Содержание к диссертации
Введение
1. Агрохимия роз в закрытом грунте. 5
1.1. Биологические особенности чайно-гибридных роз. 5
1.2. Методы диагностики минерального питания . 6
1.3. Особенности условий агротехники при выращивании роз в закрытом грунте. 21
1.4. Применение удобрений при выращивании роз. 27
2. Программа и методы проведения исследований. 39
3. Действие разных доз удобрений и стимуляторов роста на количество срезанных роз . 44
4. Изменение биометрических показателей под влиянием удобрений и фитогормонов . 51
5. Содержание элементов питания в растениях в зависимости от удобрений. 59
6. Особенности действия разных доз удобрений и стимуляторов роста на содержание элементов питания в грунте. 73
Выводы. 82
Список использованной литературы. 84
Приложение. 92
- Методы диагностики минерального питания
- Особенности условий агротехники при выращивании роз в закрытом грунте.
- Действие разных доз удобрений и стимуляторов роста на количество срезанных роз
- Изменение биометрических показателей под влиянием удобрений и фитогормонов
Введение к работе
Актуальность темы. Декоративное садоводство в настоящее время получает все большее распространение в городах, поселках городского типа, в дизайне государственных и частных учреждений и предприятий. Оно является неотъемлемой частью культурно-эстетического оформления городского ландшафта. Именно поэтому необходимо постоянно совершенствовать технологии выращивания декоративных культур. В настоящее время химическая промышленность выпускает большой ассортимент минеральных и биоорганических удобрений, стимуляторов роста, комплексное применение которых требует обстоятельных исследований и теоретических обоснований при решении вопросов повышения качества и количества выращиваемой продукции. Апробация новых форм удобрений и других средств позволит разработать их эффективное применение с учетом оптимальных доз, форм и сроков внесения.
В последнее время большинство микроэлементных добавок производится в виде комплексных удобрений, что не всегда выгодно, так: как разные декоративные культуры проявляют неоднозначную отзывчивость на различные микроэлементы. В результате этого возможно возникновение дисбаланса, приводящего к нарушению обмена веществ и в некоторых случаях к гибели растений, так как микроэлементы функционируют, главным образом, в регуляторных системах клетки.
Цель работы - исследование способов повышения продуктивности и качественных показателей чайно-гибридных роз в закрытом грунте при применении в комплексе стимуляторов роста, разных доз, форм и способов внесения макро- и микроудобрений.
4 Задачи исследований:
1.Определить возможные закономерности использования макро- и
микроэлементов растениями роз в течение вегетации.
Выявить особенности действия стимуляторов роста.
Выявить действие некорневых подкормок комплексом микроэлементов.
Определить изменение биометрических показателей при применении отдельно взятых микроэлементов (В, Zn, Си, Мо).
На основании исследований оптимизировать потребности роз в элементах питания.
Научная новизна: Научное обоснование комплекса приемов, направленных на повышение продуктивности и качества роз, выращиваемых в закрытом грунте, нуждается в постоянном совершенствовании в связи с изменением ассортимента удобрений, появлением новых стимуляторов роста, сортообновлением роз и других приемов технологии выращивания.
Практическая значимость работы. Внедрение полученных результатов в производственные технологии выращивания культуры роз на срез в закрытом грунте позволяет повысить их продуктивность - получить большее количество срезок, получить срезку роз высокой сортности с заметно большим размером бутонов. Все это значительно повышает экономическую эффективность выращивания роз в закрытом грунте.
Методы диагностики минерального питания
Для повышения продуктивности растений необходима максимально полная мобилизация их потенциальных возможностей в процессе формирования урожая. Минеральное питание - один из важных и регулируемых факторов решения этой задачи. Правильное использование воздействия минерального питания в каждый период процесса формирования урожая в конкретных условиях позволит получить максимально возможное его количество. В связи с этим важно контролировать состояние растения во все периоды его жизнедеятельности и одновременно иметь сведения о почве, ее свойствах и режимах, приемах воздействия на нее, а также других условиях. Изучение свойств почв должно идти с одновременными исследованиями их роли в жизнедеятельности и продуктивности растений. Основой растительной диагностики служит положение о том, что на растение действуют только те элементы, которые в него поступили. Диагностика минерального питания растений должна быть комплексной: кроме химического анализа, проводят учет прироста массы, числа органов и наличия (или отсутствия) внешних, визуальных признаков нарушения питания. В связи с этим методы диагностики питания растений подразделяют на следующие: 1 Визуальная диагностика - определение нарушения питания по внешнему виду растений. 2 Метод инъекции или опрыскивания. Используют в основном для диагностики питания микроэлементами. 3 Морфо-биометрическая диагностика по приросту массы, числу и размерам органов, величине и структуре урожая. 4 Химическая диагностика - химический анализ растений по фазам их развития. Индикаторные органы для диагностики разных элементов. При диагностики нитратов в растениях нужно учитывать, что они из корней передвигаются ь верхние части по сосудисто-проводящим системам, постепенно восстанавливаясь. Поэтому индикаторными органами служат нижние ярусы стеблей, черешки и главные жилки нижних здоровых листьев. При чрезмерном избытке, нитраты проникают в самые верхние органы, которые в таких случаях служат индикаторами.
Сосудисто-проводящие системы богаты ортофосфатами, сульфатами и другими неорганическими соединениями. В связи с этим индикаторы на них -также стебли, черешки и главные жилки листьев. Хорошо отражает обеспеченность элементами питания сравнительный анализ качества индикаторных верхних и нижних листьев одного и того же побега. Для диагноза обеспеченности азотом, фосфором, калием и магнием индикаторами будут нижние листья. Все другие макро- и микроэлементы определяют при диагностике, наоборот, в верхних молодых листьях и верхних частях растений. Можно анализировать всю надземную часть, не выделяя индикаторных органов, но безусловно, четкость реакции растения будет снижена из-за разбавления индикаторного органа другими. Такой анализ может быть оправдан при отборе проб молодых растений, еще слабо дифференцированных на вегетативные и генеративные органы, или для учета выноса питательных веществ всей биомассой. Метод визуальной диагностики. Этот метод диагностики минерального питания растений самый простой и дешевый, но недостаточно точный. Его можно использовать только на первой стадии определения нарушений в системе питания растений. Преимущества визуальной диагностики - скорость применения и отсутствие потребности в специальной аппаратуре. Признаки недостатка или избытка элементов питания у роз. Азот. При недостатке азота (в грунте менее 120 мг/л, в листьях до 2%) образуются легкие листья, светло — зеленой окраски, с розовым оттенком. Побеги тонкие, короткие, среди них много "слепых" (без цветочных почек) или несущих легкие, слабо окрашенные бутоны.
Избыток этого элемента проявляется у всех растений на нижних листьях: при буро-зеленом их цвете края пластинок буреют, загибаются к нижней стороне "обожженными" краями. Распад тканей листа от краев распространяется по всей пластинке, лист гибнет. Вегетация укорачивается. Фосфор. Нехватка фосфора при выращивании роз ( в грунте менее 200 мг/л, в листьях до 0.15%) встречается исключительно редко. Листья в таком случае становятся темно - зелеными. На верхней стороне старых листьев сохраняется нормальная окраска, а на нижней между жилками появляются пурпурные пятна. Бутоны формируются медленно и развиваются слабо. Корневая система также недоразвита. Калий. Обеспеченность калием нередко бывает ниже оптимального уровня (в грунте не менее 200 мг/л, в листьях менее 1-1,5%). По краям нижних листьев появляются пятна, которые позже образуют сплошную красно -коричневую полосу. Окраска цветков матовая, нехарактерная для данного сорта. При резком дефиците черешок листа становится коричневым или почти черным. Бутон наклоняется и засыхает. Избыток калия проявляется часто при недостатке магния и вызывает на плодах образование горькой гнили. Кальций. Поздно осенью и особенно при ранне-весенней выгонке роз нередко наблюдается недостаток кальция (в грунте ниже 3500 мг/л, в листьях менее 0,3%). Иногда на растениях это трудно заметить. Одним из признаков служит быстрое увядание срезки, особенно в зимний период. При значительном дефиците кальция концы и края верхних листьев загибаются вниз и приобретают желто - коричневую окраску, корни покрываются клейким веществом, отмирают точки роста.
Особенности условий агротехники при выращивании роз в закрытом грунте.
Основными показателями микроклимата теплиц, влияющими на поступление и распределение элементов питания в органах растений, являются: температура и влажность воздуха, скорость движения воздуха в теплицах, интенсивность радиации, влажность и температура субстрата, содержания кислорода и углекислоты в субстрате, воздухоемкость и газообмен субстрата. Подсчитано, что влияние физических свойств субстрата на урожай цветов проявляется следующим образом: воздушный режим-32%, водный режим-29%, температура, субстрата-22%, структура-9%. Например, подвижность и доступность кальция и магния растениям в значительной мере зависит от влажности субстрата. Недостаток кальция и марганца можно заметить на субстратах с пониженной влажностью. Двухвалентные катионы лучше усваиваются растением при повышенной влажности субстрата, а одновалентные (калий, аммоний и другие) - при пониженной (Heissner, 1970; Mackroth, 1972). Часто причинами задержки роста растений в теплицах являются недостаток кислорода и повышенное содержание С02 в субстрате. При недостатке кислорода в субстрате накапливаются такие восстановленные формы элементов питания, как аммиачный азот. Последний, оказывает отрицательное влияние на поступление двухвалентных катионов. Более интенсивное накопление аммиачного азота в тепличных субстратах происходит в осенне-зимний период, когда температура в теплицах более низкая и микробиологическое окисление замедленно, чему способствуют также повышенная влажность субстрата и недостаток кислорода.
При избыточном накоплении аммиачного азота в растении проявляется его токсичность и резко уменьшается поступление кальция (Puustjarvi, 1973/75а). Поступление азота в растения зависит от его ассимиляции, которая, в свою очередь, обусловлена солнечной радиацией и условиями микроклимата в теплице. Пик потребления азота наступает в июне, а в декабре оно минимальное. В теплицах 70-90% азота поглощается растениями в виде нитратов, что обусловлено оптимальной для нитрификации кислотностью, температурой и влажностью субстрата. Содержание фосфора в растениях начинает падать при 15С, что особенно заметно при температуре 12С и ниже. С ее повышением от 15С до 30С накопление фосфора резко возрастает. Потребность калия прямо зависит от интенсивности света и температуры воздуха в теплице. При температуре 20-25С и при хороших световых условиях потребление калия минимальное. Пониженная влажность воздуха и усиленная транспирация способствуют накоплению калия в растениях (Biedermann, 1970). На поступление кальция в растения отрицательное действие оказывает пониженная транспирапия, которая обусловливается плохой вентиляцией, повышенной влажностью воздуха и незначительной разницей между дневной и ночной температурами в теплицах. Усвоение кальция растениями снижается также при недостатке или избытке влаги. При недостаточной влажности субстрата поступление кальция уменьшается вследствие замедления транспирационного потока. Переувлажнение или сильное уплотнение субстрата способствует накоплению аммиачного азота, который является антагонистом кальция. В осенне-зимний период основные показатели микроклимата теплиц действуют отрицательно на процесс усвоения кальция растениями. В это время значения рН субстрата должно быть близко к верхнему предел} для данной культуры. Весной и летом благодаря повышенной транспирации и хорошему поступлению кальция в растения допускается более низкий показатель рН субстрата (Krug, Weibe Jungk, 1972). Поступление и накопление бора в органах растений также зависит от микроклимата теплиц. Повышенная солнечная радиация, повышенная температура и пониженная влажность воздуха в теплице и усиленное проветривание значительно увеличивает поступление бора. Его избыточное накопление в кончике листа и по его краям в основном обусловлено низкой влажностью воздуха. Накопление бора в растениях зависит не только от транспирации, но и от гуттации растений (Ноллендорф, 1983). Влияние токсичности избытка питательных и баластных элементов в субстрате на растения. Засоление торфяного субстрата вызывают следующие виды удобрений: хлористый калий, сульфат калия и аммония, натриевая селитра, а также сложные удобрения, содержащие сульфаты и хлориды. Одна из причин засоления субстратов - недостаточная обеспеченность тепличных хозяйств калиевой и кальциевой селитрой. Степень повреждения растений вследствие избытка балластных и неиспользованных элементов питания зависит от их концентрации в растении и выносливости последних. Предел избыточной концентрации солей зависит также от колебаний влажности субстрата. Для смешанных грунтов, где торфяной субстрат субстрат применяется только в виде компонента, допустимая концентрация водорастворимых солей находится в прямой зависимости от насыпной плотности данного грунта. Вследствие испарения воды из верхних слоев субстрата в закрытом грунте и потребления ее растениями происходит перемещение солей из нижних в верхние слои субстрата. При испарении соли остаются в верхнем слое, где со временем создается их высокая концентрация, которая оказывает вредное воздействие на рост растений. Причиной избытка элементов в субстрате, особенно балластных, мажет быть поливная вода.
Поэтому перед ее употреблением необходимо выяснить химический состав воды, который следует учитывать при разработке системы применения удобрений. При использовании воды повышенной карбонатной жесткостью на листьях появляются хлоротические пятна вследствие снижения поступления железа и других микроэлементов. При этом значительно поднимается рН субстрата. В случае значительного накопления карбоната кальция в субстрате рН можно снова понизить за счет полива водой с разбавленными кислотами. На 1 м3 воды дают 1 литр 57%-ной азотной, 0,3 л 75%-ной технической фосфорной или 0,3 л 96%-ной серной кислоты (Papenhagen,1975).
Действие разных доз удобрений и стимуляторов роста на количество срезанных роз
Азот. Исследования, проведенные в разных зонах и странах, свидетельствуют о том, что азоту принадлежит ведущая роль в формировании урожая тепличных роз. В многолетних опытах, проведенных в Швеции (Johanson, 1978) при выращивании роз в песчанной культуре снижение концентрации азота со 150 до 50 мг\л приводило к уменьшению надземной массы и урожая цветов в сумме за 5 лет соответственно на 31 и 29%, а такое снижение концентрации калия -только на 14 и 5%. В опытах сгрунтовыми розами (Johanson, 1979), при дифиците азота и двойной дозе калия в сумме за 5 лет выход цветов 1 сорта равнялся 258 шт\м , а при двойной дозе азота и калия (соответственно 60 и 78 г\м2) - 783 шт\м2.
Дефицит калия при хорошем обеспечении азотом менее вреден для них, чем дефицит азота при высоком содержании калия. Избыточные дозы азота могут вести к снижению урожая и качества цветов. При выращивании роз без дополнительного досвечивания в Канаде (Armitage, Tsuita, 1979 b) избыточной была концентрация азота в поливной воде - 500 мг\л, концентрация калия - 200 мг\л. Такое содержание азота в воде, привело не только к существенному снижению урожая цветов по сравнению с его концентрацией 200 мг\л , но и к ухудшению качества урожая - резко снизился выход цветов высшего сорта. Самое высокое качество цветов получено при концентрации азота 400 мг\л, однако урожай цветов в этом варианте был самым низким.
При выращивании роз на инертных субстратах или гидропоники существенное влияние на их рост может оказывать и форма азота в питательном растворе. В опытах, проведенных в Израиле (Feigm, 1986) при выращивании роз на вулканическом туфе ( суммарная концентрация азота в питательном растворе 140 мг\л, калия около 200 мг\л) самый большой урожай цветов розы сорта Мерседес в сумме за 2 года получен при дозе N-NH4 , равной 25%, и доле N-N03 - 75%. При более высокой дозе N-NH4 (37,5 и 50%) урожай цветов снижался всего на 5% по сравнению с оптимальным вариантом, а при полном отсутствии N-NH4 в питательном растворе он был самым низким (70% от оптимума). Положительное влияние N-NH4 в питательном растворе отмечено и в опытах, проведенных в США (White, Richter, 1973) при выращивании розы сорта Ред Америкэн Бьготи на смеси верхового торфа и обозженного крупноагрегатного глинистого сланца (1:1 по объему). В этих опытах при доле N-NH4 29 и 43% урожай цветов был на 17-18% больше, чем в варианте со 100% N-N03. Будли (1975) отмечал, что отсутствие в питательном растворе N-NH4 приводило к хлорозу роз.
Содержание бора, цинка, железа и марганца в листьях розы при добавлении 14 мг\л N-NH4, увеличивалось, а при его увеличении до 28 мг\л уменьшалось. Фейгин (1986) также отмечал более высокое содержание в листьях розы, получившей N-NH4, железа и азота. Однако надземная масса и урожай цветов розы, растущей на рециркулирующем питательном растворе, содержащим 140 мг\л N-NB.4, при хорошей обеспеченности растений всеми макро- и микроэлементами был и ниже, чем при таком же содержании в растворе только N-N03 при условии ежедневного дождевания рН раствора до 6,0 (Woodson 1982). Но при дефиците в питательном растворе калия (40 мг\л), растения гораздо сильнее страдали при питании только нитратным азотом. При аммонийном питании роз увеличивалось поступление в растения калия, но резко снижалось поступление кальция и в меньшей степени магния. Таким образом, можно сделать вывод о преимуществе смешанного аммонийно-нитратного питания по сравнению с питанием только нитратным или аммонийным при нормальной обеспеченности другими элементами. Следует добавить, что эффективность различного сочетания в питательном растворе этих форм азота зависит также от времени года и условий освещенности в теплице, Фейгин (1986) отмечал, что если в летнее время при повышении доли N-NH4 с 25 до 37 или 50% урожай цветов роз постепенно снижался, то в зимнее время такого явления не наблюдалось. Авторы объясняют это тем, что в летнее время в условиях избыточной солнечной радиации и высокой температуры восстановление нитратов конкурирует за избыток световой энергии, ингибируя фотодыхание, характерное для С3 растений и таким образом, увеличивает чистый фотосинтез и урожай. Наоборот, в зимнее время, когда в первом минимуме находится освещенность, расход энергии на восстановление нитратов до аммония будет уменьшать фиксацию С02.
На конечный результат накладывается различный ионный баланс, складывающийся при аммонийном или нитратном питании при одинаковом содержании других элементов в растворе. Когда наряду с высоким содержанием калия и кальция в питательном растворе (соответственно 234 и 120 мг\л), которым промывался гравийный субстрат 2 раза зимой и 4 раза летом, добавляли в качестве буфера карбонат кальция, то вес надземной части растений за период с ноября по апрель при добавлении к 168 мг\л N-N03 56 мг\л N-NH4 существенно увеличивался по сравнению с вариантом без буфера, а последний имел существенное преимущество перед вариантом, где азот присутствовал в форме нитратов (Sheckol, 1971). Когда содержание кальция в питательном растворе не только не повышалось, а было снижено со 120 мг\л при 100% N-N03 до 50 мг\л при доле N-NH4 12, 23 или 33%, то при высокой интенсивности освещения (июнь - декабрь) сырая масса растений снизилась соответственно в 1,4, 2,5 и 3,1 раза (Green, Holley, 1974). С проблемой обеспечения растений кальцием в зимний период связаны и рекомендации ряда авторов (Ринькис, Ноллендорф, 1982-83) вообще не вносить азот в форме аммония в это время года, особенно при выращивании растений на верховом торфе. Авторы (Ринькис, Ноллендорф, 1982, Мантрова, 1971, 79) пишут, что содержание 60-80 мг\л субстрата N-NH4 отрицательно влияет на рост многих цветочных и овощных культур чаще всего по причине резкого снижения поступления в растение кальция. Известно, что кальций поступает в растение в основном пассивно вместе с транспирационным потоком, который в пасмурные холодные дни резко ослабевает из-за высокой влажности воздуха, особенно при отсутствия активной вентиляции.
Следует отметить, что в тепличных грунтах, богатых органическим веществом, и особенно в удобряемом в течение нескольких месяцев верховом торфе, в это время года процесс освобождения N-NH4 из азотсодержащих органических веществ, осуществляемый различными видами бактерий, грибов, актиномицетов и др, опережает процесс превращения N-NH4 в N-N03, осуществляемый всего тремя видами бактерий, которые более чувствительны к пониженной температуре, и в субстрате происходит увеличение содержания N NH4 и без внесения минеральных удобрений. Причем из-за резкого снижения потребления азота растениями в это время года его накопление в органическом субстрате может быть таким, что возникает потребность в промывке субстрата от избытка азота (Пуустярви 1975).
Изменение биометрических показателей под влиянием удобрений и фитогормонов
К морфо-биометрическим показателям относятся: высота растений, число и размеры листьев, общая биомасса и масса отдельных органов, структура урожая. Высота растений служит критерием выбора учетных площадок хороших, средних и слабых растений. Число и размеры листьев - необходимые показатели при морфо-биометрической диагностике. Кроме того, учитывают темп образования новых листьев и листовую поверхность растений. Темп образования новых листьев зависит от многих факторов: от вида и скороспелости сорта условий выращивания и фазы развития растения. Ускорение или замедление образования новых листьев указывает на нарушение условий выращивания. Условия выращивания - агротехнические и метеорологические могут задержать или, наоборот, ускорить переход точки роста стебля - конуса нарастания к дифференциации соцветия и тем самым изменить число листьев на стебле. Например, при достаточном почвенном питании, но при холодной и влажной погоде и вследствие этого при недостатке энергетических материалов конус нарастания вместо перехода к дифференциации соцветия может продолжать формирование новых листьев, в результате чего увеличивается общее число листьев на побеге и задерживается темп органогенеза. Число листьев - весьма существенный признак состояния растения в период его развития, изменение этого показателя служит сигналом для поиска причин отклонений от нормы. Размеры листьев в пределах одного стебля, ветви, побега изменяются по типу кривой параболы: постепенно увеличивается до срединных листьев побега, а затем уменьшаются. Такое изменение связано с появлением соцветия - органа, активно притягивающего к себе питательные вещества и воду (Церлинг, 1990).
Улучшение качества выращиваемой продукции - одно из приоритетных направлений в любом производстве. Биометрические показатели являются основными критериями по оценке качества выращиваемой продукции. При оценке действия двух схем на биометрические показатели роз мы получили следующие результаты. Так, на высоту и диаметр бутона оказало наиболее значимый эффект применение азофоски с некорневыми обработками микроэлементами и цирконом (схема 1), и некорневая обработка роз раствором борной кислоты в повышенных дозах (схема 2). Эти закономерности наблюдались на обоих сортах роз (диаграмма 3,4, таблица 14,15). В результате применения двух схем мы получили увеличение площади листовой поверхности при применении повышенных доз макроэлементов, а именно фосфора и калия и стимуляторов роста (схема 1), и при некорневой обработке роз повышенными дозами растворов медного купороса и сернокислого цинка 9 (схема 2) (диаграмма 6, таблица 17). Действие разных доз удобрений истимуляторов роста на среднюю площадь трех верхних листьев (см ), в зависимости от сортности. Исследованиями доказано, что между величиной урожая и химическим составом листьев и целых растений существует взаимосвязь. Химический состав листьев отражает суммарный эффект взаимодействия всех факторов, которые влияли на растения до взятия пробы (Hewitt, 1957, Lundegardh, 1951, Scheffer,Klocke, 1956).
При массовых анализах обычно применяют единый метод отбора растительных проб, используя молодые листья, только что закончившие рост, для которых устанавливается так называемый "нормальный", или "оптимальный" состав (Landegardh 1951, Ward 1963, 1964). Оптимальное содержание элементов питания в них может колебаться в небольших пределах, но является сравнительно постоянным для определенных культур. Отбор растительных образцов для анализа осуществлялся в соответствии с вышеперечисленными рекомендациями. За основу оценки полученных данных по содержанию в листьях роз макро- и микроэлементов были приняты коэффициенты обеспеченности по Ринькису и Ноллендорфу, приведенные в таблице 18.
