко меняются. В первое время после посева покровной культуры и многолетних трав между ними нет вовсе противоречий: воды, пищи и света хватает как для покровной культуры, так и для многолетних трав. Затем, по мере роста покровной культуры и многолетних трав, противоречия нарастают. Покровная культура растет быстрее, начинает затенять многолетние травы, иссушает почву, использует растворимые формы питательных веществ. Но в этот период многолетние травы хотя и угнетаются покровной культурой, но все еще могут жить, расти и развиваться. В это время противоречия между покровной культурой и многолетними травами не носят антагонистического характера. Во второй половине вегетации покровные культуры (в особенности при высоком их урожае) настолько разрастаются, что сильно затеняют многолетние травы, иссушают почву и берут из нее много питательных веществ. В этот период противоречия между покровной культурой и многолетними травами перерастают в антагонистические, и многолетние травы часто погибают. В разрешении противоречий между покровной культурой и многолетними травами мы пошли не тем путем, каким ранее шли исследователи. Мы решили устранить лишь антогонизм между многолетними травами и покровной культурой. Для того чтобы спасти многолетние травы от частичной или полной гибели, мы производили уборку покровной культуры на зеленый корм, т. е. в то премя, когда неантагонистические противоречия между травами и покровной культурой перерастают в антагонистические. По вопросу о влиянии времени уборки «покровной культуры на устойчивость и урожай многолетних трав у нас проведен ряд опытов. Здесь мы изложим один опыт 167
на сильнокислой дерново-подзолистой почве при внесении различных удобрений и извести. В качестве покровной культуры использовался овес. Уборка овса на зеленый корм производилась 12 июля, а уборка его на зерно 29 августа, следовательно, при уборке овса на зерно травосмесь клевера и тимофеевки находилась под покровом на 48 дней больше, чем (При уборке его на зеленый корм. В результате более раннего освобождения от угнетения покровной культурой многолетние травы имели возможность ко времени ухода в зиму хорошо укорениться, развили мощную розетку, накопили достаточное количество питательных веществ. О том, какое значение имеет время уборки покровной культуры для состояния клевера перед уходом в зиму, видно из таблицы 87. Таблица 87 Влияние времени уборки покровной культуры на состояние клевера перед уходом в зиму Время уборки покровной культуры На зерно На зеленый корм Минеральные удобрения, внесенные под покровную культуру Вес 100 растений (в г) Без удобрений N К ..... . NK NPK Без удобрений N К NK NPK 12,52 10,92 14,44 11,68 7,40 35,70 26,08 47,00 39,58 56,82 Вес растений клевера при уборке покровной культуры на зеленый корм был в 2—3 раза больше, чем при уборке покровной культуры на зерно. Особенно велика разница в состоянии клевера при внесении полного минерального удобрения. В этом случае вес растений клевера при уборке покровной культуры на зеленый корм составил 77% по отношению к весу клевера, находившегося под покровом овса, убранного на зерно. Очень резкая разница в состоянии клевера в данном варианте объясняется тем, что овес по полному минеральному удобрению образовал большую вегетативную массу и ко времени налива частично полег. Своевременное освобождение многолетних трав от покрова овса с его мощной вегетативной массой 168
позволило клеверу хорошо укорениться и накопить необходимое количество питательных веществ ко времени ухода в зиму. В результате этого устойчивость клевера значительно возросла (табл. 88). Таблица 88 Влияние времени уборки покровной культуры на выпадение клевера Время уборки покронной культуры Минеральные удобрения, внесенные под покровную культуру Сохранилось растений после перезимовки (в % по отношению К всходам) На зерно На зеленый корм Без удобрений N К NK NPK Без удобрений N К NK NPK 45,6 22,7 42,9 24,1 26,0 85,0 62,9 81,4 55,2 55,7 Из таблицы 88 видно, что при уборке овса на зеленый корм клевер сохранился при перезимовке (и в другие периоды) «примерно <в 2 раза лучше, чем при уборке покровной культуры на зерно. Прямым следствием этого явилось резкое повышение урожая многолетних трав при уборке покровной культуры на зеленый корм. Результаты опыта по этому вопросу приведены в таблице 89. В опыте, заложенном на кислой слабоокультуренной почве, урожай сена при уборке покровной культуры на зеленый корм возрос на 22,15 ц/га, или на 85%. Основное повышение урожая сена произошло за счет увеличения урожая клевера (15,15 ц/га, или 158% по сравнению с урожаем при уборке покровной культуры на зерно). В данном опыте уборка покровной культуры на зеленый корм повысила урожай тимофеевки (на 3,1 ц/га, или на 29%). Уборка покровной культуры на зеленый корм резко улучшила ботанический состав сена: количество клевера в травосмеси при уборке овса на зеленый корм поднялось с 35,3 до 52 %, а количество сорняков упало с 27,1 до 18,3%. №
Такое изменение урожая многолетних трав и ботанического состава сена имеет большое значение не только для животноводства, но и для повышения плодородия почвы и урожайности последующих культур севооборота. Время уборки покровной культуры оказывает положительное действие не только на урожай многолетних трав, но и на количество пожнивных и корневых остатков. Для изучения этого вопроса произведен учет корневых и пожнивных остатков. Результаты исследований (табл. 90) показали, что уборка покровной культуры на зеленый корм значительно увеличила количество пожнивных и корневых остатков. Наряду с увеличением общего количества пожнивных остатков на 28% и корней на 40,8% существенно увеличилось в них и содержание азота. В результате при уборке покровной культуры на зеленый корм количество азота в пожнивных и корневых остатках возросло на 42 кг/га, или на 66,5% по сравнению с количеством азота, оставленного растениями при уборке покровной культуры на зерно. Следовательно, резкое увеличение корневых остатков и содержащегося в них азота повысит плодородие почв и урожай последующих культур. Таким образом, уборка покровной культуры на зеленый корм представляет собой большой резерв повышения устойчивости и урожайности многолетних трав в нечерноземной полосе СССР. Но в полевых севооборотах нельзя убирать зерновые культуры на зеленый корм; это можно с большим успехом осуществить в лугопастбищных и прифермских севооборотах. В этих севооборотах одно поле обычно занимают культурой, идущей на зеленый корм. В ближайшем будущем в связи с ростом животноводства и переходом к стойлово- лагерному содержанию скота размеры площадей, убираемых на зеленый корм, резко возрастут. В связи с этим представится широкая «возможность производить посев многолетних трав под покров культур, убираемых на зеленый корм. Это мероприятие не только увеличит урожай сена, но повысит плодородие почв в лугопастбищных и прифермских севооборотах. Для выяснения вопроса о действии покровной культуры на многолетние травы в 1950 г. были заложены два опыта без покровного растения. Первый опыт на кислой слабоокультуренной почве (рН солевой вытяжки 4,5, гидролитическая кислотность 4,7 м/экв. на 100 г почвы, сумма 170
s о cu £ о о оа со о. н ео »х S CU К 3" Н я ш s к »X s CO g о * 2 >>« 5 ra Is II & 03 X X к s 4 CQ о Я о 8** as л go c £ борки еный >>5 н со ° Cd рожая гуры н ^л ибавка кул о. С S ю -В- о ТИМ о. еве ч о сена 00 «£ оа ed ц/г оо ^ Я в ц/га 00 U ^ X СО 35^ о н я я я н о» о О Я СУ о о s а. ч 00 * ал сил о ч о >, 18 IS I» I "Э I оо lei 88 ю см со ю оою гоаь ю со сэсо Г^СМ см ю оо Ol -^ :1 23 О Я СО СО ЕЕ со о н о о х 35 х оа х X * g х 5 3 Й сих 8- Н А) О «g g X о о. М си ео § X О Я g ^* Is оа х о н О. си » ч о о ё.8 о \о в X си S си о. оа ос S ч оа Содержание азота в пожнив ibix и корневых остатках Содержание азота (в %) Вес корней (воздушно-сухой) Вес корневых и пожнивных остатков (воздушно сухой) Время уборки покровной КУЛЬТУОЫ о в кг/га в корнях в пожнивных остатках » ц/га оа cd с_ 00 100 166,5 63.25 105,25 00 СО Tf О г^о 100 140.8 29,8 42,0 100 128,0 41,0 52.5 На зеоно На зеленый корм 171
поглощенных оснований 5,4 м/экв. на 100 г почвы, степень насыщенности 53,4% и гумуса 2,08%). Рядом с этим опытом в тот же день и такими же семенами проведен посев травосмеси под покров овса. Клевер, посеянный под покров овса, был значительно изрежен в первом году жизни и нацело выпал при перезимовке. А при посеве травосмеси без покрова клевер хорошо сохранился в течение 3 лет не только на делянках, где в рядки была внесена известь, но и на контрольных делянках. Урожай многолетних трав на контрольных делянках колебался в течение 3 лет от 25 до 35 ц/га. При этом на третий год жизни трав клевер составлял около 50% травосмеси. Таким образом, в нашем опыте не было выпадения клевера на третьем году жизни даже на сильнокислой почве. Второй полевой опыт с беспокровным посевом травосмеси был заложен в 1950 г. на менее кислой почве (рН солевой вытяжки 4,8, гидролитическая кислотность 3.7 м/экв. на 100 г почвы, сумма поглощенных оснований 6.8 м/экв. на 100 г. почвы, степень насыщенности 64,7% и гумуса 2,79%). В этом опыте многолетние травы в течение 5 лет давали прекрасный урожай. На третьем году жизни урожай трав колебался от 53 до 75 ц/га, а на пятом году жизни урожай сена составил 36 ц/га, в том числе клевера 37%. Сохранение клевера на сравнительно кислых почвах в течение 5 лет представляет большой интерес. Такое явление имело место при посеве многолетних трав без покрова. Из этого следует, что покровная культура не только угнетает клевер в первом году жизни и уменьшает его зимостойкость, но и сокращает продолжительность его жизни. Чем же можно объяснить эти явления? На устойчивость многолетних трав оказывают влияние, не только кислая реакция почвы, подвижные формы алюминия и марганца и др., но и покровная культура. При совместном влиянии почвенных условий и покровной культуры совокупность отрицательного действия настолько ве- -лика, что многолетние травы не выдерживают и погибают. Если исключить отрицательное влияние покровной культуры, то многолетние травы ( при прополке и тщательном уходе) перенесли неблагоприятные почвенные условия в первый период их жизни; в последующие периоды устойчивость растений к кислой реакции, подвижному алюминию и марганцу повышается. Поэтому клевер и сохранился хорошо при беспокровном посеве даже на кислых почвах, 172
Однако следует иметь в виду, что в производственных условиях беспокровный весенний посев многолетних трав сохранить от сорняков очень трудно. Беспокровные посевы многолетних трав могут оказаться под покровом сорной растительности. Поэтому мы рекомендуем проводить посев многолетних трав под покров культур, убираемых на зеленый корм. В лугопастбищных и прифермских севооборотах с полем, убираемым на зеленый корм, это осуществить легко. При этом время нахождения многолетних трав под покровом, а следовательно, и время угнетения их покровным растением сокращается примерно вдвое. О ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЛЮЦЕРНЫ В НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЛОСЕ СССР Из многолетних тра.в, применяемых в нечерноземной полосе, первостепенное значение имеют клевер и тимофеевка. Но наряду с ними нужно использовать и другие многолетние травы. К числу их следует отнести люцерну, клевер розовый и лядвенец рогатый. Для повышения устойчивости бобового компонента на слабоокультуренных почвах наряду с клевером красным полезно сеять клевер розовый и лядвенец рогатой; последние две культуры лучше клевера красного переносят кислотность и другие неблагоприятные свойства дерново-подзолистых почв. На окультуренных почвах в нечерноземной полосе большие перспективы имеет люцерна, обладающая большим долголетием, быстро отрастающая и дающая сено очень хорошего качества. Особенно большое значение имеет долголетие люцерны. В настоящее время в лугопастбищных и кормовых севооборотах проблема бобового компонента не разрешена, так как клевер живет всего 2—3 года, а травы в этих севооборотах на одном месте возделывают 4—5 лет. В результате выпадения клевера в лугопастбищных и прифермских севооборотах последние 2—3 года растут лишь злаковые травы. Вследствие своего долголетия люцерна могла бы разрешить проблему бобового компонента в лугопастбищных и прифермских севооборотах. В нечерноземной полосе люцерна часто не дает хороших урожаев и во многих случаях погибает. Причиной таких неудач являются не климатические, а почвенные 173
условия. Тепла и света для успешного роста и развития люцерны в нечерноземной полосе достаточно. Главным препятствием к успешному возделыванию люцерны в нечерноземной полосе служат неблагоприятные свойства дерново-подзолистых почв: излишняя кислотность, наличие ядовитых для нее подвижных форм алюминия и марганца, недостаток фосфора и других питательных веществ. На агробиологической станции МГУ в течение ряда лет проводился посев люцерны на кислых слабоокультуренных почвах и на почве огородного типа. Опыты показали, что люцерна на кислой почве погибала, а на окультуренной давала урожай сена от 80 до 100 ц/га. Влияние свойств почв и удобрений на устойчивость и урожай люцерны изучалось в опытах Г. В. Ильиной под руководством автора на слабоокультуренной сильнодер- ново-подзолистой почве и на почве средней окультурен- ности. Агрохимическая характеристика этих почв до и после внесения извести приведена в таблице 91. Таблица 91 Агрохимическая характеристика почвы в опытах с люцерной Схема опыта рН солевой вытяжки Гидролитическая кислотность (в м -экв на 100 г почвы) Алюминий (в мг на 100 г почвы) Степень насыщенности (в %) Слабоокульту ренна я почва 4,60 6,20 6,86 2,46 реднеокультуренна 5,80 6,20 3,80 2,45 9,39 0,37 я почва 0,49 0,22 36,2 80,8 69,8 80,0 Без удобрений Известь по гидролитической кислотности Без удобрений Известь по гидролитической кислотности Из таблицы 91 видно, что почвы, на которых проведены опыты, существенно отличаются друг от друга. В опыте на слабоокультуренной почве было два варианта: без удобрений и с известью по гидролитической кислотности. Люцерна под покров овса была посеяна весной 1954 г., а учет густоты стояния растений производился четыре раза: после появления полных всходов, осенью в том же году перед уходом растений под зиму, весной 1955 г. после 174
бживления растений и осенью 1955 г. В результате представилось возможным выяснить гибель растений весной и летом на первом году жизни, зимой и в весенне-летний период второго года жизни. Результаты подсчета растений изложены в таблице 92. Таблица 92 Влияние извести на устойчивость люцерны Схема опыта Без удобрений Известь по гидролитической кислотности Выпало растений (в % к всходам) за лето первого года жизни 38,35 5,05 за зиму 6,85 16,16 за весенне- летний период вюрого года жизни 41,10 25,25 з*а все время 86,30 46,46 При рассмотрении таблицы 92 следует иметь в виду, что зима 1954/55 г. в условиях Подмосковья была мягкой, а снежный покров на опыте с люцерной достигал 60— 70 см. Таким образом, перезимовка для люцерны была весьма благоприятной. Но несмотря на это, выпадение растений люцерны на слабоокультуренной почве достигло за два года 86,3%. При этом люцерна погибала больше всего весной и летом; а не зимой. Так, в варианте без извести за зиму погибло всего 6,85%, а за весну и лето первого и второго года — около 80% растений. Из сопоставления этих цифр видно, что гибель люцерны вызвана не действием низких температур, а почвенными условиями. Люцерна погибала не только летом первого года жизни, но и после благополучной перезимовки. Весьма сильное положительное действие на устойчивость люцерны оказало известкование почвы: в этом случае за два года погибло 46,46% растений по сравнению с 86,30% на контроле. Сопоставление размеров выпадения люцерны со свойствами почв показывает, что повышенная актуальная и гидролитическая кислотность и наличие значительного количества подвижных форм алюминия способствуют гибели люцерны. Изменение этих свойств почвы под влиянием известкования резко повышло устойчивость люцерны. Однако гибель люцерны в этом опыте оказалась высокой и при внесении извести. Объясняется это тем, что 175
вместе с известью не было 'внесено ни органических, ни минеральных удобрений. Поэтому люцерна на втором году жизни частично погибла от недостатка питательных веществ. Опыт с влиянием извести, минеральных удобрений и навоза на устойчивость люцерны проведен на среднеокуль- туренной почве и результаты его изложены в таблице 93. Таблица 93 Влияние извести и удобрений на устойчивость люцерны Схема опыта Выпало растений (в %) за лето первого года жизни за зиму за лето второго года жизни за все время Без удобрений . NPK Навоз . . . . , Известь . . . , Известь+ NPK Известь + навоз . 21,43 28,92 21,25 19,48 18,68 17,44 0,0 2,40 22,50 1 0,0 0,0 0,0 34,28 30,12 18,75 27,27 10,99 10,46 | 55,71 61,44 62,50 46,75 29,67 27,90 Из таблицы видно, что выпадение люцерны имело место главным образом в весенне-летний период первого и второго года жизни растений. Гибель люцерны зимой наблюдалась лишь при внесении навоза на неизвесткованной почве. Известкование почвы и в этом опыте существенно повысило устойчивость люцерны. Так, при внесении полного минерального удобрения и навоза без известкования выпало 61—62% растений, в то время как при внесении тех же удобрений на фоне извести гибель растений понизилась до 27,9—29,67%. Во втором опыте, проведенном на той же среднеокуль- туренной почве, известкование также повысило устойчивость люцерны. За весенне-летний период во втором опыте на почве без известкования выпало 24% растений, с известкованием 10%, при внесении полного минерального удобрения без извести 28%, при внесении тех же минеральных удобрений на фоне извести всего 9%. Изложенные здесь результаты трех полевых опытов полностью согласуются с нашим вегетационным опытом, в котором люцерна по извести сохранилась, а без извести полностью погибла. Таким образом, целая серия полевых и вегетацион- 176
ных опытов согласованно показывает, что известкование почвы очень сильно повышает устойчивость люцерны. Наряду с известью на устойчивость люцерны оказывают влияние навоз и минеральные удобрения, но их действие находится в зависимости от известкования. Так, при внесении полного минерального удобрения и навоза на ие- известкованной почве устойчивость люцерны не повысилась. Те же удобрения, внесенные на фоне извести, существенно повысили устойчивость люцерны в весенне-летний период второго года жизни растений, в течение - которого при внесении навоза и минеральных удобрений погибло всего 10,46—10,99% по сравнению с 27,27% на контроле (табл. 93). Положительное действие полного минерального удобрения и навоза в весенне-летний период второго года жизни объясняется тем, что удобрения обеспечивают растения питательными веществами, от недостатка которых они погибают. В опытах на окультуренной почве люцерна хорошо сохранялась и при перезимовке, ,и в осенне-летний период первого и второго года жизни. Устойчивость растений люцерны в зимний и весенне- летний периоды оказывает решающее влияние на урожай сена и на плодородие почвы. Результаты опытов с влиянием извести на урожай люцерны на слабоокультуренной почве приведены в таблице 94, а на среднеокультуренной почве — в таблице 95. Таблица 94 Влияние извести на урожай люцерны (полевой опыт на слабоокультуренной почве) Схема опыта Известь по х/2 гидролитической кислотности . . . Известь по гидролитической кислотности Урожай сена в ц/га 17,36 22,22 29,76 в % 100 128 171 Содержание люцерны в сене (в %) 2,8 33 45,8 Из таблицы 94 видно, что известкование* почвы резко увеличивает урожай люцерны. Наибольший урожай получен при внесении извести по полной гидролитической кислотности. Из этого следует, что пониженные дозы извести для люцерны не пригодны. Полная доза извести повысила урожай сена на 71%, а урожай собственно люцерны в 30 раз. Несмотря на исклю- 12 н. С. Авдонин 177
Таблица 95 Влияние свойств почв и удобрений на урожай люцерны (опыт на среднеокультуренной почве) Схема опыта Урожай сена в и/га 1 в % Урожай люцерны в ц/га в % Без удобрений РК NPK Навоз .... Известь .... Известь + РК . Известь + NPK Известь + навоз 21,16 21,52 28,0 50,15 31,09 34,55 37,32 65,84 100 ! 101,7 129,6 232,0 142,0 158,5 175,9 311,1 1,65 4,69 7,85 25,88 14,99 16,58 21,76 50,83 100 284 476 1568 908 1005 1319 3087 чительно большой эффект от извести, абсолютный уровень урожая люцерны на слабоокультуренной почве оказался низким; следовательно, для получения высокого урожая люцерны одной извести недостаточно. Наряду с известкованием необходимо вносить удобрения и прежде всего навоз. Это положение подтверждается результатами опыта на среднеокультуренной почве, где высший урожай сена получен при совместном внесении извести и навоза. Особенно велико действие совместного внесения извести и навоза непосредственно на люцерну, урожай которой в результате поднялся с 1,65 до 50,83 ц/га. При оценке этих опытов следует иметь в виду, что лето 1955 г. в условиях Подмосковья было исключительно засушливым. При нормальных условиях увлажнения абсолютные урожаи были бы значительно выше. Известь и навоз оказали положительное действие не только на урожай сена, но и на количество корневых и пожнивных остатков (табл. 96). Как видно из таблицы 96, минеральные удобрения и навоз на фоне извести почти удвоили количество пожнивных и корневых остатков. Существенно повысилось под их влиянием и содержание азота. В результате общее содержание азота в корневых и пожнивных остатках под влиянием извести и навоза достигло 92,29 кг/га по сравнению с 10,71 кг/га на контроле. Повышенное содержание азота в корневых и пожнивных остатках связано с положительным влиянием извести на жизнедеятельность клубеньковых бактерий. Фактический материал по этому вопросу изложен в таблице 97. 178
Таблица Влияние свойств почв и удобрений на количество пожнивных и корневных остатков люцерны (опыт на среднеокультуренной почве) Схема опыта Без удобрений NPK Навоз Известь .... Известь + NPK Известь + навоз Количество остатков пожнивных (в кг/га) 872 906 1725 998 1690 2430 корневых (в кг/га) 1901 2275 3054 2072 3190 2924 всего в кг/га 2773 3181 4779 3070 4880 5354 в % 100 114,5 172,0 110,7 175,6 193,1 Содержалось азота в пожнивных и корневых остатках в кг/га 10,71 23,30 43,43 25,25 56,75 92,29 в % от контроля 100 218 405 236 530 861 Таблица 97 Влияние свойств почв и удобрений на образование клубеньков на корнях люцерны (вегетационный опыт на среднеокультуренной почве) Схема опыта Количество клу- беньмв на корнях одного растения Без удобрений Известь . . . NK NK + известь NPK NPK + известь 56 236 86 175 177 216 Вегетационный опыт, результаты которого изложены в таблице 97, проведен на среднеокультуренной дерново- подзолистой почве. Известь в этом опыте внесена по гидролитической кислотности, а минеральные удобрения из расчета 0,1 г на 1 кг почвы. Как видно из таблицы, количество клубеньков на корнях люцерны под влиянием извести сильно возросло. Повышенное количество клубеньков способствует накоплению азота не только в сене, но и в корневых и пожнивных остатках. В результате этого улучшается качество сена и повышается плодородие почвы, на которой возделывается люцерна. Наряду со свойствами почвы, известкованием и удобрениями на устойчивость люцерны и ее урожай большое * 179
влияние оказывает покровная культура и время ее уборки. По этому вопросу на агробиологической станции МГУ проведены опыты на трех почвах, резко отличающихся своим плодородием. Кроме слабоокультуренной и средне- окультуренной почв, агрохимическая характеристика которых дана в таблице 91, для опыта была также использована хорошо окультуренная почва, получавшая в течение многих лет органические удобрения. В этих опытах изучено влияние срока уборки покровной культуры на устойчивость люцерны и на урожай сена. Результаты опыта изложены в таблице 98. При рассмотрении данных таблицы 98 следует иметь в виду, что урожай покровной культуры (овса) в данном опыте был невысок и колебался в пределах от 10 до 15 ц/га. Следовательно, затенение растений люцерны овсом было незначительным и срой уборки покр.овной культуры на малоплодородной почве существенного значения не имел. При внесении извести условия для роста и развития покровной культуры улучшились, и она больше угнетала люцерну. Поэтому уборка покровной культуры на фоне извести на зеленый корм сопровождалась существенным увеличением устойчивости люцерны: при уборке покровной культуры на зеленый корм выпало 46,5% люцерны но сравнению с 63,6% при уборке покровной культуры на зерно. Большее значение имел срок уборки покровного растения на среднеокультуренной почве. Результаты опыта по срокам уборки изложены в таблице 99. Как видно из таблицы 99, при уборке покровной культуры на сено гибель люцерны была значительно меньше, чем при уборке покровной культуры на зерно. Еще резче сказалось влияние покровного растения на хорошо окультуренной почве. В этих опытах урожай овса достигал 35 ц/га. В данном случае почвенные условия для люцерны были благоприятными, но покровная культура настолько угнетала люцерну, что она почти полностью погибла. Между тем при посеве люцерны на той же почве без покровного растения выпадов не было, а урожай сена люцерны составил 92,5 ц/га. Из сопоставления изложенных фактов видно, что влияние срока уборки покровной культуры на устойчивость люцерны зависело от уровня плодородия почв и от уров- 180
3 в о, 2 ч л н о о ей S 3* •ав ей ё| о а § S* S8-. £^! «£• §8 О сз О.Ч \о о X <и S 4> о. еа ев s R S ч 03 0Q стенн пало ра 2 0Q а года со 4> S сум ю о 2* CQ X 5 я я"* Й-ев ТНИЙ ПС го год ч ериод с S X S п о О со О. *• и й период года жиз етпн ч пыта о ез Схе кров зерно SS о <ров сен О Л С Я о 0.°* S'8 с « я окров а сено С Я окров 1 зерно с я 03 ° о ?, О "Ч с я о ю о. £<£ §s <?§ окре а се Е X Ю CD оГ со" t^ CD СО Ю CD* СО~ со ^ CD СМ 00 CM СМ —i 1,10 5,5 Tf СМ 0,95 9,19 *~* »—• Ю CD 00 — CD CD* со см t>- CO c£ см* со со 1Л Ю со о oo" in CO ической ролит fct рений no ности Без удоб Известь кислот о рвог й> S С Я со *5 §* О. ed й» et С О * Я X еу ч о и я о о. « СО ° <е с я -» О Й = О <о VJ. О Ьй О ее с я а) в в к S 5 ©см оэ о —см CD Г>. "Ф MON 1П СМ СЛ Ю CDCM см 1>-1^"* ЮООЮ со см —■ оою ! смо-о rf 00 —* со — — емс^ О СО 00 ю осм о см ОО СМ СМ 00 -tf< — 00 см со «^ CM CD г- — оо см см — »к S Я п о CQ СО ж v& Ч- ^ -Л Н ^8й со 2 в 0) Л СО 1 ся X 5 181
ня урожая покровной культуры: чем выше плодородие почвы и чем выше урожай покровной культуры, тем большее значение имеет ранняя уборка покровной культуры. Срок уборки покровной культуры оказывает влияние не только на устойчивость, но и на урожай люцерны. Результаты опытов по этому вопросу изложены в таблице 100. Таблица 100 Влияние срока уборки покровной культуры на урожай люцерны Схема опыта Урожай сена (в и/га) при уборке овса на зерно Опыт наслабоокультуренной почве Без удобрений Известь. . . . 17,36 29,76 Известь Известь + NPK Известь + навоз 31,09 37,32 65,84 19,47 20,74 Опыт на среднеокультуренной почве 20,44 26,68 53,56 Из таблицы 100 видно, что на слабоокультуренной малоплодородной почве, на которой урожай овса был низким, срок уборки покровной культуры не имел существенного значения. Объясняется это тем, что при низком урожае покровной культуры затенение люцерны, а также иссушение* почвы выражено слабо. Другая картина наблюдалась на среднеокультуренной почве, где урожай покровной культуры достигал 20—25 ц/га. В этом случае урожай сена при уборке покровной культуры на зеленый корм был примерно в полтора раза выше, чем при уборке покровной культуры на зерно. Еще больший урожай сена получен при возделывании люцерны без покрова. На среднеокультуренной почве урожай сена люцерны под покровом овса составил 21,16 ц/га, в то время как без покрова он достиг 42,6 ц/га. На хорошо окультуренной почве под покровом овса, давшего урожай свыше 35 ц/га, люцерна почти полностью погибла, а на той же почве без покрова урожай составил 92,5 ц/га, 182
Сопоставление всех этих фактов показывает, что срок уборки покровной культуры для люцерны имеет огромное значение. При этом чем выше плодородие почзы и урожай покровной культуры, тем большее значение имеет ранний срок ее уборки. Отмеченная закономерность имеет наибольшее значение для люцерны, несколько меньшее для клевера и еще меньшее для тимофеевки. В настоящее время устойчивость и урожай многолетних трав в нечерноземной полосе прежде всего зависит от свойств почв, от излишней кислотности, от избытка подвижных форм алюминия, марганца, железа, от недостатка питательных веществ, а в будущем, по мере известкования и роста плодородия почв, успех возделывания многолетних трав в большей степени будет зависеть от покровной культуры. На основе экспериментальных работ, проведенных за последние годы, можно считать установленным, что посевы люцерны в нечерноземной полосе нужно расширять. Люцерну нужно возделывать на произвесткованных, достаточно окультуренных почвах в прифермских и лугопаст- бищных севооборотах с уборкой покровной культуры на зеленый корм. ОСНОВНЫЕ ПРИЕМЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКИХ И УСТОЙЧИВЫХ УРОЖАЕВ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ Основная причина низких и неустойчивых урожаев многолетних трав в нечерноземной полосе СССР заключается в том, что бобовый компонент травосмеси — кле« вер здесь часто выпадает. Кроме неблагоприятных почвенных условий, причинами гибели многолетних трав часто является семенной материал, способы обработки почв, время и способы посева, уход за растениями, покровная культура, время ее уборки и другие факторы. Главное в борьбе с гибелью многолетних трав заключается в улучшении свойств дерново-подзолистых почв, Плодородие почв представляет собой не только следствие, но и необходимое условие возделывания многолетних трав. Без создания необходимых условий многолетние травы не только не повышают плодородия почв, но и не могут успешно расти и развиваться. Поэтому главная №
задача при решении проблемы высоких и устойчивых урожаев многолетних трав заключается в том, чтобы ликвидировать те отрицательные свойства дерново-подзолистых почв, которые препятствуют нормальному росту и развитию многолетних трав. Среди приемов, обеспечивающих устранение отрицательных свойств кислых дерново-подзолистых почв, для многолетних трав, и в особенности для клевера и люцер- йы, первостепенное значение имеет применение извести. По своему влиянию на устойчивость и урожай многолетних трав известь на кислых почвах занимает самое первое место среди других приемов. Необходимо применять известь в том поле севооборота, в котором проводится подсев многолетних трав. В севооборотах без льна и картофеля под покровную культуру следует вносить полную дозу извести, а в севооборотах со льном и -картофелем V2—2/з нормы, установленной по гидролитической кислотности. Наряду с внесением названных доз вразброс рекомендуется вносить известь в рядки при посеве трав. Вторым недостатком дерново-подзолистых почв является малое содержание в них органического вещества. Поэтому наряду с внесением извести нужно вносить и органические удобрения. Из органических удобрений первостепенное значение имеет навоз, но в условиях нечерноземной полосы большое значение имеет и торф, запасы которого в этой зоне буквально неисчерпаемы. Для внесения под многолетние травы следует использовать торф низинных болот, не имеющий излишней кислотности. Особенно полезен торф, насыщенный известковыми туфами. Он не только обогащает почву органическим веществом, но и уменьшает ее кислотность. Наибольший эффект от торфа можно получить лишь при изготовлении из него всевозможных компостов (торфонавозных, торфожижевых, торфофекальных и др.). Торфяные компосты по своей эффективности не уступают навозу. Торф и торфяные компосты так же, как и навоз, вносят под покровную культуру. Положительное действие на многолетние травы оказывают и зеленые удобрения, выращиваемые обычно в занятом пару. Высокий эффект от органических удобрений доказан опытами научно-исследовательских учреждений и практикой колхозов и совхозов. Под .влиянием органических удоб- 184
рений повышается урожай и покровной культуры, и многолетних трав. Так, по данным Всесоюзного института кормов, внесение навоза под покровную культуру на дерново- подзолистых суглинках повышало урожай клевера и его смеси с тимофеевкой на 8,7—27,2 ц/га. Внесение органических удобрений повышает не только урожай сена, но и урожай семян многолетних трав. На Уральской опытной станции (Пермская обл.) урожай семян клевера по навозно-торфяному удобрению составил 4,2 ц/га, а без удобрений — 2,6 ц/га. Еще большее 'положительное действие органические удобрения оказывают на урожай семян тимофеевки. По данным Всесоюзного института кормов, 40 т/га навоза в среднем за 3 года обеспечили урожай семян тимофеевки 10,82 ц/га, в то время как без удобрений всего 2,09 ц/га. Для увеличения устойчивости и урожайности многолетних трав нужно использовать и минеральные удобрения. Однако действие минеральных удобрений на устойчивость и урожай многолетних трав зависит от их состава и от вида многолетней травы, под которую их применяют. Все фосфорные удобрения (суперфосфат, томасшлак, преципитат, фосфоритная мука и др.) увеличивают устойчивость и урожай многолетних трав. Поэтому их необходимо широко применять под многолетние травы. По данным 26 опытов, проведенных научно-исследовательскими учреждениями СССР на суглинках в дерново-подзолистой зоне, урожай сена многолетних трав от фосфорных удобрений повысился на 5,8 ц/га. В опытах научно-исследовательских учреждений были получены еще большие прибавки. На Волоколамском опытном поле (Московская обл.) удобрение покровной культуры фосфоритной мукой повышало урожай сена многолетних трав на 14,5—24,0 ц/га, а удобрение суперфосфатом на 16,3—30,3 ц/га. Наряду с внесением вразброс фосфорных удобрений под покровную культуру большое значение имеет внесение в рядки гранулированного суперфосфата совместно с семенами многолетних трав. Высокий и экономически весьма выгодный эффект от внесения гранулированного суперфосфата в рядки объясняется тем, что многолетние травы и в особенности клевер в первый период обладают слабой способностью использовать труднорастворимые фосфаты. Кроме этого, отрицательные свойства дерново-подзолистых почв — из- 185
лишняя кислотность, подвижные формы- алюминия и др. — особенно вредны для растений в первый период их жизни. А фосфор, как это показано выше, в сильной степени ослабляет, а иногда и полностью устраняет отрицательное действие кислой реакции, .подвижных форм алюминия и марганца. Калийные удобрения при недостатке калия в почве также повышают урожай многолетних трав. На Бежецком опытном поле (Калининская обл.) внесение калийных удобрений повысило урожай сена клевера и тимофеевки на 10 ц/га, а на Волоколамском — на 4,7 ц/га. При сочетании калийных удобрений с фосфорными урожай многолетних трав повышается еще больше. Результаты массовых опытов по этому вопросу изложены в таблице 101. Таблица 101 Влияние фосфорных и калийных удобрений на урожай клеверного сена (сводка ВИУАА) Место проведения опытов Ленинградская обл. Белорусская ССР . Московская обл. . Ивановская » Горьковская » Урожай без удобрений (в ц/га) 22—34 24—33 26—38 31—38 34—40 Прибавка урожая при удобрении фосфором в ц/га ' 12 12 8 14 20 в % 40 40 24 43 55 калием в ц/га в % 11 11 6,5 6 5 34 38 18 18 20 фосфором и калием в ц/га 1 в % 21 17 14 23 88 53 46 58 Из приведенных в таблице 101 данных видно, что калийные удобрения существенно повышают урожай клевера. Наибольшее повышение урожайности было при совместном внесении фосфорных и калийных удобрений. При решении вопроса о применении калийных удобрений следует иметь в виду, что на дерново-подзолистых почвах с избыточной кислотностью калийные соли, содержащие хлор, могут ухудшать свойства почв. В результате этого эффективность калийных удобрений будет понижаться. Поэтому хлористый калий, 40 и 30%-ные калийные соли рекомендуется вносить под зяблевую вспашку. В этом случае хлор будет вымыт из почвы осенними дождями и талыми водами. Из калийных удобрений под многолетние травы с большим эффектом можно использовать сульфаты калия. 186
Особенно эффективна под многолетние травы печная зола. Благодаря своей щелочности она наряду с улучшением «калийно-фосфатного питания многолетних трав уменьшает кислотность почвы и понижает содержание в ней подвижных форм алюминия и марганца. Заделывать печную золу нужно не под плуг, а под культиватор или под борону. Азотные минеральные удобрения под травосмесь бобовых и злаковых трав и под чистые посевы бобовых, как правило, вносить не следует, так как они понижают деятельность клубеньковых бактерий. Кроме этого, азотные удобрения в аммиачной форме при внесении на кислых почвах увеличивают кислотность и содержание подвижных форм алюминия и марганца, оказывающих отрицательное действие на многолетние травы. Азотные минеральные удобрения могут найти широкое применение при возделывании злаковых многолетних трав на семена. В этом случае азотные удобрения весьма эффективны. Наряду с органическими и минеральными удобрениями при возделывании бобовых многолетних трав нужно широко применять бактериальные удобрения. Большое значение имеет также семенной материал многолетних трав. В условиях нечерноземной полосы нужно использовать преимущественно одноукосные и районированные сорта. Особо важное значение имеет выбор семенных участков и уход за ними. В колхозах и совхозах нередки случаи, когда на семена оставляют травы первого года пользования. Такая практика приводит к плохим последствиям. В особенности это относится к одноукосному клеверу. Клевер, как известно, биологически неоднороден. Наряду с устойчивыми к перезимовке формами в нем имеются и неустойчивые формы. При получении семян с посевов второго года пользования неустойчивые формы в посевной материал не попадут, так как они погибают при двукратной перезимовке. В результате сбора семян с посевов второго года пользования происходит отбор устойчивых форм, между тем как при оставлении на семена клевера первого года пользования в семена попадут и незимостойкие формы. Кроме того, при поздней уборке зимостойкость клевера резко 187
падает, так как чем позже он окошен, тем больше вероятность его гибели при перезимовке. Поэтому на семена необходимо оставлять многолетние травы второго года пользования. В деле получения высоких и устойчивых урожаев многолетних трав существенное значение имеют обработка почвы, способы и сроки посева. При обработке почвы нужно обеспечить дружное прорастание семян и хороший последующий рост растений. Особое внимание должно быть обращено на получение достаточной влажности верхнего слоя почвы, хорошей разделки и чистоты от сорняков. Основную обработку зяби нужно производить путем лущения и последующей глубокой вспашки. Лущение зяби, как известно, способствует борьбе с сорняками. При посеве многолетних трав под покров озимых паровая обработка должна обеспечить борьбу с сорняками и сохранение во влажном состоянии верхнего слоя почвы. Кроме основной обработки, нужно тщательно провести предпосевную обработку почвы, которая должна создать небольшой рыхлый верхний слой с плотным ложем. В этом случае семена будут иметь достаточное количество влаги и воздуха, необходимых для прорастания семян. Тщательная подготовка почвы для посева имеет очень большое значение, так как семена многолетних трав мелкие и требуют благоприятных условий для прорастания. В противном случае полевая всхожесть многолетних трав будет очень низкой. Клевер обычно высевают весной, а тимофеевку предпочтительнее сеять осенью вслед за посевом озимых, под которые имеют в виду подсевать многолетние травы. При таких сроках посева злаковой и бобовой травы получается больший урожай сена в первый год пользования. В опытах Всесоюзного института кормов при весеннем посеве клевера и тимофеевки получен урожай сена 34,2 ц/га, в то время как при посеве тимофеевки осенью, а клевера весной — 46,5 ц/га. Посев многолетних трав лучше всего производить при помощи рядовой сеялки. При недостатке сеялок допускается посев по мерзлой почве. Однако этот способ имеет целый ряд недостатков. Прежде всего часть семян трав при этом способе остается невтянутой в почву и после быстрого просыхания верхнего слоя не прорастает. Кроме этого, до 20% семян многолетвдх трав застревает ца по,- 188
верхности озимых растений. Наконец, при разбросном посеве руками имеет место крайне неравномерное распределение семян по поверхности почвы. Поэтому необходимо повсеместно переходить на посев многолетних трав при помощи рядовых дисковых сеялок. О том, какое значение имеет посев рядовой сеялкой, можно судить по опыту Института льна. При разбросном посеве в его опытах получен урожай сена 34,3 ц/га, а при рядовом 42,5 ц/га. Аналогичные результаты получены и в опытах других научно-исследовательских учреждений. Посев многолетних трав под покров яровых культур следует производить вслед за посевом покровной культуры или не позднее, чем на следующий день. Для борьбы с затенением многолетних трав рекомендуется полупокровный посев и другие приемы. В этих же целях следует производить посев покровной культуры и многолетних трав так, чтобы рядки размещались с севера на юг. При таком размещении рядков для растений создается лучший световой режим, лучшее и более полное использование утренних и вечерних лучей солнца. После посева необходимо организовать правильный уход за растениями. На глинистых почвах в нечерноземной полосе иногда образуется корка, которую необходимо уничтожить, так как она может затруднить появление всходов многолетних траз или сделает их невозможными. Корку на многолетних травах, образованную вскоре после посева, необходимо уничтожить путем применения звездчатой вращающейся бороны или при помощи катка с острыми короткими зубьями. Эти орудия разбивают корку, почти не повреждая проростков многолетних трав. К числу мер по уходу за многолетними травами относится и уничтожение сорняков. Среди мер по уходу за многолетними травами первостепенное значение имеет подкормка растений. Подкормку растений производят после уборки покровной культуры, осенью, весной и после укосов. Подкормка многолетних трав фосфорными и калийными удобрениями после уборки покровного растения способствует лучшему укоренению растений в осенний период и повышает их зимостойкость. 189
При сравнении эффективности подкормки осенью и весной преимущество обычно остается ета стороне осеннего внесения. Объясняется это тем, что при осеннем внесении удобрений обеспечивается более глубокое проникновение питательных веществ в почву (под влиянием осенних дождей и весенних талых вод). Преимущество осеннего внесения удобрений можно иллюстрировать следующими примерами. На Мышкинском опорном пункте (Ярославская обл.) в среднем за три года урожай сена при подкормке осенью после уборки покровной культуры составил 39,8 ц/га, а при подкормке весной 36,3 ц/га. Урожай сена без подкормки в этих опытах равнялся 31,6 ц/га. В опытах с подкормкой многолетних трав ранней весной и после укосов получены разноречивые результаты. В одних случаях имеет преимущество ранневесенняя подкормка, а в других — послеукосная. Объясняется это разными погодными условиями и состоянием многолетних трав после перезимовки. Подкормка многолетних трав оказывает положительное влияние на урожай не только в первом, но и во втором году пользования. Но дополнительная подкормка многолетних трав во втором году пользования также эффективна. Данные об эффективности подкормки многолетних трав в первом и втором году пользования приведены в таблице 102. Поверхностное внесение фосфорных удобрений эффективно как в первом, так и во втором году пользования многолетними травами. Подкормку многолетних трав, оставляемых для использования на второй или третий год, целесообразно проводить после укоса или осенью за 2—3 недели до конца вегетации. В ошытах Всесоюзного института кормов весенняя подкормка клевера и тимофеевки второго года пользования повысила урожай сена на 29%, а осенняя на 37%. В Институте льна прибавка сена от осенней подкормки составила 16%, а от весенней 11%. Для подкормки многолетних трав используют фосфорные и калийные удобрения, но для подкормки семенников тимофеевки с большим успехом можно использовать и азотные удобрения. Опыты последних лет показали, что для повышения семенной продуктивности многолетних трав полезно при* 190
Таблица 102 влияние поверхностного внесения фосфорных удобрений на урожай сена клевера и травосмесей в первом и втором годах пользования (по сводке 3. В. Силенко) Зоны и почвы Число опытов Урожай сена на контроче (в ц/га) Прибавка от фосфорных удобрении в ц/га в % Первый год пользования Подзолистая зона Западная часть: суглинок . . . . супесь Центральная часть: суглинок .... супесь 118 35 89 19 32,4 35,3 38,4 38,7 Второй год пользования Подзолистая зона Западная часть: суглинок .... супесь Центральная часть: суглинок .... супесь 37 7 45 4 25,0 29,5 34,3 28,7 10,2 8,5 10,4 11,4 6,4 7,2 13,7 7,3 31,4 24,0 27,0 29,4 25 24,4 39,9 25,4 менять борные удобрения. В опытах Всесоюзного института кормов 2 кг действующего вещества борных удобрений повысили урожай семян клевера на 1,1 ц/га, а в опытах колхоза имени Чапаева Дмитровского района Московский обл. — на 0,7 ц/га. Борные удобрения увеличивают главным образом семенную продуктивность многолетних трав, не оказывая существенного влияния на урожай сена. Особенно высока эффективность борных удобрений на известкованных почвах. Для увеличения устойчивости и урожайности многолетних трав существенное значение имеет подготовка растений к зиме. Выше было показано, что уборка покровного растения на зеленый корм резко повышает зимостойкость и урожай многолетних трав. Поэтому в лугопастбищных и прифермских севооборотах нужно высевать многолетние травы под покров культур, убираемых на зеленый корм. Но срок уборки покровной культуры имеет значение и в полевых севооборотах. Как известно, 191
уборка зерновых культур в хозяйствах растягивается на 10—15, а иногда и большее количество дней. В целях быстрейшего освобождения многолетних трав из-под покрова уборку зерновых культур, под которые подсеяны многолетние травы, нужно проводить в первую очередь. Лучше всего проводить уборку покровной культуры комбайном с немедленным удалением с поля соломы. Копны снопов и солома, оставленные на длительное время в поле, приведут к образованию плешин на том месте, где они находились. Своевременная и быстрая уборка покровной культуры способствует лучшему росту многолетних трав и повышает их зимостойкость. В некоторых районах нечерноземной полосы СССР при наличии достаточного количества атмосферных осадков и теплой осени многолетние травы могут перерасти. Растения клевера при большом количестве листьев могут достигать 30—40 см. В этих случаях может возникнуть опасность выпревания их в процессе перезимовки. В таких случаях травы рекомендуется подкосить на высоте 10—15 см от поверхности почвы. Низкое подкашивание многолетних трав так же, как и стравливание их скотом, не допускается, так как это сильно ослабит растения и снизит их зимостойкость. Подкашивалие буйно развитых многолетних трав следует проводить за 3—4 недели до наступления устойчивых морозов. При отрастании основной массы трав не более 20 см подкашивание их проводить не следует. Мы подчеркнули в нашей работе значение свойств почв в деле повышения зимостойкости трав. Однако нельзя забывать и о ряде других мер борьбы с гибелью многолетних трав. Снегозадержание, повышающее температуру в зоне корневых шеек растений и увеличивающее запасы влаги в почве, имеет огрохмное значение для многих районов Советского Союза. Но в условиях нечерноземной полосы СССР снегозадержание может иметь значение лишь в отдельных случаях. Так, например, в некоторых районах на посевах многолетних трав иногда образуется ледяная корка. В этом случае растения могут погибнуть от недостатка кислорода и от низкой температуры. Ледяную корку нужно уничтожить тяжелым кольчатым катком, а для сохранения растений от вымерзания следует провести снегозадержание. 192
По исследованиям И. И. Туманова (1940 г.), вред от ледяной корки под влиянием находящегося над ней снежного покрова резко падает. Если" ледяная корка образуется незадолго до весны и снегозадержание провести не удастся, тогда нужно принять меры к тому, чтобы ледяная корка быстро растаяла. Для этого на ледяную корку рассыпают золу, перепревший навоз и другие темноцветные материалы, ускоряющие таяние льда. В некоторых случаях многолетние травы могут погибнуть и от выпревания. Наблюдается это в том случае, когда снег выпадает на талую почву. Для того чтобы верхний слой почвы промерз, рекомендуется уплотнить снег прикатыванием. Для борьбы с вымочками, которые имеют место при длительном застое воды, нужно устраивать отводные борозды и канавы из блюдцеобразных понижений. Для повышения устойчивости бобового компонента на слабоокультуренных почвах наряду с клевером красным полезно сеять розовый клевер и лядвенец рогатый. Обе эти бобовые культуры лучше красного клевера переносят кислотность и другие неблагоприятные свойства дерново- подзолистых почв. ВЫВОДЫ 1. Многолетние травы имеют большое значение для повышения плодородия дерново-подзолистых почв и урожайности всех культур в нечерноземной полосе СССР. 2. Выпадение многолетних трав на кислых дерново- подзолистых почвах представляет собой большое препятствие к успешному их использованию для подъема урожайности и решения кормовой проблемы в нечерноземной полосе. 3. Главной причиной выпадения многолетних трав в нечерноземной полосе СССР является не прямое воздействие низких температур, как полагали ранее, а почвенные условия. 4. Выпадение многолетних трав имеет место не только зимой, но и в другие периоды их роста и развития. 5. Весьма сильное влияние на выпадение многолетних трав оказывает кислотность почв. Растения, выращенные на кислой почве, за зимний период выпадают в то время, 13 Н. С. Авдонин 193
как рйстения, выращенные йа нейтральной среде, йрй тех же температурных условиях полностью сохраняются. От выращивания на кислой среде выпадает при перезимовке не только клевер и люцерна, но и тимофеевка. 6. Большое влияние на выпадение многолетних трав оказывают растворимые формы алюминия и марганца. Вредное действие алюминия при одинаковых дозах проявляется сильнее, чем вредное действие марганца. При этом отрицательное действие алюминия и марганца на клевере проявляется сильнее, чем на тимофеевке. 7. Азотные удобрения на кислых почвах усиливают выпадение клевера. Умеренные дозы азотных удобрений не вызывают выпадения тимофеевки. 8. Нитраты и сульфаты более благоприятны для многолетних трав, чем хлориды и аммиачные формы. 9. Влияние азотных и калийных удобрений на устойчивость многолетних трав зависит от свойств почвы. На кислой почве азотные удобрения и хлориды калия способствуют выпадению многолетних трав, а на окультуренной они не оказывают отрицательного действия. 10. Известкование кислых почв резко повышает устойчивость и урожай многолетних трав, а также улучшает качество сена, так как при этом возрастает удельный вес клевера и содержание белков в сене. Наряду с применением обычной дозы извести вразброс рекомендуется внесение под многолетние травы небольшой дозы (2 ц/га) извести в рядки. 11. Решающим фактором устойчивости многолетних трав в нечерноземной полосе СССР является окультурен- ность почв. На окультуренной почве, которая отличается слабокислой реакцией, отсутствием подвижных форм алюминия, небольшим количеством марганца, хорошими физическими свойствами, наличием достаточного количества питательных веществ, сохраняются зимой и во все другие периоды не только тимофеевка, но и бобовые компоненты — клевер и люцерна. На неокультуренной почве, которая отличается сильнокислой реакцией среды, наличием избытка алюминия и марганца, плохими физическими свойствами, недостатком питательных веществ, имеет место массовое выпадение люцерны и клевера и частичное выпадение тимофеевки. 12. Кислая реакция среды, подвижные формы алюминия и другие неблагоприятные свойства почв приводят 19£
к нарушению углеводного и белкового обмена в растениях, что понижает устойчивость растений к неблагоприятным факторам и делает их восприимчивыми к различным болезням. 13. Устойчивость многолетних трав зависит от продолжительности их нахождения под покровной культурой. Чем меньше многолетние травы находятся под покровом, тем больше их устойчивость. При отсутствии отрицательного воздействия покровной культуры не только увеличивается устойчивость, но и продолжительность жизни многолетних трав. 14. Устойчивость многолетних трав связана с особенностями их питания фосфором. Клевер в течение первого года жизни очень слабо усваивает труднорастворимые фосфаты, а во втором году эта способность у него резко возрастает. Наименьшей способностью к усвоению труднорастворимых фосфатов тимофеевка обладает в первые два месяца жизни, после чего она усваивает фосфор из труднорастворимых фосфатов (из фосфоритной муки) так же хорошо, как и из легкорастворимых. Разница между способностью усваивать труднорастворимые фосфаты в первый и последующие периоды у клевера выражена резче, чем у тимофеевки. Клевер за все время своей жизни усваивает трудно- растворимые фосфаты значительно слабее, чем тимо- феевка. Слабая способность клевера усваивать труднорастворимые фосфаты является одной из важных причин низкой его устойчивости к кислой реакции и подвижным формам алюминия. 15. Для предотвращения гибели многолетних трав и резкого повышения их урожайности необходимо практиковать известкование кислых почв, применение навоза, торфа низинных болот, всевозможных торфяных компос- тов, зеленое удобрение, внесение фосфорных удобрений вразброс и в рядки, применение золы, отвод семенных участков с посевов второго года пользования и строгое соблюдение основ агротехники возделывания многолетних трав. В лугопастбищных и прифермских севооборотах рекомендуется посев многолетних трав под покров культур, убираемых на зеленый корм. 13*
YJIABA ЧЕТВЕРТАЯ Ь зимостойкости озимых культур НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ Посевы озимой ржа и озимой пшеницы в Советском' Союзе занимают несколько миллионов гектаров. Обширные площади занимают озимые культуры и в районах нечерноземной полосы СССР. В последнее время в нечерноземной полосе резко возрастает. значение озимой пшеницы. Но озимые культуры в нечерноземной полосе нередко' погибают. Убытки от гибели озимых культур учитываются далеко не полностью. Обычно гибель озимых определяют по сплошным выпадам, которые представляют собой, «плешины» на посевах. Между тем гибель озимых в неизмеримо больших размерах имеет место* при их изрФ- живании. Подсчеты показывают, что осенью на одном квадратном метре бывает 300—400 растений, а весной их насчитывается всею 150—200. Результатом этого является резкое снижение урожая. По нашим данным в условиях нечерноземной полосы гибель озимой пшеницы путем изреживания достигает не менее 50%, а озимой ржи — не менее 25%. Вполне понятно, что такая гибель приносит огромный ущерб народному хозяйству. О причинах гибели озимых имеется обширная литература. В результате многочисленных исследований, проведенных в Советском Союзе и за границей, созданы различные теории и гипотезы, объясняющие гибель озимых культур. В настоящее время считают, что гибель озимых культур происходит от ряда причин: вымерзания, выпре- вания, вымокания, выпирания растений, наличия ледяной корки, от зимне-весенней засухи и др. Вымерзание растений имеет место при сильных морозах, в особенности, когда на поле мало снега или его нет 196
вовсе. Выпреван'ие, наоборот, происходит в том случае, когда растения длительное время находятся под большим снежным -покровом, выпавшим на талую почву. В данном случае температура в зоне узла кущения расгений опускается немного ниже нуля. Гибель растений в этом случае происходит не от избытка холода, а скорее от его недостатка. Гибель озимых культур от вымокания происходит при застое воды на поле. При замерзании находящейся на поверхности поля воды образуется так называемая притертая или висячая ледяная корка, которая также может привести к гибели озимых культур. Ледяная корка иногда образуется и при отсутствии застойной воды на поверхности пашни за счет поступления ее по капиллярам из нижних слоев почвы. Наблюдается это явление обычно при небольших ночных заморозках (не ниже —7°). В этом случае днем оттаивает лишь часть промерзшего верхнего слоя. Неоттаявший слой почвы способствует притоку водяных паров »из нижних слоев почвы и последующему их замерзанию. Происходит это следующим образом. Водяные пары почвы при соприкосновении со слоем льда, образованным в результате заморозков, конденсируются и замерзают. После конденсации и замерзания части водяных паров упругость >их в верхнем слое падает. В результате создаются благоприятные условия для дальнейшего передвижения водяных паров из нижних слоев почвы к верхним. Новые порции водяных паров, соприкасаясь с замерзшим слоем почвы, снова конденсируются и замерзают. Таким образом, в почве образуется слой льда, который разрывает корневую систему растений и выпирает узел кущения или корневую шейку из почвы. В результате этого может наступить гибель растений от выпирания. Некоторые авторы считают, что озимые культуры в холодное время года могут погибнуть не только от избытка, но и от недостатка воды. В зимнее время транопира- ция у растений хотя и ослаблена, но все же имеет место. Но поступление воды из почвы при сильных морозах затруднено, так как замерзшая почва содержит воду в недоступном состоянии. Корни растений, расположенные ниже промерзшего слоя почвы, могут воспринимать влагу, но передвижение ее по мерзлому растению сильно затруднено. В этом случае имеет место тда называемая W
физиологическая сухость, при которой окружающая растения вода в твердом состоянии становится им недоступной. В результате этого, по мнению ряда авторов, наступает гибель растений от зимне-весенней засухи. Т. Д. Лысенко применительно к условиям степи Сибири объяснял гибель озимых механическими повреждениями как подземных, так и надземных частей растений и рекомендовал производить посевы озимой пшеницы по стерне. Рекомендация посева озимой пшеницы по стерне после длительной проверки была оставлена и в настоя-* щее время не находит широкого применения в производстве. В первой половине XVIII века вымерзание растений объясняли тем, что при замерзании воды в растениях увеличивается ее объем и происходит разрыв клеток и тканей. Особое указание топда делали на разрыв сосудов. По тогдашним представлениям, разрыв сосудов прерывал подачу воды, вследствие чего растения засыхали. Такая точка зрения долгое время господствовала в науке. Для обоснования ее ссылались на действие воды при замерзании ее в горных породах. Как известно, вода, замерзая в трещинах скал, разрывает камни. Естественно допустить, что образующийся в растениях лед может разорвать ткани, сосуды и отдельные клетки. Несмотря на свою кажущуюся убедительность, эта теория оказалась ошибочной. В связи с развитием микроскопических исследований представилось возможным подробно "изучить состояние клеток после вымерзания растений. Так, немецкий ученый Гепперт (1830 г.) исследовал 222 вида растений после вымерзания и не обнаружил разрыва сосудов и оболочек клеток. Исследования Гепперта и других ученых показали, что разрыва клеток и сосудов при помощи намерзающего в растениях льда не происходит. В отдельных случаях разрываются лишь ткани, но это не оказывает решающего действия на жизнеспособность растения. Гепперт считал, что растения гибнут от непосредственного действия низкой температуры, которая, по его мнению, преодолевает свойственную растениям «жизненную силу». Факты, добытые Геппертом, имеют существенное значение для развития физиологической науки, но выводы его о «жизненной силе» были несостоятельными. Во второй половине XIX века немецкий ученый Сакс 198
утверждал, что растения погибают не <при замерзании, а при оттаивании. По мысли Сакса, губительное действие на растение оказывает быстрое оттаивание. В конце XIX века ученые Мюллер-Тургау (1880 г.) и Молиш создали теорию гибели растений в результате их обезвоживания при образовании в них льда. В начале XX века мно'гие ученые (Лидфорс и др.) считали, что растения погибают от повышенной концентрации клеточного сока, которая образуется в результате перехода большей части воды в лед. По их мнению, концентрация солей и 'кислот в клеточном соке после замерзания большой части воды настолько возрастает, что оказывает губительное действие на протоплазму клеток. В это же время русский ученый Н. А. Максимов выдвинул теорию механического давления льда на клетки. Во второй половине прошлого века появились экспериментальные исследования, в которых имелось в виду выяснить внутреннюю природу зимостойкости растений. В этом отношении большой интерес представляют работы русских исследователей А. С. Фоминцина и И. П. Бородина (1867 г.), которые обнаружили, что в коре и древесине веток тополя и березы зимой крахмал исчезает, а весной появляется вновь. Несколько позднее Мюллер-Тургау сопоставил накопление сахара в растениях с их зимостойкостью. Однако создание теории защитного действия растворимых углеводов принадлежит шведскому ученому Лидфорсу и русскому ученому Н. А. Максимову. - Лидфорс показал, что у многих растений в холодное время крахмал исчезает и заменяется сахаром, а с наступлением тепла снова появляется. Обширные исследования Н. А. Максимова были изложены в капитальном труде «Растение и низкие температуры», опубликованном в 1913 г. В этой работе изложено огромное количество опытов, в которых он изучал влияние водных растворов сахара, спиртов разной атомности, солей минеральных и органических кислот на морозостойкость клеток и тканей красной капусты и комнатного растения традесканции. Н. А. Максимов помещал небольшие кусочки тканей листьев в водные растворы названных веществ, а затем подвергал их замораживанию. Оказалось, что сахара и другие вещества значительно повышали морозостойкость клеток. Сила защитного 199
действия вещества сильнее тем, чем ниже температура, ори которой оно начинает выкристаллизовываться при охлаждении (так называемый эвтектический пункт). Вещества, достигающие предела растворимости и выпадающие из раствора при температуре немного ниже нуля (•например, маннит, сернокислые соли калия и натрия), защитного действия не оказывают. Защитное действие различных веществ против вымерзания не связано с проникновением их в протоплазму, но проявляется от соприкосновения их с протоплазмой. Защитное действие Сахаров и других веществ проявляется в большей мере, чем вызываемое ими понижение точки замерзания. На это!м основании Н. А. Максимов считает, что защитное действие Сахаров и др. веществ объясняется не только изменением осмотических свойств клеток, но и их химическим влиянием на протоплазму. Таким образом, решающую роль в морозостойкости растений Н. А. Максимов отводит защитным веществам. По изучению физиологических основ зимостойкости культурных растений в СССР было проведено много исследований. Среди них особого внимания заслуживают работы И. И. Туманова, проводившиеся на протяжении около четверти века. Итоги разносторонних исследований в этом направлении он изложил в монографии «Физиологические основы зимостойкости культурных растений» (1940 г.) и в целом ряде других работ. В результате своих исследований И. И. Туманов создал теорию закаливания растений. Согласно этой теории морозостойкость растений увеличивается в течение осени и начала зимы. Этот процесс он назвал закаливанием. В процессе закаливания имеет место накопление в растениях Сахаров, которые играют защитную роль протоплазмы от вымерзания и служат энергетическим материалом для растений в зимний период. Процесс закаливания растений, по И. И. Туманову, состоит из двух фаз. Первая фаза протекает у растений при температуре от 0 до +10, +15°. Вторая фаза закаливания проходит в замерзших растениях «при температуре —2, —5°. Высшая морозостойкость растения приобретается во второй фазе закаливания. Кроме защитного действия Сахаров в процессе закаливания, И. И. Туманов обращает внимание на роль ростовых веществ. Накопление £ клетках стимуляторов роста
уменьшает закаливание растений, а уменьшение их (инактивация, отток в другие органы) создает условия для повышения морозостойкости. О том, какие процессы происходят в растениях, пока известно немного. И. И. Туманов по этому вопросу пишет: «Сказать, в чем состоят процессы закаливания, в настоящее время трудно. Имеющихся данных еще мало, чтобы составить ясное представление о сущности тех процессов, которые протекают в клетках при их закаливании»1. Влияние агротехнических приемов на зимостойкость озимых культур длительное время изучал В. П. Мосолов. В создании зимостойких форм растений огромное значение имеют работы И. В. Мичурина, который уделил большое внимание получению зимостойких растений. Работы в этом направлении И. В. Мичурин начал в 90-х годах прошлого столетия. В то время вопросы зимостойкости растений почти не изучались, и И. В. Мичурин был пионером в создании зимостойких форм растений в нашей стране. Его многолетняя и плодотворная работа увенчалась блестящими успехами. Незадолго до своей смерти И. В. Мичурин «писал: «За шестьдесят лет моей работы мне удалось больше чем на тысячу километров продвинуть на север от границы прежних районов своего распространения самые нежные и зябкие и вместе с тем самые ценные южные плоды и ягоды и добиться неслыханной прежде скороспелости их»2. Заслуга И. В. Мичурина в деле повышения зимостойкости растений заключается не только в его практических достижениях по выведению зимостойких сортов, но и в разработке оригинальных способов переделки природы растений. И. В. Мичурин, как известно, сочетал метод гибридизации и отбора при выведении морозостойких сортов с необходимым воспитанием гибридных сеянцев. По этому вопросу он писал: «Разнообразные, наследственно передаваемые признаки свойств растений-производителей вступают в организм каждо*го гибридного сеянца в очень большом и разнообразном количестве лишь в виде заро- 1 И. И. Туманов. Основные достижения советской науки в изучении морозостойкости растений. Изд. АН СССР, 1951. 2 И. В, Мичурин. Сочинения, т. IV, стр. 269, 1948. 201
дышевых, зачаточных форм, из общего количества их получает дальнейшее развитие лишь незначительная часть, очевидно, те из них, развитию которых будут благоприятствовать в текущий период времени условия внешней среды. Из всего этого становится очевидным, какое существенно важное значение имеет влияние факторов внешней среды на создание гибридных растений новых сортов»1. И. В. Мичурин впервые открыл «влияние свойств почв на зимостойкость выращенных на них растений. По этому вопросу он пишет: «Гибридные сеянцы, от скрещивания лучших иностранных сортов с местными, выносливыми к морозу сортами, выращенные на грядах с тучной удобренной и глубоко обработанной почвой, в течение первых двух-трех зим вымерзали и только в конце восьмидесятых годов случайно конец одной из посевных гряд оказался с очень тощей песчаной почвой и десяток гибридных сеянцев, выросших на нем, получились вполне выносливыми к морозам. Заметил я это, в то время казавшееся мне парадоксальным, явление. Как это, более слабо развившиеся сеянцы оказались выносливыми, между тем как сильные — погибли? В сущности это вполне закономерное явление казалось мне непонятным, но тем не менее я вскоре уже преднамеренно начал производить посев на грядах с тощей почвой и затем, убедившись окончательно в пользе такого приема, я даже вынужден был продать прежний участок земли с тучной черноземной почвой, на котором ^просуществовал основанный мною питомник в течение 10 лет, а взамен мне удалось подыскать и купить клочок земли с самой тощей смывной почвой»2. Из приведенной цитаты видно, какое огромное значение И. В. Мичурин придавал влиянию почвенных условий на зимостойкость растений. К сожалению, это указание И. В. Мичурина до последнего времени не нашло достаточного применения в области изучения зимостойкости озимых культур. В общей системе мер по получению зимостойких форм растений И. В. Мичурин использовал и метод ментора. Так, например, для усиления зимостойкости гибридных 1 И. В. Мичурин. Сочинения, т. IV, стр. 663, 1948. 2И. В. Мичурин. Сочинения, т. IV, стр. 165—166, 1948. 202
сеянцев он прививал их в крону устойчивой к морозам китайской яблони. Питательные вещества, получаемые привитым сеянцем от китайской яблони, резко увеличивали его зимостойкость. И. В. Мичурин по праву считается в нашей стране основоположником работ по зимостойкости растений. Работы И. В. Мичурина показывают, что о« придавал огромное значение влиянию внешних факторов на зимостойкость растений. Какие данные по этому вопросу известны в настоящее время применительно к озимым культурам? Прежде всего накоплено большое количество экспериментальных данных по влиянию температуры на зимостойкость озимых культур. Известно, что холодостойкость одного и того же растения в течение года резко меняется. В летний период растения обладают наименьшей устойчивостью к низким температурам, а зимой — наибольшей. Осенью и в начале зимы устойчивость растений к низким температурам резко возрастает. Из внешних факторов на зимостойкость растений оказывает влияние тепло и свет. Первые экспериментальные данные по этому вопросу получены русским ученым С. Топорковым (1899 г.), который выращивал озимую пшеницу на прямом солнечном освещении и в тени. В тени, как обычно, растения вытянулись и слабо кустились. При наступлении морозов растения, выращенные в тени, вымерзли на 50%, а растения, выращенные на прямом солнечном освещении, полностью сохранились. Эти данные позволили Топоркову сделать следующий вывод: «К главнейшим метеорологическим факторам, под влиянием которых растение приобретает стойкость против действия низких температур, следует отнести интенсивный свет» (1899 г., стр. 502). Более поздние исследования в этом направлении, проведенные И. И. Тумановым, И. М. Васильевым и др., полностью подтвердили выводы Топоркова. Существенный интерес представляют опыты Б. С. Мошкова (1935 г.) по влиянию продолжительности дневного освещения н,а зимостойкость растений. Оказалось, что растения обладают наивысшей морозостойкостью при соблюдении для них оптимума фотопериода. Из внешних факторов на зимостойкость растений оказывает влияние влажность почвы. Избыток влаги во всех 203
случаях понижал зимостойкость растений. Выращивание растений при пониженной влажности повышает их зимостойкость. Однако при чрезмерном завядании растений их зимостойкость понижается. Среди внешних факторов, оказывающих влияние на зимостойкость растений, большое значение имеют условия питания. По этому вопросу проведено немало опытов. Среди них существенный интерес представляют опыты Ф. Ф. Юхимчука (1935 г.) с озимой пшеницей на выще-' лоченном черноземе Уманокой сельскохозяйственной опытной станции. В этих опытах посеянная по навозу озимая пшеница сохранилась зимой и дала урожай от 10,3 до 12,8 ц/га, а без внесения навоза 'полностью погибла. По вопросу о влиянии отдельных видов минеральных удобрений на зимостойкость озимых культур проведено большое количество опытов (Мосолов, 1926 г.), Саблин- ская-Иванова (1935 г.) и др. Большинство авторов пришло к выводу, что азотные удобрения чаще всего понижают зимостойкость озимых культур, а фосфорные и калийные повышают. Отрицательное действие азотных удобрений обычно связывают с тем, что азот усиливает рост, замедляет развитие, увеличивает процент воды в растениях. Положительную роль калийных и фосфорных удобрений обычно объясняют тем, что при их внесении повышается сахаристость и осмотическое давление в клетках. Таковы данные науки «по влиянию внешних факторов на зимостойкость растений. ВЛИЯНИЕ СВОЙСТВ ПОЧВ И УДОБРЕНИИ НА ЗИМОСТОЙКОСТЬ ОЗИМЫХ КУЛЬТУР Как видно из (приведенного обзора литературы, действие удобрений на зимостойкость растений до сих пор не увязывалось со свойствами почв, а замеченное еще в прошлом столетии Мичуриным влияние свойств почв на зимостойкость плодовых .культур не учитывалось при изучении озимых культур. Мы лровели серию исследований с целью выяснения влияния свойств дерново-подзолистых почв и различных удобрений на зимостойкость озимой ржи и озимой пшеницы, учитывая эти указания Мичурина. Исследовательскую работу «по этому вопросу мы проводили да производственных посевах в колхозе «Заря 204:
коммунизма» Химкинского (района Московской области, а также на агробиологической станции МГУ. Производственный опыт проводился в колхозе «Заря коммунизма» Химкинского района Московской области в течение 1951—1952 гг. на площади 7,5 га и в 1952—1953 гг. на площади 17 та. В качестве подопытного растения использована озимая пшеница 599 (селекции акад. Н. В. Ци- цина). В 1951 г. озимая пшеница была посеяна на двух рядом расположенных участках, почвы которых не отличались по своим генетическим свойствам, но имели существенное различие по степени окультуренности. На один участок площадью 1,5 га в течение ряда лет вывозили навоз и возделывали овощные культуры, а на другой площадью 6 га навоз вывозили редко и возделывали на нем зерновые культуры. Почвы первого участка были хорошо окультурены, а почвы второго слабо окультурены. Окультуренный участок расположен на пониженном элементе рельефа, а слабоокультуренный — на неровном рельефе. Одна часть слабоокультуренного участка расположена так же, как и окультуренный участок, на пониженном элементе рельефа, а вторая — на повышенном элементе рельефа. Следует отметить, что пониженный элемент рельефа на окультуренном и слабоокультуренном участках не имел формы блюдца, в котором застаивается вода. Посев озимой пшеницы произведен тракторной сеялкой б один день при одинаковой норме высева (2 ц/га). Несмотря на это, выпадение озимой пшеницы при перезимовке и ее урожайность были резко различными. Результаты этого производственного опыта изложены в таблице 103. На участке с окультуренной почвой получен высокий урожай — 34,6 ц/та и нормальный травостой растений. Иная картина наблюдалась на участке с почвой слабой окультуренности. Средний урожай здесь составил лишь 12,3 ц/га. При этом на повышенном элементе рельефа урожай был значительно выше, чем на пониженном. На повышенных элементах рельефа сохранилось ко времени уборки на 1 м2 117 растений, несущих 264 коло- соносных стебля, в то время как на пониженном элементе рельефа того же участка на 1 м2 сохранилось всего 26 растений с 29 колосоносными стеблями. 205
о к о. go av8 о s <° 8g «s ж н о у Q.cd ri П о 2 о s * от о ф О g-s В Я) я»эв о со о 5* 2 * Я 2 S S 8* s Я 2 206 2 со У ° с «в х X ИСТ Си * си « я <-> О) рохимич •< и 8 U В As 03 1 Sfc | «-о о >» 1 «си РнН 5 «в s я 2 я 1 03 со 2« н 88 о2 ч я S X Q. я Я «о ч * о <-> о. о. я и я «3 я к О) 2 ю о ° £ S w я §1* CQ о м £«я 2 н * о 2 ' о со л - у S О X * CuS 2 я Ю «0 §8 *• - S 2 4» . &« о-« *« 1 X 1 и о « я * о» о я <и ч н о и « =я S я о> н Си >Я О 2 я 2 N 5"^ о £*=* >гп« •в* О) л а» Рч очва с см ^ 1 :?, см СО О CD CD ОС 00 осмоо Ю 00 ^ CD | - - 1 CN00LO -нСОО Осло CDlO Ю CDt^ CD CD 00 ^ 05 CD CD CM Ю CM <NN CD 00^ CN CD CO Tf« CM CO —« »Я 9S аЯ 323 я я я я я я О) <D <ц * § * я 3 к я ю я о о о ССС К СО 5 « я а со я 9-8 н 8, Й Ч о >» о * §8 О хо Й-«в За я £§ и ° Эта в§ »s о о и S 2 я g g о я о и J3 О н * о к £ Я •в ^ о S S 2 2 s 9В Я са § И к Й 3. Н со ja со % * U ОТ 2 CQ В* о с ее » Я ерист н Си X к 03 О) аг S я irpox ^1 2 са О С и 8 а я 2 И 8s 9 а колос \ на 1 о о> а ч ню у» я° Ч X о 3 а к ерна со »я еа * >> .-О q& еин a 0) я и си «5 2 =>s 1 X S 2 ч а i н 2 2 у О ЯС0 я ч „ э* н у £ м о я 5 Й « с О - i . w я о « — »я я о « a=S8 а§1 V» m « >> в ^ Си Я и О я О) Си £ со ч э- ^° Й с л а> с а> н О СМСМ 00 phS ОО 00 О^ t^ оГю -^ ф-1 а>со со -•^со <м со 8§ 8 05-^ ^ ю ^ ю tJh"cD CD* ^. о О 00 О ^ ~* О Ю 00 ю о у-* СО О CD О ю о со ю О rf Ю ~н СМ ^ - л о о 5 н fe • с я о о Я 0) Jk* • w со in a !* + §£ fr, са со «3 © S £2 В" О s ч s о с 1 >> от п Л ^
Ma повышенных элементах рельефа снежный покрой был меньше, чем на понижениях и, следовательно, температура в зоне узла кущения озимой пшеницы на повышенном элементе рельефа была ниже, чем на пониженном. Если бы причиной гибели озимых было прямое воздействие низких температур, то следовало бы ожидать большего выпадения растений на бугристых местах. Фактически произошло наоборот: количество перезимовавших растений на бугристом месте было в 4,5 раза больше, чем в понижении. Из этого ясно, что главной -причиной выпадения озимой пшеницы в данном опыте было не прямое воздействие низких температур, а что-то другое (следует отметить, что в условиях Московской области зима 1951—52 г. была мягкой). Агрохимическое исследование почв 'показало, что выпадение озимой пшеницы теснейшим образом связано с их свойствами: на окультуренной почве растения прекрасно перенесли условия перезимовки, а на слабоокуль- туренной почве, отличающейся повышенной кислотностью, малым запасом питательных веществ и большим количеством подвижного алюминия, растения в значительной степени погибли. Еще больший интерес представляет собой второй производственный опыт в колхозе «Заря коммунизма», заложенный в 1952 г. Общая площадь поля, занятого пшеницей в этом опыте, равнялась 17 га. Из них 16 га представляли собой слабоокультуренный участок дерново- подзолистой почвы, на котором ранее возделыъались зерновые культуры, а около 1 га пашни (15 лет назад) было занято огородами колхозников и в прошлом систематически удобрялось навозом. Из 17 га участка 12 га было произвестковано в 1952 г. Известь внесена в пару по 2,5 т/га и заделана плугом. Результаты учета урожая и агрохимическая характеристика почвы изложены в таблице 104. Как видно из таблицы 104, озимая пшеница, посеянная на слабоокультуренной кислой почве без известкования, при перезимовке нацелю погибла. На участке с такой же блабоокультуренной почвой, на которую в пару была внесена известь, пшеница в значительной степени сохранилась и дала урожай 14,3 ц/га. Еще лучше сохранилась пшеница на участке, бывшем 15 лет назад под огородами и получившем в 1952 г. известь. Здесь к уборке урожая на 207
1 м2 сохранилось 308 колосомосных стеблей, а урожай зерна составил 25,5 ц/га. Из приведенных цифр ясно, что перезимовка озимой пшеницы и ее урожай на различных частях одного и того же поля были резко различными, хотя посев производился одновременно одинаковыми семенами и при равной норме высева. Агрохимические исследования показали, что устойчивость озимой пшеницы в сильной степени зависит от свойств почв. Озимая пшеница погибла там, где почва обладала сильной кислотностью, большим количеством подвижных форм алюминия и марганца и крайне ограниченным количеством усвояемого фосфора. Участок, где пшеница хорошо перенесла условия перезимовки, отличался почти нейтральной реакцией среды, небольшим количеством подвижных форм алюминия и марганца и большим запасом усвояемых форм фосфора. Мы проводили опыты по изучению свойств почв иа зимостойкость озимых культур в условиях колхозного производства в течение 4 лет. Результаты трех опытов за 1953—1954 гг. изложены в таблице 105. Учет урожая, густоты стояния и агрохимических свойств почвы мы проводили на колхозных полях размером в несколько десятков гектаров. Семена, сроки и способы посева, а также агротехника в год опыта на всем массиве были одинаковыми. Разница в урожае определялась лишь свойствами почвы, которые зависели от удобрения iee в предшествующие годы. Так, например, в колхозе «Путь к коммунизму» половина поля в прошлом занималась овощными культурами, под которые обычно применяются органические удобрения. Систематическое применение органических удобрений понизило кислотность почвы, резко уменьшило количество подвижных форм алюминия и марганца, увеличило содержание гумуса,' усвояемою фосфора и других питательных веществ. По рельефу и другим свойствам эти почвы не отличались. Опыты в колхозах «Дуть к коммунизму» и «Заря коммунизма» за 1953—1954 гг. в полном соответ: ствии с опытами за два предшествующих года показали, что зимостойкость озимых культур находится в очень тесной зависимости от свойств почвы: повышенная актуальная и гидролитическая кислотность, избыток алюминия и марганца, недостаток усвояемого фосфора и других 208-
S со я Я >* S § 2 * Я" ~ s к Я « f- c sa ^ * lo о л оэ s § 8 Sco •в £>2 £ S аз О О со о.* „ >* Я S J3 со о ^»я * v^ О о £ D g 1 s ее со S Ш X о о т З я c °o I s ш g CQ W y H S 51 ч ex OQ С s я я 3 ПОЧВ! ев Я ;рист О» харак се имиче х о а < (% a) dAwAj (% а) ихэон -нэтпмэен чнэиэхэ ее 3 со о м.-эк 00 Г П » — 3 со о с 8 ее X и S о иинеаонэо Х1ЧННЭ1П01М -он вимХэ ЧХЭОН -101ГЭИН ВВНЭЭЬ -HiHirodifHJ ЭМЖВХ1ЧЯ И01ГЭИН0Н -эЛэмЛ a 'ord BtiHBJden ИИНИИОНГВ ИЯЖВХ -Ив И0ЯЭ1Г0Э Цб (BJ/П в) HBHCOdyfc ВИН -этЛн хнэипиффео>1 кядодА ииэиэйе ом w 'ая j ен yHHaiDBd оя!Ээьи1/о>1 гояние ницы © а U с дения я" н !СТ0 S <n 00 со Ю о> ю о о .С1* 00 о> о ^f CN "—• о о со о оо CD -* 30, Tt< со Tf CN Очень | хорошее | го я ж комму] « уть с 2? о х о 1 X 00 со CN оо "tf ю Tf ^ со ^ ■«"* ю О ю~ СО СО 8 00 °1 TJ*4 СО ю~ ю - оо ю 8 X о «=s с л л л >"> л S CD ^ (N ь- ю CD •* ^ У—• со" Tt< сю СО h- 00 о ю о CD cd" со 23, CD <N s шее о о* о X со я оммун W « оЗ со со О л Й ев о 2 ^ LO '-^ cn г^. CD" *"н СО о ,_г ^ 1С о> со CN CD 00 00 CM 00 т^ ^ со о - •^ ~ 8 X о 1=3 с энингп >> ь СО ti >» <D § с Tf о (N CN со » CN t^ CN ю" 00 CD <N b- CM CD 00 ^ rf 1С 05 oT CD о LO шее a о X CO Я оммун м аря со со ° л X frt СЗ^ ^ ю 00 -- оо CN CN СП ^ t 00 ** | 00 CD О О) CN CD "^ ^ со* <N - *-н О 8 X о •=5 С рыкино >» СЗ Bt >» О) § с 14 Н. С Авдонин 209
Питательных веществ резко снижают зимостойкость озимых культур. Наряду с опытами в условиях колхозного производства мы провели серию полевых опытов и на агробиологической станции МГУ. Один из этих опытов проведен в производственных условиях на площади 10 га. Участок этот имеет сравнительно ровный и пониженный рельеф, но одна часть участка расположена на повышенном элементе рельефа. В опыте испытывалось влияние извести и навоза, а также учитывалось влияние свойств почвы на перезимовку и урожай озимой ржи. Недалеко от основного массива посева ржи был расположен участок в 2 гектара, вышедший в 1952 г. из-под раскорчевки кустарника. Посев проведен озимой рожью Вятка при норме высева 2 ц/га. Результаты опытов изложены в таблице 106. Урожай озимой ржи, в зависимости от свойств почв и удобрений, колеблется от 4,6 до 28,1 ц/га. Очень большая разница наблюдалась и в перезимовке растений; на почве, получившей известь и навоз, ко времени уборки урожая сохранилось 208 растений, несущих 363 колоса, в то время как на рядом расположенном участке с таким же рельефом и почвами сохранилось всего 125 растений, несущих 169 колосьев. Особенно большая изреженность наблюдалась на почве, вышедшей из-под раскорчевки: здесь сохранилось всего 50 растений на 1 м2. Существенное значение имеет рельеф местности на перезимовку. На слабоокультуренной почве, расположенной на повышенном элементе рельефа, к моменту уборки сохранилось на 1 м2 207 растений, в то время как на почве такой же степени окультуренности, но расположенной на пониженном элементе рельефа, сохранилось 125 растений, или на 40% меньше. Вполне понятно, что снежный покрое на пониженном элементе рельефа был больше, чем на повышенном. Вследствие этого и условий для вымерзания на пониженном элементе рельефа было меньше, чем на повышенном. Еще меньше условий для вымерзания было на участке, вышедшем из-под раскорчевки, так как вокруг этого участка расположен лес, который способствовал снегозадержанию. Несмотря на это, на повышенном элементе рельефа на 1 м2 к моменту перезимовки сохранилось 207 растений, на пониженном элементе 210
s a мой ози »s се о о. >> X л ост М «я о н U о 2 на зи еЛ и навоз; S вес « s а? поч >ио 03 «и Влияни 8М s ика ист Л каракте к м о V хими о < ~S I си почвы и\ 100 ев X 3 со ao о >> фосф по Тр ~1Г анц арг 2 алюминия s о н s £ ю ь<^ К Ж Н g 0 S § * о То в к a> «ч^о,я ss е2* о 2 ! « в _ Я м ко вре ки было На 1 кв. убор л зерн * Урожа 8 2 « коло носн CTe6j растений ев 1 § 1 п Схема опыта 1 о оГ S ю ,91 ю f- 5,9 О СО 125 о со Th о 9 я И 0) • о-S3 S о <я боокультуренная одзолистая почва ого элемента релье 2 с я 1 б п« 26, СО счГ ,59 о со csT 6.7 со со со | 208 о 100 _ 28, • # ВОЗ же + известь и на: в2 СО оГ б со ,42 CN СМ со - 6,3 о со см 207 ю 8 °i ■^ 6 X 03 CU • о. 3 боокультуренная одзолистая почва ого элемента релье 2 и вв а "* о* 3 t^T о а> ь. **1 со" °1 ^и, t^ 8 4f со" со ^ 3-ПОД £ rrt жультуренная почва : аскорчевки кустарника 14» 211
рельефа 125, а на участке, вышедшем из-под раскорчевки, всего 50. Анализ почв показал, что перезимовка озимой ржи находится в зависимости от кислотности почв, наличия в них подвижных форм алюминия, марганца и фосфора. Чем кислее почва и чем больше в ней подвижных форм алюминия и марганца, тем больше погибает растений при перезимовке. Наряду с известью и навозом на агробиологической станции МГУ испытывалось и влияние на перезимовку озимой ржи торфожижевого компоста. Торф был взят из низинного болота, в котором содержался известковый туф. Применение торфожижевого компоста увеличило урожай с 9,3 до 23,1 ц/га. Резко увеличилась и зимостойкость растений. На участке с торфожижевым компостом ко времени уборки на 1м2 сохранилось 232 растения, а без компоста всего 98 растений. Для выяснения вопроса о влиянии почвенных условий на перезимовку озимых культур большой интерес представляет опыт, проведенный в 1952—1953 гг. на агробиологической станции МГУ с озимой пшеницей 599. Опыт был заложен на сильнокислой дерново-подзолистой почве с ясно выраженными признаками оглеения и поверхностного заболачивания. Рельеф поля под опытным участком имел форму блюдцеобразного понижения, -поэтому на нем весной застаивается вода. На участках подобного рода обычно наблюдаются вымочки озимых культур. Выбор такого участка для опыта с озимой пшеницей сделан преднамеренно, так как мы имели в виду на этом «провокационном» фоне изучить влияние извести, навоза и минеральных удобрений на перезимовку озимой пшеницы. Размер делянок в данном опыте разнялся 100 м2; повтор- ность трехкратная. В качестве минеральных удобрений вносились аммиачная селитра, хлористый калий и суперфосфат из расчета 60 кг действующего вещества на 1 гектар. Навоз внесен по 30 т/га, а углекислая известь по одной гидролитической кислотности. Результаты учета урожая и данные об агрохимической характеристике почв приведен в таблице 107, а общий вид растений перед уборкой представлен на рисунках 22—23. На делянках без удобрений, как и следовало ожидать, имела место массовая гибель пшеницы; оставшиеся рас- 212
тения были небольшого роста и развивались с опозданием. Наглядное представление о состоянии озимой пшеницы перед уборкой дает рис. 23. Как видно из рисунка, озимая пшеница была сильно изрежена, высота растений колебалась от 40 до 50 см. Среди жалких растений пшеницы буйно развивались сорняки. В результате этого урожай озимой пшеницы с делянок без удобрений составил всего 3,6 ц/га. Внесение калийных удобрений существенного влияния на перезимовку озимой пшеницы не оказало, но внесение азотных удобрений усилило выпадение озимой пшеницы. На делянках с азотными и азотно-калийными удобрениями наблюдалась максимальная изреженность озимой пшеницы. Урожай на этих делянках колебался в пределах от 1,1 до 1,6 ц/га. При внесении суперфосфата на фоне азотных и калийных удобрений количество сохранившихся при перезимовке растений увеличилось в два с лишним раза (с 44 до 101 на 1 м2), а урожай повысился с 1,6 до 7,6 ц/га. Таким образом, фосфорные удобрения увеличили зимостойкость озимой пшеницы, хотя абсолютный урожай все-таки был невысоким. Внесение извести на фоне полного минерального удобрения еще больше увеличило зимостойкость озимой пшеницы и удвоило ее урожай. В этом случае получен урожай 14,9 ц/га. Но самые лучшие результаты получены при внесении извести и навоза. На этих делянках выпало меньше растений, чем на всех остальных, а урожай составил 35,2 ц/га, или в 10 раз больше, чем без удобрений. Наглядное представление о состоянии озимой пшеницы перед уборкой на делянках с известью и навозом дает рис. 22. В данном опыте условия для вымерзания и вьшрева- ния растений были одинаковыми на всех делянках. Рельеф местности был пониженным, но для всех вариантов опыта одинаковым, разницы в снежном покрове на отдельных делянках не было, в одинаковой мере застаивалась и вода. Но результаты перезимовки были резко различными. На делянках, где внесены известь и навоз, несмотря на весенний застой воды и благоприятные условия для вымокания, озимая пшеница перезимовала вполне удовлетворительно и дала хороший урожай (35,2 ц/га). 213
3 X X a о 5 s § •a e ft О H 8 as SB 4> a I 2 a sr о Б о со и «D S а к S 2 со V о в ев М !в и S а, 2 ее О. ее И 1 * S 1 У S 3 трохи < я в э* о с и 8 ее и ч со с ^ <J Л • в 2 2J н * в 2ол)т £ ч •. о SSfi's ^«Оев Д X ** = §8 о.« 5 ч н о 3 «и 8«н9 л J w :тво колосо- х стеблей 1 кв. м ffs §§ « ее 1 со рожай >> OS °а ю о * >» н 3 3? со ее ю «3 И-N н к 2 к Б Я о о> си <е \о S О СО И[ t-. со СО* Ч-* in *—• Ю О ю ^ ^ О Tf Ю СО •Ф <» О о ю СО «S S X 1 8 ю Tf« *^ CS (N СМ *"* СО ТН ** СМ о> Ю t^ СО "*! 1—4 со о ю со оо «-Н <N п* со со ч*> Т^ О со 00 <N СО СО CS ч* *-н -н О Z "ф & СО со сч t^." »—1 CN СО ^ ^ со -ф 00 ^ «ф t^ ю со со" °1 СС Tf о со ^1 "ф ч* т»« СМ <Ф С ю ^ф СО * Z IS- ел со 1^ \ * I ю О) 1—1 ю со" о т*> <ф о ю 00 ю ю ^ со 1-4 ю см «ф °1 <Ф~ '-"' л 8 к ей • + * ё о h- ГН ь- о _| 00 00 со 00 ю ю о о о rf см с^ ю о о см ю со у ев X + S 214
Рис. 22. Влияние извести и навоза на зимостойкость и урожай озимых. Озимая пшеница по навозу и извести. Результаты опыта с озимой пшеницей наглядно показали, что на перезимовку озимых культур решающее влияние оказывают свойства почвы и внесенные удобрения. В 1953 г. на агробиологической станции МГУ заложен опыт по разработке способов ускоренного окультуривания кислых дерново-подзолистых почв. В этих целях использовались известь, торфожижевый компост, навоз, люпин, фосфоритная мука, многолетние траеы при разных приемах их возделывания и др. На различных вариантах окультуривания почв в 1955 г. был произведен посев озимой пшеницы при соблюдении одинаковых условий во всех вариантах. В отдельных вариантах опыта под влиянием предусмотренных схемой опыта приемов существенно изменились свойства почвы. Результаты опыта изложены в таблице 108. Данные опыта показывают, что зимостойкость озимой пшеницы находится в тесной зависимости от свойств почвы. Наибольшая гибель пшеницы зимой наблюдалась на кислой почве без внесения удобрений. При внесении 40 т/га навоза и полной дозы извести гибель озимой пше* ницы за зимний период составила всего 1,61%. В этом случае в почве осталось незначительное количество 215
£ tlO м ° ¥ Я О o- CD со со со со со CD to CN о о о . к н . s Он О s Он о a О CU «•я К К о CS CS +,: о о, X о X ++ К S К * с Ь 9 Я *2 и н о т*< авоз о о CU S Н роли 216
подвижных форм алюминия и марганца и наибольшее количество доступного растениям фосфора. Кроме изложенных выше опытов, для выяснения влияния извести и удобрений на зимостойкость озимой ржи Ф. А. Колесниковой был поставлен опыт, проводившийся на агробиологической станции МГУ. Опыт был заложен в 1952 г. на дерново-иодзолистой почве слабой окультуренности. Подопытный участок был разделен на две делянки. На одну ив них была внесена известь из расчета по гидролитической кислотности, а на другую известь не вносилась. Почва перед закладкой опыта имела следующую агрохимическую характеристику: рН (солевой вытяжки) 4,6, гидролитическая кислотность 4,3 м.-экв. После внесения извести кислотность почвы изменилась с рН 4,6 до рН 6,2. Размер делянок в опыте равнялся 100 м2, повторность четырехкратная. Подсчет растений по вариантам произведен 10 октября 1952 г. и после перезимовки — 10 мая 1953 г. Результаты опыта изложены в табл. 109. В процессе перезимовки на известкованной почве без удобрений погибло 18,4% растений, а на неизвесткован- ной 50,5%. При внесении суперфосфата в рядки гибель озимой ржи на известкованной почве колебалась от 3 до 17,1%, а при тех же условиях на неизвесткованной почве—от 20 до' 33,8%. В двух последних графах таблицы 109 приведены данные по влиянию извести на устойчивость озимой ржи осенью и после перезимовки. Количество растений на 1 м2 известкованной почвы во всех вариантах принято за 100, а неизвесткованной — в % к их числу на неизвесткованной почве. На неизвесткованной почве осенью (10/Х) было несколько меньше растений, чем на известкованной. Однако не было большой разницы в числе растений на известкованной и неизвесткованной почвах (от 0 до 18%). После (перезимовки разница между количеством растений иа известкованной и неизвесткованной почвах резко возросла и колебалась в пределах от 21 до 37%. Из этого следует, что известь особенно сильно увеличивает зимостойкость озимой ржи. Большой интерес в данном опыте представляет влияние суперфосфата, внесенного в рядки, на зимостойкость ржи. Внесение суперфосфата в рядки понизило гибель озимой ржи на известкованном фоне с 18,4 до 3%, а на неизвесткованном фоне — с 50,5 до 20%. 217
Q. 1 s s >» § as s w cu 3 s о о о •е- a. a> в >> н о СО « s S S в: ж сц ю *5 _ 5 с ^в4 Хм Ю о н о С g овф* «хт™ Q.ee К 5 ество 5CTK0B к кол весткс £s*£ о а> « S се Я S И со н ев--* 'ибло р (в % *+ ° с се 1 ПОЧЕ се *■> X « S X си о ее«* i O.S Ю _ н се о S си S о * ев а ЕР О С иная се ю СТКО СО ш S S к 0) 04S О""1 еа л 5 и СУ в* к ч о « ема опыта о X «J ей 9 К СО О О S со н 1 CU <и о ш со S S н и со со со Я О С IU S3 > U см 2 X £ с § Оэ > О" U CN >< О <N со се ОЗ с ю с ю ^f 00 со о о CN 00 со £ RC X а. л ч а Си <v к «в CQ о> t^ 00 0 0 <м t^ со ь. а <N CM <N CM 00 CO CM Q-e£ с sis a 0) 5 CQ »S 0 * as » R о и CQ Tf _l t^ CM 8 0 CM 0 CO Ю 0 CM s CM r^ 00 CM 8 CM C »s si § 0 S 5 <1> *s * w 0 III •в* о CQ r^ 00* со ^ CM* 00 со CO 1С t^ 0 со »—4 CM CM , CM CO CM io CM as 2 л • с ю It* 8*а CQ 218
Из приведенных цифр ясно, что внесение суперфосфата в рядки значительно увеличивает зимостойкость и урожай озимой ржи. Если урожай озимой ржи на фоне извести без рядкового удобрения был равен 14,82 ц/га, то при внесении суперфосфата в рядки он поднялся до 20,38 ц/га. На неизвесткованной почве без рядкового удобрения урожай равнялся 13,57 ц/га, а при внесении суперфосфата в рядки— 19,17 ц/га. Изложенные выше полевые опыты показали, что внесение извести вразброс и суперфосфата в рядки представляет собой мощное средство против выпадения озимых культур. В течение 4 лет (1951—1952, 1952—1953, 1953—1954 и 1954—1955 гг.) мы провели серию исследований вегетационным методом на двух резко различных почвах. Одна из этих почв взята с припарникового участка и отличалась высокой степенью окультуренности, а вторая — дерново-подзолистая почва с полевого участка характеризовалась оглеением и высокой кислотностью. Агрохимическая характеристика почв, на которых проводились вегетационные опыты, дана .в таблице ПО. Таблица ПО Агрохимическая характеристика почв Наименование почвы Окультуренная . . 3 03 »х о о я к 8 ан 6,0 4,6 в м.-экв. на 100 г почвы иче- от- S 3 § я *=t ее и Я Stf О U и X 1,58 5,45 гло- 2 s с X X ен 3 d * Я « S £ я о а о 26,20 4,84 -НЭ1 я 3 О,—ч Я^ Я"-" v s но CJ я 94,3 47,0 В мг А1 0 4,9 яа 100 г Мп 0 1.3 почвы Ра05 40 5 В качестве удобрений в вегетационных опытах использованы сульфат аммония, хлористый калий и суперфосфат. Известь вносилась в форме СаСОз из расчета по гидролитической кислотности. В опыте были варианты, в которых вносили соли алюминия и марганца в форме А1С13 • МпС12 из расчета 16 мг на 100 г почвы (опыты 1951—1952, 1952—1953 гг.) и по 8 мг на 100 г (опыты 1953—1954 и 1954—1955 гг.). 219
Подопытными растениями были рожь Вятка и пшеница 599. Повторность в опыте шестикратная. Для того чтобы полнее выяснить влияние почвенных условий и удобрений на перезимовку озимых, растения в течение зимы находились под двумя резко различными снежными покровами. Половина сосудов с растениями на зиму была зарыта в почву внутри сетки вегетационнош домика, где снег задерживался и снежный покров в течение всей зимы был высоким (доходил до 1,2 м). Вторую половину сосудов зарывали в почву на открытом участие, с которого ежедневно удаляли излишек снега. Высота снежного покрова на открытом участке в течение всей зимы поддерживалась на уровне 10 см. Точность высоты снежного покрова регулировалась продольными деревянными рейками высотою 10 см, которые располагались рядом с сосудами. Снег выше реек удалялся скребком. Благодаря разной высоте снежного покрова удалось достичь существенного различия температуры в зоне узла кущения. Наблюдения за температурой в зоне узла кущения проводили четыре раза в сутки. Данные по изменению температуры и снежного покрова за зиму 1952/53 г. изложены в таблице 111. Таблица 111 Температура в зоне узла кущения озимых и высота снежного покрова в опытах 1952—1953 гг. Сроки наблюдения месяц Декабрь Январь Февраль Март декада II III II III II III II III Средняя температура за декаду снег не удален — 1,8 -0,4 -0,4 — 1,6 — 1,7 -2,1 -4,6 '-3,2 —2,7 -1,8 -1,1 —0,8 снег удален — 10,3 — 1,9 — 6,6 - 4,3 - 3,1 - 3,7 — 9,3 — 9,3 -7,6 - 4,9 - 2,8 - 0,9 Максимальная температура снег не удален —2,7 — 1,1 -0,7 —2,9 —2,4 —3,9 -7,6 —4,2 -3,6 -2,9 -1,7 -1,2 снег удален -14,1 - 4,8 -10,1 - 8,0 - 5,0 - 5,3 — 14,8 -11,4 — 9,1 — 6,6 — 4,1 — 1,8 Высота снежного покрова в см 50 65 49 54 65 68 75 85 93 95 105 90 220
Из таблицы 111 видно, что снежный покров <над растениями в сетке вегетационного домика в течение зимы был высоким и колебался в пределах от 50 до 105 см. Приблизительно таким же был снежный покров в сетке и в другие годы. Температура в зоне узла кущения озимых, находившихся под большим снежным покровом, колебалась в пределах от—0,4 до — 4,6°. Минимальная среднесуточная температура только в течение одних суток опускалась до — 7,6°. Абсолютный минимум был равен —8,7° (5 февраля 1953 г.). При удалении снежного покрова сверх 10 см температура в зоне узла кущения колебалась в пределах от —0,9 до —10,3°. Среднесуточная минимальная температура при снежном по-крове в 10 см опускалась до —14,8°. Таким образом, температурные условия для растений, зимовавших под большим снежным покровом, были вполне благоприятными, так как —4,6° легко переносит не только озимая рожь, но и озимая пшеница. Однако в целом ряде случаев в течение зимы выпадала не только озимая пшеница, но и озимая рожь. Результаты опыта с озимой рожью за 1951—1952 гг. изложены в таблице 112. Таблица 112 Влияние свойств почвы и удобрений на перезимовку и урожай озимой ржи под большим снежным покровом (опыт 1951—1952 гг.) Схема опыта О N К NK NPK Окультуренная почва сохранилось растений при перезимовке (в %) 95 59 86 78 69 урожай зерна с одного сосуда в г 16,6 21,0 • 13,4 27,4 23,2 В Го 100 126 80 165 140 Слабоокультуренная, кислая почва сохранилось растений при перезимовке (в %) 90 17 69 30 22 урожай зерна с одного сосуда в г 4,2 0,57 — — 0,15 в % 100 13,5 — — 3,6 Из таблицы видно, что на кислой слабоокультуренной почве значительная часть растений погибла. Так, ори внесении минеральных удобрений гибель озимой ржи при перезимовке колебалась от 10 до 83%, несмотря на то, что температура в зоне узла кущения не опускалась ни- 221
Рис. 23. Озимая пшеница на кислой слабоокультуренной почве без извести и навоза. же 4,6° мороза. Совершенно очевидно, что гибель озимой ржи в данном случае произошла не от прямого действия низкой температуры, а от других условий. Соооставление результатов опытов на разных почвах показывает, что гибель озимой ржи на кислой слабоокультуренной почве была значительно больше, чем на почве окультуренной. Минеральные удобрения понизили зимостойкость озимой ржи. Особенно сильно понизилась зимостойкость озимой ржи под влиянием азотных удобрений. Результаты опытов 1952—1953 гг. с озимой рожью на почвах разной окульту- ренности изложены в таблицах 113—115 и на рисунках 24—30. Температура в зоне узла кущения на кислой и окультуренной почве была одинакова, но перезимовали растения весьма различно. Во всех случаях на кислой мало- окультуренной почве погибло больше озимых при перезимовке, чем на почве окультуренной. Даже при большом снежном покрове, где температурные условия были благоприятные, гибель озимой ржи колебалась в пределах от 50 до 100%, между тем как на окультуренной почве за зиму погибало 5—10% растений. Из этого ясно, что главная причина гибели озимых заключалась в почвенных 222
Таблица Ш Влияние свойств почвы и удобрений на зимостойкость и урожай озимой ржи под большим снежным покровом (опыты 1952—1953 гг.) Схема опыта Без удобрений N NK NK (три дозы). NPK NK+A1C13 . NK + MnCl2 . Окультуренная почва сохранилось растений при перезимовке | (в %) 80 60 87 73 83 90 87 урожай зерна с одного сосуда в г 12,0 п,о 14,0 24,0 16,0 15,0 14,0 в % 100 92 116 200 133 125 117 Слабоокультуренная кислая поива сохранилось растений при перезимовке (в %) 40 30 47 Погибли 30 Погибли » урожай зерна с одного сосуда в г 1,4 2,04 0,6 0 0,1 0 0 в % 100 145 43 0 7 0 0 Таблица 114 Влияние свойств почвы и удобрений на перезимовку озимой ржи под малым снежным покровом (опыты 1952—1953 гг.) Схема опыта Окультуренная почва сохранилось растений при перезимовке (в %) урожай зерна с одного сосуда Слабоокультуренная кислая почва сохранилось растений при перезимов-] ке (в %) урожай зерна с одного сосуда О N NK NK (три дозы) NPK .... NK + А1С13 . NK+MnCl2 . NK-j-известь i 87 83 90 77 93 53 60 9,0 14,0 ! 13,0 ! 28,0 14,0 6,0 8,0 1 — 100 155 144 311 155 67 89 — 27 23 7 Погибли 23 Погибли » 53 0,9 0,2 0,2 0 0,4 0 0 5,6 100 22 22 0 44 0 0 622 условиях. Разница в температуре оказывала некоторое влияние на гибель озимой ржи главным образом на кислой почве. Так, в контрольном варианте на кислой почве при большом снежном покрове за зиму погибло 60% растений, а при малом снежном покрове 80%. 1 На окультуренной почве варианта с известью не было. 223
Таблиц а 115 Влияние свойств почвы и удобрений на перезимовку и урожай озимой ржи при малом снежном покрове (опыты 1952—1953 гг.) Схема опыта О . NK NK (три дозы) .... NK+A1C13 NK + MnCl2 .... Окультуренная почва сохранилось растений при перезимовке (в %) 77 37 40 53 40 урожай зерна с одного сосуда в г 16,7 16,3 26,9 16,1 ! 8,8 в % 100 1 98 161 96,4 1 53 Слабоокультуренная почва сохранилось растений при перезимовке (в %) 33 20 Погибли » урожай зерна с одного сосуда в г 8,0 11,4 0 0 0 в % 100 142 0 0 0 \\ м h Рис. 24. Окультуренная почва. Слева направо: 1 — без удобрений; 2 — азотное удобрение; 3 — калийное удобрение; 4 — азотно-калийное; 5 — азотно- калийное в утроенной дозе; 6* — полное удобрение. 224
Рис. 25. Рожь. Кислая слабоокультуренная почва. Слева направо: /—без удобрений; 2—азотное удобрение; 3—калийное удобрение; 4—азотно-калийное; 5— азотно-калийное в утроенной дозе; 6—полное удобрение. На окультуренной почве количество перезимовавших растений было в основном одинаковым как при малом, так и при большом снежном покрове. Исключение составляют лишь варианты, в которых испытывалось действие алюминия и марганца. Таким образом, разная температура, сложившаяся под большим и малым снежным покровом, оказала значительно меньшее влияние на перезимовку растений, чем свойства почвы. Для того чтобы полнее изучить влияние свойств почв на перезимовку озимых культур, в вегетационных опытах мы вносили в почву соли алюминия и марганца. Осенью озимая рожь и озимая пшеница в вариантах с внесением алюминия и марганца имели нормальный вид и почти не отличались от контроля. Но в процессе перезимовки растения, получившие алюминий и марганец, полностью погибли на кислой почве как при малом, так и при большом снежном покрове. Известь, уменьшающая подвижность алюминия в почве, увеличила зимостойкость озимой ржи в два с половиной раза. Сказанное об озимой ржи в полной мере относится и к озимой пшенице. 225
\ Рис. 26. Влияние извести на перезимовку озимой ржи на кислой почве. Слева направо: / — без удобрений; 2—азотно-калийное удобрение; 3 — азотно-калийное удобрение на фоне извести. Вегетационные опыты, поставленные в 1953—1954 гг. и в 1954—1955 гг., полностью подтвердили данные предыдущих лет. Результаты опытов с озимой рожью в 1953— 1954 гг. изложены в таблице 116 (стр. 230), а результаты опытов в 1954—1955 гг. — на рисунках 31—36. Как видно из таблицы 116, под малым снежным покровом при перезимовке сохранилось несколько меньше растений, чем при большом снежном покрове, но эта разница невелика. Значительно большая разница в перезимовке растений наблюдалась в зависимости от свойств почв и внесенных удобрений. Алюминий и марганец, внесенные в кислую почву, привели к полной гибели растений как под малым, так и под большим снежным покровом. Большое влияние на зимостойкость растений оказывают минеральные удобрения. Азотные удобрения часто уменьшали зимостойкость озимых. Однако это действие азотных удобрений находится в большой зависимости от свойств почв: на кислых почвах азотные удобрения понижают зимостойкость озимых довольно резко, а на окультуренных их отрицательное действие на зимостойкость Рис. 27. Влияние алюминия на зимостойкость озимой ржи на кислой почве. Слева направо: / — без удобрений; 2 — азотно-калийное удобрение; 3— азотно-калийное удобрение + 226
Рис. 31. Влияние извести и удобрений на зимостойкость озимой пшеницы на кислой почве. Слева направо: /—без удобрений; 2—азотное удобрение; 5 —калийное удобрение; 4 — азотно-калийное; 5—полное удобрение (NPK): б — азотно- калийные удобрения на фоне извести; 7—полное минеральное удобрение на фоне извести. Рис. 32. Влияние алюминия и марганца на устойчивость озимой пшеницы на кислой почве. Слева направо; / — без удобрений; 2 — азотно-калийные удобрения; 3 — полное удобрение; 4 — азотно-калийные удобрения + алюминий; 5 — азотно-калийные удобрения + марганец; 6 — полное удобрение + алюмц* ний; 7 — полное удобрение + марганец.
Рис. 33. Влияние удобрений на зимостойкость озимой пшеницы на окультуренной почве. Слева направо: /—без удобрений; 2—азотное удобрение; 3— калийное удобрение; 4 — азотно-калийные удобрения; 5 — полное удобрение (NPK). незначительно или его нет вовсе. Отрицательное действие азотных удобрений на зимостойкость растений обычно объясняли тем, что избыток азота создает нежное и водянистое растение, в котором при замерзании образуется больше льда, а при оттаивании такие растения подвергаются различным болезням. Во всех известных rfaM исследованиях обращалось внимание на прямое действие азотных удобрений на растения, а взаимодействие удобрений с почвой не учитывалось. Между тем в наших опытах многократно показано, что при внесении аммиачных форм азота на кислых почвах увеличивается кислотность и содержание в них подвижных форм алюминия и марганца. Так, в наших опытах при внесении сернокислого аммония реакция среды изменилась с рН 4,6 до рН 4,5, гидролитическая кислотность увеличилась с 4,9 до 6,8 м.-экв. на 100 г почвы, количество подвижного алюминия (в мг на 100 г почвы) увеличилось с 2,5 до 7,2, а количество марганца с 3,1 до 10,1. Внесение таких же количеств азотных удобрений в окультуренную почву не вызывало существенных 229;
Таблица 116 Влияние свойств почв, удобрений и глубины снежного покрова на зимостойкость озимой ржи (вегетационные опыты агробиологической станции МГУ за 1953—1954 гг.) Схема опыта N К NK NPK NPK (фосфор местно под семенами) NK + A1C13 NK + МпСЬ NK +известь NK +фосфор местно+А1С13 NK + фосфор местно + + МпС12 Сохранилось растений при перезимовке (в %) на окультуренной почве под большим снежным по- | кровом 80 90 75 95 93 97 63 87 ; под малым снежным покровом 11 11 65 83 70 75 50 50 на слабоокультуренной кислой почве под большим снежным покровом 30 37 72 70 90 0 0 63 20 43 под малым снежным покровом 27 36 37 60 65 55 0 0 33 0 23 изменений ее свойств. Поэтому азотные удобрения (в аммиачной форме) при внесении их на кислой почве оказывают отрицательное действие на зимостойкость растений через почву, увеличивая ее кислотность и подвижные формы алюминия и марганца. Фосфорные удобрения, как правило, повышают зимостойкость озимых. Новый материал получен в наших опытах по влиянию фосфора на фоне алюминия и марганца. При внесении алюминия и марганца озимая рожь погибла при перезимовке как при малом, так и при большом покрове. Внесение фосфора на фоне алюминия и марганца повысило зимостойкость озимой ржи. Это нашло свое подтверждение и в опытах 1954—1955 гг. с озимой пшеницей. Фосфорные удобрения в отношении зимостойкости растений действуют в том же направлении, что и известь, но природа их действия различна. Положительное действие извести объясняется тем, что под ее влиянием устраняется излишняя кислотность, алюминий переходит в неактивное состояние и резко уменьшается количество подвижных форм марганца. Следовательно, известкование 230
Рис. 34. Влияние алюминия и марганца на зимостойкость озимой пшеницы на окультуренной почве. Слева направо: /—азотно-калийное; 2—азотно-калийные удобрения + алюминий; 3—азотно-калийные удобрения + марганец; 4— полное удобрение (NPKi; 5—полное удобрение -I- алюминий; 6—полное удобрение + марганец. Рис. 35. Влияние алюминия и марганца на выпревание озимой пшеницы на кислой почве. Слева направо: /—без удобрений; 2—азотно-калийные удобрения; 3—азотно-ка» лийные удобрения +алюминий; 4—азотно-калийные удобрения*марганец.
Рис. 36. Влияние кислой реакции среды на перезимовку озимой ржи в песчаных культурах. Слева направо: /—рН 6,5; 2—рН 5,5; 3— рН 4,5. устраняет основные причины, вызывающие понижение зимостойкости озимых- Суперфосфат не устраняет почвенной кислотности. Он лишь в слабой степени уменьшает количество подвижных форм алюминия. Положительная роль фосфорных удобрений заключается в их физиологическом действии. По нашим данным, кислая реакция среды и подвижные формы алюминия нарушают углеводный и белковый обмен в растениях, а фосфор, наоборот, улучшает их. Поэтому фосфорные удобрения смягчают отрицательную роль кислой реакции алюминия и марганца. Изложенные выше экспериментальные данные показывают, что в условиях нечерноземной полосы СССР перезимовка озимых культур в очень сильной степени зависит от свойств почв. Кислотность почв, наличие подвижных форм алюминия и марганца и др. их свойства оказывают большое влияние на зимостойкость озимых. Но при рассмотрении этого вопроса весьма важно выяснить роль отдельных свойств кислых дерново-подзолистых почв. Дело 232
в том, что наряду с подкислением почв увеличивается количество подвижных форм алюминия, марганца и др. элементов. В этом случае трудно сказать, что оказывает отрицательное действие: повышение кислотности или увеличение количества подвижных форм алюминия и марганца, которые сопутствуют кислой реакции. Для того чтобы выяснить отдельно роль алюминия, марганца и кислотности, мы ставили опыты с прямым действием алюминия и марганца путем внесения их в дополнение к тому количеству, которое находится в почве; кислотность изучалась путем изменения реакции среды в песчаных культурах, где количество алюминия и марганца оставалось неизменным. Опыты показали, что внесение алюминия и марганца в кислую дерново-подзолистую почву резко уменьшает зимостойкость озимых. Для выяснения роли концентрации водородных ионов независимо от наличия алюминия и марганца были заложены опыты в песчаных культурах на составленной нами питательной смеси. Алюминия в этой смеси нет, а количество марганца невелико, и оно оставалось постоянным во всех вариантах опыта. В опыте 1953—1954 гг. была использована рожь Вятка, а в 1954—1955 гг. — озимая пшеница 0599. Опыт с рожью поставлен по схеме: рН 6,5, рН 5,5 и рН 4,5. Осенью растения при рН 6,5 и при рН 5,5 почти не отличались между собой. Лишь при рН 4,5 растения были слабее, чем при рН 6,5. Однако выпадения растений осенью не наблюдалось при рН 4,5. После перезимовки картина резко изменилась. Сохранились только те растения, которые осенью выращивались при рН 6,5, а растения, выращенные при рН 5,5 и при рН 4,5 при перезимовке полностью погибли (см. рис. 38). Из этих данных видно, что зимостойкость озимых культур резко падает под влиянием повышения концентрации водородных ионов. Опыты с озимой пшеницей в песчаных культурах в 1954—1955 гг. проведены по схеме: /) — рН 6,5; 2) — рН 5,5; 3) — рН 4,5; 4) — рН 6,5 +алюминий; 5)—рН 5,5+алюминий; б)—рН 6,5 + марганец и 7) — рН 5,5+железо. Реакция среды поддерживалась путем прибавления серной кислоты и едкого натрия. Алюминий, марганец и железо внесены в форме хлоридов из расчета 8 мг на 100 г песка. Реакция питательной среды на уровне, предусмотренном схемой, поддерживалась со времени закладки опыта до наступления морозов, т. е. 233
Рис. 37. Влияние кислой реакции среды, алюминия, марганца и железа на состояние растений озимой пшеницы перед уходом под зиму. Слева напрапо: /—рН 6,5, 2- рН 5.5; 3— рН 4.5; 4— рН 6.5 + алюминий; 5— гН 5,5 + алюминий; 6— рН 6,5 + марганец; 7— рН 5,5 + + марганец. фактически сохранялась на заданном уровне до ухода растений под зиму. Внешний вид растений перед уходом под зиму изображен на рисунке 37. Как видно из рисунка, кислая реакция среды, а также алюминий, марганец и железо почти не изменили внешнего вида растений в осенний период. Из этого следует, что взятые нами дозы алюминия и марганца и кислая реакция среды вплоть до рН 4,5 не только не вызывали гибели растений в осенний период, но и очень слабо влияли на их рост и внешний вид. Другая картина наблюдалась после перезимовки под снежным покровом в 10 см (см. рис. 38). Как видно из рисунка, при перезимов- 234
Рис. 38. Влияние кислой реакции среды, алюминия, марганца и железа на перезимовку озимой пшеницы в песчаных культурах. Слева направо: / — рН 6,5; 2 — рН 5,5; 3 —рН 6,5 4-алюминий; 4 — рН 5,5 + алюминий; 5 —рН 6,5 + марганец; 0 — рН 5,5•+ марганец; 7 —рН 5,5 + железо. ке сохранились только те растения, которые были выращены при рН 6,5, а на всех других вариантах опыта растения полностью погибли. Вторая серия опытов с растениями, выращенными при разной кислотности и наличии алюминия и марганца, находилась под большим снежным покровом, где температура не опускалась ниже —4,6°. Следовательно, вымерзнуть озимая пшеница при этих условиях не могла. Результаты настоящего опыта изложены в таблице 117. Таблица 117 Влияние реакции среды, алюминия и марганца на выпадение озимой пшеницы зимой и в весенне-летний период (вегетационные опыты в песчаных культурах) Схема опыта рН 6,5 рН 5,5 рН 4,5 рН 5,5 + алюминий .... рН 5,5 + марганец .... Погибло растений (в %) зимой 23,0 43,0 53,0 70,0 33,0 1 весной I и летом 13,0 10,0 • 14,0 10 4,0 всего 36 53 67 80 37 235
Из таблицы видно, что гибель озимой пшеницы в процессе перезимовки была тем выше, чем кислее почва. Резко увеличилась гибель озимой пшеницы под влиянием алюминия. Марганец, внесенный при рН 5,5, отрицательною влияния на перезимовку озимой пшеницы не оказал. Таким образом, двухлетние опыты в песчаоных культурах показали, что зимостойкость озимых культур резко падает как под влиянием кислотности (водородных ионов), так и под влиянием подвижных форм алюминия и избытка марганца. ВЫПРЕВАНИЕ ОЗИМЫХ Для того чтобы выяснить влияние свойств почвы и удобрений на выпревание растений, в 1954—1955 гг. были проведены вегетационные опыты с озимой рожью Вятка и озимой пшеницей Гибрид 599. Опыты поставлены на хорошо окультуренной почве огородного типа и на дерново- сильноподзолистой почве слабой окультуренности, агрохимическая характеристика которых приведена в таблице ПО. Для того чтобы создать условия, способствующие вы- преванию, почва, -в которую зарывали сосуды на зиму, в октябре и ноябре 1954 г. была покрыта соломой, ^ноября 1954 г. сосуды были зарыты в талую почву, а 18 ноября выпал снег и в течение нескольких дней закрыл сосуды слоем 20 см. В дальнейшем снежный покров быстро увеличивался и достигал: в декабре 30 см, в январе 80, в феврале 95, в марте 120 и в апреле 130 см. Снег над озимыми культурами сошел в первой декаде мая 1955 г. В связи с тем, что сосуды зарыты в талую почву, а снежный покров был высоким, температура в зоне узла кущения озимых колебалась в пределах от минус 0,6 до минус 3°. Таким образом, в данном случае были созданы условия перезимовки, способствующие выпреванию озимой ржи и озимой пшеницы. Результаты названных опытов изложены в таблице 118. Из таблицы 118 видно, что выпревание озимой ржи на кислой почве, как правило, было значительно большим, чем на почве окультуренной. Однако разница в сохранности растений на окультуренной и кислой почве в услови- 236
Таблица 118 Влияние свойств почв и удобрений на выпревание и гибель озимой ржи и озимой пшеницы зимой и в весенне-летний период (вегетационные опыты 1954—1955 гг.) Погибло растений (в %) Схема опыта озимая рожь зимой JJ со Р-з- весной и летом О) м ? w >>ео * аз <а ев о у s о и с озимая пшеница зимой 4 со cj з* 5 О Ж С I весной и летом i eg £ и О.Т >>о ^ с 5 « >> се 1й" О? со ев с; со О У S О * С Без удобрений N К NK NPK .... NK+известь . NPK+известь NK+алюминий NK+марганец 50 37 37 57 33 — — 47 57 50 70 43 70 70 60 57 87 70 6,6 16,6 6,6 3,3 6,6 10,0 6,6 30 0,023,0 ' 6,6 0,0 0,0 6,6 13 30 27 83 83 97 87 — — 97 84 20 1 28 j 27 93 90 57 60 60 57 0,0 0,0 4,0 0,0 0,0 0,0 о 7, 3 7, Ю, 10 3 40 36 ях выпревания была меньше, чем в условиях, способствующих вымерзанию. Выпревание озимой пшеницы на кислой почве существенно не отличалось от «выпревания на почве окультуренной. Выпреванию озимой ржи и озимой пшеницы способствуют азотные удобрения как при отдельном внесении, так и совместно с другими удобрениями. Известкование почвы существенно снижало выпревание озимых культур, но полностью предотвратить ее не смогло. Дополнительное внесение алюминия усиливало выпревание озимой ржи. Влияние марганца на выпревание озимых культур в этих опытах не обнаружено. Гибель растений озимой ржи и озимой пшеницы в условиях, способствующих выпреванию, достигла больших размеров, но она продолжалась и в весенне-летний, период. При этом оказалось, что на плодородной хорошо окультуренной почве гибели растений после выхода из- под снега почти не было или совсем не было. Между тем на кислой слабоокультуренной почве растения продолжали погибать весной и летом. - Гибели растений в 237
весенний и летний периоды способствовало дополнительное внесение солей алюминия и марганца. Таким образом, опыты показали, что бороться против выпревания путем изменения свойств почв значительно труднее, чем против вымерзания. Однако общее количество растений, погибших от выпревания в весенне-летний период, а также при зимовке их в условиях, способствующих выпреваиию, значительно меньше на окультуренной высокоплодородной почве, чем на почве кислой и малоплодородной. ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР На сохранность растений при перезимовке оказывают влияние низкая температура, свойства почв и другие факторы. Опыты показали, что вред от низких температур и неблагоприятных свойств почвы проявляется не только в том, что часть растений погибает: неблагоприятные условия перезимовки оказывают влияние и на уцелевшие растения. Очевидно, что на бедных и кислых дерново- подзолистых почвах уцелевшие растения дадут меньший урожай. Но как действует на уцелевшие растения низкая температура при перезимовке в зависимости от свойств почв, до сих пор не было известно. С целью получения ответа на этот вопрос мы поставили вегетационные опыты с озимой рожью на бедной и кислой почве и на почве Влияние глубины снежного покрова (температуры в (вегетационные опыты агробиологической Схема опыта Окультуренная почва урожай под малым снежным покровом (в % к урожаю под большим снежным покровом) общая масса зерно перезимовало растений (в %) под малым снежным покровом] по сравнению с большим снежным покровом (количество] растений, перезимовавших под] большим снежным покровом принято за 100) Без удобрений N NK NPK 238 99,4 92,0 96,3 90,1 91,8 96,6 98,3 91,2 96,2 85,5 87,4 75,3
хорошо окультуренной при разном снежном покрове. Данные этого опыта, изложенные в таблице 119, позволяют судить о влиянии, оказываемом температурой на урожай уцелевших растений. С этой целью в таблице приведены лишь относительные цифры. За 100% принят урожай озимой ржи под большим снежным покровом. Наряду с урожайными данными приведены относительные величины по перезимовке растений. Здесь за 100% принято также количество перезимовавших растений под большим снежным покровом. При рассмотрении таблицы 119 легко обнаружить, что под малым снежным покровом перезимовало меньше растений, чем под большим покровом. Так, на окультуренной почве под малым снежным покровом перезимовало 75—96% растений от того количества, которое перезимовало при большом покрове. Урожай растений при перезимовке под малым снежным покровом был ниже урожая под большим покровом примерно на ту же величину. Из этого следует, что уменьшение урожая ржи под малым снежным покровом на окультуренной почве в основном зависело от числа уцелевших растений, а не от их размера. Более низкая температура при малом снежном покрове на окультуренной почве не оказала влияния на урожай уцелевших растений. Иная картина наблюдалась на кислой почве. Гибель растений на кислой почве под малым снежным покровом была очень высокой (см. табл. 119), но примерно такая Таблица 119 период зимы) на урожай и перезимовку озимой ржи станции МГУ за 1953—1954 гг.) 1 Кислая почва урожай под малым снежным покрэвом (в % к урожаю под большим снежным покровом) общая масса 53,5 16,5 87,7 11,5 зерно 8,6 3,1 0,0 21,2 перезимовало растений (в %) под малым снежным покровом по сравнению с большим снежным покровом (количество растений, перезимовавших под большим снежным покровом, принято за 100) 90 49,3 92,3 92,8 239
же, как и при большом снежном покрове. В то же время разница в урожае при большом и малом снежном покрове на кислой почве была очень резкой. Так, в варианте без удобрений количество растений, перезимовавших под малым снежным покровом, составило 90% от количества растений, перезимовавших под большим снежным покровом, а урожай соответственно по общей массе 53,5 и по зерну всего 8,6%. Аналогичная картина наблюдалась и при внесении полного удобрения. Количество растений, перезимовавших под малым снежным покровом, составило 92,8% от количества растений, перезимовавших под большим покровом, в то время как урожай под' малым снежным покровом составил всего по общей массе 11,5, а по зерну 21,2%. Из приведенных цифр ясно, что на кислых почвах не только больше гибнет растений, но уцелевшие растения под влиянием низких температур настолько сильно повреждаются, что это сильно отражается на их урожае. ГИБЕЛЬ ОЗИМЫХ КУЛЬТУР ПОСЛЕ ПЕРЕЗИМОВКИ О зимостойкости растений написано много работ и вскрыто большое количество закономерностей; однако гибель озимых культур после перезимовки в весенне-летний безморозный период в условиях нечерноземной полосы СССР не привлекала внимания исследователей. Между тем, как показали опыты агробиологической станции МГУ, гибель озимых культур и многолетних трав имеет место и после благополучной перезимовки. В литературе имеется немало указаний на то, что озимые культуры погибают ранней весной от утренних заморозков. В. П. Мосолов неоднократно наблюдал, что озимые очень часто и в больших размерах погибают «ранней весной, в период схода снега и вскоре после схода снега»1. Ослабленные в процессе перезимовки озимые культуры весьма чувствительны к низкой температуре весной, когда оттепели чередуются с заморозками. Мы в своих исследованиях изучали не гибель озимых культур от весенних заморозков, а влияние свойств почв и удобрений на устойчивость озимых культур в весенне- летний безморозный период. 1 В. П. Мосолов. Сочинения, т. II, стр. 393, 1953, 240
С этой целью в разных опытах производился подсчет растений осенью перед уходом под зиму, в конце мая, коща заморозков уже не было, и перед уборкой урожая в августе. Для этой цели на опытных участках в полевых условиях фиксировались метровые площадки, на которых и проводился подсчет растений. Количество метровок для каждого варианта или для опыта равнялось десяти. В таблице 120 изложены результаты подсчетов числа растений озимой ржи сорта Вятка на контрольных делянках в трех опытах. Почва, на которой производился подсчет растений, дерново-сильноподзолистая слабой степени окультуренности (рН солевой вытяжки 4,6). Урожай озимой ржи на этих участках в год опыта (1955) колебался от 12 до 15 ц/га. Т а б л и ц а 120 Гибель озимой ржи зимой и в весенне-летний период Количество растений на 1 mj 16/X 1954 г. 285 302 374 27/V 1955 г. 145 201 221 при уборке 97 147 144 Погибло растений (в %) зимой 49,1 33,4 40,4 весной и летом 16,8 17,8 20,6 Из таблицы видно, что гибель озимой ржи за зимний период колебалась от 33,4 до 49,1%. При оценке этих цифр следует иметь в виду, что температурные условия для перезимовки озимой ржи в 1954/55 г. были весьма благоприятными, так как сильных морозов в этом году в Подмосковье не было. Несмотря на это, гибель озимой ржи за зиму в данном опыте достигла 49,1%. В других опытах гибель озимой ржи достигала 60%. Приведенные цифры свидетельствуют о том, что гибель озимых культур, в том числе и озимой ржи, достигает очень больших размеров. Но в настоящее время нас интересует прежде всего вопрос о гибели озимой ржи в весенне-летний безморозный период. Как видно из таблицы, с 27 мая до уборки озимой ржи на каждом квадратном метре погибло от 48 до 77 растений, или 16,8—20,6%. Если же сопоставить число растений, погибших за весенне-летний период, с числом перезимовавших растений, то процент гибели за безморозный период увеличится до 35. Другими словами, за безмо- 16 Н. С. Авдонин 241
розный период погибло более трети благополучно перезимовавших растений. Гибель озимой ржи в данном опыте совершенно не связана с влиянием низких температур, а со свойствами почвы и условиями питания растений. Для изучения этого вопроса проведена серия опытов на разных почвах с применением различных удобрений. Один из опытов проведен с озимой пшеницей в полевых условиях на'сильнокислой слабоокультуренной ночве (рН солевой вытяжки 4,6). Размер делянки 2 м2, повтор- ность четырехкратная. Для того чтобы исключить пестроту участка, почва с глубины пахотного слоя (20 см) была извлечена, тщательно перемешана и снова положена на свое место. Таким образом, опыт поставлен в полевых условиях, но с точностью вегетационного метода. Половина опытного участка была произвесткована по гидролитической кислотности, а вторая половина оставлена без известкования. На известкованной и на неизвесткованной почве проведен посев озимой пшеницы с внесением гранулированного суперфосфата совместно с семенами в рядки и без суперфосфата. Подсчет растений проводился на всех делянках. Результаты опыта изложены в таблице 121. T а б л и ц а 121 Влияние свойств почвы на устойчивость озимой пшеницы в весенне-летний период (палевой опыт) Схема опыта Кислая почва Кислая почва+суперфосфат в рядки. Известкованная почва + суперфосфат в Количество растений на 1 mj весной|уборке 124 157 119 139 67 119 111 138 Погибло растений за весенне-летний период (в %) 46,0 24,2 6,7 0,7 Как видно из таблицы, гибель озимой пшеницы в весенне-летний период колебалась в пределах от 0,7 до 46%, Очень сильное влияние на гибель озимой пшеницы в весенне-летний период оказывают кислотность почвы и сопутствующие ей свойства (подвижные формы алюминия, избыток марганца и пр.). Так, на известкованной почве за весенне-летний период погибло 6,7%, а на кислой—46%. Такое резкое снижение гибели растений объясняется только известкованием, которое повысило рН с 4,6 до 6,3 242
и полностью ликвидировало подвижный алюминий.. Большое влияние на устойчивость озимой пшеницы в весенне- летний период оказало внесение гранулированного суперфосфата в рядки. На кислой почве гибель озимой пшеницы при внесении гранулированного суперфосфата в рядки составила 24,2% против 46% на контроле. На известкованной почве при внесении суперфосфата в рядки гибель озимой пшеницы составила всего 0,7% по сравнению с 6,7% без суперфосфата. Ко времени уборки озимой пшеницы на 1 м2 при внесении суперфосфата в рядки на известкованной почве сохранилось 138 растений, а на кислой без внесения суперфосфата в рядки — 67. Положительное влияние внесенного в рядки суперфосфата на устойчивость пшеницы в весенне-летний период можно объяснить тем, что под его влиянием улучшаются условия питания растений. Нашими предыдущими опытами и опытами других авторов установлено, что фосфорные удобрения способствуют росту корневой системы растений. В результате при внесении суперфосфата в рядки улучшается питание растений не только за счет внесенного фосфора, но и за счет его запаса в почве, так как он полнее используется растениями с мощной корневой системой. Таким образом, опыт показал, что гибель озимой пшеницы в весенне-летний период связана как с кислотностью почвы и сопутствующими ей свойствами, так и с условиями питания растений. Такого же рода явление наблюдалось и в других полевых опытах агробиологической станции МГУ с озимой пшеницей на больших делянках (размер делянки равняется 1500 м2). Часть результатов этого опыта приведена в таблице 122. T а б л и ц а 122 Влияние свойств почвы на выпадение озимой пшеницы в весенне-летний период Схема опыта Без удобрений Погибло растений (в %) зимой 13,5 1.6 весной и летом 41,3 7,5 Опыт, результаты которого изложены в таблице 122, заложен на кислой слабоокультуренной дерново-подзолистой почве (рН солевой вытяжки 4,7, содержание алюми- 16* 243
ния на 100 г почвы около 10 мг). Подсчет растений производился осенью перед уходом под зиму, весной после перезимовки и перед уборкой растений (9 августа). Как показали опыты, гибель озимой пшеницы при перезимозке в сильной степени зависела от свойств почвы: на кислой почве без удобрений в процессе перезимовки погибло 13,5% растений, а на почве, где внесена известь и навоз, всего 1,6%. Но главный интерес в настоящем опыте заключается в том, что озимая пшеница погибла не только в результате суровых условий перезимовки, но и в весенне-летний период. При этом гибель озимой пшеницы весной и летом, когда не было морозов, не было выпревания и вымокания, по своим размерам превосходила гибель ее зимой. Если за зимний период на кислой почве погибло 13,5% растений, то за весенне-летний период 41,3%. Следовательно, гибель растений озимой пшеницы в весенне-зимний период также зависит от свойств почвы и внесенных удобрений. Так, при внесении извести и навоза за весенне-летний период погибло 7,5% растений, в то время как на кислой почве без внесения извести и навоза—41,3%. Для более полного изучения вопроса о влиянии условий питания на выпадение растений в весенне-летний период произведен соответствующий подсчет озимой ржи в полевом опыте с внесением различных удобрений (опыты аспирантки Н. Абошеевой). Размер делянки 100 м2, пов- торность четырехкратная. Для подсчета количества растений использовано по 10 метровок на каждом варианте. Опыт заложен на дерново-сильноподзолистой почве слабой окультуренности. Результаты опыта изложены в таблице 123. T а б л и ц а 123 Влияние свойств почв и удобрений на выпадение озимой ржи в весенне-летний период Схема опыта Урожай (в ц/га) Количество растений на 1 м2 |27/V 1955 г.|при уборке Погибло растений (в %) Контроль . N . . . . К . . . . NK . . . . , NPK . . . NPK +навоз, 244 18,73 21,36 24,66 22,30 27,52 29,67 112 125 132 178 150 141 71 101 113 138 128 140 | 36, 19, 14, 22, 14 0,7
Данные таблицы 123 показывают, что гибель озимых культур в весенне-летний период достигает больших размеров (на контрольном варианте погибло 36,6%). Следует заметить, что значительная гибель растений имелась даже при удовлетворительном урожае озимой ржи (от 18,7 до 27,5 ц/га). Но гибель растений в весенне-летний период, как показывают данные таблицы 123, находится в большой зависимости от вносимых удобрений, т. е. от условий питания растений. Если на почве без удобрений в весенне- летний период погибло 36,6% растений, то при внесении полного минерального удобрения совместно с навозом — всего 0,7%. Приведенные цифры убедительно показывают, что гибель растений в весенне-летний период связана прежде всего с их питанием.' Наряду с полевыми опытами на агробиологической станции МГУ (научный сотрудник Е. В. Кузина и аспирантка Н. Абошеева под руководством автора) проведена серия вегетационных опытов на почвах разной окультуренности. Хорошо окультуренная почва огородного типа взята с припарникового участка, а почва слабой окультуренности — с поля, на которое известь и навоз не вносились. Агрохимическая характеристика этих почв приведена в таблице 112. Вегетационные опыты заложены в железных сосудах емкостью 7 кг почвы. На зиму сосуды были зарыты в почву, температура в зоне узла кущения зимой 1954/55 г. не опускалась ниже минус 10°. Таким образом, озимая рожь и даже озимая пшеница не могли погибнуть от действия низких температур. Результаты опытов изложены в таблицах 124 и 125. Из приведенных данных видно, что гибель озимой ржи и озимой пшеницы на кислой почве значительно больше, чем на почве окультуренной. Судя по количеству погибших растений озимых культур зимой и в весенне-летний период, гибель их на кислой слабоокультуренной почве в безморозный период не меньше, а иногда даже больше, чем в зимний период. Особенно велика гибель растений в весенне-летний период при внесении азота, азота совместно с калием, а также алюминия и марганца. На окультуренной и высокоплодородной почве гибели озимых культур в весенне-летний период почти не было. Очень низкий процент выпадения растений наблюдался на слабоокультуренной почве при внесении извести совместно 245
Та б л ица 124 Влияние свойств почвы и удобрений на выпадение озимой пшеницы зимой и в весенне-летний период (в %) (вегетационные опыты 1954/55 г.) Схема опыта Зимой окультуренная почва 3,0 3.0 3,0 0,0 0,0 — — 3,0 0,0 кислая почва 3,0 3,0 7,0 13 30 0,0 0,0 7,0 23,0 Весной окультуренная почва 0,0 3,0 3,0 3,0 0,0 — — 0,0 0,0 Та и летом кислая почва 0 23,0 0,0 37,0 27.0 7,0 0,0 26,0 10,0 б л и ц а 125 Без удобрений N К NK NPK NK+известь . NPK+известь . NK+алюминий NK+марганец . Влияние свойств почв и удобрений на выпадение озимой ржи зимой и в весенне-летний период (в %) (вегетационные опыты 1954/55 г.) Схема опыта N К NK NPK NPK+из весть NK-f-алюминий Зимой окультуренная почва 10 6,6 — 6,6 6,6 — — 3,3 6,6 кислая почва 13,3 16.6 13,3 43,3 6,6 13,3 3,3 16,6 6,6 Весной окультуренная почва 13.3 0,0 6,6 6,6 0,0 — — 6,6 3,3 и летом кислая почва 16,6 26,6 10.0 33,3 40,0 3.3 3,3 73,3 86,6 с минеральными удобрениями. Если азотные удобрения и азотные совместно с калийными на неизвесткованном фоне резко повышали гибель растений в весенне-летний период, то на фоне извести они не оказывали отрицательного действия. Этот факт говорит о том, что отрицательное влияние азотных удобрений на устойчивость растений зимой и в другие периоды проявляется главным образом через ухудшение свойств почв (подкисление, увеличение подвижных форм алюминия и др.), а не непосредственно. 246
Известкование почвы резко увеличило устойчивость озимой ржи как в процессе перезимовки, так и в весенне- летний период. Из всего изложенного следует, что гибель озимых культур на кислых дерново-подзолистых почвах имеет место не только зимой, но и в весенне-летний период. При этом процент гибели растений в безморозный период достигает большой величины. Гибель растений озимой ржи и озимой пшеницы в весенне-летний период зависит от неблагоприятных свойств почв и недостатка питательных веществ. Удобрение полей приводит не только к увеличению размеров отдельных растений, но и к сохранению их от гибели в весенне-летний период. С этой точки зрения весенняя подкормка озимых способствует уменьшению гибели озимых после перезимовки. Поэтому в системе мер борьбы с гибелью озимых должны найти место не только приемы, повышающие зимостойкость растений в процессе перезимовки, но и приемы, обеспечивающие устойчивость растений в весенне-, зимний период. Среди этих приемов первостепенное значение имеет известкование почвы и применение всевозможных удобрений, обеспечивающих нормальное питание растений. О ЗАЩИТНОЙ РОЛИ САХАРОВ Основная задача наших исследований с озимыми культурами заключалась в том, чтобы выяснить влияние свойств дерново-подзолистых почв и различных удобрений на зимостойкость озимой ржи и озимой пшеницы. В связи с этим были проведены многочисленные анализы почв и растений, выращенных в разных условиях. Специальных исследований по выяснению- физиологической сущности зимостойкости озимой ржи и пшеницы мы не проводили. Однако полученный в наших опытах экспериментальный материал по анализу растений позволяет высказать некоторые соображения о роли так называемых защитных веществ. В литературе по зимостойкости растений широкое распространение имеет теория защитных веществ. Согласно этой теории при увеличении количества Сахаров в растениях их зимостойкость повышается. Учитывая это, мы 247
X Л о о |2 I I §8 « со к Si is «I с?§ °§ сею щ Cits 03 S &° CD в w н о S X S ч CQ о. « о*~* о оо со гениях : вещее! ее О а* >» ю ° о я CU «S И о5 8*' Я СО евЮ S2 Сод( w а. 19 сент тво) X *> 5 9 9 £ Я m ей И Н я) "О ее ^ сх>, а w 5 » о X са 00 О*» g* ЯГ2 «>У2 а. ■* о и вявош ИИНЭХЭ • 1 Я ss§a £ •=<* oss Sag» ев со О о. СО S и о «=t о я я о. о S м » Is- S ев >»И и ев • ю A s о й ??л « ° Я ^ <-> н 2 Я ° 2 ш ^ 88 &Л <в со о а, ев X ев и <в ИЗ и S О л. Я °» О S ш ев о s a S «в ^ев У У , (X в) leedau Hdu *d ои-дилоц ев H 2 с о «в S а> X Ь-ж О* »—« CN О -ч о> nT ю t^T 05 СМ СО *-* •<*• со V-* со со j£ о ^1 of • • S 8. 1 1 8 •в* «J и ю + я S с 2 i 1 «в 1 1 00 со 8 1С *■"• см Th см ю ьГ «* of °1 со" ^ оо ст> 8 1С со •"ф в о 1) 00 S СЗ + СЗ См о ти в о с I а. о к Л S 8 S + ., ч О а * •я s о В <м ю со ^^ t^- Tt< CM 00 О CM 00 r^ in ~~* тН CO 5 CO* F^ CM~ Б s CO s 4- C3 u H о CO 1 о 1 i g l^ CO CM CO "^ ь- t^ CM о о" CM CO CO* о *~* T—1 *-H »-* CM CO co^ • • s У I s 248
проводили анализы озимой пшеницы, озимой ржи, клевера и люцерны на содержание Сахаров. Анализу подвергались растения, выращенные на почвах разной окультуренности при внесении различных удобрений. Результаты части этих анализов озимой пшеницы приведены в таблицах 126— 127. T а б л и ц а 127 Влияние свойств почв на зимостойкость озимой пшеницы и содержание в ней Сахаров (вегетационные опыты) Схема опыта Сохранилось растений при перезимовке (в %) на почве) туренной кислой Содержание Сахаров (в %) в растениях на почве окультуренной сумма Сахаров моносахариды кислой сумма Сахаров моносахариды Опыты 1953—1954 гг. NPK, большой снежный покров То же, под малым снежным покровом 1 80 63 53 27 14,62 13,22 2,07 2,32 29,02 3,10 26,73, 3,80 Опыты 1954—1955 гг. NPK» малый снежный покров 100 70 18,09 3,93 26,52 4,01 Фактический материал, изложенный в таблице 127, получен при анализе озимой пшеницы в полевом опыте по окультуриванию почв. Зимостойкость растений при перезимовке по отдельным вариантам удобрений отличалась весьма существенно, а содержание Сахаров в растениях изменялось мало. Во всяком случае не только прямой, но и никакой связи между зимостойкостью озимой пшеницы и содержанием в ней Сахаров в этом опыте не обнаружено. Мы проводили вегетационные опыты с озимой пшеницей на хорошо окультуренной почве огородного типа и на кислой почве слабой окультуренности. Результаты этих опытов за 1953—1954 и 1954—1955 гг. изложены в таблице 128* 240
Т а б л и ц а 128 Влияние свойств почв и удобрений на зимостойкость озимой ржи и содержание в ней Сахаров Схема опыта N К NK NPK Сохранилось растений при перезимовке (в %) на почве туренной 80 90 75 95 97 кислой 30 74 37 72 70 Содержалось Сахаров (в %) на почве окультуренной сумма Сахаров 31,95 37,70 35,44 23,97 моноса- хариды 2,96 3,85 3,06 3,70 кислой сумма Сахаров 37,18 39,89 41.60 моносахариды 6.09 4,72 8.67 37,23, 5,81 Из таблицы видно, что при перезимовке на кислой сла- боокультуренной почве сохранилось значительно меньше растений, чем на хорошо окультуренной почве. Но прямой связи между устойчивостью растений при перезимовке и содержанием в них растворимых Сахаров (перед уходом под зиму) не обнаружено. Наоборот, растения, выращенные на кислой почве при низкой зимостойкости содержали Сахаров значительно больше, чем растения, выращенные на окультуренной почве. Таким образом, в этих опытах растения с большим содержанием Сахаров оказались менее зимостойкими, чем растения с меньшим количеством Сахаров. Не менее интересные данные получены и в вегетационном опыте, в котором озимая рожь выращивалась на двух почвах, резко отличных по своей окультуренности (табл. 128). На кислой слабоокультуренной почве имела место , массовая гибель растений, а на окультуренной почве даже при малом снежном покрове растения перезимовали удовлетворительно. Таким образом, растения озимой ржи на окультуренной почве отличались значительно большей зимостойкостью по сравнению с зимостойкостью на кислой почве. Если бы была верна теория о защитной роли Сахаров, то растения на окультуренной почве должны содержать больше сахара, чем на кислой почве. А цифры таблицы 128 показывают обратное: малозимостойкие растения на кислой почве имели значительно больше Сахаров, чем ра- 290
стения на окультуренной почве. Особенно велика разница по моносахаридам, которых в растениях на кислой почве в 2—3 раза больше, чем в растениях на окультуренной почве. Аналогичные результаты получены и в опытах с люцерной и клевером. Часть результатов этих опытов изложена в таблице 129. Т а б л и ц а 129 Влияние свойств почвы на зимостойкость многолетних трав и содержание в них Сахаров Схема опыта Сохранилось растений (в %) Содержалось Сахаров (в Ж) сумма Сахаров моносахариды Опыт с люцерной Без удобрений 62,5 3,77 1,52 Известь 75,0 3,36 1,56 NPK 87,5 3 32 1,68 Алюминий 50,0 3,48 1,82 Опыт с клевером Без удобрений 12,5 6,34 4,33 Известь 86,2 5,25 4,52 NK без извести 9,5 6,0 5,64 NK на фоне извести 55,2 4,73 3,35 Опыт с люцерной проведен вегетационным методом на среднеокультуренной почве (рН солевой вытяжки 5,8%), а опыт с клевером — полевым методом на кислой почве (рН солевой вытяжки 4,6) слабой окультуренности. Как видно из таблицы 129, устойчивость люцерны в процессе перезимовки колебалась весьма существенно (от 50 до 87,5%). Между тем содержание Сахаров в растениях было почти одинаковым во всех вариантах. Гибель растений при внесении в почву алюминия достигла 50%. Между тем содержание Сахаров в растениях было приблизительно таким же или выше, чем при гибели 12,5% растений. Особенно резкая разница в устойчивости растений наблюдалась в опыте с клевером. Как видно из таблицы, устойчивость клевера на фоне извести резко возрастала, между тем как содержание 251
Сахаров в растениях этих вариантов перед уходом под зиму было даже ниже, чем в вариантах без извести. Таким образом, изложенные здесь экспериментальные данные показывают, что нет прямой связи между количеством Сахаров в растениях и их зимостойкостью. Зимостойкость растений определяется значительно более сложными причинами, чем наличие в них Сахаров. Изложенный в настоящей работе экспериментальный материал и наблюдения за производственными посевами в колхозах и совхозах показывают, что гибель озимых культур в нечерноземной полосе Советского Союза имеет очень большие размеры и приносит огромные убытки социалистическому земледелию. Озимая рожь и озимая пшеница погибают не только зимой, но и в весенне-летний период. При этом, как показали наши опыты, гибель озимых культур в весенне-летний безморозный период нередко превышает их гибель зимой. Гибель озимых культур в нечерноземной полосе СССР теснейшим образом связана со свойствами дерново-подзолистых почв. Излишняя кислотность почв, наличие в них подвижных форм алюминия, избыток марганца, недостаток питательных веществ и другие отрицательные свойства этих почв представляют собой сумму причин массовой гибели озимых в нечерноземной полосе. Подчеркивая огромное влияние отрицательных свойств дерново-тюдзолистых почв на зимостойкость озимых, мы отнюдь не отрицаем возможность их гибели от вымерзания, ^выпревания, вымокания, выпирания растений, наличия ледяной корки, от снежной плесени и других причин. Все эти причины гибели озимых, разумеется, действуют и в нечерноземной полосе, но размер их отрицательного действия зависит от свойств почв: при неблагоприятных почвенных условиях вред от названных факторов резко возрастает, а при благоприятных падает. . Главная задача в борьбе с гибелью озимых заключается в том, чтобы вырастить устойчивые растения. А устойчивость растений зависит не только от их природы (сорта), но и от среды, в которой они формируются. Среди внешних факторов первостепенное значение для растений имеют почвенные условия и приемы агротехники. Для повышения устойчивости озимых культур необходимо также использовать зимостойкие сорта, производить 252
своевременный посев, соблюдать все приемы агротехники, способствующие нормальному росту и развитию растений, устранять отрицательные свойства дерново-подзолистых почв. В свете изложенного для борьбы с гибелью озимых в нечерноземной полосе можно рекомендовать следующую систему мероприятий. Для борьбы с вымерзанием во многих районах Советского Союза успешно используется снегозадержание, которое не только защищает растения от холода, но и улучшает обеспеченность растений влагой в течение весны и лета. При снегозадержании озимые посевы позднее выходят из-под снега, а это нередко опасает их от губительного действия низких температур ранней весной. При достаточном снежном покрове ослабляется вредное действие ледяной корки. Как показано в настоящей работе,низкая температура на кислых дерново-подзолистых почвах оказывает небольшое влияние на количество погибших растений, но весьма отрицательно действует на урожай уцелевших растений. Поэтому в ряде случаев снегозадержание может быть оправдано и в нечерноземной полосе, хотя для всех районов и во все годы снегозадержание в этой зоне не имеет смысла. Снегозадержание в этой зоне нужно проводить выборочно в малоснежные зимы «а участках, где задерживается мало снега и где образовалась ледяная корка. Бороздовые посевы, способствующие утеплению озимых, в районах юго-востока и степных районах Сибири неприменимы для условий нечерноземной полосы, так как в бороздах здесь может застаиваться вода и образовываться ледяная корка, губительно отзывающаяся на озимых культурах. В условиях нечерноземной полосы растения могут погибнуть от выпревания в том случае, когда большой снежный покров ляжет на талую землю. В этом случае рекомендуется прикатывание снега. Такое уплотнение снега увеличивает глубину промерзания почвы и уменьшает вы- превание озимых, так как при замерзании верхнего слоя почвы процессы жизнедеятельности в растениях резко ослабляются. Для борьбы с вымоканием рекомендуется делать отводные борозды с тем, чтобы удалить воду, если она может застаиваться по условиям рельефа. 253
Выпирание растений, как известно, происходит в результате оседания рыхлой почвы и образования льда под ее поверхностью. Для борьбы с выпиранием рекомендуется не запаздывать с глубокой вспашкой, которую нужно производить не менее чем за три недели до посева озимых. В противном случае почва будет оседать после посева озимых, в результате чего узел кущения может оказаться на поверхности. Если по каким-либо причинам (при поздней уборке парозанимающей культуры) не удалось своевременно вспахать поле под озимые, то в этом случае перед посевом поле рекомендуется прикатать. Для борьбы с гибелью озимых от выпирания целесообразно проводить более глубокий посев. Ранней весной при обнаружении выпирания растений проводят прикаты- вание для того, чтобы не допустить гибели растений от высыхания. Прикатывание в этом случае предохраняет корневую шейку от высыхания и способствует приживлению и генерации корней. Для борьбы со снежной плесенью рекомендуется обеззараживать семена путем протравливания ртутными препаратами (гранозан и др.)* Перечисленные здесь известные меры борьбы с гибелью озимых культур в нечерноземной полосе нужно применять в широких размерах. Наши выводы о большом влиянии свойств почв на зимостойкость озимых находятся в согласии с перечисленными выше мерами. Однако полученные нами экспериментальные данные о влиянии свойств почв на зимостойкость озимых требуют прежде всего устранения отрицательных свойств дерново-подзолистых почв, сильно снижающих зимостойкость растений: излишней кислотности, подвижных форм алюминия, избытка марганца, плохих физических свойств и др. С этой целью необходимо вносить известь, навоз, торф, торфяные компосты, производить посев многолетних трав. Эти мероприятия ликвидируют излишнюю кислотность, переведут подвижные формы алюминия в неактивное состояние, резко снизят содержание подвижных форм марганца, обогатят почвы органическим веществом, улучшат ее физические свойства. Особо следует обратить внимание на регулирование количества марганца в дерново-подзолистых почвах, избыток подвижных форм которого приводит к гибели озимых 254
культур при перезимовке, а количество подвижных форм марганца в дерново-подзолистых почвах находится в большой зависимости от влажности почвы. При полном насыщении почвы водой количество подвижного марганца возрастало с 1—2 до 30—32 мг на 100 г почвы. Другими словами, избыточное увлажнение дерново- подзолистых почв приводит к образованию таких количеств подвижных форм марганца, при которых растения погибают. В этом свете по-иному следует оценить и гибель растений при вымокании. Очевидно, что гибель растений при вымокании прежде всего связана с отрицательным влиянием подвижных форм марганца. Поэтому среди мер по борьбе с гибелью озимых для условий дерново-подзолистой зоны весьма важную роль играет борьба с избыточным увлажнением почвы. Для этой цели нужны широкие мелиоративные работы, углубление пахотного слоя, удаление застойных вод простейшими способами и создание структурных почв. В связи с тем, что гибель озимых культур в весенне- летний безморозный период теснейшим образом связана с обеспечением растений питательными веществами, необходимо резко поднять плодородие почвы, и в частности, обеспечить нормальное питание озимых культур в весенне-летний период. С этой целью, кроме извести, навоза, торфа и торфяных компостов, необходимо умело и своевременно применять минеральные удобрения. Все фосфорные удобрения при любых сроках и способах внесения увеличивают зимостойкость озимых культур. Особое внимание необходимо обратить на внесение гранулированного суперфосфата в рядки, который защищает растения от вредного действия излишней кислотности, подвижных форм алюминия и тем самым резко повышает их зимостойкость. Азотные удобрения следует вносить с учетом их влияния на устойчивость озимых культур. Аммиачные формы азота на кислых почвах при внесении в повышенных дозах до посева снижают зимостойкость озимых. Азотные удобрения при внесении весной, наоборот, резко снижают гибель растений в весенне-летний период. Приведенные выше данные о гибели озимых в весенне- летний период позволяют правильно оценить роль весенней лодкормки. Подкормка озимых не только благоприят- 255
ствует росту отдельных растений, но и спасает многие из них от гибели в весенне-летний безморозный период. Перечисленные выше способы помогают ликвидировать отрицательные свойства дерново-подзолистых почв и обеспечить нормальное питание растений. В результате этого устойчивость озимых культур при перезимовке и в весенне- летний периоды возрастает в несколько раз. ВЫВОДЫ 1. На основании многочисленных исследований гибель озимых культур при перезимовке объясняли вымерзанием, выпреванием, вымоканием, наличием ледяной корки, выпиранием растений и другими причинами, но влияние свойств почв на устойчивость озимых не учитывалось. 2. Зимостойкость озимых культур находится в очень тесной зависимости от свойств почбы: на почвах кислых слабоокультуренных озимые культуры часто погибают, в то время как при тех же температурных и других условиях на слабокислых или нейтральных окультуренных почвах они хорошо сохраняются зимой и в другие периоды года. 3. Зимостойкость озимых культур резко падает под влиянием излишней кислотности, растворимых форм алюминия, избытка марганца, недостатка усвояемых форм фосфора и других питательных веществ. 4. Известкование кислых почв, устраняющее излишнюю кислотность, подвижные формы алюминия и избыток марганца и частично улучшающее фосфатное питание растений, резко увеличивает устойчивость растений при перезимовке. 5. Действие азотных удобрений на зимостойкость озимых культур находится в зависимости от свойств почв. На кислых почвах азотные удобрения, особенно в аммиачной форме, как правило, довольно резко снижают зимостойкость озимых, а на почвах нейтральных и окультуренных их отрицательное действие на зимостойкость озимых незначительно или его нет вовсе. Объясняется это тем, что на кислых почвах азотные удобрения в аммиачной форме увеличивают кислотность почвы, количество подвижных форм алюминия и марганца. 6. Фосфорные удобрения, внесенные вразброс и в рядки, повышают зимостойкость озимых культур на всех почвах. Особенно благоприятно их действие на кислых поч- 256
вах. Такое действие фосфорных удобрений объясняется их положительным влиянием на обмен веществ в растениях. Если кислая реакция среды и подвижные формы алюм»- миния нарушают углеводный и белковый обмен в растениях, то фосфор улучшает его. 7- Низкие температуры оказывают отрицательное последействие на озимые культуры в зависимости от свойств почвы: на кислых почвах зимой под влиянием низких температур не только погибает большее количество растений, но и уцелевшие растения настолько повреждаются в процессе перезимовки, что это резко снижает их урожайность. На окультуренных почвах уцелевшие растения росли и развивались одинаково, независимо от температурных условий перезимовки. 8. Прямой связи между количеством Сахаров в растениях и их зимостойкостью не обнаружено: выращенные ни кислых почвах растения содержали Сахаров больше, чей растения на окультуренной почве, а зимостойкость их были значительно ниже. 9. Влияние свойств почв на выпревание растений выражено слабее их влияния на вымерзание. Общий размер гибели растений от выпревания и последующего их выпадения в весенне-летний период и в условиях, способствующих вьшреванию, на окультуренной почве значительно ниже, чем на кислой малоплодородной почве. 10. Гибель озимых культур на кислых дерново-подзолистых почвах может иметь место не только зимой, но и в безморозный весенне-летний период. Размер гибели озимых в этот период зависит от неблагоприятных свойств почвы (излишняя кислотность и сопутствующие ей свойства) и от обеспеченности растений питательными веществами. Поэтому необходимо повышать не только зимостойкость озимых культур, но и устойчивость их в безморозный период. Среди приемов, обеспечивающих устойчивость озимых весной и летом, первостепенное значение имеет известкование почвы и применение удобрений.
ГЛАВА ПЯТАЯ ВЛИЯНИЕ СВОЙСТВ ПОЧВ И УДОБРЕНИЙ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ЯРОВЫХ РАСТЕНИЙ Исследования, проведенные в течение ряда лет на агробиологической станции МГУ, показали, что свойства почвы и внесенные удобрения оказывают большое влияние на устойчивость растений не только в зимний, но и в весенне- летний период и не только на озимые, но и на яровые растения. Совершенно очевидно, что в этих случаях растения погибают не от прямого воздействия низких температур, не от выпревания и ледяной корки, а от других причин. В одном из наших опытов изучалось влияние известкования на урожай яровой пшеницы. Опыт был заложен на кислой почве (рН солевой вытяжки 4,6), на которую известь вносили по гидролитической кислотности. Посев произведен сеялкой поперек делянок. Количество высеянных семян и всходов было одинаковым как на кислой, так и на известкованной почве. Подсчет растений перед уборкой показал, что на делянках без извести растений было на 40% меньше, чем на делянках, получивших известь. Большой интерес представляет в этом отношении опыт с турнепсом, проведенный на той же станции в 1953 г., заложенный в 1951 г. На одной половине участка при закладке опыта внесена известь по гидролитической кислотности и 30 т навоза, а на другой известь и навоз внесены не были. Почва до внесения извести и навоза была кислой и слабо-окультуренной (рН солевой вытяжки 4,6 подвижный алюминий 9,5 мг на 100 г почвы). После внесения извести и навоза рН солевой вытяжки поднялся до 6,3, подвижные формы алюминия исчезли. Минеральные удобрения в форме сернокислого аммония, калийной соли и суперфосфата вносили ежегодно в 1951, 1952 и 1953 гг. из расчета 60 кг действующего вещества на гектар. Результаты опыта по 258
Ьлиянию свойств почв и удобрений на устойчивость турнепса изложены в таблице 130. T а б л и ц а 130 Влияние свойств почвы и удобрений на устойчивость турнепса Схема опыта 1 Количество уцелевших) растений на делянке | | в 8С штук 1661 1061 1700 1458 1462 1804 2302 2823 2749 2825 ) м* в % к кон» тролю 100 63,8 1 102,3 1 87,8 88,0 108,6 138,5 169,9 165,5 170,0 Влияние извести на устойчивость турнепса (количество растений без извести принято за 100) Контроль . . N К NK NPK .... Известь . . . ИзвестЫ-N . Известь+К . Известь-fNK Иэвесть+NPK 100 100 100 100 100 108,6 217,0 193,5 187,8 193,2 Посев турнепса в опыте проведен сеялкой поперек делянок. Количество семян на всех вариантах опыта было одинаковым, а количество уцелевших растений оказалось различным. Следует иметь в виду, что в таблице приведено количество растений, оставшихся на делянках ко вре- мени уборки и удаленных при прорывке. Как видно из таблицы 130, свойства почвы и уд обре* ния оказывают очень большое влияние на устойчивость турнепса. Действие минеральных удобрений на устойчивость турнепса ^зависит от свойств почвы: на кислой слабоокульту- ренной дерново-подзолистой почве азотные удобрения уменьшали устойчивость турнепса, а калийные и фосфорные существенного влияния не оказали. На той же почве после внесения извести и навоза все виды минеральных удобрений почти в два раза повысили устойчивость турнепса. Уменьшение кислотности почв и подвижных форм алюминия, полученное в результате внесения извести и навоза, резко повысило устойчивость турнепса. Положительное действие извести сильнее всего проявилось на фоне минеральных удобрений. Если одна известь 17* 259
йОЁысила устойчивость турнепса на 8,6%, то при внесений извести совместно с минеральными удобрениями устойчивость турнепса возросла на 87, 8—117%. Из приведенных цифр видно, что устойчивость турнепса увеличилась не только от уменьшения кислотности подвижных форм алюминия и других неблагоприятных свойств, но и от увеличения питательных веществ в почве. Влияние различных удобрений на устойчивость турнепса и кормовой свеклы изучалось в другом нашем опыте, проведенном на аргобиологической станции МГУ в 1954 г. Результаты этого опыта изложены в таблице 131. Таблица 131 влияние удобрений на устойчивость турнепса и кормовой свеклы Схема опыта N К NK NPK Количество уцелевших растений на делянке в 80 м2 турнепс штук | в % 1626 1193 2496 1553 2168 100 72,7 153,5 95,5 133,4 4 свекла кормовая штук 1152 775 1337 811 1842 в % 100 67,2 115,2 70,4 160,0 Опыты проведены на кислой слабоокультуренной почве, на которой минеральные удобрения вносили ежегодно в течение 5 лет из расчета 60 кг действующего вещества на гектар. В результате систематического применения минеральных удобрений на кислой почве без известкования эффективность их начала падать. Прибавка урожая овса и картофеля от внесения азотных и калийных удобрений значительно снизилась, а урожай чувствительных к почвенной кислотности культур — свеклы и турнепса — под влиянием азотных удобрений оказался ниже, чем на делянках без внесения удобрений. Особый интерес в этом опыте представляет влияйие различных удобрений на устойчивость турнепса и кормовой свеклы. Как видно из таблицы 132, азотные удобрения при систематическом их применении на кислой почве резко понижали устойчивость турнепса и кормовой свеклы, а калийные и фосфорные значительно повышали. 260
Для выяснения вопроса о влиянии удобрений на устойчивость растений в весенне-летний период представляют интерес опыты, проведенные нами в 1951 г. со столовой свеклой на кислой (рН солевой вытяжки 4,6) слабоокуль- туренной почве и на почве огородного типа (рН солевой вытяжки 6,5). Почва огородного типа отличалась не только слабой кислотностью, но и большим запасом питательных веществ. Азотные и калийные удобрения в рядки вносились из расчета 10 кг, а фосфорные 15 кг действующего вещества на гектар. Результаты опыта на кислой почве изложены в таблице 132. Т а б л и ц а 132 Влияние рядкового удобрения на устойчивость свеклы столовой Схема опыта N К Щ NK+известь NPK Количество уцелевших растений на 1С штук 10,3 9,7 40,9 31,8 99,3 43,5 ) м рядка в % 100 94,1 397,1 ЗЭ8,7 964,1 422,3 На сильнокислой почве столовая свекла росла плохо, и многие растения после всходов погибли. Но гибель растений зависела от внесенных в рядки удобрений. Азотные удобрения при внесении их в рядки на кислой почве понижали устойчивость растений столовой свеклы, а калийные и фосфорные резко повышали ее. Отрицательное действие азотных удобрений на устойчивость растений столовой свеклы проявлялось как при внесении отдельно, так и на фоне калийных и фосфорных удобрений. Сильное положительное действие на устойчивость растений столовой свеклы наблюдалось при совместном внесении извести, азотных и калийных удобрений. В этом случае количество уцелевших растений составило 964% по отношению к количеству растений без удобрений. В том же году произведен посев столовой свеклы на почве огородного типа (на припарниковом участке). Подсчет растений в этом опыте показал, что гибели растений Ш
столовой свеклы на окультуренной почве не было. На всех вариантах опыта без удобрений и с внесением минеральных удобрений в рядки густота стояния растений была нормальной и везде одинаковой. Эти опыты еще раз наглядно показали, что свойства почвы оказывают очень сильное влияние на устойчивость яровых растений. Минеральные удобрения на кислых почвах оказывают большое влияние на устойчивость растений, а на почвах окультуренных их влияние невелико. Кроме опытов, изложенных выше, в 1954 г. произведен подсчет густоты стояния ячменя и овса в опыте с изучением эффективности минеральных удобрений в зависимости от окультуренности почв. Минеральные удобрения в этом опыте в течение 4 лет вносились на сильнокислой почве (рН 4,6) без известкования и на той же шочве после внесения извести и навоза. Посев ячменя и овса проводился сеялкой поперек делянок. Количество семян было одинаковым на всех вариантах опыта, а количество сохранившихся ко времени уборки растений ячменя было резко различным. Результаты подсчета растений ячменя в полевом опыте 1954 г. изложены в таблице 133. Таблица 133 Влияние свойств почв и удобрений на устойчивость ячменя (полевой опыт агробиологической станции МГУ в 1954 г.) Схема опыта Количество растений при появлении полных всходов штук на 1 м3 в % от контроля при уборке штук на 1 ма в % от контроля Погибло растений за вегетационный период (в % к их количеству при полных всходах) Без удобрений N... К . . . NK . . NPK • Известь . Известь -f-N Известь 4-К Известь+NK Известь-fNPK 337 342 331 358 374 324 346 350 368 369 100 101 98 106 ПО 96 103 103 109 109 68 17 109 78 74 107 65 195 178 163 100 25 160 114 109 157 96 287 262 240 80 95 67 78 80 67 81 44 52 56 Из таблицы видно, что на слабоокультуренной дерново-подзолистой почве гибель я^доеня была очерь велика, №
За время от появления полных всходов до созревания на разных вариантах опыта погибло от 44 до 95% растений. Результаты этого опыта не представляют резкого исключения из практики колхозов и совхозов нечерноземной полосы. Выпады такой чувствительной к кислотности культуры, как ячмень, на слабо-окультуренных дерново-подзолистых почвах встречаются довольно часто. Так, в том же 1954 году в колхозе «Заря коммунизма» Химкинского района Московской области на слабоокультуренной дерново-подзолистой почве было посеяно несколько десятков гектаров ячменя. Всходы получены более или менее нормальные, а затем ячмень погиб. Гибель ячменя, как это видно из таблицы 133, находится в большой зависимости от извести и внесенных удобрений. Если во время появления полных всходов количество растений на отдельных вариантах опыта было почти одинаковое, то ко времени уборки урожая разница в густоте стояния растений по отдельным вариантам достигла очень большой величины. Так, на кислой почве, где в течение 4 лет применялось физиологически кислое удобрение (сульфат аммония), на 1 м2 уцелело всего 17 растений, что составляет 5% от их количества во время появления полных всходов. Между тем при внесении калийных и азотно-калийных удобрений на фоне извести на 1 м2 сохранилось 178—195 растений. Фактический материал таблицы 133 показывает, что известь при внесении ее на кислой дерново-подзолистой почве резко увеличивает устойчивость растений ячменя. Количество сохранившихся растений на почве при внесении извести было на 57—187% выше, чем на почве без внесения извести. Азотные удобрения в аммиачной форме понижали устойчивость ячменя, а калийные повышали. Таким образом, действие удобрений на устойчивость яровых культур аналогично их действию на устойчивость озимых при перезимовке. По своей устойчивости к неблагоприятным почвенным условиям отдельные растения различаются весьма резко, В 1954 г. на агробиологической станции МГУ рядом с яч* менем по той же схеме произведен посев овса. Этот опыт показал, что устойчивость овса на известкованном фоне возрастает, но в меньшей мере, чем устойчивость ячменя. Объясняется это тем, что овес менее чувствителен к кислой реакции и сопутствующим ей свойствам почвы. 263
В 1955 г. устойчивость яровых растений изучалась на пяти культурах. Результаты этих опытов изложены в таблице 134. Таблица 134 Гибель растений в летний период на кислой дерново- подзолистой почве (полевые опыты в засушливом 1955 г.) Растения Пшеница яровая Турнепс Картофель Погибло растений за вегетационный период (в % к их количеству при полных всходах) • 38,8 59,2 64,8 54 0 Опыты, результаты которых изложены в таблице 134, проведены на кислой слабоокультуренной почве (рН 4,6, подвижный алюминий около 10 мг на 100 г почвы). Как видно из таблицы, гибель растений находится в большой зависимости от их особенностей. Посевы яровой пшеницы, весьма чувствительной к кислой реакции среды подвижным формам алюминия и к недостатку питательных веществ, за вегетационный период погибли на 64,8%, а картофель при тех же условиях полностью сохранился. Наряду с яровой пшеницей слабой устойчивостью к кислой реакции обладает и ячмень. Овса выпало значительно меньше, чем яровой пшеницы и ячменя. По-видимому, это объясняется тем, что овес обладает большей устойчивостью к кислой реакции среды, подвижным формам алюминия и другим неблагоприятным свойствам дерново-подзолистых почв, а также большей способностью добывать себе пищу из почвы. Таким образом, опыты с различными культурами, проведенные в течение 4 лет, показали, что свойства почвы и внесенные удобрения оказывают большое влияние не только на зимостойкость озимых культур и многолетних трав, но и на устойчивость яровых культур. На сильнокислых почвах, «в особенности при систематическом внесении азотных удобрений в аммиачной форме, имеет место значительная гибель яровых растений. Совершенно очевидно, что гибель озимых культур и многолетних 564
трав после перезимовки и яровых культур не связана с отрицательным действием мороза, вымоканием и выпревавшем. Гибель растений в весенне-летний период зависит от свойств почв и внесенных удобрений. Кислая реакция среды и сопутствующие ей подвижные формы алюминия и другие неблагоприятные свойства почвы, а также недостаток питательных веществ в почве приводят к гибели растений не только зимой, но и в весенне-летний период. ВЫВОДЫ 1. На кислых дерново-подзолистых почвах имеет место не только выпадение (гибель) озимых культур и многолетних трав, но и весьма значительное выпадение яровых культур. 2. Гибель яровых культур зависит от свойств почв и внесенных удобрений. Излишняя кислотность, подвижные формы алюминия, недостаток питательных веществ понижают устойчивость растений и приводят их к выпадению в весенне-летний период. 3. Известкование кислых дерново-подзолистых почв резко повышает устойчивость яровых культур. Наибольшая устойчивость растений наблюдается при совместном внесении извести навоза и минеральных удобрений. 4. Действие минеральных удобрений на устойчивость яровых культур аналогично их действию на зимостойкость озимых. Азотные удобрения на кислых дерново-подзолистых почвах понижают устойчивость многих яровых растений, а калийные повышают. 5. По своей устойчивости к неблагоприятным почвенным условиям яровые культуры отличаются весьма резко. Один из них (картофель, овес) устойчивы, а другие (пшеница, ячмень) весьма чувствительны к неблагоприятным свойствам дерново-подзолистых почв.
ГЛАВА ШЕСТАЯ ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ НИЗКОГО ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ Низкий урожай на малоплодородных дерново-подзо- .листых почвах объясняется малым размером отдельных растений, плохой структурой урожая, гибелью многолет- лих растений в процессе перезимовки и в другие периоды, •поражением растений болезнями, размеры которого увеличиваются на кислых почвах, и др. В главах о кислотности почвы и о роли алюминия и марганца в плодородии почв было показано, что избыточная кислотность и подвижные формы алюминия ухудшают «структуру урожая. Для дальнейшего исследования мы провели специальные опыты в производственных условиях. Для этой цели в колхозах «Путь к коммунизму» и «Заря коммунизма» Химкинского района Московской области 'были выбраны участки озимой пшеницы, резко отличающиеся по уровню плодородия и урожайности. По генетическим свойствам почвы участков были одинаковыми, но (резко отличались по уровню окультуренности. На почвах с хорошим состоянием растений в течение длительного времени применяли навоз и возделывали овощные культуры, .а на почвах с плохим состоянием растений раньше обычно возделывали зерновые культуры и органические удобрения применяли в ограниченном количестве. На этих участках произведен учет урожая и определена его структура, а почва подвергнута агрохимическому анализу, результаты которых изложены в таблицах 135 и 136. Из таблицы 135 и 136 видно, что почва на участках с низкой урожайностью отличалась повышенной кислотностью, содержала большое количество подвижного алюминия, имела слабую степень насыщенности основаниями, содержала мало подвижных форм фосфора и других пита- 266
Таблица 135 Агрохимическая характеристика почв Место проведения опыта Колхоз «Путь к коммунизму» Колхоз «Заря коммунизма» Состояние озимой пшеницы | Хорошее (Плохое | Хорошее (Плохое рН солевой вытяжки 6,8 4,9 6,6 4,8 Гидролитическая кислотность (в м.-экв. на 100 г почвы) j 0,979 4,730 3,14 5,14 Алюминия (в мг на 100 г почвы) 0,13 8,06 0,51 12,87 Марганец (в мг на 100 г почвы) 0 1,33 0,87 1,86 Сумма поглощенных оснований (в м.-экв.) | 20,05 4,45 Степень насыщенности (в %) Гумус (в %) 95,4>3,82 48,5 2,38 57,8,2,46 16,72,15 Р205 в 0.5N солянокислой вытяжке] 52,5 18,6 29,9 Д2.2 Таблица 136 Влияние свойств почв на структуру урожая озимой пшеницы Место проведения опыта Колхоз «Путь к коммунизму» Колхоз «Заря коммунизма» Состояние озимой пшеницы (Хорошее (Плохое (Хорошее (Плохое Урожай (в ц/га) 30,4 5,3 23,3 3,1 Коэффициент кущения 3,4 1.5 3.1 1.0 Количество колосков на один колос 19,7 14,4 18,8 10,8 Зерен на один и о ч о 26,8 и.о 25,1 8,8 о о о § 1,30 0,76 1,33 0,82 Завязывание (в %) 45,3 27,8 44,5 24,1 ерен s о 36,1 31,0 34,7 22.4 тельных веществ. Отрицательные свойства кислой почвы резко снизили кущение пшеницы, уменьшили количество колосков на один колос и зерен на один колос и на один колосок. Под влиянием отрицательных свойств кислой почвы почти вдвое понизился процент завязывания зерен и резко уменьшился их абсолютный вес. Аналогичная картина наблюдалась и в вегетационном опыте с ячменем, проведенном на двух почвах, резко отличающихся по своей окультурен-ности, результаты которого приведены в таблице 137. На хорошо окультуренной почве урожай ячменя был в несколько раз выше, чем на слабоокультуренной почве. На кислой почве растения кустились слабо, значительно меньше образовали колосков на один колос, процент завя- задвания зерен был ниже, слабее налилось и зерно. Весьма 267
Таблица 137 Влияние свойств почв на структуру урожая ячменя (вегетационные опыты) Схема опыта Урожай (в г на сосуд) общий зерно 1 фициент кущения Количество колосков на один колос Зерен на один колос колосок Завязывание (в %) 0 зерен Хорошо окультуренная почва Без удобрений NK NPK 17,72 37,63 45,93 8,47 16,55 17,18 2,5 4,4 5,5 13,74 16,17 16,64 11,97 12,97 11,37 0,88 0,80 0,72 87,1 1 80,5 75,3 48,8 48,8 45,8 Кислая слабоокультуренная почва Без удобрений Азотно-калий- ное удобрение Азотно-калийное удобре- ние+известь Известь .... 1 4,44 1,86 12,01 11,17 1,80 0,44 4,87 4,84 1,8 1,2 1,5 1,8 7,021 4,74 4,43 15,66 15,00 2,71 14,9 1 13,06 0,69 0,61 0,95 0,87 68,6 60,7 95,4 87,0 36,0 23,5 35,40 34,1 интересные данные получены по структуре урожая в вариантах с известью. Под влиянием известкования резко увеличилось количество колосков на один колос и количество зерен на один колос и один колосок. Из этого видно, что известкование кислой почвы оказывает положительное действие на образование генеративных органов и на процесс оплодотворения. Таким образом, низкое плодородие кислых дерново- подзолистых почв тормозит кущение, нарушает процесс закладывания генеративных органов (колосьев и -колосков) , оказывает отрицательное влияние на процесс оплодотворения и на налив зерна. В результате разностороннего отрицательного действия кислых почв слабой окультурен- ности на растения урожай их получается низким. Кроме того, под влиянием отрицательных свойств кислых дерново-подзолистых почв многие растения — многолетние травы, озимые и яровые — погибают. Причины гибели растений на кислых дерново-подзолистых почвах весьма разнообразны и требуют дальнейшего глубокого изучения. Среди этих причин первостепен- 268
Мое значение имеет нарушение обмена веществ, вызывает мого отрицательными свойствами кислых почв. Выше было показано, что излишняя кислотность нарушает углеводный и белковый обмен растений, в результате чего озимые культуры и многолетние травы погибают в процессе зимовки и в другие периоды. В дополнение к изложенному приведем один из опытов с чумизой, проведенный под руководством автора аспирантом Ким Дон Бэ. В этом опыте в песчаных культурах изучалось влияние реакции среды на рост и развитие чумизы. Результаты этого опыта изложены в таблице 138. Таблица 138 Влияние реакции среды на выпадение чумизы (вегетационный опыт в песчаных культурах) Реакция среды (РН) 7,5 6,5 5,5 4,5 Количество всходов в 4-х сосудах 88 104 81 45 28/VI 3 0 0 1 30/VI 3 0 1 1 Погибло растений после появления всходов 1/VII 6 0 4 3 3/VII 3 0 2 2 5/VII 3 0 1 1 7/VII 1 0 1 1 всего 19 0 9 9 в % 21 0 11 20 Из таблицы 138 видно, что оптимальная реакция среды для чумизы находится около рН 6,5. При подкислении и при подщелачивании урожай понижался. Но под влиянием кислой реакции часть растений погибла после появления всходов. При повторении описанного опыта в 1955 г. получены точно такие же результаты. Изложенные данные показывают, что под влиянием излишней кислотности не только слабо растут, но и погибают и озимые, и яровые культуры. Отрицательные свойства кислых почв оказывают большое влияние ,на обмен веществ в растениях. Результаты опытов с озимой рожью и озимой пшеницей изложены в таблице 139. В настоящих опытах использована хорошо окультуренная почва огородного типа (рН 6,5) и кислая слабоокультуренная почва (рН 4,6). Из таблицы 140 видно, что почва оказала существенное влияние .на содержание Сахаров и азотистых веществ в растениях. Количество Сахаров в растениях на кислой 269^
f а b л й ц"а 139 Влияние свойств почв на содержание Сахаров и азотистых веществ в озимой пшенице и в озимой ржи (вегетационные опыты) Почва Содержалось (в % на сухое вещество) сахариды сумма Сахаров! белковый небелковый небелковый азот (в % к общему) Озимая пшеница Кислая слабоокультуренная Хорошо окультуренная . . Озимая 1 1,58 0,69 3,44 1,39 4,36 5,54 0,85 1 0,72 Кислая слабоокультуренная Хорошо окультуренная . . . рожь 7,98 3,20 36,06 30,87 1,78 2,28 0,66 0,49 16,3 11,5 27,0 17,6 слабоокультуренной почве значительно больше, а белкового азота меньше, чем в растениях на окультуренной почве. Особенно велика разница по моносахаридам. Из этого следует, что под влиянием кислой почвы задерживается процесс превращения моносахаридов в более сложные органические соединения. Таким образом, на кислых почвах Сахаров и небелковых форм азота, т. е. основного материала для построения сложных органических веществ, в растениях много, но продуктивно использовать их растения не могут. Результаты исследований в опыте с турнепсом приведены в таблице 140. Таблица 140 Влияние свойств почв на содержание Сахаров в различных органах турнепса (полевые опыты 1953 г.) Схема опыта Кислая слабоокультуренная Та же почва после внесения извести л навоза.... Содержалось (в % на сухое вещество) моносахаридов в листьях 1,40 0,50 в кор- непло» дах 29,2 32,7 суммы Сахаров в листьях 2,74 1,40 в неплодах 31,6 38,7 азота белкового 3,56 4,70 небелкового 0,64 0,65 §£ небелк< го азот общего : (в %) 15,2 12,1 270
Опыт был заложен в полевых условиях на кислой почве (рН 4,6) слабой окультуренности. В соответствии со схемой опыта на отдельные делянки внесена известь по гидролитической кислотности и навоз из расчета 30 т/га. В результате реакция среды изменилась с рН 4,6 до рН 6,6, подвижные формы алюминия исчезли, в то время как на делянках без извести их было 9,74 мг на 100 г почвы. Таблица 141 Влияние свойств почвы на фосфатный обмен у яровой пшеницы (вегетационные опыты) Схема опыта Содержание Ра05 (в % на сухое вещество) общее количество фосфатиды Р2Об J нуклеопро- теиды Кислая слабоокультуренная почва Без удобрений I 0,420 1 0,059 I 0,063 NK 0,370 0,060 0,045 NPK 0,956 0,183 0,206 Щ+алюминий 0,360 0,046 0,049 Хорошо окультуренная почва Без удобрений I 1,705 I 0,294 I 0,257 NK 1,724 0,288 0,281 NPK 1,671 0,285 0,255 Азотно-калийное+алюминий 1,692 0,272 0,294 Как видно из таблицы 141, в растениях, выращенных на известкованной и унавоженной почве, Сахаров в листьях в 2—3 раза меньше, чем в растениях, выращенных на кислой почве. Между тем процентное содержание Сахаров в корнеплодах турнепса на известкованной почве выше, чем на почве кислой. Из этого следует, что совокупность всех свойств кислой слабоокультуренной почвы приводит к ослаблению оттока Сахаров из листьев в корнеплоды. Белков в листьях растений на кислой почве было также меньше, чем на известкованной. Между тем небелковых форм азота в листьях на кислой почве было столько же, сколько и на известкованной; Сахаров же в листьях растений на кислой почве было в 2—3 раза больше, чем на почве окультуренной. Несмотря на наличие исходного материала, задерживалось построение белков и других 271
сложных органических соединений в растениях на.кислых почвах. При подкислении почвы, как .известно, наряду с изменением концентрации водородных ионов изменяются многие свойства, в том числе увеличивается содержание подвижных форм алюминия. Для иллюстрации роли алюм-и-' ния в азотном обмене приведем результаты анализа Фон Фон+алюминии Рис. 39. Влияние алюминия на содержание небелковых форм азота в растениях гороха (заштриховано). Слева — фон, справа — фон + алюминий. Фок Фон+ алюминии Рис. 40. Влияние алюминия на содержание небелковых форм азота в растениях репы (заштриховано). Слева — фон, справа — фон + алюминий. гороха, репы, турнепса и гречихи, выращенных без алюминия и с внесением алюминия (по 8 мг на 100 г почвы). Как видно из рисунков, подвижные формы алюминия резко увеличивают удельный вес небелковых форм азота и уменьшают количество белка в растениях. Изменение кислотности и других свойств дер,ново- лодзолистых почв оказывает отрицательное влияние и на 272
фосфорный обмен в растениях. Для иллюстрации в таблице 141 приведем результаты анализа растений яровой пшеницы, выращенной на кислой слабоокультуренной почве и на почве окультуренной. Общий уровень фосфатного питания растений на кислой почве был примерно в 4 раза ниже, чем на хорошо окультуренной почве. Фон Фон+алюминии. Рис. 41. Влияние алюминия на содержание небелковых форм азота в растениях турнепса (заштриховано). Слева — фон, справа — фон f алюминий. Фон Фон+алюминиа Рис. 42. Влияние алюминия на содержание небелковых форм азота в растениях гречихи (заштриховано). Слева — фон, справа — фон + алюминий. Особенно велика разница в содержании таких важных фосфороорганических соединений, как фосфатиды и ну- клеопротеиды. Увеличение подвижных форм алюминия еще больше угнетает образование нуклеопротеидов. Таким образом, растения, выращенные на кислых сла- боокультуренных почвах, имеют нарушенный углеводный, белковый и фосфатный обмен. 18 н С. Авдонин 273
На слабоокультуренных почвах неблагоприятно складывается и пищевой режим растений. Известно, что запас питательных веществ в дерново-подзолистых почвах невелик. А кислая реакция среды и другие неблагоприятные свойства ослабляют жизнедеятельность полезных микроорганизмов. Жизнедеятельность аммонификаторов, нитрификаторов, азотобактера, клостридиум пастерианум и др. в кислых почвах сильно подавлена, а часто и вовсе прекращается. В результате перевод питательных веществ в доступное для растений состояние проходит медленно. Недостаток питательных веществ в кислых почвах приво* дит к голоданию растений, и в этих условиях растений не когут дать хорошего урожая и не обладают вышкой устойчивостью к неблагоприятным условиям. В кислых почвах, как показано исследованиями кафедры биологии почв МГУ, развиваются токсичные микроорганизмы, продукты жизнедеятельности которых ядовиты для растений. При устранении излишней кислотности условия для токсичных микроорганизмов изменяются в худшую сторону, и они постепенно уступают место полезным микроорганизмам. Кроме этого, в кислых почвах весьма часто развиваются патогенные микроорганизмы, которые вызывают различные болезни растений. Развитие микроорганизмов, вызывающих болезни растений, связано со средой. Из факторов внешней среды, оказывающих большое влияние на развитие патогенных микроорганизмов, следует назвать свойства почвы, температуру, влажность воздуха и почвы и многие другие, а также растение-хозяина. Внешняя среда оказывает большое влияние на взаимоотношения между болезнетворными микроорганизмами и растением-хозяином. Все факторы, способствующие развитию патогенных микроорганизмов и ослабляющие рас- тение-хозяина, усиливают заболевание растений. Своеобразные почвенно-климатические условия дерново-подзолистой зоны способствуют развитию многих патогенных микроорганизмов. Известно, что возбудитель килы капусты развивается только в кислой среде. Гриб фитофтора, наносящий огромный вред картофелю, сильнее всего развивается при избыточном увлажнении и в своеобразной почвенно-климатической обстановке дерново-подзолистой зоны. Заболеваемость растений находится в большой зави- 274
сймостй от удобрений и наличия питательных веществ в почве. Многие исследователи отмечали, что под влиянием фосфорных и калийных удобрений заболеваемость растений снижается. Так, по данным Е. А. Осницкой (1949 г.) корни моркови, выращенные на фоне фосфорных удобрений, полностью сохранились до весны, в то время как морковь, выращенная на фоне полного минерального удобрения в процессе хранения, была поражена белой пнилью на 24—28%. Одностороннее азотное питание способствовало поражению моркови и черной гнилью. Калийные удобрения, по данным того же автора, повышали устойчивость томатов против стрика. Фоофорно- калийные удобрения повысили устойчивость свеклы против ржавчины и капусты против килы и ложной мучнистой росы. По данным М. К. Фомюка (1953 г.), одностороннее азотное питание способствует поражению картофеля готикой. Подобного рода факторов в настоящее время накоплено уже немало. Развитие патогенных микроорганизмов зависит от состояния растения-хозяина. Между тем состояние растения находится в очень большой зависимости от почвенно-климатических условий. Известно, что растение оказывает сопротивление внедрению паразита. Чем больше сопротивление растения, тем слабее развивается паразит. Вполне понятно, что растение, ослабленное внешними факторами (неблагоприятные почвенные условия, недостаток или избыток пищи и др.), обладает меньшей способностью противостоять поражению патогенными микроорганизмами. Так, по данным М. В. Горленко (1950 г.), яровая пшеница на солонцовых пятнах сильнее поражалась мучнистой росой, чем на черноземах. Широко известно, что яровая и озимая пшеница в условиях вегетационного домика поражается мучнистой росой значительно сильнее, чем в поле, (сильное поражение пшеницы в условиях вегетационного домика связывается с потерей тургора растениями от сильного испарения). Склеротиния на озимых злаках сильнее развивается в том случае, когда они выходят из-под глубокого снежного покрова ослабленными. Приведенные примеры показывают, что устойчивость растений к различным болезням зависит от их состояния. 18* 275
Растения, выращенные в неблагоприятных внешних условиях, с нарушенным течением физиологических и биохимических -процессов, сильнее поражаются болезнями, чем растения, выращенные в благоприятных условиях — с нормальным течением физиологических процессов. Изложенный выше экспериментальный материал показал, что растения, выращенные на дерново-подзолистых почвах с избыточной кислотностью, имеют нарушенный обмен веществ. Следовательно, такие растения и без воздействия патогенных микроорганизмов являются больными, так как само нарушение обмена веществ представляет собой тяжелую болезнь. Вполне понятно, что растения с нарушенным обменом веществ обладают меньшей устойчивостью и к патогенным микроорганизмам и быстрее поражаются ими. В наших исследованиях по изучению влияния свойств почв и удобрений на рост и развитие растений приходилось неоднократно наблюдать резко различное поражение растений различными болезнями. В одном из опытов ячмень выращивался на кислой слабоокультуренной почве (рН 4,6) и на почве огородного типа (рН 6,5). Сосуды с растениями находились рядом. Следовательно, внешние возможности для заражения этих растений были совершенно одинаковыми. Однако поражение растений, выращенных на разных почвах, было резко различным (табл. 142). Таблица 142 Влияние окультуренности почв и применения удобрений на поражение ячменя гельминтоспориумом (вегетационные опыты) Почва, на которой выращивались растения г Хорошо окультуренная< 1 f Слабоокультуренная < ( Удобрения, внесенные в почву без удобрений . NK NPK без удобрений . NK NPK S о» 3.S §8 0 3,1 0 100 100 100 Степень поражения по пятибальной системе (в %) 1 0 3,1 0 17,7 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 47,035,3 0 32,4 18,/ 48,7 i 4 0 0 0 0 59,4 18,9 5 0 0 0 0 21,9 0 276
Как видно из таблицы 142, растения, выращенные на кислой слабоокультуренной почве, сильно поражены гель- минтоспориумом, а растения, выращенные на хорошо окультуренной почве, были здоровы. Особенно сильно поражены растения на кислой почве при внесении азотно- калийных удобрений. Объяснить это можно непосредственным действием азота на растения. Но мы полагаем, что отрицательное действие азотно-калийных удобрений проявилось через почву. В наших опытах неоднократно установлено, что азотные удобрения в аммиачной форме и хлориды калия подкисляют почву и увеличивают в ней содержание 'подвижных форм алюминия и марганца. А изменение свойств почвы в этом направлении сопровождается нарушением обмена веществ в растениях, т. е. создаются условия, уменьшающие устойчивость растений к поражению болезнями. Поэтому в данном случае и наблюдалось наибольшее поражение растений при внесении азотных и калийных удобрений. Представляют интерес опыты с картофелем, заложенные на сильнокислой дерново-подзолистой почве с признаками оглеения, в которых изучалось действие различных удобрений. В течение ряда лет мы наблюдали различное -поражение растений болезнями в зависимости от внесенных удобрений. В 1954 г. произведен подсчет поражения растений готикой. Результаты этого подсчета изложены в таблице 143. Таблица 143 Влияние удобрений на поражаемость картофеля готикой (полевые опыты) Схема опыта Здоровых растений (в %) Поражено растений готикой (в %) в том числе в сильной степени Погиб ло рас-| тений (в %) Урожай картофеля в ц/га в% Без удобрений NK NPK .... 3 2 20 97 98 80 35 38 8 6 16 0,5 100,37 83,25 186,87 100 83 186 При рассмотрении результатов, приведенных в таблице 143, следует иметь в виду, что удобрения в этом опыте вносились ежегодно в течение 5 лет из расчета: 60 кг действующего вещества в форме сернокислого аммония и 30%-ной калийной соли. Агрохимические исследования 277
почв показали, что азотные удобрения в результате их применения на одном месте в течение 5 лет подкислили почву и существенно увеличили в ней содержание подвижных форм алюм-иния и марганца и на 20% уменьшили содержание подвижных форм фосфора. Из таблицы видно, что поражение растений готикой и их гибель находилась в большей зависимости от свойств почв и внесенных удобрений. Азотные удобрения усиливали поражение растений готикой и гибель их от этой болезни, а фосфорные ослабляли. Отмечая отрицательную роль кислых дерново-подзолистых почв на поражение ячменя гельминтоспориумом и картофеля готикой, нельзя, конечно, утверждать, что кислые почвы усиливают поражение всех растений. В опыте с озимой пшеницей, заложенном на кислой почве при разных удобрениях и на почве окультуренной, обнаружено различное поражение растений ржавчиной (табл. 144). Таблица 144 Влияние свойств почв и удобрений на поражение озимой пшеницы ржавчиной (вегетационные опыты 1955 г.) Почва Кислая слабоокульту- ренная Хорошо окультуренная Удобрения Без удобрений .... N NK NPK NK+алюминий . . . Известь Без удобрений .... Количество подушечек на одно растение 7 16 17 62 0,06 6,3 3,0 На окультуренной почве пшеница поражена ржавчиной слабее, чем на почве кислой, но фосфорные удобрения на кислой почве не уменьшили, а наоборот, увеличили поражение растений ржавчиной. Своеобразную роль в поражении растений болезнями играет алюминий. Нарушение обмена веществ в растениях, которое вызывается подвижными формами алюминия, приводит к ослаблению растений и уменьшает их устойчивость против заболеваний. 278
Однако при внесении в почву повышенных количеств алюминия поражение растений не увеличивается, а уменьшается. Под влиянием повышенных доз алюминия растения бывают сильно угнетенными, обмен веществ в них нарушается, а поражение болезнями отсутствует. Объясняется это, по-видимому, тем, что большие дозы алюминия вредят не только растениям, но и микроорганизмам. Известкование кислой почвы несколько ослабляло поражение озимой пшеницы ржавчиной, но существенно увеличило поражение клевера антракнозом. Таким образом, вопрос о влиянии почвенных условий на устойчивость растений к болезням весьма сложен и не имеет единого решения. Вопрос этот необходимо решать конкретно с учетом почвенных условий и применительно к определенным растениям. В этом направлении открывается широкое поле деятельности перед фитопатологами. Их работа в комплексе с агрохимиками и агрономами позволит вокрыть новые закономерности, зная которые можно при помощи агротехнических приемов изменять свойства почв и усиливать устойчивость растений к различным болезням. Решение этих вопросов ждет своих исследований. Но и теперь уже ясно, что растения, выращенные на кислых дерново-подзолистых почвах при недостатке пищи с нарушенным обменом веществ, как правило, сильнее поражаются болезнями. * * * В нечерноземной полосе Советского Союза имеются все возможности для получения высоких и устойчивых урожаев. Главной причиной невысоких урожаев в этой зоне является низкое естественное плодородие дерново-подзолистых почв. В настоящее время имеются все возможности для того, чтобы повысить плодородие этих почв и ликвидировать отрицательные свойства, которыми они обладают. Осуществление мероприятий по подъему плодородия почв нечерноземной полосы позволит получать здесь ежегодно весьма высокие урожаи сельскохозяйственных культур. Нечерноземная полоса СССР с благоприятными климатическими условиями может и должна превратиться в одну из богатейших житниц нашей Родины.
ЛИТЕРАТУРА 1 А б о л и н а Г. И. Физиологическая оценка состояния озимой пшеницы при весенних заморозках в Центральном Казахстане. «Агробиология» № 6, 1955 2. А б у т а л ы б о в М Г., Т а г и - 3 а д е А. А. Внекорневое питание хлопчатника бором, марганцем, железом и медью. Рефераты докладов на Всесоюзном совещании по микроэлементам, 1950. 3. А в д о н и н Н. С. и Арене И. П. Влияние минеральных удобрений на агрохимические свойства дерново-подзолистых почв. Из книги «Вопросы повышения плодородия почв нечерноземной полосы». Изд. МГУ, 1954. 4. Авдонин Н. С О причинах выпадения многолетних трав в нечерноземной полосе. Из книги «Вопросы повышения плодородия почв нечерноземной полосы». Изд МГУ, 1954. 5. А в д о н и н Н. С. Отношение ячменя к реакции среды на разных стадиях его развития. Доклады ВАСХНИЛ, № 3—4, 1938. 6. Авдонин Н. Си Кузина Е. В О причинах гибели озимых культур в нечерноземной полосе. Журнал «Земледелие» № 6, 1954. 7. Авдонин Н. С, Кузина Е. В. и Лебедева Л. А. Отношение многолетних трав к реакции среды в зависимости от их роста и развития. Из книги «Вопросы повышения плодородия почв нечерноземной полосы». Изд МГУ, 1954. 8. Алямовский Н. И., Корнилов М. Ф. и др О механизации работ по известкованию кислых почв. Журнал «Земледелие» Ко 12, 1955. 9. Аринушкина Е. М. Марганец в дерново-сильноподзолистой почве агробиологической станции МГУ. Из книги «Вопросы повышения плодородия почв нечерноземной полосы». Изд. МГУ, 1954. 10. Б о л о т и н а Н. И. О почвенных условиях для развития красного клевера. Труды Почвенного института АН СССР, т. XXXI, 1950. 11. Бугаевский М. Ф. Вымерзание ассимиляционных и молодых эпидермальных клеток. ДАН, т. 105, № 6, 1955. 12. В а ж е н и н И. Г. О причинах различной эффективности форм калийных удобрений на легких дерново-подзолистых почвах. Труды Почвенного института АН СССР, том XXXIII, 1950. 13. В а с и л ь е в И. М. Последействие температуры на рост ра» стений. Физиология растений, том 2, вып. 3, 1955. 280
14. В а с и л ь е в И. М. Зимостойкость растений. Изд. АН СССР, 1953. 15. Васильев И. М. Морозостойкость озимых культур в зависимости от роста в период закаливания. Доклады Всесоюзного совещания по физиологии растений, вып. I, 1946. 16. В е р н а д с к и й В. И. Биохимическая роль алюминия и силиция в почвах. «Почвоведение» № 2, 1939. 17. Вильяме В. Р. Луговодство и кормовая площадь СХГ, 1948. 18. В ин о гр а дов П. А. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. Изд. АН СССР, 1950. 19. Власюк П. А. Влияние микроэлемента марганца на использование аммиачной и нитратной форм азота свекловичными высадками. ДАН СССР, т. 28, № 2, 1940. 20. Власюк П. А. Применение марганцевых удобрений на различных почвах СССР. Научные труды АН УССР № 5, 1952. 21. Власюк П. А. Применение марганцевых удобрений на разных почвах СССР для повышения продуктивности сельскохозяйственных растений. Научные труды АН УССР № 5, 1952. 22. В л а с ю к П. А., Л е д н е в с к а я Л. Д., К и б а л е н- ко А. П. Марганцевые внекорневые подкормки сельскохозяйственных растений. Известия АН СССР, серия биологическая, № 3, 1954. 23. Вопросы кормодобывания. Выпуск третий. Под редакцией Елсукова М. П. и Смелова С. П. СХГ, 1951. 24. Гедройц К. К. Материал к вопросу о влиянии на растения кислот, щелочей и некоторых неорганических солей. Сочинения, т. 3, 1955. 25. Г е д р о й ц К- К. Влияние на урожай марганца, алюминия и некоторых других металлов, введенных в почвенный поглощающий комплекс в различных количествах. Сочинения, том III, 1955. 26. Гедройц К. К. Учение о поглотительной способности почв. 4-е изд. М. 1933. 27. Гедройц К. К. Материалы к вопросу о влиянии на растения кислот, щелочей и некоторых неорганических солей. Избранные сочинения, том III, 1955. 28. Г о л у б е в Б. А. О вредном влиянии алюминия на растения. Сборник работ «Памяти академика Д. Н. Прянишникова». Изд. АН СССР, 1950. 29. Голубев Б. А., Петербургский А. В., Уляков И. П., Штат- нов В. П. Свойства почвы и отношение растений к реакции среды. Из результатов вегетационных опытов и лабораторных работ, том XVI, 1935. 30. Горленко М. В. Болезни растений и внешняя среда, 1950. 31. Г у ков а М. М. О влиянии реакции среды на обмен веществ в растениях. Из книги «Памяти академика Д. Н. Прянишникова». Изд. АН СССР, 1950. 32. Д ем идеи ко Т. Т. Влияние концентрации Н-ионов на рост, урожай и положение так называемой изоэлектрической точки у протеинов культурных растений. Научно-агрономический журнал. N° 9, 1929. 33. Д о м о н т о в и ч М. К. К вопросу об оптимальных для культурных растений почвенных реакциях. Научно-агрономический журнал Я° 7-8, 1924. 281
34. Д ь я к о в а Е. В. Влияние избытка подвижного алюминия и марганца в подзолистых почвах на развитие и перезимовку клевера красного. Из книги «Повышение урожайности красного клевера», 36. Д ь я к о в а Е. В. Влияние почвенно-экологических условий на развитие клевера и других многолетних трав. Труды юбилейной сессии, посвященной столетию со дня рождения В. В. Докучаева. Изд. АН СССР, 1949. 36. Д ь я к о в а Е. В. Отзывчивость клевера, люцерны и других кормовых трав на повышенное содержание подвижного марганца на подзолистых почвах Из книги «Вопросы кормодобывания», СХГ, 1951. 37. И г о н и н П. И. Получение устойчивого травостоя клевера красного в колхозах Ярославской области. Сборник «Повышение урожайности клевера красного», 1952. 38. К а л а ч и к о в А. Т. Влияние бора и марганца на динамику нитратов и воднорастворимых форм фосфорной кислоты в слабоподзолистой почве. Доклады ВАСХНИЛ, № 2, 1949. 39. Каталымов М. В. Влияние кислотности на поступление марганца в растения. ДАН, т. XXI, №6, 1950. 40. Квасников В. В. Актуальная кислотность растительного сока яровой пшеницы при разных условиях произрастания. Научно- агроном. журнал № 1, 1929. 41. Ке д р о в - 3 и хм а н О. К-, Ярусов С. С. и др. Известь. Труды ВИУАА, том И, 1935. 42. Кедров-Зихман О. К- Известь. Труды ВИУАА, вып. 5, 1934. 43. К и р с а н о в А. Т. Роль алюминия, железа и марганца в плодородии подзолистых почв и учет ее при известковании. Труды Почвенного института АН СССР № 21, 1940. 44. К о д а н о в Н. М. Получение высоких и устойчивых урожаев клевера в Горьковской области. Сборник «Повышение урожайности красного клевера», 1952. 45. К а л ь т я А. Влияние марганца на структуру яровой пшеницы. ДАН, т. 31, № 4, 1941. 46. Конюшков С. С. Использование многолетних трав в лу- гопастбищных севооборотах. Из книги «Многолетние травы в луго- пастбищных севооборотах». Сельхозгиз, 1951 47. Копержинский В. В. Потребность клевера и тимофеевки в воде и элементах пищи. Из книги «Клевер красный». СХГ, 1950. 48. Корнилов М. Ф., Благо видов Н. Л. Известкование почв северо-западной зоны нечерноземной полосы СССР. СХГ, 1955. 49. Кормопроизводство СХГ, 1952. 50 К о с с о в и ч П. С. Клевероутомление почвы. Труды Сельскохозяйственной химической лаборатории, 1905. 51. Костюченко И. А. Об условиях перезимовки озимой пшеницы в Сибири. «Агробиология» № 2, 1947. 52. Кошельков П. Н. К вопросу об изменении кислотности подзолистых почв и содержания в них подвижного алюминия под влиянием минеральных удобрений. «Химизация социалистического земледелия» № 5, 1939. 53. Л е н д е н с к а я Л. Д. Улучшение условий питания сельскохозяйственных растений путем применения микроэлемента марганца. Научные Труды АН УССР № 5, 1952. 282
54. Лисицын П. И. Вопросы биологии красного клевера. СХГ, 1947. 55. Л и ч и к о к и В. М. Динамика морозостойкости озимой пше» ницы в полевых условиях. ДАН, том 100, № 4, 1955. 56. Лысенко Т. Д. Агробиология, 1949. 57. Лысенко Т. Д. Культура озимых в степи Сибири, СХГ, 1949. 58. Любарская Л. С. и Архипова К. И. Фосфорный обмен в сахарной свекле и его связь с сахаронакоплением. Из книги «Памяти академика Д. Н. Прянишникова». Изд. АН СССР, 1950. 59. Маданов П. В. Биологическая аккумуляция марганца в почвах Волжско-Камской лесостепи и его доступность сельскохозяйственным растениям. Ученые записки Казанского гос. университета, т. 113, книга 7, 1953. 60. Ма данов П. В. Марганец в почвах Татарской республики и разработка некоторых вопросов применения марганцевых удобрений. Ученые записки Казанского гос. университета, том 111, кн. I, 1951. 61. Максимов Н. А. Избранные работы по засухоустойчивости и зимостойкости растений. Т. 2, Зимостойкость растений, 1952. 62. М е щ е р я к о в А. М. Опыты по изучению влияния алюминия на рост растений. Журнал «Химизация социалистического земледелия», № 9, 1937. 63. Мещеряков А. М. Влияние кислотности и алюминия на рост растений. Труды ВИУАА, вып. 16, 1937. 64. Мичурин И. В. Стимуляторы в жизни растений. Сочинения, т. I, 1948. 65. М и ч у р и н И. В. Сочинения, т. I—IV, 1948. 66. Многолетние травы в лугопастбищном севообороте, под редакцией проф. С. П. Смелова и кандидата с.-х. наук Н. С.Ко- нющкова СХГ, 1951. 67. М о с о л о в В. П. Зимняя агротехника. Сочинения, т. 2, 1953. 68. Мосолов В. П. Многолетние травы. СХГ, 1950. 69. М о ш к о в Б. С. Фотопериодизм и морозостойкость многолетних растений. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции, вып. 6, 1935. 70. Н е н а р о ко в М. И. и Решенская В. М. Лядвенец рогатый (из книги «Многолетние травы в лугопастбищных севооборотах»). СХГ, 1951. 71. Об улучшении сельскохозяйственного использования земель нечерноземной полосы Европейской части ССР. Изд. АН СССР, 1952. 72. О с н и ц к а я Е. А. Повышение устойчивости овощных растений против болезней путем направленной агротехники. «Сад и огород» № 4, 1949. 73. П а л а м о ж н ы х Э. А. Отношение пшеницы к реакции среды в зависимости от роста и развития. В сборнике «Вопросы повышения плодородия почв нечерноземной полосы». Изд. МГУ, 1954. 74. П е й в е Я. В. Микроэлементы в сельском хозяйстве нечерноземной полосы СССР. Изд. АН СССР, 1954. 75. Пей ве Я- В. Приемы устранения вредного действия почвенного алюминия на лен. Доклады ВАСХНИЛ, вып. 12, 1938. 283
76. Пейве Я. В. Проблемы борных удобрений в льноводном хозяйстве. Доклады ВАСХНИЛ, вып. 10, 1938. 77. Повышение урожайности красного клевера, 1952 (доклады на расширенном пленуме секции растениеводства Академии 25— 28 января 1950 г.). 78. Потапов А. И. Новые колориметрические методы определения токсического алюминия в почве. ДАН, № 9, 1934. 79. Потапов А. И. Развитие растений на субтропической почве, как функция минерального питания. ДАН, т. II, № 5, 1934. 80. Потапов А. И. ДАН, т. 1, вып. 3, 1934. 81. Прокошев В. Н. Об эффективности фосфатов на почвах с высоким содержанием подвижного алюминия. Труды Молотовско- го сельскохозяйственного института, т. IX, 1945. 82. Прокошев В. Н. Влияние зеленого удобрения на почвенную кислотность. Труды Почвенного института АН СССР, т. XXXIII, 1950. 83. Прокошев В. Н. Повышение плодородия песчаных и супесчаных почв дерново-подзолистого типа, 1952. 84. П р я н и ш н и к о в Д. Н. Азот в жизни растений и в земледелии СССР. Изд. АН СССР, 1945. 85. Прянишников Д. Н. Агрохимия, 1954. 86. Прянишников Д. Н. О влиянии реакции почвы на рост растений. «Удобрение и урожай» № 1, 1931. 87. Р и х т е р А. А. и Васильева Н. Г. Повышение фотосинтеза опрыскиванием микроэлементами. ДАН, т. XXX, № 7, 1941. 88. Р и х т е р А. А. Исследования над холодостойкостью растений. Журнал «Опытная агрономия юго-востока», вып. 2, 1927. 89. Р о д и о н о в В. А. Влияние агротехнических приемов на перезимовку и урожай клевера красного. Сборник «Повышение урожайности красного клевера», 1952. 90. Р о м а ш е в П. И. Удобрение в кормовых лугопастбищных севооборотах, из книги «Многолетние травы в лугопастбищных севооборотах». СХГ, 1951. 91. Ромашев П. И. Удобрение лугов и пастбищ. СХГ, 1949. 92. Р у д н и ц к и й Н. В. Получение высоких и устойчивых урожаев клевера в северо-восточных областях СССР. Сборник «Повышение урожайности красного клевера», 1952. 93. С а б и н и н Д. А. Физиологические основы питания растений. Изд. АН СССР, 1955. 94. Саблицкая-ИвановаБ. И. Влияние минеральных удобрений на зимостойкость озимой пшеницы. «Химизация социалистического земледелия» № 9—10, 1935. 95. С а в ч е н ю к Д. М. О различных условиях перезимовки клевера на Урале. Сборник «Повышение урожайности красного клевера», 1952. 96. С а л т ы к о в с к и й М. И. К вопросу о зимостойкости озимых хлебов. Журнал «Опытная агрономия юго-востока», т. 7, вып. 2, 1929. 97. Самыгин Г. А. Последствия отрицательных температур на фотосинтез. Физиология растений, т. 2, вып. 3, 1955. 98. Сергеев Л. И. и Сергеева К. А. Влияние ионов алюминия и ортофосфорной кислоты на биологические свойства протоплазмы растений. ДАН СССР, т, XXII, 1939, 284-
99. Сергеев П. А. Основные агротехнические приемы получения высоких и устойчивых урожаев красного клевера. Сборник «Повышение урожайности красного клевера», 1952. 100. Сергеев П. А. Статьи в книге «Клевер красный». СХГ, 1950. 101. Сердобольский И. П. Влияние почвенных условий на превращение соединений марганца в почве. Работы по агрохимии. Изд. АН СССР, 1950. 102. Силенко 3. В. Удобрение кормовых культур. СХГ, 1940. 103. Смирнова К. М. Накопление азота и зольных элементов в травосмеси (клевер + тимофеевка) на дерново-сильноподзолистой почве. Из книги «Вопросы повышения плодородия почв нечерноземной полосы». Изд. МГУ, 1954. 104. Соколов А. В. Об активном алюминии в почве. Доклады ВАСХНИЛ № 23—24, 1939. 105. Соколов А. В. Методика фракционированного определения фосфорсодержащих соединений в растениях. «Химизация социалистического земледелия» № 10, 1940. 106. Степанова 3. И. и Разин Н. С. Меры борьбы с гибелью и изреживанием клевера красного. Сборник «Повышение урожайности красного клевера», 1952. 107. Строева В. Я. Действие фосфоритной муки на подзолистых почвах в зависимости от содержания в них подвижного алюминия. Вестник сельскохозяйственной науки, вып. 3, 1941. 108. С у л а к а д з е Т. С. Количество льда в озимых растениях при различных низких температурах и защитная роль Сахаров. Труды Института физиологии растений, т. 4, вып. 2, 1945. 109. Тарковский М. И. Многолетние травы в полевых севооборотах. СХГ, 1952. 110. Тимофеев М. Т. Причины гибели озимых злаков в условиях севера в связи со сроками, со способами посева, развитием и закалкой растений. Труды по прикладной ботанике, генетике, и селекции, серия 3, №6, 1935. 111. Тимофеевка луговая. Под редакцией М. П. Ел суков а, СХГ, 1949. 112. Тиунов а К. П. Повышение зимостойкости и урожайности озимой пшеницы на северо-востоке Европейской части СССР. Агробиология № 3, 1954. 113. Травин И. С. О борьбе с выпадением клевера в Калужской области. Сборник «Повышение урожайности красного клевера», 1952. 114. Травин И. С. Статьи в книге «Клевер красный». СХГ, 1950. 115. Травосеяние и семеноводство многолетних трав, 1950. Материалы Всесоюзного совещания по освоению травопольных севооборотов, травосеянию и семеноводству многолетних трав (7—14 февраля 1949 г.). 116. Туманов И. И. Физиологические процессы вымерзания и закаливания растений. Сборник памяти К. А. Тимирязева. Изд. АН СССР, 1941. 117. Туманов И. И, Бородина И. Н. и Олейников Т. В. Роль снегового покрова при перезимовке озимых посевов (вы- превание). Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции, вып. 6, 1935. 285
118. Туманов Й. Й. Основные достижения советской науки в изучении морозостойкости растений. Изд. АН СССР, 1951. 119. Туманов И. И. Физиологические основы зимостойкости культурных растений. СХГ, 1940. 120. Туманов И. И. и Красавцев О. А. Морозостойкость древесных растений. Физиология растений, т. 2, вып. 4, 1955. 121. Турчин Ф. В. Роль калия в усвоении аммиака и в образовании активных форм углеводов в растениях. Из книги «Памяти академика Д. Н. Прянишникова». Изд. АН СССР, 1950. 122. Турчин Ф. В. и Соколов В. И. Об активном марганце в почве и его токсичности в связи с применением физиологически кислых форм азотных удобрений. «Почвоведение» № 5, 1950. 123. Уайт Р. Возделывание сельскохозяйственных растений и окружающая среда. Изд. иностранной литературы, 1949. 124. Ульянов И. Токсическое действие алюминия на рост растений. «Химизация социалистического земледелия» № 10, 1934. 125. Усинский Е. Е. Марганец в растении. «Журнал Опытной агрономии», т. 16, 1915. 126. Ф о м ю к М. К. Поражаемость картофеля «готикой» в зависимости от условий питания. «Агробиология» № 2, 1953. 127. Фоминцин А. С. и Бородин И. П. О превращениях крахмала у березы. Botanische Zeitung, т. 25, 1867. 128. Церлинг В. В. Влияние азотного питания на обмен веществ, развитие репродуктивных органов и урожай яровых злаков. Из книги «Памяти академика Д. Н. Прянишникова». Изд. АН СССР, 1950. 129. Чернов В. А. О природе почвенной кислотности. Изд. АН СССР, 1947., 130. Чернавин А. Применение фосфоритной муки. (О системе удобрения растений в травопольных севооборотах Московской области). Изд. «Московский рабочий», 1951. 131. Чириков Ф. В. Возбудители роста. Известия Московско- . го сельскохозяйственного института, 19, 2, 1913. 132. Ш а и н С. С. Развитие клеверосеяния в СССР. Из книги «Клевер красный». СХГ, 1950. 133. Школьник М. П. Значение микроэлементов в жизни растений и в земледелии. Изд. АН СССР, 1950. 134. Щербачева В. Д. Подкашивание, как прием повышения урожаев семян одноукосного клевера Из книги «Клевер красный». СХГ, 1950. 135. Энгельгардт В. А. Фосфорная кислота и функция клетки. Известия АН СССР № 2, 1945. 136. Юхимчук Ф. Ф. Удобрение как фактор, повышающий зимостойкость озимых хлебов. «Химизация социалистического земледелия» № 9—10, 1935. 137. Якушкин И. В. Растениеводство. СХГ, 1953. ,138. Яр ко в С. П. и Коптева 3. Ф. Изменение подвижности соединений алюминия в дерново-подзолистой почве. Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии № 1, 1952 139. Ярко в СП., Куланов Е. В., КауричевИ. С. Образование закисного железа" и особенности фосфатного режима в дерново-подзолистых почвах. «Почвоведение» № 3, 1950. 140. Ярусов С. С. и Соколова М. Ф. К изучению обмен- 286
ной кислотности ё почвах и ее токсичность для растений. Из книги «Памяти академика Д. Н. Прянишникова». Изд. АН СССР. 1950. 141. Arrhenius О. Bodenreaktion und Pflanzenleben. Ak. Vefr- lages. Leipzig, 1922. 142. Arrhenius O. Zeitschrift fur Pflanzen und Dungung, v. IV, H. 1—2, 1925. 143. Arrhenius O. Kalkfrage, Bodenreaktion und Pflan- zenwachstum, Leipzig, 1926. 144. Aslander A. Die Abhangigkeit unzeren Kulturplanzen von der Reaktionzustand des Bodens und dem Nahrstoffgehalt des Bodens. Zeitschrift fur Pflanzenerhahrung, Dungung und Boden- kunde. Band 23, H 5/6, 1932. 145. Aslander A. Standardfertilization and Liming as factors in maintaining Soil productivity. Soil Science, № 3, 1952. 146. Hemstock GlinA., Low Philip F. Mechanismus responsible for retention of manganese in the colloidal fraction of Soil- Soil! Science № 5, 1953. 147. Lohwasser W. Kalkdungungsversuche in Eggegebirge und Huns ruck. Forstarchiv, 24, № 9—10, 1953. 148. Keil J. Ein Fall von Mangan verarmung des Bodens und eine besonderen ursachen. Wasser und Boden, № 12, 5, 1953. 149. Longenecker D. and Merkle T. G. Influence of placement of lime compounds on root development and Soil characteristics. Soil Science, 73, № 1. 1952. 150. M u 11 e r. Thugau. Uber das Erfrieren der Pflanzen. Landwirtschaftliche Zahrbucher, v. 1, 1880. 151. Maxwell W. Die relative Emplindlichkeit von Pflanzen gegen uber dem Sauregehalt in Boden. Landwirtschaftliche versuchsta- tionen. 50, s. 325, 1898. 152. Mitchell R. L. Trace elements and liming. Fertiliser and Feeding Stuffs J. 42, № 6, 1955. 153. Romney Evan M., Toth Stephen J. Plant and Soil Studies with radiactive manganese. Soil Science, 77, 2, 1954. 154. Scheffer T. Kalkdungung im Zuckerubenbau. Zucker, 8, № 5, 1955. 155. Toth Stephen J. Romney Evans M. Manganese Studies with some New Jersey Soils. Soil Science, 78, № 4, 1954.
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие 3 Глава п е р в а я. Кислотность почвы и ее влияние на растения 5 Выводы . 31 Глава вторая. Роль алюминия и марганца в плодородии дерново-подзолистых почв 34 Подвижные формы алюминия и марганца в дерново-подзолистых почвах и способы их регулирования 43 Влияние алюминия и марганца на различные растения при возделывании их на дерново-подзолистых почвах 58 Влияние алюминия и марганца на обмен веществ в растениях и на структуру урожая . . . , 70 Влияние алюминия и марганца на растения в зависимости от внешней среды 78 Выводы . . . . Юб Глава третья. Возделывание многолетних трав на дерново-подзолистых почвах 1П Биологические особенности многолетних трав 116 О причинах выпадения многолетних трав 127 Влияние времени уборки покровной культуры на устойчивость и урожай многолетних трав 166 О возделывании люцерны в нечерноземной полосе СССР . . 173 Основные приемы, обеспечивающие получение высоких и устойчивых урожаев многолетних трав 183 Выводы 193 Глава четвертая. О зимостойкости озимых культур на дерново-подзолисгых почвах , 196 Влияние свойств почв и удобрений на зимостойкость озимых культур 204 Выпревание озимых 236 Последействие низких температур 238 Гибель озимых культур после перезимовки , 240 О защитной роли Сахаров 247 Выводы . , 256 Глава пятая. Влияние свойств почв и удобрений на устойчивость яровых растений . . 258 Выводы . 265 Глава шестая Последействие низкого плодородия дерново-подзолистых почв 266 Литература 280