Гречиха

Институт физиологии растений   АН СССР

И. А. Буркин, З. И. Журбицкий, Ж. В. Неретина

19 апреля 1973

ВЛИЯНИЕ ПОЧВЕННЫХ УСЛОВИЙ И ВРЕМЕНИ ПОСЕВА НА РОСТ И УСВОЕНИЕ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ РАСТЕНИЯМИ ГРЕЧИХИ И НА ЕЁ ПОТРЕБНОСТЬ В ЭЛЕМЕНТАХ ПИТАНИЯ

В полевых опытах изучалась динамика роста, содержания и выноса N, P и К урожаями гречихи, что позволило установить затраты питательных веществ на единицу продукции, соотношение элементов питания, усвоенных гречихой в течение вегетационного периода, и рекомендовать дозы удобрений для получения высоких урожаев гречихи.

До недавнего времени гречиха занимала одно из первых мест в яровом клине северных, центральных и южных областей России. О том, насколько широко была распространена культура гречихи, можно судить по тому, что в конце прошлого столетия гречиха высевалась на площади более 4 млн. га только в 50 губерниях Европейской части России. Однако, начиная с 90-х годов прошлого столетия, площади посева гречихи начали резко сокращаться. Уже в 1898 г. под гречихой было занято немногим более 2,4 млн. га. В 1961 г. гречиха высевалась лишь на площади 1,8 млн. га [1].

Одной из основных причин сокращения посевов гречихи является низкая и нестабильная продуктивность гречихи по сравнению с другими яровыми и озимыми зерновыми культурами. Это связано с тем, что продуктивность гречихи зависит от бо́льшего числа факторов, чем, скажем, злаковых культур, причём каждый из этих факторов оказывает решающее влияние на её урожай.

Одним из существенных факторов, от которого в значительной степени зависит продуктивность гречихи, как и других культур, являются условия питания и применение удобрений. Однако, несмотря на то, что за последние пятьдесят лет проведено много полевых и вегетационных опытов по изучению эффективности удобрений, до сих пор нет теоретически обоснованных рекомендаций по внесению удобрений для получения планируемых урожаев семян гречихи.

Исследования по изучению динамики накопления сухой массы и потребления питательных веществ из почвы растениями гречихи проводились нами на двух типах почв: дерново-подзолистой в хозяйстве «Снигири» АН СССР (Истринский р-н, Московская обл.) и на серой лесной почве Калужской обл. с.-х. оп. станции.

Почвы (табл. 1) резко различаются по содержанию питательных веществ. На дерново-подзолистой почве исследования проводили на двух почвенных разностях разной степени окультуренности по одному и тому же предшественнику (озимая пшеница). На серой лесной почве предшественником при обоих сроках посева гречихи был картофель, под который вносился навоз 20 т/га.

В обоих хозяйствах гречиху высевали рядовой сеялкой с междурядиями 15 см, норма высева от 100 до 110 кг/га. Для анализа первые пробы гречихи брали на 16—28-й день от посева в фазе хорошо развитых семядольных листьев. В последующие сроки пробы брали через каждые 8—10 дней. Всего за вегетационный период взято на дерново-подзолистой почве 9 проб и на серой лесной почве 8 проб на каждом из трёх или четырёх повторений опыта. Каждую пробу брали с выровненной по густоте стояния площадки 25x30 см в количестве от 40 до 50 растений. Стебли, листья, цветки, бутоны, завязи и выполненные семена раздельно высушивали до постоянного веса. В высушенных пробах определяли содержание азота по Кьельдалю, фосфора колориметрически, а калия и кальция на пламенном фотометре.
 

Таблица 1

Агрохимическая характеристика пахотного слоя (0 — 25 см) дерново-подзолистой и серой лесной почв

Примечание. В числителе — более окультуренная почва, в знаменателе — менее окультуренная.
 

Полученные данные показывают, что в начале вегетационного периода сухая масса гречихи нарастает сравнительно медленно и только с фазы бутонизации начинает сильно увеличиваться. В начале прирост сухой массы связан с более интенсивным нарастанием семядольных листьев. В последующие фазы развития (рис. 1) начинает преобладать нарастание стеблей.
 

Рис. 1. Динамика нарастания сухой массы гречихи (1968 г.)
I — дерново-подзолистая более окультуренная почва; II — дерново-подзолистая менее окультуренная почва;
III — серая лесная почва, ранний срок посева; IV — серая лесная почва, поздний срок посева,
1 — целое растение, 2 — стебли, 3 — листья, 4 — бутоны и цветки, 5 — завязи и семена
 

Уже в фазе начала цветения вес сухой массы стеблей превышал вес листьев. Бутоны и цветки вначале нарастали интенсивно, и только, начиная с фазы массового цветения, прирост их сухой массы стабилизировался и оставался почти на одном уровне до уборки урожая.

Динамика нарастания завязей и семян в большей степени, чем других органов, зависела от внешних условий. По-видимому, в начале налив семян зависел от обеспеченности гречихи элементами питания, а затем от погоды. Об отрицательном влиянии погоды на налив семян можно судить по опыту с поздним посевом гречихи на серой лесной почве, где, несмотря на обеспеченность растений элементами питания, приросты урожаев семян были незначительными.

Степень окультуренности почвы оказывала существенное влияние на рост и развитие гречихи. На менее окультуренной почве в течение всего вегетационного периода темпы прироста сухой массы гречихи были ниже, чем на более окультуренной почве. При этом с каждой последующей фазой развития разница в нарастании сухой массы в зависимости от окультуренности почвы всё увеличивалась. На менее окультуренной почве с 6 по 16.VIII прирост сухой массы составил 9,8 ц/га, а на более окультуренной на декаду раньше (с 25.VII по 6.VIII) — 13,4 ц/га, или 35%. В результате более медленного нарастания сухой массы на менее окультуренной почве за вегетационный период прирост её составил 37,4 ц/га, а на более окультуренной почве ─ 9,9 ц/га, или на 33% больше.

Существенное влияние окультуренность почвы оказывала на интенсивность образования и количество генеративных органов гречихи. Разница в нарастании сухой массы бутонов и цветков прослеживалась со времени их образования почти на продолжении всего вегетационного периода. К уборке урожая на менее окультуренной почве вес сухой массы бутонов и цветков составил 1,7 ц/га, а на более окультуренной 2,7 ц/га, или на 59% больше. Лучшая окультуренность почвы оказала положительное влияние на нарастание листьев. Сухой вес их в конце вегетации был выше на 57%.

Положительно сказывалась окультуренность почвы и на повышении продуктивности гречихи. Урожай семян повысился с 7,7 до 11,0 ц/га, или на 43%. Менее всего степень окультуренности почвы сказалась на приросте стеблей. К концу вегетационного периода общий вес сухих стеблей на менее окультуренной почве составил 21,4 ц/га, а на более окультуренной 25,8 ц/га, или был больше на 12%.

Динамика нарастания сухой массы гречихи на серой лесной почве только в некоторых деталях (преимущественно в зависимости от сроков посева) отличалась от нарастания её на дерново-подзолистой почве (рис. 1).

При позднем посеве отмечен большой прирост вегетативной массы гречихи, преимущественно за счёт прироста веса стеблей. При этом разница в нарастании сухой массы стеблей стала заметной только в фазе налива семян (с 15.VIII) и в последующие сроки продолжала увеличиваться. Перед уборкой урожая прирост сухой массы стеблей гречихи при позднем посеве был больше на 8,6 ц/га, или на 42%.

Однако сухой массы других органов гречихи при позднем посеве нарастало меньше в течение всего вегетационного периода. Во-первых, образовывалось меньше бутонов и цветков, и только перед самой уборкой урожая разница в нарастании их сухой массы сравнялась. Во-вторых, время посева оказало решающее влияние на образование завязей и налив семян, в результате чего урожай семян гречихи при позднем посеве был почти в три раза ниже (4,2 против 12,5 ц/га).

Сухая масса гречихи со времени появления всходов и до уборки урожая непрерывно нарастала, а концентрация питательных элементов в растениях последовательно уменьшалась.

На более окультуренной почве в продолжение всего вегетационного периода во всех органах гречихи концентрировалось больше калия (рис. 2).
 

Рис. 2 Изменение содержания калия в органах гречихи
I — дерново-подзолистая более окультуренная почва; II — дерново-подзолистая менее окультуренная почва;
III — серая лесная почва, ранний срок посева; IV — серая лесная почва, поздний срок посева,
1 — целое растение, 2 — стебли, 3 — листья, 4 — бутоны и цветки, 5 — завязи и семена
 

В фазе семядольных листьев в стеблях гречихи содержалось калия 8,6%, а на менее окультуренной почве только 5,8%. В последующие фазы развития гречихи разница в содержании калия в стеблях несколько сглаживалась, но даже в конце вегетационного периода в стеблях на более окультуренной почве калия содержалось на 0,8% больше. Разница в содержании калия в листьях, бутонах и цветках в зависимости от окультуренности почвы была небольшой.

Окультуренность почвы мало сказалась на содержании азота в начальные фазы развития гречихи. Только в завершающие фазы развития азота накапливалось больше, особенно в бутонах и цветках на более окультуренной почве (рис. 3).
 

Рис. 3 Изменение содержания азота в органах гречихи
I — дерново-подзолистая более окультуренная почва; II — дерново-подзолистая менее окультуренная почва;
III — серая лесная почва, ранний срок посева; IV — серая лесная почва, поздний срок посева,
1 — целое растение, 2 — стебли, 3 — листья, 4 — бутоны и цветки, 5 — завязи и семена
 

На содержание фосфора степень окультуренности почвы оказывала ещё меньшее влияние, чем на динамику азота. Только с фазы массового цветения содержание фосфора в листьях и стеблях повысилось примерно на ⅓ от содержания его в фазе семядольных листьев на обеих почвенных разностях. Однако в конце вегетационного периода содержание фосфора снизилось до исходного уровня. Примерно такая же разница отмечена и в содержании фосфора в бутонах и цветках (рис. 4).
 

Рис. 4 Изменение содержания фосфора в органах гречихи
I — дерново-подзолистая более окультуренная почва; II — дерново-подзолистая менее окультуренная почва;
III — серая лесная почва, ранний срок посева; IV — серая лесная почва, поздний срок посева,
1 — целое растение, 2 — стебли, 3 — листья, 4 — бутоны и цветки, 5 — завязи и семена
 

Сроки посева гречихи на серой лесной почве оказали большее влияние на содержание питательных элементов в органах гречихи, чем степень окультуренности почвы. При позднем посеве в гречихе в фазе семядольных листьев содержалось всех трёх питательных элементов в сумме 12,2%, тогда как при раннем посеве только 10,8%. В последующие фазы развития разница в содержании питательных элементов ещё более увеличилась. В фазе цветения в гречихе раннего срока посева (29.VII) сумма всех трёх питательных элементов составляла 6,4%, а в гречихе позднего посева 10,6%. Однако в последующие фазы после цветения разница в содержании питательных элементов сглаживалась. Но и в конце вегетационного периода в гречихе позднего срока посева концентрация питательных элементов была всё же выше на 0,8%.

Разница в содержании питательных веществ обусловливалась исключительно повышением содержания калия в органах гречихи позднего срока посева, тогда как азота содержалось больше при раннем сроке посева. Особенно много калия концентрировалось в стеблях гречихи. В некоторые периоды вегетации в стеблях калия содержалось на 2,9% больше, чем в стеблях гречихи раннего срока посева. Меньшая, но всё же существенная разница в содержании калия наблюдалась и в листьях гречихи. При позднем посеве в начале вегетационного периода калия в листьях содержалось 4,4 против 3,8% при раннем посеве. В середине вегетационного периода эти различия несколько увеличились.

В бутонах и цветках, а также в завязях и семенах в начале их образования, вне зависимости от сроков посева, калия содержалось почти одинаковое количество. Однако с каждой последующей фазой развития разница в содержании калия увеличивалась, и к концу вегетационного периода в бутонах и цветках гречихи раннего срока посева калия содержалось на 0,6%, а в завязях и семенах на 0,5% меньше, чем при позднем сроке посева.

Разница в содержании фосфора наблюдалась только в листьях со второй половины вегетационного периода и к концу его увеличилась до 0,5% (1,2 против 0,7%).

Небольшая разница отмечена и в содержании азота в органах гречихи в зависимости от сроков посева. Например, в бутонах и цветках при позднем сроке посева концентрировалось больше азота в конце вегетационного периода на 0,5%.

Накопление питательных элементов гречихой во многом зависело от внешних условий. Например, на 5.VII гречиха на более окультуренной почве содержала калия 60,6 кг/га, а фосфора вместе с азотом только 29,0 кг/га во всей надземной массе. В то же время на менее окультуренной почве калия накапливалось 26,1 кг/га, а фосфора и азота ─ 21,3 кг/га; или калия ─ больше только на 22% (табл. 2).
 

Таблица 2

Накопление гречихой азота, фосфора и калия в период вегетации
на дерново-подзолистой почве разной степени окультуренности, кг/га (1968 г.)

(графа 1 - менее окультуренная почва, графа 2 - более окультуренная)

 
На более окультуренной почве в гречихе накапливалось также больше азота, что связано главным образом с бо́льшим нарастанием сухой массы. При этом разница в накоплении азота на почвах разной степени окультуренности в начале вегетации была небольшой, а затем всё более увеличивалась, и в конце вегетационного периода в гречихе на более окультуренной почве содержалось азота 70,7 кг/га, а на менее окультуренной почве 52,1 кг/га, или на 26% меньше.

Накопление фосфора в гречихе, так же как и азота, связано не с увеличением его содержания, а с бо́льшим накоплением сухой массы на более окультуренной почве.

Данные изучения динамики накопления азота, фосфора и калия гречихой за вегетационный период на почвах разной окультуренности показывают, что гречиха на менее окультуренной почве в бо́льшей степени страдала от недостатка калия.

Время посева оказывало также большое влияние на накопление питательных веществ гречихой. При более позднем посеве почти во всех органах гречихи накапливалось больше калия, причём с каждой последующей фазой развития растений разрыв увеличивался (табл. 3). Например, на 43-й день от посева в поздний срок калия в гречихе накапливалось больше на 41,9% (47,5 против 67,4 кг/га), а на 54-й день уже на 64,5% (62,1 против 102,1 кг/га), к концу же вегетационного периода разница увеличивалась до 73,0% (табл. 3).

Азота, наоборот, накапливалось в гречихе больше при более раннем сроке посева. Особенно большая разница в поглощении азота гречихой наблюдалась в фазе семядольных листьев, когда в целом растении при раннем посеве азота накапливалось почти в 2 раза больше (15,09 против 7,42 кг/га), чем при более позднем сроке посева. В последующие фазы развития разница в накоплении азота несколько сглаживалась, но даже и в конце вегетационного периода азота при раннем сроке посева содержалось больше, чем при более позднем сроке посева, на 26,6%.
 

Таблица 3

Влияние сроков посева на динамику накопления гречихой азота, фосфора и калия
на серой лесной почве, кг/га (1968 г.)

 
На накопление фосфора время посева гречихи почти не оказывало влияния как при раннем, так и при позднем сроках посева, различия в накоплении фосфора были в пределах точности опыта.

При пересчете затрат питательных веществ на единицу продукции видно (табл. 4), что меньше всего азота, фосфора и особенно калия было затрачено при раннем посеве гречихи на серой лесной почве. Большие затраты питательных веществ на 1 ц семян гречихи при позднем посеве на этой почве связаны с тем, что в этих условиях растения не имели возможностей для налива соответствующего количества семян.
 

Таблица 4

Затраты питательных элементов на создание единицы основной продукции

 
На дерново-подзолистой почве существенно увеличился расход калия на 1 ц продукции по сравнению с затратами его при раннем посеве на серой лесной почве. Вероятно, это связано не столько с необходимостью калия для нормального роста и развития гречихи, сколько с большим содержанием его в дерново-подзолистой почве. Небольшое увеличение затрат питательных веществ (азота, фосфора) на 1 ц семян гречихи на менее окультуренной дерново-подзолистой почве свидетельствует о недостатке этих питательных веществ, в результате чего семенная продуктивность гречихи снизилась.

Изменение соотношения питательных элементов во время роста гречихи подвержено большим колебаниям. Например, на более окультуренной почве доля калия в соотношении трёх элементов питания последовательно, начиная с появления всходов, уменьшалась с 67,4 до 57,2% в конце вегетации, тогда как на менее окультуренной почве доля калия в соотношении последовательно увеличивалась с 51,8 в начале вегетации до 55,7% в конце (табл. 5).
 

Таблица 5

Изменение соотношения азота, фосфора и калия в растениях гречихи во время роста
в зависимости от окультуренности дерново-подзолистой почвы, %

 
Доля азота в соотношении питательных элементов, как и калия, колебалась в течение всего вегетационного периода. Если в фазе семядольных листьев доля азота на менее окультуренной почве составляла 38,4%, то в конце вегетационного периода, перед уборкой урожая, она снизилась до 23,7%. На более окультуренной почве колебания доли азота в соотношениях были более умеренными. В начале вегетационного периода доля азота в соотношении не поднималась выше 27,2%, а в конце его не опускалась ниже 22,6%. Это свидетельствует о том, что гречиха на более окультуренной почве была обеспечена азотом лучше, чем на менее окультуренной.

Доля фосфора в зависимости от окультуренности почвы существенно изменялась до фазы массового цветения и была намного выше на менее окультуренной почве. В последующих фазах развития доля фосфора в соотношении питательных элементов на обеих почвенных разностях удерживалась почти на одном уровне.

Особенно значительное влияние оказывали на соотношение питательных элементов, усвоенных гречихой, сроки посева на серой лесной почве (табл. 6).
 

Таблица 6

Влияние срока посева на изменение соотношений азота, фосфора и калия
в период вегетации гречихи на серой лесной почве, %

 
При позднем посеве доля калия в соотношении питательных элементов изменялась от наименьшей (46,5% в фазе семядольных листьев) до наибольшей (61,7% в фазе массового цветения гречихи), тогда как при раннем посеве доля калия не поднималась выше 48,8% и не опускалась ниже 40,3%, т. е. амплитуда колебаний была почти в два раза меньше.

Азота при позднем посеве гречиха усваивала меньше в продолжение всего вегетационного периода, но амплитуда колебания была больше, чем при более раннем посеве. Например, в начале вегетационного периода доля азота составляла 34,2%, а в фазе цветения снизилась до 20,4%. При раннем посеве наибольшая доля азота в соотношении хотя и поднималась до 36,3%, но и не опускалась ниже 30,8%.

Меньше всего изменялась доля фосфора в соотношении питательных элементов в зависимости от времени посева гречихи. При позднем посеве доля фосфора не поднималась выше 19,5% и не опускалась ниже 17,9%. При раннем посеве гречихи фосфора накапливалось больше, наибольшая доля его в соотношении составляла 23,8% и наименьшая 20,4%. Следовательно, амплитуда колебания была почти в два раза больше, чем при позднем посеве (табл. 6).

Для более чёткого представления о составе питания, поглощённого растениями в каждую фазу развития, надо взять количество элементов, усвоенных растениями за отдельные фазы. Например, сколько поглощено гречихой питательных элементов в фазу роста семядолей, в начале и при полном цветении, в начале образования завязей и в фазу налива и созревания семян. Такие данные по одному из вариантов опыта, в котором получен наиболее высокий урожай семян гречихи, приведены в табл. 7.
 

Таблица 7

Вынос питательных веществ урожаем гречихи на серой лесной почве
при раннем посеве в отдельные фазы развития

 
Если учесть, что в семенах гречихи соотношение N : P₂O₅ : K₂O примерно равно 55 : 20 : 25, а растения в возрасте 25-30 дней накапливают эти элементы в соотношении 33 : 20 : 47, то становится ясно, что в этот период растения наиболее энергично поглощают калий. Потребность в калии не ослабевает примерно до налива семян. Потребность в фосфоре до начала налива завязей семян держится примерно на одном уровне и только в период формирования семян резко возрастает. Потребность гречихи в азоте после развития семядольных листьев имеет тенденцию к снижению, но, начиная с фазы налива завязей семян, резко возрастает и даже превышает потребность гречихи в калии. За сравнительно короткий вегетационный период урожаями гречихи выносится из почвы большое количество питательных веществ. В наших опытах при получении наибольшего урожая семян гречихи 12,5 ц/га всей надземной массой выносилось из почвы 74,5 кг K₂O. Следовательно, для получения урожая семян в 20—25 ц/га на плохо заправленных почвах с учётом коэффициента использования необходимо внести не менее 200—300 кг/га K₂O, что составит около 5 ц/га удобрений. Эту дозу следует снижать, учитывая количество калия, доступное растениям на поле посева.

Учитывая, что гречиха отрицательно реагирует на хлорсодержащие удобрения, необходимо вносить их с осени или заменять сернокислым калием, кали-магнезией, а ещё лучше смесью этих удобрений с азотнокислым калием. При этом на хорошо окультуренных почвах доза азотнокислого калия не должна превышать 1—1,5 ц/га, чтобы только удовлетворить потребность гречихи в азоте в начале вегетационного периода.

Особую роль в формировании урожая гречихи играет азот. При урожае в 12,5 ц/га семян растения использовали азота 66,6 кг/га. В соотношении питательных веществ, используемых гречихой, азот занимает второе место после калия, доля его колеблется от 36 до 31% от общей суммы трёх усвоенных элементов. Большая потребность гречихи в азоте проявляется в начале вегетационного периода, в фазах образования семядольных и первых настоящих листьев. В последующих фазах развития, особенно начиная с фазы цветения и до начала налива завязей, потребность гречихи в азоте снижается. Однако, начиная с фазы налива завязей семян и до окончания вегетационного периода, потребность гречихи в азоте возрастает, что связано с потребностью азота для формирования урожая семян.

По данным многочисленных анализов, в семенах гречихи азота содержится больше, чем калия и фосфора, вместе взятых. Для получения урожая семян гречихи порядка 20—25 ц/га необходимо предоставить растениям около 130 кг/га азота за счёт почвенных запасов и удобрений.

Большой потребностью гречихи в азоте можно объяснить низкую семенную продуктивность гречихи в некоторые годы. В благоприятные годы для микробиологической деятельности, когда в почве накапливается необходимое количество легкодоступного азота и складываются хорошие условия погоды, получают высокие урожаи семян гречихи. Поэтому лучшими предшественниками для гречихи могут быть культуры, под которые вносятся органические удобрения или азотные удобрения в труднодоступной форме с тем, чтобы растения могли использовать их в фазу налива семян.

Меньше всех других элементов минерального питания гречиха выносила урожаями из почвы фосфора; в наших исследованиях ─ минимально 38 кг/га и максимально 50 кг/га. При этом доля фосфора в соотношении питательных элементов, усвоенных гречихой, в начале вегетационного периода была минимальной. Однако в последующие фазы развития, вплоть до созревания семян, доля фосфора в соотношении питательных элементов более чем удвоилась.

Следовательно, как это отмечалось и другими исследователями[2], фосфор особенно необходим для гречихи, начиная с фазы цветения, и оказывает решающее влияние не только на цветение, но и на формирование завязей и налив семян. Поэтому для получения высокого урожая семян гречихи фосфорные удобрения необходимо вносить до посева в больших количествах. Например, на истощённых почвах от 4 до 6 ц/га суперфосфата с учётом, что не более 25% фосфора будет усвоено гречихой в первом году.

Можно утверждать, что отрицательного влияния фосфорные удобрения, в каких бы больших количествах ни вносились, не окажут. Однако и при применении одних фосфорных удобрений на истощённых почвах высокого урожая получить нельзя.

В вегетационных опытах, проведённых Туевой[3], наибольший урожай семян гречихи был получен на фоне высокого обеспечения растений фосфором, но с внесением азота в период вегетации.

Выводы

1. Урожаями гречихи за короткий срок вегетации выносится из почвы большое количество питательных веществ.

2. В начале вегетационного периода гречиха потребляет больше калия, а в конце — азота.

Фосфор потребляется гречихой в начале вегетации в небольших количествах, а в конце вегетации потребность в нём повышается.

3. Для формирования высокого урожая гречихи необходимо вносить до посева большие дозы калийных удобрений в легкодоступных формах, а азотные и фосфорные удобрения в труднодоступных формах с таким расчетом, чтобы они использовались во вторую половину вегетационного периода растений.

1 И. Н. Елагин. Возделывание гречихи. М.,1964.

2 В. Н. Орлов, А. Н. Скобелкин. Динамика накопления питательных элементов гречихой по фазам развития в зависимости от метеорологических условий. Тр. Курской с.-х. оп. станции, т. 8. Курск, 1971.

3 О. Ф. Туева. Фосфор в питании растений. М., 1966.

Впервые: Агрохимия. №4, 1974. С.:53-63 (с опечатками)