«Культура чая в СССР». Тбилиси, 1989

ЧАСТЬ 2. ИНТЕНСИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЧАЯ В СССР

Эффективность минеральных и органических удобрений на чайных плантациях

Требования чая к питательным элементам
Потребность растений в питательных элементах, их реакция на внесение тех или иных веществ зависят от биологических особенностей, агротехники возделывания и запасов этих элементов в почве.

Для обеспечения нормального роста и развития чайный куст, как и все сельскохозяйственные растения, потребляй определенное количество элементов, имеющих по своей важности различное значение.

Отмеченное иллюстрируется проявлением симптомов недостаточности ряда элементов, отзывчивость на которые ранее отсутствовала (Г. С. Годзиашвили, 1949; Г. С. Годзиашвили и др., 1963; О. В. Датуадзе, 1964).

Многочисленные экспериментальные данные по вопросу выноса чайным кустом питательных элементов из почвы свидетельствуют о зависимости величины выноса от мощности развития чайных кустов, уровня их урожайности и обеспеченности почвы питательными элементами.

По данным Ж. Флемеля (1960) 1000 кг сухого чая выносит из почвы 64 кг азота, 16 кг Р2О5 и 35 кг К2О (при подсчете выноса автор учел потребление питательных элементом ветками подрезочного материала, которые в отличие от листьев, оставляемых в междурядьях растений, выносятся из плантации) .

Более детальный подсчет уровня выноса питательных элементов приведен в работе Eden Т. (1934). Максимальное количество азота и Р2О5 (соответственно 45,0 и 9,5 кг/га) выносятся молодыми побегами. Калий больше выносится древесиной чайного растения.

Общий вынос питательных элементов при уровне урожаи 1120 кг/га чайного листа составляет 71,4 кг/га N, 17,3 кг/га Р2О5 и 38,8 кг/га К2О.

По данным Э. В. Хапава (1933) на получение общей растительной массы урожая и подрезочного материала в объеме 5000 кг/га ежегодно расходуется 65 кг N, 13 кг фосфора и 30 кг калия.

Чжуан Вань-фан (1959) приводит следующие данные выноса питательных элементов: 72 кг N, 16 кг Р2O5 и 24 кг K2O (при уровне урожая 2000—2400 кг/га зеленого листа).

Урушадзе Г. Н., 1954; Гамкрелидзе И. Д. и др., 1961; Урушадзе Г. Н., 1960, установлено, что в условиях Западной Груши флеши чайного куста содержат в среднем 4—5% N, до 1% P2O5 и 2,0—2,5% К2O. Подсчетами Г. Н. Урушадзе (1954) при урожае 5000 кг/га зеленого чайного листа только лишь урожаем выносится 50 кг/га N, 10 кг/га P2O5 и 20 кг/ К2O.

Данные М. К. Дараселия и В. П. Цанава (1982) свидетельствуют о том, что на оптимальном фоне обеспеченности азотом ежегодно в виде урожая отчуждается 77—79 ц/га зеленой массы или 19,5—19,8 ц/га сухого вещества, которая содержит 78—79 кг/га азота.

Таким образом, при уровне урожая в 4000 кг/га зеленого чайного листа в условиях Западной Грузии ежегодный вынос составляет 150 кг/га азота, 22,9 кг/га Р2O5 и 47,8 кг/га К2O.

Влияние уровня урожайности чайных плантаций на вынос питательных элементов различными органами чайного куста иллюстрируется данными М. Л. Бзиава (1973). По его данным вынос питательных элементов (флеши + подрезочный материал) возрастает с увеличением мощности кустов и уровня урожайности.

Данные о выносе микроэлементов Зырин Н. Г. и др. (1979) показывают, что содержание микроэлементов (бор; марганец, медь и цинк) зависит от характера почвы. Они имеют сходное распределение по органам куста, которое не зависит от почвенных условий, а является биологической особенностью чайного растения. При урожае 4500 кг/га зеленого чайного листа с флешами отчуждается в зависимости от типа почв B 5—8 г/га, Mn 400—1300 г/га, Cu 8—11 г/га и Zn 21 — 31 г/га.

Как показывает обзор имеющихся экспериментальных данных, с урожаем чайного куста больше всего выносится азота, именно это превалирующее положение в выносе, с одной стороны, и бедность почв чайных плантаций усвояемым дли растения азотом с другой, предопределяют и максимальную отзывчивость чайного растения на внесение азота.

Ведущее положение азота в обеспечении нормального роста и развития чайного куста, его урожайности выявилось и первых же опытах НИИ (1934 г.). Особенно чайное растение реагировало на внесение азота. В первый период отзывчивость на внесение калийных удобрений отсутствует. Максимальную Эффективность проявляло внесение NP и NPK. К такому же выводу пришли авторы Гамкрелидзе И. Д. и др. (1961), Дараселия М. К. 1974).

Анализ данных потребности чайного растения в питательных элементах показывает отрицательное влияние одностороннего применения какого-либо удобрения. Даже такое эффективное на чайных плантациях азотное удобрение при одностороннем применении не дает существенной прибавки урожая.

По данным длительного полевого опыта лишь на обеспеченном азотом фоне проявляется эффективность других питательных элементов. Обеспечение чайного растения азотом, фосфором и калием как на ранних этапах культивирования, так и в целом за весь период ведения опыта увеличивает урожай зеленого чайного листа более, чем в 1,5—3 раза.

Система удобрения чая в некоторых чаепроизводящих странах
В настоящее время во всех чаепроизводящих странах применяют минеральные удобрения, из которых ведущее место занимает азот. Общим для всех стран являются жесткие требования к качеству сбора чайного листа, почти полное отсутствие механизации, четкое применение различного вида подрезок и рекомендации строить систему удобрения в соответствии с ними. Анализ литературы по основным вопросам удобрения чая за рубежом, Elliot Е. С. and others (1931), Kulassaram S. and others (1980), показали, что в большинстве стран эффективность внесения удобрений составляет примерно 50—60% общей эффективности всех агротехнических приемов по выращиванию чая, что под такую интенсивную культуру как чай удобрения применяются, во-первых, для увеличения дохода с гектара из года в год, и во-вторых, для исправления создающихся при монокультурном характере пользования соотношений основных питательных элементов и, в третьих, для исправления некоторых недостатков естественных почв.

Научные исследования в Индии (Токлайская опытная станция), начатые в начале текущего столетия, по различным вопросам питания чая в условиях многолетних полевых опытов показали (Манн Гарольд, 1914, Карпентер, 1919), что азот является основным удобрением для чая, а сульфат аммония дает самый лучший эффект, что нет существенной разницы между многократным дроблением норм и его разовым внесением. Азот помимо непосредственного влияния на урожай, способствует увеличению уровня плодородия почв. Этими исследованиями было показано, что с увеличением уровня плодородия потребность в азоте падает. В условиях Индии высокие, порядка 200—300 кг/га, дозы азота никогда не давали прибавки урожая.

Через 30 с лишним лет Rahman, Marwaha R. S (1976) обобщили результаты тех же, проведенных в Токлае, полевых опытов с азотными удобрениями. Они показали, что за этот период при широко варьирующих показателях почвенного плодородия в значительной степени не меняются кривые отзывчивости на азот. Однако они отметили, что на потребность листооборного чая в азоте значительное влияние оказывают сорта и клоны, потребность которых в азоте различная. Не менее важное значение имеют и факторы агротехники, такие как притенение, способ сбора флешей и виды подрезки, наличие в оптимальных количествах других элементов питания, в особенности калия. Ими было показано, что притенение участков способно и частично компенсировать недостаток азота, что с возрастом потребность растений чая в азоте падает, а у сильно подрезанных насаждений потребность в азоте ниже. В применении форм азотных удобрений выделяются три периода: в первый (1920—1946) отмечена бесспорная эффективность сульфата аммония, второй период (до 1961 года) характеризуется одинаковой эффективностью сульфата аммония и аммиачной селитры, в третьем периоде (60—70-е годы нашего столетия) обнаружено преимущество мочевины в некоторых случаях, а в целом отмечен ее одинаковый эффект с сульфатом аммония и с сульфат-нитрат аммонием. Нормы азота в Индии низкие, не превышают 135 кг/га. При более высоких дозах наблюдается депрессия урожая. Оптимальным является разовое внесение при систематическом многолетнем применении азотных удобрений под чай.

Ряд публикаций исследователей Цейлонского института чая и его рекомендации позволяют сделать вывод, что при круглогодичном сборе чая на Цейлоне (Шри-Ланка) минеральным удобрениям уделяется большое внимание. Наилучшим временем для их применения считается период непосредственно после сильных ливневых дождей (муссонных ливней). Как правило, удобрения вносят в виде различных смесей. В смесь для подрезанных кустов входит много фосфора, стимулирующего развитие корневой системы, и некоторое количество сульфата аммония, способствующего росту новых побегов и восстановлению поврежденных мест коры в местах подрезки. Дозы минеральных удобрений невысокие и дифференцируются в зависимости от урожайности и возраста насаждений. Так при урожайности готового чая 800 кг/га следует вносить 60—70 кг/га минерального азота, при более высокой урожайности дозу увеличивают до 100—120 кг/га. Фосфор вносят в малых дозах, не выше 40 кг/га, считая, что более высокие дозы способствуют раннему одревеснению молодых побегов и цветению, что снижает продуктивность плантаций. Калий вносится ежегодно, на молодых плантациях в дозе 60 кг/га, а на листосборных — в зависимости от урожайности, не менее 300 кг/га. Для пополнения запасов кальция и магния в почве, уменьшившихся в результате выноса с урожаем, рекомендуется периодичное внесение молотого известняка или доломита в дозе 500 кг/га. В результате многолетней НИР в Цейлонском институте за период свыше 25 лет, были рекомендованы для полновозрастных высокоурожайных чайных плантаций две удобрительные смеси, содержащие: (Т 500) — 320 кг/га сульфата аммония, 105 кг фосфора (содержание Р2О5 — 29,5%) и 75 кг 50% калийной соли. (Т 488) — 320 кг сульфата аммония, 105 фосфора и 63 кг калийной соли на гектар. Применение в этих смесях фосфата рекомендовано еще и потому, что он содержит значительное количество микроэлементов, полезных для чайного растения. Эти смеси в указанных нормах рекомендуется вносить через 6 и 9 месяцев при сборе 300 кг/га зеленого чайного листа (Eden Т., 1934; Cokhale N. G., 1959).

Результаты работ научно-исследовательского института юго-восточной Африки (Кения, Танзания, Уганда) показали, что чай резко повышает урожай при внесении азота и дозе 180 кг/га (Willson К. С., 1975). При меньших нормах обеспечивается прибавка в урожае от 1 до 29 кг готового чая на 1 кг внесенного азота, но оптимальной для сохранения качества чая является доза, обеспечивающая получение 5 кг готового чая от 1 кг азота. При получаемых ими высоких урожаях, собираемых практически круглый год, когда при широко варьирующих показателях почвенного плодородия урожаи на безудобренном фоне колеблются от 254 до 2728 кг готовой продукции, наибольшее влияние на урожай оказывают климатические отличия районов, сорта, а затем уже удобрения. Оставление подрезочного материала и опада листьев дает эффект только на неудобренных участках. Отмечено, что эффективность норм азота повышается с применением фосфора и калия, а калия — снижается с увеличением норм азота.

В Уганде используют в смешанном удобрении, помимо азота, фосфора и калия, серу в соотношении 25:5:5:5 при двукратном внесении в октябре и апреле, причем нормы индивидуальных удобрений используются высокие. В факториальном эксперименте. Tolhurst I. A., N. and others (T973) квадрантная функция, построенная на основании урожайных данных, показала, что максимальный урожай готового чая от 3344 до 4269 кг/га может быть получен, когда в удобрительной смеси содержится от 554 до 586 кг/га азота. В остальном уровень азота и его влияние на урожай определяются климатическими условиями каждого года в отдельности.

Кроме перечисленных, используются комбинации минеральных и органических удобрений, мульч. Так в 6-летнем цикле подрезки фосфор и калий вносят всего 2 раза, азот ежегодно, иногда его заменяют органическими компонентами. Часто используют метод листовой диагностики питания, особенно в отношении калия.

По данным Willson (1975) с применением фосфора и калия возрастает эффективность азота и сохраняется хорошее качество продукции. По его мнению с увеличением доз высококачественный урожай продолжает расти, в то время как окупаемость внесенных удобрений начинает уменьшаться. Потому решение вопроса оптимальной дозы является сложным, зависящим от экономических, хозяйственных и биологических, факторов.

В Киву Flemal (1960), показывает, что применение сульфата аммония и хлористого аммония обязательно производится с их нейтрализацией и чередуется со смешанными нитрат-аммиачными формами (нитрат-сульфат аммония, нитрат аммония один и гранулированный с известью), а также с мочевиной. Причем хозяйственная ценность удобрения определяется, почвенной кислотностью района внесения и собственной потенциальной кислотностью.

Кроме того, применяются сложные (аммофос, патенткали) и комплексные удобрения (N, Р, K, Ca, Mg). Наиболее оптимальные соотношения для листосборных плантаций практикуются следующие: N — 13—15, Р — 4—6, К — 8—10, Mg — 1—5. Так в качестве примера для очень кислых почв (pH ниже 4) на 100 кг смеси при соотношении N : Р : К : Mg = 15,7 : 11,2 : 10,2 : 4 нужно внести аммофоса 13 кг, хлористого калия 17 кг, кезерита 15 кг, нитрат-сульфат аммония 55 кг, а на бедных органическим веществом почвах вносят размолотый хлопковый жмых в количестве 50 кг за счет уменьшения дозы азота.

В Японии Aono X. (1970), Takeo Т. (1979) применяют в основном минеральные удобрения, причем в очень высоких дозах, порядка 300—500 кг/га азота и 250 кг/га фосфора и калия. Дозу азота вносят дробно в 4—5 приемов, хотя в последнее время имеется тенденция сокращения сроков дробления, вплоть до единовременного, с целью использования механизации на внесении удобрений. Отсутствие разницы между этими двумя способами внесения подтверждается опытными данными.

В ряде стран применяется дифференциация доз азота в зависимости от возраста насаждений и урожайности примерно так же как в СССР. В Китае Джуан Вань-Фан (1959) показывает, что при урожае зеленого чайного листа до 1800 кг/ га вносят 144 кг/га азота, 1800—2600 кг — 192, 2600—3200 — 208, 3200—4000 кг — 240, 4200 и выше — 264 кг/га.

В обзоре, сделанном ФАО приводятся среднестатистические дозы удобрений, применяемые под чай. Так на Суматре и Шри-Ланка они составляют 80—90 кг/га азота, 25—35 кг/га фосфора и калия, тогда как для Японии они значительно выше.

Эффективность азотных удобрений на чайных плантациях в СССР
Ведущая роль азотных удобрений в питании чайного куста как у нас, так и за рубежом предопределена почвенно-климатическими условиями зоны возделывания чая и особенностями культуры, которая в отличие от других сельскохозяйственных растений проявляет большую потребность в элементах питания (в первую очередь в азоте) в течение всей вегетации.

Высокая отзывчивость чайного куста на внесение азотных удобрений выдвинула необходимость разработки мероприятий, обеспечивающих их эффективное использование, таких как выбор лучших форм, оптимальных доз и способов внесения.

Формы азотных удобрений
Рассматривая первые результаты географической сети опытов по изучению эффективности форм минеральных удобрений А. Н. Лебедянцев (1960) отмечал: «определенным хозяйственным условиям (данной почве, растению и сопутствующим удобрениям) наилучшим образом соответствует только определенная форма данного удобрения, причем значение этого настолько велико, что неправильным выбором формы мы можем во многих случаях очень значительно снизить эффект действия вносимого элемента или, наоборот, подчеркнуть его».

Сказанное вполне справедливо и для азотных удобрений, в отношении которых подбор оптимальных форм для конкретных почвенно-климатических условий возделываемых культур является основным доступным путем повышения максимальной отдачи от внесенных удобрений.

Результатами длительных опытов, проводимых по сети ВНИИ чая и субтропических культур установлено, Габисонии М. В. (1942), (1966), что в первые годы применения азотных удобрений на всех почвенных разностях и климатических условиях районов возделывания чая (красноземы, субтропические подзолы, желтоземы) проявляется преимущество сульфата аммония.

В развитие выдвинутого Д. Н. Прянишниковым положения о равноценности аммиачного и нитратного питания растений в опыты по исследованию перспективных для с.-х. культур форм азотных удобрений был включен широкий сортимент азотных минеральных удобрений. Обобщение данных Лебедянцева А. И. (1960), Щерба С. В. (1953), Коренькова Д. А. (1976), показывает, что эффективность форм минеральных удобрений находится в зависимости от почвенно-климатических условий, сроков их внесения и биологических особенностей возделываемой культуры и сопутствующего иона.

В 30-е годы развитие отечественного чайного хозяйства поставило вопрос разработки рациональной системы удобрения этого растения. Была проведена серия экспериментов по изучению эффективности различных форм азотных удобрений для специфических почвенно-климатических условий советских субтропиков. Как свидетельствуют результаты НИР за первую пятилетку, в первых же опытах было выявлено преимущество аммиачных и амидных форм.

Преимущество сульфата аммония объясняется тем, что чай хорошо переносит сдвиг реакции среды в кислую сторону. Эта форма, препятствуя развитию процесса нитрификации, тем самым снижает потери вымыванием и улетучиванием. Основная масса азота локализуется в верхних горизонтах почвы и не передвигается в глубину профиля. Обобщения дальнейшего периода наблюдений Габисония М. В. (1966) показали одинаковую эффективность сульфата аммония, монтанселитры и мочевины. Отмечено значительное отставание натриевой селитры (71% от сульфата аммония).

По данным А. Т. Мирзоян (1960) в условиях Азербайджанской ССР (на различных разновидностях желтоземных почв) в среднем за 7 лет прибавка при использовании аммиачной селитры в дозе 180 кг/га N составила 406, сульфата аммония — 390, мочевины 130—352, цианамида кальция 30—130 кг/га.

Изучение эффективности форм азотных удобрений с мокрого возраста насаждений на красноземах и субтропических подзолистых почвах показало, что в первые годы разницы во влиянии сульфата аммония, монтанселитры и мочевины не обнаружено. Натриевая селитра им значительно уступает. Низкая эффективность данной формы не сглаживается чередованием с сульфатом аммония. Отмеченная закономерность сохраняется на обоих типах почв в течение всего времени ведения опытов. С годами аммиачная селитра, а затем мочевина начинают проявлять более высокий эффект по сравнению с сульфатом аммония.

Для чаеводческих районов нашей страны, где обилие осадков и повышенные дозы азота зачастую являются факторами побегообразования чайных кустов, большое практическое значение приобретает испытание таких форм удобрений, которые характеризуются сравнительно длительным периодом усвояемости. К таким удобрениям относится мочевинно-формальдегидное удобрение (МФУ), продукт конденсации мочевины с формальдегидом, содержащий около 40% азота, 3/4 которого находится в труднорастворимой, медленно усвояемой форме.

Рядом авторов Яровенко Г. И. и др. (1964), Мадраимов И. И. и др. (1966) установлена высокая эффективность цианамида кальция и МФУ при их основном внесении. Увеличение урожая хлопка составляет 2,5—3,5 ц/га. В работе Б. Г. Генома (1960) установлена эффективность МФУ при применении высоких доз азота. Последействие МФУ в 2,5 раза выше, и в последействие равной по азоту дозы аммиачной селитры. Под чаем и лавром в условиях вегетационного опыта установлена сильная нитрификация МФУ на красноземной почве. (Качарава О. Н. и др. (1963)).

Результаты других длительных полевых опытов, проведенных в различных почвенно-климатических условиях субтропической зоны свидетельствуют о преимуществе мочевины и МФУ на старых чайных плантациях, особенно на субтропических подзолистых почвах и желтоземах.

В соответствии с данными по влиянию форм азотных удобрений на урожайность чайного куста меняются и прибавки на каждый кг внесенного азота. Эти прибавки колеблются на 20-летнем опыте в пределах 12—16 кг, а на более длительных — 14—16 кг.

Колебания в урожае при применении различных форм азотных удобрений, которые резко отличаются своей способностью поглощаться почвенным поглощающим комплексом, обусловлены изменениями, происходящими в агрохимических свойствах почв, в первую очередь актуальной и потенциальной кислотностью. Для условий Краснодарского края РСФСР Рихтер М. А. (1975) установлено значительное уменьшение обменной и гидролитической кислотности под влиянием мочевины и аммиачной селитры.

Рядом исследователей как у нас, так и за рубежом установлено, что под влиянием систематического внесения сульфата аммония увеличивается и актуальная и потенциальная кислотность — Гокхале Н. (1958).

Результаты изучения влияния форм азотных удобрений на агрохимические свойства почвы следующие. Формы азотных удобрений в сильной степени влияют на формы кислотности. Наиболее высокая кислотность pH=3,0 на варианте внесения сульфата аммония. Мочевина меньше подкисляет почву. Натриевая селитра и чередование ее с сульфатом аммония понижает как актуальную так и потенциальную кислотность. Существенной разницы во влиянии форм азотных удобрений на содержание подвижных соединений N, Р, К в почве не обнаружено. При внесении сульфата аммония наблюдается увеличение содержания гумуса и общего азота.

Изучение основных изменений, происходящих в составе поглощенных катионов в ППК (почвенно-поглощающий комплекс) при внесении различных форм азотных удобрений показало, что емкость поглощения определяется гидролитической кислотностью в большей степени, чем суммой обменных оснований и потому степень насыщенности основаниями наименьшая в варианте внесения сульфата аммония. Эта форма азота также довольно благоприятно сказывается на урожае.

В детальном обследовании целой провинции в Японии Kawai S. and others (1959) было показано, что плантации с хорошим развитием чайного куста характеризуются довольно высокой кислотностью и недостатком обменных оснований и, наоборот, плантации с плохим развитием чайного куста имеют слабую кислотность и содержат значительное количество обменных оснований.


Достигнутый уровень кислотности большинства почв чайных плантаций pH 3,6—3,0 за последние 10—15 лет дальше не сдвигается, но именно в таких условиях происходит усиление подвижности целого ряда элементов (Габисония М. В и др., 1977), в частности таких как алюминий и железо, количество которых резко уменьшилось в настоящее время в почвах, что возможно в дальнейшем будет служить тормозом и развитии чайной культуры. Эти нежелательные изменения и почвах можно замедлить подбором соответствующих форм азотных удобрений.

Эффективность той или иной формы до некоторой степени определяется типом фосфорного удобрения и количеством доступного фосфора в почве. Испытание сульфата аммония, монтанселитры и аммиачной селитры на фоне ежегодного внесения и последействия суперфосфата показало, что все три формы дали практически одинаковый урожай.

При последействий фосфора в первые 10 лет сульфат аммония дает тенденцию снижения урожайности, монтанселитра имеет такой же эффект, что и данная форма при систематическом внесении фосфора, а аммиачная селитра увеличивает урожай на 9%. При внесении фосфорных и калийных удобрений в 1968 году из расчета полного обеспечения по индексу обеспеченности (Цанава В. П., 1979), прибавка урожая соответственно для сульфата аммония, монтанселитры и аммиачной селитры составляет 10, 11 и 21%.

Испытание М. В. Габисония (1951) сульфата аммония и аммиачной селитры на фоне суперфосфата и фосфоритной муки показало, что формы фосфорных удобрений мало влияют на эффективность сульфата аммония и аммиачной селитры. При внесении суперфосфата имеет место преимущество аммиачной селитры (12%) в дозе 200 кг/га N, а при внесении фосфоритной муки — сульфат аммония (13%), что объясняется значительно большей подкисляющей способностью данной формы и воздействием ее на доступность трикальциевых фосфатов.

По данным Цанава В. П. (1979) при внесении сульфата аммония и аммиачной селитры на фоне суперфосфата и фосфоритной муки обе формы проявляют большую эффективность на фоне суперфосфата.

Сроки и способы внесения азотных удобрений
Одним из решающих условий высокой эффективности вносимых удобрений, в первую очередь азотных, является разработка оптимальных сроков и способов их внесения. Они должны обеспечить максимальный вынос растениями питательных элементов в момент их наибольшей потребности и одновременно должны до минимума доводить потери. Немаловажную роль играет и подбор таких сроков, когда они не приурочены к периодам проведения сельскохозяйственных работ, Последние два момента особую важность приобретают в условиях субтропической зоны, которая характеризуется избыточным увлажнением, а в период проведения с.-х. работ весьма ощутим дефицит рабочей силы.

Испытание сроков внесения азотных удобрений (Габисония М. В., 1941) показало, что максимальная прибавка урожая зеленого чайного листа получена при внесении сульфата аммония в марте (20% от фона) и мае (16% от фона). Остальные сроки внесения дают меньшую прибавку.

Исходя из того, что внесение удобрений в марте совпадает со сравнительным спокойствием в занятости рабочих сельскохозяйственными работами, а также с началом биологической активизации жизненных процессов в самом растении, внесение в марте месяце было признано наиболее рациональным, что и нашло свое отражение в агроправилах по культуре чая.

Значительно сложнее обстоит дело с вопросом о способах внесения азотных удобрений (единовременное или дробное). В настоящее время агроправилами по культуре чая (1977) рекомендуется внесение сульфата аммония и мочевины единовременно всей дозы весной, а аммиачной селитры дробно: 60% дозы весной и 40% — летом (в июле). Дробное внесение аммиачной селитры рекомендуется с целью сокращения потерь выщелачиванием, которое считали основным источником потерь в условиях влажных субтропиков.

Как показывает анализ данных опытов, заложенных в 30—40 годах М. В. Габисония, ни в одном из них дробное внесение сульфата аммония и аммиачной селитры не проявляет существенного преимущества перед единовременным внесением, а в некоторых опытах дробное внешние аммиачной селитры, сульфата аммония и монтанселитры уступает единовременному.



Как видно из данных многолетних полевых опытов, дробное внесение азотных удобрений, в том числе и аммиачной селитры, не проявляет эффективности. И в этих опытах четко вырисовывается преимущество сульфата аммония в первые годы применения удобрений, затем разница между сульфатом аммония и аммиачной селитрой сглаживается, но стабильно, и течение всего периода, дробное внесение уступает единовременному.

Практически прибавка отсутствует и в опыте по установлению эффективности чередования аммиачной селитры и сульфата аммония при их дробном внесении, (Габисония В. П., 1941; Цанава В. П., 1979).

Некоторое преимущество дробного внесения проявляется при использовании супервысоких, свыше 700 кг/га, доз азота. При единовременном внесении азота в дозе свыше 500 кг/га наблюдается значительное снижение урожайности.

Даже при внесении дробно высокие дозы практического значения не имеют и экономически они не эффективны. Приведенные данные еще раз подтверждают, что дальнейшее повышение эффективности азотных удобрений должно базироваться не на дальнейшем увеличении доз, а за счет влияния взаимодействия, охватывая все основные процессы технологии возделывания культуры.

Основной формой азотных удобрений в субтропической зоне является аммиачная селитра. Рекомендация дробного ее внесения, несмотря на то, что не была достаточно четко обоснована ни суммарным годичным урожаем, ни урожаем в сезонном разрезе по месяцам, создала почву для возникновения различных вариантов дробления дозы, в основном изменения соотношения доз при весеннем и летнем внесении (Голетиани Г. И., 1976). Была предпринята еще одна попытка проверки эффективности различных приемов внесения аммиачной селитры. Единовременное внесение аммиачной селитры увеличивает урожай по сравнению с фоном РК на 77%.

Дробное внесение не дает достоверной прибавки урожая ни в одном из сроков внесения первой дозы по сравнению с единовременным.

Положительной эффективности дробного внесения можно было ожидать в распределении урожая по месяцам в течение вегетационного периода. Изучение вопроса распределения урожая по месяцам показывает, что дробное внесение даже большей части дозы (60%) летом не дает резкой перестановки продуктивности растений в сезонном разрезе. На всеx вариантах внесения аммиачной селитры в мае получено 13% годового урожая, в июне 34—36%, в июле 17,5—19,0%, в августе, сентябре, октябре соответственно 16—17, 10—15 и 5—7%, то есть, не смотря на перестановку основной части вносимых удобрений на вторую половину вегетации, закономерность распределения урожая остается постоянной. Таким образом, регламентировать побегообразование дроблением внесения азотных удобрений вряд ли возможно. В этом направлении более эффективными могут оказаться другие агротехнические приемы и в первую очередь чередование систем подрезки.

С целью более детального изучения влияния дробного внесения аммиачной селитры на продуктивность чайного куста был проведен микрополевой опыт с меченым 15N удобрением (Цанава В. П., 1979). Динамика урожая и вынос азота удобрения показывают, что наиболее оптимальное распределение урожайности наблюдается при единовременном внесении всей дозы. Урожай, практически не снижаясь, растет к августу, а затем начинает падать. При дроблении создаются пики, а кривая выноса азота удобрения с урожаем при единовременном внесении всей дозы постепенно падает к концу сезона, не создавая дефицита азота для урожая, который продолжает возрастать, очевидно и за счет почвенного азота. При позднем внесении 40% дозы в мае, на август приходится максимальный вынос азота удобрения, тогда как рост урожайности уступает варианту с единовременным внесением.

Для изучения путей и скорости включения азота удобрения в состав общего азота при различных способах внесения аммиачной селитры общий азот и его изотопный состав определяли через 1, 5, 10 и 30 дней после внесения удобрения. Уже через день после внесения удобрения определенное, вполне измеряемое, количество азота обнаружено во всех частях кроны, причем дробление дозы не уменьшает количества усвояемого растением азота удобрения. Так, в старых листьях и в ветках I и II порядка при различных вариантах дробления дозы, количество азота удобрения даже несколько выше, чем при единовременном внесении.


Эффективность доз азотных удобрений
Рациональная система удобрений включает, как основную составную часть установления оптимальных доз азотных удобрений. Без четкой дифференциации доз невозможно обеспечить потребность растений в азоте, как одном из основных питательных элементов, часто определяющим уровень продуктивности сельскохозяйственных растений. Важность установлении оптимальных доз возрастает с ростом общего уровня обеспеченности культур удобрением и общего уровня интенсификации сельскохозяйственного производства. По Кук Дж. У. (1975) отзывчивость на удобрения, их дозы, кроме возделываемой культуры и типа почв «зависит и от использования земель в прошлом». Исходя из этого, еще раз подтверждается важность не только ведения длительных стационарных опытом, но и рассмотрение их данных по определенным периодам, характеризующим происшедшие изменения в почве, а при выращивании многолетних растений и изменения, которые претерпевает и возделываемое растение.

В условиях влажных субтропиков СССР опыты по установлению оптимальных доз азотных удобрений под чай проводились как на молодых, так и полновозрастных чайных плантациях (Габисония М. В., 1951; Габисония М. В., 1952; Дгебуадзе Н. К., 1950).

В публикациях уже первых отечественных опытов по изучению азотных удобрений на чайных плантациях (Итоги НИР г 1934 г.) отмечалась эффективность возрастающих доз азотных удобрений на урожайность зеленого чайного листа и усиление и нитрификационного процесса в почве.

Влияние доз сульфата аммония на продуктивность чайной имитации в длительном полевом опыте наглядно иллюстрируется. Эффективность доз сульфата аммония проявляется с первых лет применения и находится в зависимости от возраста насаждений и уровня урожайности. В первое десятилетие наибольшая прибавка сортового чайного листа получена от дозы 200 кг/га азота. В последующем десятилетии максимум прибавки приходится на дозу азота 300 кг/га. Затем она шла несколько уступать дозе 200 кг/га. Такая закономерность сохранялась и в последующих десятилетиях.

Одной из причин снижения эффективности дозы 300 кг/га можно считать обеднение почвы рядом питательных элементов в результате все возрастающего выноса с урожаем и перемещения ниже корнеобитаемого слоя почвы вследствие усиления подвижности из-за подкисляющего действия многолетнего внесения сульфата аммония. Аналогичные данные поручены и в опыте на низинном красноземе Звани. Как и в предыдущем опыте, так и в опыте на низинном красноземе, который по содержанию гумуса и общего азота значительно превосходит краснозем на галечно-валунных отложениях, увеличение доз в пределах 200—300 кг/га дает максимальную прибавку.

В опыте, заложенном на полновозрастной чайной плантации в Анасеули урожайность чайной плантации возрастает с увеличением доз азота и максимальная прибавка отмечается при дозах 400—500 кг/га. Одной из основных причин продолжительного влияния высоких доз в этом случае можно считать сортовые особенности чайных кустов данного участка и благоприятные почвенные условия. Данная плантация заложена сортом Кимынь, который как по урожайности, так и по качественным показателям значительно превосходит местную популяцию, которой заложены упоминаемые ранее опыты. Кроме того, почвы этих участков резко отличаются и своим плодородием. Как свидетельствуют данные агрохимической характеристики почвы участка № 75, она характеризуется более высоким плодородием, чем участка № 27 (содержание гумуса в 0—15 см слое оптимального варианта 6,56 и 3,3%) что и предопределяет эффективность более высоких доз.


Результаты длительных опытов с дозами сульфата аммония, проводимых на других типах почв с растениями чая местной популяции свидетельствуют также о максимальном эффекте доз 200—300 кг/га. Такой устойчивый эффект доз 200—300 кг/га определяется уровнем урожайности, возрастом насаждений, применяемыми формами азотного удобрения и сортовыми особенностями.

Аналогичная зависимость эффекта доз азота от уровня урожайности наблюдается в опытах, заложенных на красноземе. С целью изучения эффективности доз аммиачной селитры и мочевины проведены опыты. И в них при уровне урожайности 6—7 т/га максимальная эффективность проявляется при внесении азота в виде аммиачной селитры в дозах 200—300 кг/га, и при внесении мочевины — 400 кг/га N.

Систематическое внесение высоких доз азотных удобрений в течение нескольких десятков лет значительно изменило агрохимические свойства почвы, в частности повлияло на соотношение элементов питания, буферные, физико-химические свойства и биологическую активность почв. (Голетиани Г. И., 1976; Потапов А. И., 1932; Гигинейшвили П. Л., 1970).

Под влиянием физиологически кислых минеральных удобрений в почвах чайных плантаций возрастает потенциальная и актуальная кислотность, увеличивается количество подвижного алюминия в почве и водорода в почвенном поглощающем комплексе, происходит обеднение его поглощенными основаниями как за счет выноса их чайным растением, также и передвижения в нижележащие слои почвы при увеличении их подвижности (Gokhale N. G., 1958; Голетиани Г. И., 1965; Дараселия М. К., 1964; Саришвили И. Ф., 1958).

Помимо непосредственного влияния удобрений на изменение агрохимических свойств почв, их роль проявляется через создание мощных насаждений, дающих возрастающие по годам урожаи, а также листовой опад и материал шпалерной подрезки, которые оставаясь в почве, способствуют накоплению и новообразованию гумуса и связанному с ним улучшению физических свойств почв (Бзиава М. Л., 1973; Ониани М. И., 1960; Голетиани Г. И., 1958; Пирцхалайшвили С. X., 1958; Чантурия И. А., 1970).

Кроме того, с урожаем ежегодно отчуждается значительное количество различных макро- и микроэлементов, которые не содержатся в удобрениях и, таким образом, за период в 30—50 лет создается дефицит их в почвах. Все эти изменения, происходящие в результате интенсивного ведения монокультуры, в конечном итоге сказываются на получении эффекта о применяемых технологических приемов и диктуют необходимость постоянного их совершенствования с целью получения высококачественного продукта (Бзиава М. Л. 1973; Цанава В. П., 1979; Цанава В. П., 1971; Раджабова Т. К. и др., 1974).

Положительной стороной влияния разностороннего питания чая в сбалансированных дозах, а также подбора соответствующих форм является накопление в почве подвижных соединений азота, фосфора, калия и магния, количество которых вместе с гумусом характеризует возросший уровень плодородия почвы (Бзиава М. Л., 1973; Gokhale N. G., 1959; Данина В. П. и др., 1976; Урушадзе Г. Н., 1937; Саришвили И. Ф., 1974).

Таким образом, все изменения в почвах чайных плантации, как нежелательные, так и целенаправленные сводятся к созданию и увеличению степени окультуренности естественно бедных субтропических почв.

Результаты влияния длительного внесения сульфата аммония на агрохимические свойства почв двух опытных участков (закладки 1932 и 1953 годов). О значительных различиях в исходных характеристиках почв опытных участков можно судить по вариантам (без удобрения), которые сохранились в таком виде с момента плантажной обработки почвы и посадки насаждений. Чай этих вариантов низкорослый, с очень низкой урожайностью, поэтому вынос питательных элементов и накопление гумуса и общего азота здесь хотя и идет, но в гораздо меньшей степени, чем под насаждениями, получающими азот.

При сравнении этих двух участков видно, что почва опыта № 75 более кислая (обменная кислотность 7,86 мг-экв. по сравнению с 4,9 мг-экв. на оп. уч. 27), с более высоким содержанием гумуса и общего азота и примерно одинаково низким содержанием подвижных соединений азота, фосфора и калия.

Влияние возрастающих доз азота, в первую очередь, сказывается на увеличении гумуса и общего азота, причем с годами этот процесс возрастает. На более бедной почве гумус увеличивается за 50 лет с 1,9% до 6,24% при внесении азота в дозе 200 кг/га, тогда как во втором опыте увеличение с 5,24 до 8,11% достигается при дозе 500 кг/га за 30 лет.

Все исследователи, которые специально занимались изучением проблемы гумуса в почвах чайных плантаций (Бзиава М. Л., 1973; Голетиани Г. И., 1958; Дараселия М. К., 1961, Тихомирова С. М., 1959; Саришвили И. Ф., 1974) отмечают его увеличение с годами, вызванное стимулирующим действием минеральных удобрений на продуктивность чайного растения и частично на микрофлору почвы. Косвенным факиром увеличения общей продуктивности чая и соответственно гумуса считается подкисление почв до рНС2O 3,8—4,5 которое оказывает благотворное влияние на чайные растения (Голетиани Г. И., 1958; Гусейнов Д. М., 1953).

В основных типах почв содержание азота в гумусе около 5% и соотношение C:N соответственно 1:20, тогда как в естественных красноземах оно около 3% и соответственно соотношение C:N 1:16 (Болотина Н. И., 1947; Бзиава М. Л., 11)49).

Чантурия И. А. (1970), изучая роль возрастающих доз азота в изменении агрохимических свойств почв нашел, что доля углерода в соотношении C:N в почвах чайных плантаций составляет 12,4 и 10,1 для красноземов и субтропических подзолистых почв соответственно и с увеличением доз азота из красноземных почвах падает с 12,7 на РК до 10,6 при N300 кг/га. В приводимых выше опытах получены противоречивые результаты. В почве оп. уч. 27 соотношение С:N с увеличением доз возрастает с 1:7 до 1:10, а на оп. уч. № 75 — падает с 1:9,5 до 1:7,5. Причины такого разногласия в данных кроются в разнице между уровнем плодородия исходных почв, и различной скорости накопления общего азота, в возрасте насаждений, в введении более жесткого сбора в последние 10 лет, когда насаждения чая оп. уч. № 75 достигли полновозрастности. На более плодородной почве роль азота удобрения более видна в накоплении азотистых составных частей гумуса, так как при высокой урожайности и жестком сборе в течение 10 последних лет из участка в почву попадало значительно меньше материала шпалерной подрезки, тогда как за и летний период при сравнительно более низкой урожайности последние 10 лет не смогли значительно изменить направленность процессов гумусообразования и здесь углеродный компонент во вновь попадающих в почву растительных остатках продолжает преобладать. В более длительном опыте нарастание гумусового профиля с увеличением доз азота возрастает, тогда как во втором опыте уже на глубине 15—30 см в органическом веществе преобладает азотистый компонент, очевидно минерального происхождения. На старых плантациях и Японии установлена прямая зависимость между глубиной гумусового слоя, лучшим развитием чая и физическими свойствами почвы. Подобная картина наблюдалась при умеренном азотном питании.

Приводятся результаты определения группового состава гумуса в почве длительного опыта по испытанию способов внесения и заделки в почву азота и подрезочного материала чая. В зависимости от различных приемов соотношение С:N значительно меняется. Без заделки азота и подрезочного материала степень гумификации последнего наиболее высокая. В этом случае углерод гуминовых кислот преобладает над углеродом фульвокислот. При отсутствии заделки только подрезочного материала преобладает углерод фульвокислот. Оставление подрезочного материала на плантации значительно увеличивает количество гумуса в почве, особенно при заделке в почву совместно с азотным удобрением. Однако в случае выноски с плантации подрезочного материала качественный состав гумуса почвы значительно лучше.

Более плодородная почва высокоурожайной чайной плантации, (опытной уч. 75) характеризуется более высокими показателями актуальной и потенциальной кислотности, которые с увеличением доз азота возрастают. В этом случае наблюдается передвижение алюминия в нижние слои почвы. Определение микроэлементов в почве опытного участка № 27 (Габисония М. В., 1977) показало, что наряду с алюминием наблюдается увеличение подвижности железа, магния, марганца, цинка и меди. Обеднение ими ППК связано как с выносом ниже корнеобитаемого слоя, так и с выносом урожаем и отсутствием его восполнения за счет удобрений. На менее кислой почве оп. уч. № 27 эти сдвиги выше, чем на более кислой почве. С увеличением доз азота количество подвижных соединений азота, фосфора и калия возрастают, что свидетельствует об увеличении уровня плодородия почв чайных плантаций под влиянием систематического внесения минеральных удобрений под чай.

Попытка классифицировать почвы чайных плантаций по степени их окультуренности (Саришвили И. Ф., 1974) не нашла применения, так как на существующих чайных плантациях в основном по всем показателям достигнуты высокие значения, но, учитывая, что рост урожайности уменьшается с годами, необходимо причину искать уже в устранении избыточной кислотности и в восстановлении нарушенного соотношения катионов в почвенном поглощающем комплексе.

Изучение свойств ППК показало, что с увеличением доз азота в почве емкость поглощения возрастает в основном за счет поглощения аммония и водорода, а степень насыщенности почв основаниями падает.

Различный уровень плодородия исходной почвы и кислотность определяют количественный показатель степени насыщенности ППК основаниями, которая меняется на оп. уч. 75 от 8—10% при низком обеспечении азотом до 6,0—6,8% при дозах азота 300—500 кг/га, а на оп. уч. 27 — от 36,6% на безудобренном варианте до 8,72%, при внесении N300 кг/га. Таким образом, то или иное состояние ППК определяется не только количеством кальция и магния, находящихся в поглощенном состоянии, сколько гидролитической кислотностью. Причем на данном этапе увеличение подкисления почв, которое коррелирует с увеличением урожайности, примерно, до дозы 300 кг/га и затем стабилизируется, не являясь отрицательным фактором. Аналогичные результаты получены в Японии.

Д. И. Ониани (1960) связывает увеличение гумуса в потах чайных плантаций при систематическом внесении физиологически кислых минеральных удобрений с увеличением емкости поглощения почв и уменьшением суммы поглощенных оснований.

Использование методов математической статистики позволяет в длительных полевых опытах установить в пределах изучаемых уровней обеспеченности оптимальную для конкретных почвенно-климатических условий дозу (Marwaha R. S., 1976; Кореньков Д. А., 1976; Перегудов В. И., 1978; Перегудов В. В., 1977).

С целью аналитического выражения зависимости между урожайными данными и вносимыми дозами азотных удобрений и расчета оптимальных доз с прогнозированием перспективного роста урожайности под влиянием изучаемого фактора, были проанализированы данные этих же двух полевых опытов с дозами азота (Антадзе Г. В., 1978; Цанава В. П. и др., 1979). Первый этап моделирования (Антадзе Г. В., 1978) показал, но при фиксированных дозах рост урожайности определяется возрастом насаждений. Дальнейшее моделирование роста урожайности чайного куста (Цанава В. П. и др., 1979) показал, что зависимость между урожаем и дозами удобрений описывается следующими уравнениями.

у1 = -0,0008365 х2+0,386 х+9,578 (1).

для опытного участка № 27

у2 = -0,000367 х2+0,306 х+43,13 (2).

для опытного участка № 75.

Подставив в уравнения 1 и 2 последовательно увеличивающиеся дозы азота с интервалом 20 кг, были вычислены теоретические урожаи для обеих опытов, которые с высокой степенью точности совпадают с экспериментальными данными полевых опытов.

Зависимость урожая от вносимых доз азотных удобрений выражается кривыми. Эти кривые показывают, что фактические отклонения расчетных значений от эмпирических находятся в доверительной зоне и незначительно отклоняются от эмпирических данных, а ожидаемый максимум урожая лежит в пределах доз 200—206 кг/га N для опыта № 27 и 380—450 кг/га N для опыта № 75.

Наращивание массы флешей чайного куста под воздействием азотных удобрений рассчитывается по формулам 3 и 4

y11 = -0,001672×4-0,386 (3)

У12 = -9,000734×4-0,306 (4)

Из уравнений 3 и 4 вытекает, что начальные дозы резко стимулируют рост чайного куста, но с их увеличением скорость нарастания зеленой массы уменьшается. Уравнения 3 и 4 позволяют рассчитать оптимальную дозу азота, которая для опыта № 27 лежит в пределах 230±30 кг/га, а для опыта № 75 — 416±35 кг/га. Дальнейшее увеличение доз не влечет за собой повышения урожая, а может вызывать его снижение. Эти уравнения могут быть использованы для расчета доз азотных удобрений с учетом урожая на следующий год

Применение математического моделирования для прогноза роста урожайности чая и диагностики питания
Метод математического моделирования может найти широкое применение в исследованиях по агрохимии, в особенности при диагностике питания субтропических культур, при прогнозе роста урожайности и его оптимизации за счет применяемых удобрений. Этому в значительной степени способствует наличие богатого экспериментального материала, полученного в условиях многолетних полевых опытов.

Наиболее простой тип моделирования заключается в использовании различного вида уравнений (экспоненциальные, логарифмические, полиномы) для описания взаимосвязей между урожаем чая и (или) дозами азота, содержанием доступного азота в почве, различных фракций азотсодержащих веществ в составе азотного фонда почв, общего азота в хозяйственно-ценной части урожая для целей диагностики питания чая.

При изучении азотного фонда почв была найдена зависимость между нормами азота и трудногидролизуемым азотом почвы экспоненциального вида:

у = а ехр вх (1)

а между нормами азота и содержанием минерального или легкогидролизуемого азота полиномом первой степени и логарифмическая соответственно (2,3):

у = ахв (2)

у = а+в Inx (3)

Выявленные зависимости отображают статистически достоверные закономерности в формировании различных групп азотистых соединений почвы, а сопоставление этих данных с урожайностью многолетнего полевого опыта по дозам азотных удобрений позволило смоделировать процесс формирования урожая чая в зависимости от содержания минерального или легкогидролизуемого азота в почве, который описывается уравнением вида (Шабанов В. В., 1973):

у = в2 ехр (х—в3)2/в1 (4)

Для урожайности в пределах 20—150 ц/га это уравнение имеет вид:

у—100,244 ехр/—(х—43,810)2 123,105) (5)

При урожайности, выходящей из рамки экспериментальной (выше 150 ц/га) растут ошибки коэффициентов и остаточная дисперсия, что свидетельствует о наличии в этом случае другой аналитической зависимости. Построенная модель позволяет рассчитать урожайность, которая обеспечивается определенным уровнем содержания минерального или легкогидролизуемого азота в почве.

Для более высоких уровней урожайности или норм азота и содержания легкогидролизуемого азота в почве были найдены экспоненциальные зависимости вида:

у = а ехр (вх) (6)

Анализ полученных уравнений показал, что внутри определенного интервала урожайности закономерности изменения дегкогидролизуемого азота по методу Тюрина и Кононовой и гидролиза 1н H2SO4 одинаковы, что дало возможность выделить две градации урожая и соответственно содержания легкодоступного азота в почве. Расчетные значения близки к экспериментальным. Анализ этих уравнений показывает, что закономерности изменения легкогидролизуемого азота (по обеим методам) одинаковы и при разном уровне урожайности, что также подтверждает истинность данной зависимости и при разных способах сбора чайного листа. Полученные при расчетах данные можно использовать в качестве прогноза урожайности при составлении плановых заданий:

Статистический анализ, используемый в качестве диагностического признака, позволил обосновать достоверную разницу в азотном фонде красноземных и субтропических подзолистых почв чайных плантаций.

Так, используя зависимость вида:

у = аевх (7)

было показано, что в красноземах имеет место нелинейная зависимость между уровнем обеспеченности азотом (дозы) или урожаем и легкогидролизуемым азотом, а в субтропических псевдоподзолистых почвах — негидролизуемым азотом. И, таким образом, уровень урожайности и уровень питания чая на красноземных почвах можно контролировать по легкогидролизуемому азоту, а на субтропических псевдоподзолистых почвах — по негидролизуемому.

Система почва — чайное растение — удобрение является многофакторной, многоплановой и не поддается описанию простыми линейными уравнениями.

На полновозрастных чайных плантациях с введением о практику статистических методов анализа появилась возможность количественно разделить долю урожая, определяемую уровнем питания и уровнем обеспеченности почв подвижным азотом, а также определить расчетную дозу азота, внесение которой гарантирует определенную прибавку урожая при данном уровне плодородия почв. Для этих целей были использованы опыты с дозами азота от 100 до 500 кг/га, заложенные в 1972 году в Зугдидском районе на подзолистых почвах в Зеда-Эцерском совхозе-техникуме на разных по уровню урожайности плантациях.

За основу расчетов взяли сумму азота воднорастворимого и поглощенного аммония и нитратов и урожай зеленого листа за те же годы, когда проводились химические анализы (1975—1976).

Зависимость между нормами азота и запасами минерального азота носит линейный характер и описывается уравнениями вида

у = а+вх (8)

Зависимость между урожаем и запасами минерального азота в почве носит другой характер и хорошо аппроксимируется уравнениями вида:

у = а ехр(вх) (9)

где у — урожай, х — содержание доступного азота в почве, а и в —искомые коэффициенты.

Уравнения регрессии для мая, июня, сентября соответственно имеют вид:

у = 49,262 ехр (0,003х) (10)

у = 39,878 ехр (0,013х) (11)

у = 42,753 ехр (0,019) (12)

На основании данных уравнений (10, 11, 12) можно рассчитать урожай, который определяется только уровнем минерализации азота в почве, с одной стороны, и возможный урожай, который обеспечивается теми или иными дозами азотных удобрений — с другой. Теоретически возможные урожаи чайного листа, полученные за счет или при участии минерального азота, соответствуют фактическим урожаям только при уровнях урожайности 40—50 ц/га, полученных при умеренных нормах азота. Во всех остальных случаях значительная разница между фактическими и расчетными значениями урожаев свидетельствует о том, что данная зависимость не соответствует фактическому положению, то есть урожай не определяется запасами минерального азота в почве, который закономерно возрастает с увеличением норм азота в почве.

Длительное и систематическое внесение различных норм азотных удобрений на чайных плантациях создает определенный уровень содержания доступного азота в почве. Так количество легкогидролизуемого азота (по Тюрину и Кононовой) для почвы высокоурожайной чайной плантации меняется в 0—20 см слое от 8,7 до 42,9 мг/100 г почвы, среднеурожайной — от 7,6 до 28,0 и низкоурожайной от 6,4 до 19,6 мг/100 г почвы.

Таким образом, различный уровень урожайности чайных плантаций при одних и тех же нормах азота определяется специфическим для данного уровня урожайности запасом доступного азота в почве. Причем, с увеличением норм азота количество легкогидролизуемого азота возрастает, хотя и не линейно, до нормы 500 кг/га, тогда как урожай растет только до определенной, более низкой нормы.

Применение корреляционного и регрессивного анализов для описания взаимосвязей между запасом легкогидролизуемого (доступного для растений) азота, с одной стороны, и урожаем или нормами азота — с другой, показало, что они хорошо аппроксимируются уравнениями вида:

у = 30,877 ехр(0,0334х) (13)

где у — урожай, х — содержание легкогидролизуемого азота в почве.

у = 90,2 + 2,3х (14)

где у — норма азота, х — урожай.

Анализ уравнения (13) показывает, что лишь только часть урожая определяется запасами легкогидролизуемого азотом в почве. Наиболее близкая корреляция получена в пределах содержания легкогидролизуемого азота 30—40 мг/100 г почвы для высокоурожайной плантации, 20—30 мг — для среднеурожайной и 10—20 мг/100 г почвы — для низкоурожайной. Остальная прибавка определяется неучтенными факторами, из которых наиболее вероятным является азот, внесенный с удобрениями в данном году.

Расчетная доза азотного удобрения, полученная по уравнению (14), описывающему практически линейную зависимость между дозами азота и урожаем, совпадает с практически используемой не во всех случаях. В пределах каждого уровня урожайности оптимальными являются разные дозы. Так для высокоурожайной плантации возможно получить урожай 120—130 ц/га при внесении азота в дозах 350—400 кг/га, 60—70 ц/га, — 230—250 кг/га, 40—50 ц/га — до 200 кг/га азота.

На вариантах внесения пониженных доз азота большая разница между теоретическими и фактическими значениями свидетельствует о том, что здесь определяющим является какой-то другой фактор, по всей вероятности возраст насаждений, запасы доступных питательных веществ в почве систематическое ежегодное внесение минеральных удобрении и ряд других моментов. Однако эти факторы не в состоянии поднять уровень урожайности до среднего.

Изменения урожайности в зависимости от различных факторов (нормы азота, содержание легкогидролизуемого азота и почве, общего азота в листьях) описывается уравнением вида:

у = в2ехр (—/х—в3/2/в1) (15)

где у — урожайность, х — содержание того или иного фактора, В1 — оптимальное его количество, В2 — потенциальная урожайность, в3 — искомый коэффициент, который подбирается и который зависит от характеристики сорта, вида, зоны и т. д.

С учетом полученных коэффициентов данное уравнение имеет вид при х — нормы азота, у — урожай:

у = 117,57 ехр (—/х—49,789/2/1719,1) (16)

при х — содержание легкогидролизуемого азота в почве, у — урожай

у = 37,251 ехр (—/х—2,0059/2/16,144) (17)

при х — содержание общего азота во флешах, у — урожай (18)

Данные модели были проверены на других многолетних полевых опытах с чаем и были получены близкие данные в пределах урожайности от 2 до 15 т/га, содержании в почве легкогидролизуемого азота до 40 мг/100 г и общем азоте в листьях от 3,6 до 5,9%, что позволило выделить три уровня урожайности (низкий, средний, высокий), которые обеспечиваются соответствующими нормами ежегодно вносимого азота и которые характеризуются соответствующими запасами доступного азота в почве и общего — в урожае.

Полученные данные дают возможность на основании определения доступного азота в почве и общего азота во флешах выделять участки соответствующего уровня обеспеченности азотом, прогнозируя им урожайность и рекомендуя определенные нормы азота. Так при низком уровне обеспеченной и азотом возможно получение урожая 10—40 ц/га при нормах азота не выше 200 кг/га и в этом случае содержание доступного азота в почве по Тюрину и Кононовой оптимально будет 7—15 мг/100 г и общего азота во флешах 3,5—4,8%. При высоком уровне обеспеченности можно получать до 130 ц/га и выше зеленого чайного листа при содержании доступного азота в почве 25—40 мг/100 г почвы и общего азота в листьях 5,3—5,9%.

Различные варианты урожайности, норм азота, содержания доступных его форм в почве и валовых в растении, используемые для проверки модели показали, что в отдельных случаях ошибки коэффициентов растут, свидетельствуют о том, что некоторые данные не укладываются в разработанную модель. Отбросив их, мы получили расчетные значения урожайности, которые в некоторых рангах норм близки к фактическим. Для высокоурожайной плантации, где оптимальными являются нормы азота 300—400 кг/га (уровень урожайности 70—130 ц/га), имеется четкая зависимость урожая от норм азота, что дозволяет диагностировать его по данным химического анализа листьев, для среднеурожайной (40—70 ц/га) при оптимальных нормах 200—300 кг/га имеется четко выраженная зависимость урожая и запасов доступного азота в почве, а низкий урожай (10—40 ц/га) слабо зависит как от норм азота, так и от запасов доступного азота и почве.

В случае низкой обеспеченности имеется некоторая возможность применить метод листовой диагностики для прогнозирования возможного в этом ранге урожая.

Такая разница в выявленных закономерностях объясняется тем, что азот не является единственным фактором, определяющим уровень урожайности. Помимо него большое влияние оказывают почвенные условия, уровень агротехники, индивидуальные возможности сорта и ряд других.

Приведенные выше данные также убедительно свидетельствуют о том, что простым увеличением норм азота перейти из одного уровня урожайности в другой нельзя, что здесь требуется целый комплекс факторов, в том числе и применение удобрений. Эти теоретические расчеты еще раз убедительно подтвердили правильность дифференциации норм азота для полновозрастных насаждений чая в зависимости от уровня урожайности.

Эффективность фосфорных, калийных, магниевых и органических удобрений на чайных плантациях в СССР
Фосфорные удобрения

Одним из важных условий получения высокого урожая чайных плантаций в условиях субтропических почв является применение фосфорных удобрений.

Многолетними исследованиями, проводимыми на красноземах и субтропических подзолистых почвах, установлено, что высокие дозы фосфора — 480 и 960 кг/га, внесенные 3 раза за 45 лет, дали почти одинаковые результаты, удваивая урожай по сравнению с фоном N. Было сделано заключение, что доза Р2О5 480 кг/га является оптимальной и обеспечивает высокую урожайность чайной плантации в последействии в течение 25—30 лет (Гамкрелидзе И. Д. и др., 1961; Гамкрелидзе Г. Л. и др., 1979; Ониани О. Г., 1974). На основании этих данных было рекомендовано периодически раз в 4 года вносить в 4-летнюю дозу фосфора на почвах «низкообеспеченных» фосфором, с целью быстрого перевода их в ранг «обеспеченные» с последующим ежегодным внесением по картограммам.

Прибавка урожая от последействия высоких доз приближается к эффективности ежегодного внесения дозы 120 кг/га. На фоне малых доз фосфора (120—240 кг/га Р2О5) повторное внесение через 20 лет последействия дает увеличение урожая до 50%. На фоне больших доз прибавка от повторного внесения фосфора незначительна.

Изучение эффективности систематического внесения и последействия различных форм фосфорных удобрений (простой суперфосфат, фосфоритная мука, томасшлак) на полновозрастных чайных плантациях на красноземах показало большую эффективность фосфоритной муки. Повторное внесение всех отмеченных форм фосфорных удобрений значительно превосходит прибавку от их последействия.

В последние годы большое внимание уделялось изучению различных форм фосфатов в почве. Исследование превращения разных форм фосфорных удобрений показало, что используя метод Чанга и Джексона можно извлечь из почвы 70—80% валового фосфора и почти полностью фосфор внесенного удобрения. Установлено, что преобладающая часть неорганического фосфора в красноземах и желтоземах связана в виде труднорастворимых соединений фосфора, главным образом в форме фосфатов железа и алюминия (Гамкрелидзе Г. Л., 1979, Ониани О. Г. и др., 1974).

Калийные удобрения
Эффективность калийных удобрений проявляется на полновозрастных длительно удобряемых азотом и фосфором чайных плантациях. (Данные Годзиашвили Г. С., 1949; Урушадзе Г. Н., 1954; Гамкрелидзе И. Д., 1961; Урушадзе Г. Н., 1960).

Из испытанных доз калийных удобрений в последействии на красноземах Анасеули лучшие результаты получены от доз К2O — 240 и 480 кг/га. При повторном внесении существенной разницы в эффективности доз калийных удобрений не обнаружено за исключением желтоземов Имеретии, где максимальная прибавка урожая получена от доз 200 и 400 кг/га. Правда в этом опыте периодичность внесения юз сохранялась с момента закладки опыта. Дозу К2О — 100 кг/га вносили ежегодно, 200 и 400 — соответственно раз в 2 и 4 года.

Большинство авторов разницу в эффективности доз и преимущество внесения высоких доз с оставлением на последействие объясняют созданием определенных запасов доступного в почве калия. Оптимальные прибавки, как правило, получаются при содержании доступного К2О порядка 25 мг/100 г почвы. При более высоком содержании сохраняется высокий уровень урожайности, но достоверных прибавок не получается. Внесением в запас на ряд лет можно добиться более быстрого перевода почв в ранг обеспеченных.

Калий в основном вносят в виде калийной соли, однако имеются данные о положительных результатах от внесения сульфата калия (Ониани О. Г., 1981).

Магниевые удобрения
На длительно удобряемых минеральными удобрениями старых чайных плантациях в последние годы замечены симптомы магниевого голодания, что обусловлено значительным выносом магния с урожаем, перемещением вниз по профилю вследствие усиления его подвижности и отсутствия восполнения запасов за счет внесения с удобрениями (Какабадзе Т. Г., 1981).

Прибавка от магнийсодержащих удобрений достигает 18—43%. Химический анализ почвы и растений показал, что оптимальному по урожайности варианту соответствует содержание в почве подвижного MgO не ниже 5 мг/100 г, а в старых листьях не менее 3% (Годзиашвили Г. С. и др., 1979).

Потребность в магниевых удобрениях возрастает в связи с внесением повышенных доз калийных удобрений вследствие антагонизма между этими двумя элементами (Какабадзе Т. Г., 1981; Габисония А. М., 1979).

Оптимальным является внесение магниевых удобрений из расчета 100—150 кг/га MgO при содержании калия в почве выше 25 мг/100 г и магния 6—8 мг/100 г почвы (Годзиашвили Г. С., и др., 1979; Какабадзе Т. Г., 1981). Из форм магниевых удобрений перспективными следует считать сульфат магния и аммошенит (Годзиашвили Г. С. и др., 1979).

Сложные удобрения
В последние годы с увеличением поставок в Закавказье сложных удобрений началось испытание их под разновозрастные насаждения чая.

Устойчивый Эффект (13—22%) получен на старых чайных плантациях от применения нитрофоски, нитроаммофоски, карбоаммофоски и фосфата мочевины по сравнению со смесью простых туков (Берадзе М. З., 1986).

Органические удобрения
Для устойчивого возделывания чайной культуры и поднятия плодородия бедных, смытых, эродированных, реплантированных и с тяжелым механическим составом почв целесообразно совместное внесение минеральных и органических удобрений (Бзиава М. Л., и др., 1982).

Результаты длительного полевого опыта с чаем показывают, что за 18 лет ведения опыта максимальная эффективность получена от внесения навоза (18%), которому незначительно уступает зеленое удобрение (15%), а влияние чистого торфа в 2 раза слабее. На фоне полного минерального удобрения эффект от органических удобрений выше.

Бзиава М. Л. (1973), Бзиава М. Л. и др. (1982) рекомендуют внесение на молодых плантациях осенне-зимних сидератов, выращенных на стороне или в междурядьях. При заделке их в почву наблюдается устойчивый эффект в течение ряда лет даже на полновозрастных насаждениях.

В результате длительного применения минеральных и органических удобрений, при многолетнем выращивании чая в почве накапливается большое количество листового и корневого опада, материала шпалерной подрезки и минерального азота, вносимого с удобрениями. При этом происходит накопление органического вещества и количество его за период 25—30 лет возрастает на 2—2,5% (Daraselia М. К. and others, 1982; Бзиава М. Л., 1973; Цанава В. П., 1985).

В агрохимической литературе имеются данные, подтверждающие существенное влияние длительного применения минеральных удобрений на агрохимические свойства почв. Исследования М. Л. Бзиава (1973) показали, что кроме количественного изменения гумуса красноземных почв, он претерпевает глубокие качественные изменения. В частности фульватный тип гумуса меняется на гуматный.

Гумус целинной красноземной почвы характеризуется низкой оптической плотностью (2,5—3,0), степень гумификации составляет 34—36%, в групповом составе преобладают фульвокислоты.

Более поздние исследования фракционного и группового состава гумуса разновозрастных чайных плантаций (Контридзе А. Н. и др., 1982) позволили заключить, что имеется определенная зависимость влияния различных факторов гумусонакопления на его качественный и количественный состав. Так при длительном внесении азотных удобрений в фракционном составе появляется фракция ГК 2 + 3 (ГК связанные с кальцием, глинистой фракцией и устойчивыми полуторными окислами), что свидетельствует об идущей конденсации гумусовых веществ, а также падает доля нерастворимого (лигнинного) остатка. Подрезочный материал, заделываемый систематически в почву, трансформируется в гумус с явным увеличением «агрессивных» ФК (ФК 1а +1), а корневой опад — прочносвязанных ФК и различных фракций ГК.

Влияние удобрений на биохимические показатели качества чайного сырья и готовой продукции
Систематическое внесение высоких доз минеральных удобрений в течение нескольких десятилетий наряду с повышением урожайности, несомненно, должно влиять на качество чая. В работах по влиянию минеральных удобрений на качество сырья и готового чая в основном определялись чисто технологические показатели, такие как танины и экстрактивные вещества.

Количество их довольно значительно менялось под влиянием экологических и агротехнических факторов, среди которых одно из ведущих мест принадлежит удобрениям. По данным одних авторов Урушадзе Г. Н. (1954), Бзиана М. Л. (1973), Манн Гарольд (1914), Купер Ф. П. (1931), Карпентер Р. А. (1919), Шавишвили М. Н. (1940), Воронцов В. Е. (1946), внесение высоких доз азота ухудшает качество чая, как правило, из-за нарушения его соотношения с фосфором и калием. Увеличение доз этих элементов увеличивает содержание танинов и экстрактивных веществ. По данным других Рекомендации ЦЧП (1956), Гочолашвили М. М. (1933), Наканидзе И. А. (1962) оптимальным дозам азота соответствуют самые высокие показатели качества, причем в зависимости от возраста насаждений и условий произрастания дозы азота, которыe являются оптимальными, отличаются друг от друга. По Габисония М. Л. (1961) для 10-летних насаждений чая в Грузии оптимальной является доза азота 280 кг/га, по Раджабовой Т. К. (1962) для Азербайджанской ССР 90—180 кг/га. По последним рекомендациям (Цанава В. П. и др., 1981) для полновозрастных насаждений чая в Грузии оптимальной является доза 300—350 кг/га, в Азербайджане 300—400 кг/га, в Краснодарском крае РСФСР 300—500 кг/га. Отрицательное влияние доз азота (Нижарадзе А. И., 1946) объясняет тем, по в этом случае усиливается вегетативный рост и вследствие этого флеши обедняются танинами и экстрактивными веществами.

Джмухадзе К. М. (1960) считает, что при одностороннем применении повышенных доз минеральных удобрений уменьшается содержание дубильных веществ и катехинов, особенно галловых эфиров катехинов, а при одностороннем применении азотных удобрений происходят глубокие изменения в углеводном, фосфорном и белковом обменах в растениях. Шавишвили М. Н. (1951) считает, что при внесении высоких доз азота получается сырье с повышенным количеством общего азота и белков, которые связывают определенное количество танинов в процессе переработки сырья на готовый чай и переводят их в нерастворимое состояние.

В настоящее время большинство исследователей в СССР Канава В. П. (1985), Тенейшвили П. П. (1979), Раджабова Т. К. (1962) считают, что оптимальная доза азота, которая колеблется от 200 до 300 кг/га, при внесении совместно с фосфорными и калийными удобрениями, а иногда и органическими удобрениями, способствует получению сырья хорошего качества.

Наличие многолетних (более 40 лет) полевых опытов во ВНИИЧСКиЧП по основным вопросам питания чая позволяет получать довольно точную информацию о влиянии данного фактора как на урожай, так и на качественные показатели сырья и готового чая.

Определение таких показателей, как танин и экстрактивные вещества отражают потребительскую оценку чая, так как превращение танинов способствует образованию характерных для черного чая аромата, вкуса и цвета настоя, а количество растворимых веществ указывает на полноценность настоя, как пищевкусового продукта.

Испытание доз азота на старых насаждениях (закладки 1929 г.) на почве среднего уровня плодородия чая местной популяции показало, что хотя общее количество танина и экстрактивных веществ ниже, что объясняется возможностями сорта в основном, лучшей дозой азота на усиленном фоне Р2К2 по влиянию на эти показатели является N — 500 кг/га, а при внесении на фоне Р2К2+навоз — (N — 300 кг/га).

По данным Бзиава М. Л. (1973) выход высококачественной продукции с применением только минеральных удобрений увеличивается на 20% по сравнению с продукцией, выработанной из сырья, собранного с неудобренных кустов, а валовой выход высококачественной продукции возрастает больше, чем в 9 раз при оптимальных дозах.

Таким образом, как для урожайности, так и для получения высоких качественных показателей повышение оптимальной дозы связано с увеличением уровня плодородия почв. Практически в настоящее время для большинства существующих насаждений оптимальной дозой азота является доза 300±100 кг/га, но даже внесение высоких, до 500 кг/га доз азота не влияет отрицательно, если оно произведено на высоком уровне обеспеченности фосфором и калием. Цанава В. П. (1985). Большое влияние на эффект доз азота в связи с качеством сырья оказывает полутяжелая подрезка чая. Этот эффект длится несколько лет.

Для широкого распространения чайного напитка большое точение имеет содержание в кем алкалоидов, таких как кофеин, теобромин, теофилин, среди которых наиболее важным шляется кофеин, оказывающий тонизирующее, бодрящее действие на человека. На содержание кофеина в зеленом чайном листе оказывают большое влияние возраст растения, сорт, условия и место произрастания, дозы и формы вносимых удобрений и др. (Габуния С. М., 1941).

Количество кофеина слабо увеличивается с увеличением доз азота параллельно с общим и белковым азотом и довольно сильно в зависимости от сорта и места произрастания чая. И из последнего автор делает вывод, что этот показатель до и известной степени может служить для оценки качества сырья.

Изучение изменения содержания кофеина во флешах чая в зависимости от доз азота в течение сезона вегетации показало, что с их увеличением до 400 кг/га количество кофеина возрастает в течение всего сезона и только в сентябре при общем, очень небольшом содержании кофеина, начиная с дозы 100 кг/га идет закономерное его уменьшение (с 2,0 до 1,6%).

Максимальным содержанием кофеина характеризуется сырье майского сбора. Этот факт дает возможность предположить, что его образование в растении в значительной степени определяется уровнем доступного азота в почве. Расчет доли азота кофеина в общем азоте флешей показал, что в целом его содержание колеблется от 5,0 до 12% и колебания в общем азоте не связаны с изменением азота кофеина, хотя тенденция уменьшения этого соотношения к концу сезона вегетации имеет место.

Действие норм азотных удобрений на чайное растение многопланово, неоднозначно оно и по влиянию на качество чаи (Джемухадзе К. М., 1940; Ishigaki К., 1978) было локацию, что применение азота под чай в виде сернокислого и хлористого аммония увеличивает содержание кофеина по сравнению с нитратными формами (аммиачная, калийная и кальциевая селитра), а увеличение танина на 2—5% выше при внесении нитратных форм азота.

Из форм азотных удобрений мочевина наиболее благоприятно влияет на качественные показатели полуфабриката чая и содержание танина и экстрактивных веществ во флешах, также как в варианте РК является наиболее высоким. При применении же аммиачной селитры в опытах с формами азотных удобрений получается чай с очень низкими качественными показателями. Как содержание танинов, так и экстрактивных веществ в целом по вариантам возрастает от весенних месяцев к лету и вновь падает в сентябре. Лучшими показателями характеризуется как сырье, так и готовый чай варианта внесения мочевины. Сульфат аммония, МФУ и аммиачная селитра оказывают примерно одинаковое влияние и уступают мочевине. Содержание кофеина наиболее высокое в мае, по всей вероятности связано со сроком внесения азотных удобрений. В мае месяце азот удобрения в почве в основном находится в виде минеральных соединений.

Несмотря на одинаковые качественные показатели фонового и варианта внесения мочевины, они значительно отличаются между собой по выходу высших сортов чая. В готовом чае, полученном при внесении всех форм азотных удобрений, особенно мочевины, гораздо выше количество первого сорта и высших сортов чая, что объясняется более высоким урожаем на этих вариантах.

Определение танина и экстрактивных веществ в сырье чая, собранного с делянок 50-летнего опыта, где азот вносится на фоне РК в период, когда начался жесткий сбор листа на плантации сорта местная популяция показало, что лучшие качественные показатели получаются при внесении сульфата аммония. Нитратные и амидные формы ему уступают.

Данный факт имеет двоякое объяснение. С одной стороны, чай хорошо развивается в условиях кислой реакции среды, при аммиачном источнике азота и систематическом внесении с удобрением серы, что является бесспорным и доказанным учеными многих стран. С другой стороны, при очень сильном подкислении почвы этой формой, длящемся больше 40 лет, при некотором падении урожая за последние годы при внесении сульфата аммония, подход флешей также происходит более замедленно и к моменту их сбора полученные побеги с вариантов внесения нитратных и амидных форм, росту которых не мешают неблагоприятные условия, оказываются более грубыми и зрелыми. Необходим дифференцированный подход к сбору чайного листа, выращенного при внесении различных форм азотных удобрений с целью своевременного сбора листа с хорошими показателями качества (Цанава В. П., 1985).

Изучение роли других удобрений показало, что фосфор мало влияет на качественные показатели (Ониани О. Г., 1974), а калийные удобрения способствуют увеличению содержания веществ, определяющих качество чайного листа (Ониани О. Г., 1981), однако, с увеличением доз калия выше 300 кг/га, как содержание танина, так и экстрактивных веществ падает (Ониани О. Г., 1981; Какабадзе Т. Г., 1981).

Такое отрицательное действие высоких доз калия очевидно связано с нарушением соотношения калия и магния в почве. Магний, при внесении высоких доз калия значительно медленнее поступает в растения из почвы вследствие антагонизма этих ионов. Лишь дополнительное внесение магния на фоне высоких доз калия повышает урожай и значительно увеличивает количество танинов и экстрактивных веществ.

Азот является ведущим, элементом, без которого практически невозможно получать современные высокие урожаи чая 100 и больше центнеров с га. Поэтому вопрос о влиянии удобрений на качество чая в основном надо рассматривать под углом зрения роли азота в образовании веществ, ответственных за получение продукта того или иного качества.

Использование стабильного изотопа 15N позволяет решать целый ряд связанных с качеством вопросов. В частности образование свободных аминокислот, придающих аромат чаю, а также белковых соединений, способствующих ухудшению качества настоя, тесно связано с вносимыми азотными удобрениями.

Изучение степени участия азота, вносимого под чай в виде 15N в образовании определяющих качество чая азотистых соединений показало, что количество азота удобрения возрастает с мая по сентябрь и в зеленом листе сентябрьского сбора небелковый азот и азот кофеина на 15—18% представлен азотом внесенного весной удобрения. Выделение различных белков показало наличие в них примерно одинакового количества азота удобрения. Общее количество азота в каждой фракции и в течение вегетационного периода резко меняется.

Более глубокое изучение роли различных азотных удобрений в формировании азотистого комплекса чая в микрополевых опытах с мечеными стабильным изотопом азота солями выявило различные пути и скорости поступления, включения и превращения их в старых листьях и флешах чая.

Внесенный в почву азот в виде сульфата аммония, мочевины и аммиачной селитры с первых дней обнаруживается во всех частях чайного растения, причем интенсивность включения в общий азот отдельных органов, а также в первые флеши, для азота мочевины и аммиачной селитры примерно одинаковая, а сульфат аммония им несколько уступает.

Превращение азота различных форм в чайном растении протекает различно в старых листьях и во вновь сформированных флешах. Азот мочевины во вновь сформированных флешах преобладает в белке и в небелковой фракции в основном в свободных аминокислотах, а азот сульфата аммония больше накапливается в кофеине, тогда как азот аммиачной селитры более быстро включается в белок старых листьев. Данный факт служит объяснением различного влияния форм азотных удобрений на химический состав и традиционные показатели качества чая.

Баланс внесенного азота и трансформация его в почве при возделывании чая
В Западной Грузии при возделывании чая, где систематические вносятся высокие дозы азотных удобрений, баланс азота положительный. Одновременно с ростом урожайности чая увеличивается уровень плодородия красноземных почв и в этих условиях появляется необходимость изучения структуры баланса внесенного азота, так как знание количественных характеристик потерь, коэффициента использования, степени закрепления в почве позволит их регулировать с целью оптимизации азотного питания чая в целом. Знание баланса внесенного азота перспективно в связи с увеличением роли химизации, с разработкой природоохранных мероприятий и в целом с регулированием взаимосвязей между человеком и природой.

Впервые под чаем общий баланс азота был составлен М. К. Дараселия (1964) в лизиметрическом опыте. По его данным коэффициент использования сульфата аммония чаем составляет 32%, примерно столько же теряется вымыванием и около 100 кг остается в почве.

Использование в экспериментах солей, меченых стабильным изотопом азота 15N, позволило более точно разделить пути использования внесенного азота под чай от азота почвы, дать количественную характеристику потерь азота удобрений и почвы вымыванием и улетучиванием при длительном внесении азотных удобрений. В целом ряде микрополевых, вегетационных опытов и лизиметрических исследований было показано, что коэффициент использования варьирует в зависимости от почвенных условий, применяемых форм азотных удобрений, возраста и сортовых особенностей растений, но не превышает 40% от дозы, в почве закрепляется 30—40%, теряется вымыванием и улетучиванием 20—30%.

В условиях микрополевого опыта, где изолированные железными каркасами кусты использовали азот удобрения из различных источников и где не представлялось возможным количественно непосредственно определить потери было установлено, что коэффициент использования наиболее высокий для сульфата аммония и наименьший для мочевины. Азот мочевины на 48% остается в почве, а потери суммарные вымыванием и улетучиванием наиболее высокие для аммиачной селитры.


Коэффициент использования азота основных форм азотных удобрений в условиях вегетационного опыта несколько нише, но по сравнению с многочисленными данными, опубликованными по однолетним культурам он является более низшим. В замкнутой системе вегетационных сосудов полностью Исключены потери вымыванием. Рассчитанные по разности потери улетучиванием наиболее высокие для сульфата аммония и наиболее низкие — для аммиачной селитры. Здесь по всей вероятности влияет фактор форм азотных удобрений дли определенного возраста. Установлено, что в очень молодом возрасте (2—4 года) оптимальной является аммиачная селитра, особенно на кислых почвах (В. П. Цанава, 1985). Во всяком случае коэффициент использования ее значительно выше других форм, однако степень закрепления азота мочевины и почве, как и в предыдущем опыте, выше.

Несмотря на некоторую разницу в статьях баланса в целом он складывается примерно одинаково для всех форм. Наиболее высокая степень использования из сульфата аммония, а непроизводительные потери уменьшаются либо за счет повышения степени использования, либо — усиления иммобилизации, причем среди потерь ведущее место занимает улетучивание. Потери азота вымыванием незначительные и не превышают 1% от дозы. Изучение водного режима почв субтропической зоны, проведенное М. К. Дараселия (1939, 1974) показало, что красноземные почвы под чаем характеризуются промывным режимом и потому такое большое значение удели лось с момента закладки плантаций изучению количественной стороны потерь азота вымыванием. М. К. Дараселия было показано, что эти потери в условиях лизиметров доходят до 30%

Использование стабильного изотопа азота 15N в лизиметрических опытах позволило В. П. Цанава (1976, 1979, 1985) показать, что эти данные завышены, так как в полевых лизиметрах без использования меченых азотных удобрений в категорию «азот удобрения» попадает собственно почвенный азот и азот почвы, дополнительно мобилизованный под влиянием внесения азотных удобрений.

Вымывание нитратного азота происходит в основном в осенне-зимний период. В целом потери азота вымыванием незначительны и в сумме он 3 года составляют 0,73% Для аммиачной селитры, 0,07 и 0,04% для мочевины и сульфата аммония соответственно. На ряду с азотом удобрения вымывается значительное количество почвенного азота, который при внесении аммиачной селитры в полтора раза, а при внесении мочевины и сульфата аммония в 4 и 3 раза превышает азот удобрения.

Научно-исследовательская работа, проведенная в лизиметрических опытах с почвами субтропической зоны (красноземы, субтропические подзолистые почвы, желтоземы и буроземы) в насыпных лизиметрах с различной глубиной профиля показала, что с уменьшением профиля количество азота удобрения увеличивается в промывных водах и при глубине 40 см составляет для мочевины 0,9—1,3%, а для аммиачной селитры около 1,5% от дозы.

Пути формирования в почве минерального азота, который передвигается по почвенному профилю, становится доступным растению, превращается в различные соединения, частично пополняя фонд органического азота почвы, можно с достаточной степенью точности проследить лишь при наличии меченого азота-15. Установлено, что интенсивность включения меченого минерального азота под чай зависит от уровни плодородия почв, времени взаимодействия, применяемых форм азотных удобрений и возраста насаждений чая (Цанава В. П. 1971, 1979, 1985).

Изучение скорости включения азота разных форм азотных удобрений в состав минерального азота почвы показало, что все формы азота по этому показателю значительно отличаются. Нитрификация внесенного аммонийного и амидного азота идет довольно медленно, особенно для сульфата аммония. Доля амидного азота мочевины во фракции нитратного азота достигает 25% через 5 месяцев после внесения. Динамика изменения нитратного азота в течение 5 месяцев говорит лишь о постоянстве образования его в почве за счет нитрификации, об интенсивности почвенных процессов, в частности нитрификация меняется в зависимости от вносимых форм азотных удобрений.

Имеет место значительное разбавление и аммиачного, и нитратного азота удобрений немеченым почвенным азотом. Особенно рельефно это видно для азота мочевины.

Изучение трансформации в почве азота этих трех форм показало, что имеет место значительная разини, во включении азота различных форм азотных удобрений в состав органического азота почвы.

К концу вегетации количество азота минерального удобрения перешедшего во фракцию органического растворимого азота составляет около 10% в 0—45 см слое почвы для сульфата аммония и аммиачной селитры, и 2% для мочевины, и в составе основного органического растворимого азота составляет около 10% в 0—45 см слое почвы для сульфата аммония и аммиачной селитры, и 2% для мочевины, а в составе основного органического вещества обнаружено свыше 20% азота удобрения в вариантах внесения сульфата аммония и мочевины и 11% при внесении аммиачной селитры.


Научно-исследовательская работа, проводимая в течение 50—60 лет в области питания чайного растения, позволила разработать систему удобрения, которая предусматривает дифференциацию доз, форм, способов внесения минеральных удобрений в зависимости от возраста насаждений, их сортовых особенностей, типа почв и уровня их плодородия. Установлена ведущая роль азотных удобрений, их влияние на урожай, качество чая и окружающую среду.

Для полновозрастных насаждений чая максимальной является доза 300 кг/га, дальнейшее ее повышение не является экономически рентабельным и не оправданным с точки зрения загрязнения окружающей среды.

Получение максимального эффекта от азота возможно лишь при оптимальном соотношении таких питательных элементов, как фосфор, калий, магний и ряд микроэлементов, индексы обеспеченности которыми взяты на вооружение государственной агрохимической службой и используются также для моделирования продуктивности чая и плодородия почв чайных плантаций.

Длительное систематическое внесение высоких доз физиологически кислых минеральных удобрений, в первую очередь азотных, способствовало созданию мощных насаждений, значительному увеличению уровня плодородия почв, и в то же время изменило соотношение питательных элементов в почве, способствовало обеднению почвенного поглощающего комплекса обменными основаниями, повысило актуальную и потенциальную кислотность почв и усилило подвижность многих макро- и микроэлементов. Отрицательное влияние подкисления необходимо регулировать подбором форм азотных удобрении в частности внесением мочевины, а также микродоз магния и кальцийсодержащих удобрений.

Результаты исследований по балансу и трансформации азота в системе почва — чайное растение — окружающая среда позволили пересмотреть многие приемы внесения азотных удобрений и рекомендовать производству дифференцированное применение форм азотных удобрений в зависимости от возраста насаждений и pH. (до 10 лет при pH больше 4,0 вносится сульфат аммония, до 25 лет при pH 4,0—3,5 — аммиачная селитра, старше 25 лет и pH меньше 3,5 — мочевина), единовременное внесение всей дозы аммиачной селитры ранней весной, обязательная заделка азотных удобрений на 5—7 см, оставление в междурядьях подрезочного материала. Во эти мероприятия также в значительной степени влияют на снижение непроизводительных потерь азота вымыванием и улетучиванием, способствуют реализации максимальной продуктивности данного сорта, получению сырья высокого качества и поддержанию чистоты окружающей среды.

В комплексе мероприятий по удобрению чайных плантаций большую роль играют органические удобрения, внесенные совместно с минеральными, особенно на истощенных жестким сбором насаждениях, заложенных на бедных, смытых или эродированных почвах.

Рекомендованная в настоящее время система удобрении чайных плантаций является довольно гибкой, однако она систематически должна уточняться с увеличением возраста насаждений с учетом всех изменений химического состава растений и агрохимических свойств почв.

Источник: М.К. Дараселия, В.В. Воронцов, В.П. Гвасалия, В.П. Цанава. Культура чая в СССР. «Мецниереба». Тбилиси. 1989


Понравилась статья? Поделись с друзьями!


Обсуждение закрыто.