Вегетационные опыты с почвенной изоляцией удобрений
Распределение в почве удобрений имеет большое значение для их действия. В вегетационных опытах можно создать различное размещение в почве удобрений. Решение ряда вопросов — о равномерности распределения удобрений, о взаимоотношении различно удобренных растений, удобрении смешанных посевов, об использовании многосторонних и односторонних удобрений — требует постановки таких опытов, когда внутри сосуда с удобренной почвой часть ее остается неудобренной или удобренной иначе, чем остальная часть. Для решения этих вопросов мы разработали методику почвенной изоляции удобрений.
Постановку опытов при изоляции удобрений почвой не следует смешивать с опытами в изолированных культурах. При методе изолированных культур корни растений делят на несколько прядей между разными сосудами; при методе почвенной изоляции механического деления корней растений при посадке не производят, и корни сами распределяются между различно удобренной почвой. При набивке сосуд делят вертикальными перегородками на несколько секторов, в которые вносят различно удобренную почву. По окончании набивки перегородки вынимают, и все посаженные растения могут пользоваться всей почвой сосуда и распределять свою корневую систему по всему сосуду. При посеве растений на границе различно удобренных секторов каждое из растений находится в условиях, когда ему предоставлены равные возможности для развития корней в обоих секторах. Если же посев растений сделать не на границе, а внутри площади секторов, то получим посев растений на различно удобренных микроучастках почвы.
В первом случае, когда растения посажены на границе секторов, все они находятся в одинаковых условиях снабжения питательными веществами, и задача исследователя сводится к изучению того, как распределяются корни одних и тех же растений между различно удобренной почвой и как неравномерное размещение питательных веществ отразится на урожае растений. В том случае, когда растения посажены внутри различно удобренных секторов, они находятся в неодинаковых условиях снабжения питательными веществами, и эти различно питающиеся растения дают, как показали опыты, различные урожаи и вступают друг с другом в целый ряд закономерных взаимоотношений.
Техника постановки таких опытов несложна. В сосуд, после того как на дне его сделан дренаж из битого стекла и насыпан слой кварцевого песка, насыпают слой неудобренной почвы весом 500—1000 г. При набивке сосуда надо следить за тем, чтобы дренаж был достаточно хорошо устроен по всему дну сосуда, с тем чтобы во время поливки сосуда, которая делается через трубку, идущую сверху до его дна, происходило быстрое и равномерное распределение влаги по дну сосуда. Затем в сосуд вставляют тонкие жестяные перегородки, делящие его на несколько секторов. Обычно применяют деление на четыре сектора, из которых два противоположных получают одинаковое удобрение. В этом случае, если площадь сосуда равна 314 см2, площадь одного сектора равна всего 79 см2. После того как в секторы насыпана различно удобренная почва, в сосуд насыпают верхний защитный слой неудобренной почвы. Границы секторов отмечают на стенках сосудов, перегородки вынимают, насыпают тонкий слой кварцевого песка, и сосуд готов к посеву растений. Обычно при посеве овса высевают на площади каждого сектора по 6 растений двумя рядами, на расстоянии 2—2,5 см от границы с соседним сектором. Таким образом, при посеве внутри секторов все растения имеют на расстоянии всего 2—2,5 см иначе удобренную почву и на расстоянии всего 4—5 см — соседние растения, растущие в другом секторе. В данном случае растения могут использовать почву соседних микроучастков и должны оказать влияние на развитие соседних растений.
Опыты ставят с адсорбируемыми почвой соединениями (NH4, P2O5, K2O), с почвами тяжелого механического состава, при невысоких дозах удобрений и при умеренной поливке сосудов сверху и снизу. В этом случае боковое передвижение исключается. В сосудах под растениями накопления заметных количеств нитратов уловить не удается, что указывает на отсутствие передвижения азота, вносимого в форме аммонийных солей.
Дальнейшее развитие метод почвенной изоляции получил в опытах П.И. Ромашова. Изучая вопрос о смешанных посевах бобовых и злаковых трав и приемах удобрения чистых и смешанных посевов, П.И. Ромашов применил метод почвенной изоляции, дополненный введением половинных •сосудов. Если внутри одного сосуда одну половину его засеваем бобовыми, а другую злаками, то развитие тех и других зависит не только от использования корнями питательных веществ, но и от взаимоотношения между растениями над поверхностью почвы. Если одни половинные сосуды засеять злаками, а другие бобовыми, то, объединяя эти половинные сосуды, мы сохраняем надземную конкуренцию растений, а разъединяя их, исключаем се. Соединяя два половинных сосуда, мы должны приставить их плотно друг к другу и надеть на них общий чехол. Так как прогревание половинных сосудов может быть более сильное, чем круглых, необходимо тщательно обертывать сосуды несколькими слоями белого картона или помещать их внутри деревянного чехла.
Для изучения некоторых особенностей питания растений из неоднородной почвы использован предложенный Д.В. Федоровским тип сосудов для опытов с изолированным питанием растений и применена радиоактивная метка фосфатов для одного из двух объемов почвы, питающих растение. Эта методика позволяет фиксировать поступление воды и фосфатов из каждого объема почвы и учитывать влияние изменения почвенных условий в одном объеме на питание растений и поступление веществ из другого объема почвы. Применение сосудов этого типа позволяет не только размещать корни одного растения на изолированных участках почвы, но и ежедневно (а при желании ежечасно) учитывать расход воды из каждого отсека сосуда, из каждого участка почвы. Этот сосуд позволяет также изменить во время опыта режим влажности одной части почвы, поддерживая неизмененный режим влажности в другой ее части.
Сосуд представляет собой железную коробку с плотно закрепленной пустотелой перегородкой посередине. Внутри перегородки вставлена трехгранная ось сосуда (рисунок, а).
Перед набивкой при тарировке уравновешиваются части сосуда. Набивка одинаковых навесок почвы в отсеки сосуда не нарушает балансировки (рисунок, б). Вдоль перегородки высаживают от 3 до 16 растений, корни каждого-из них распределяются поровну между двумя участками почвы.
Во время опыта определяют общий расход, воды А по убыли веса всего сосуда, так же как в обычных вегетационных опытах (рисунок, в). Затем устанавливают сосуд на подставку и определяют расход воды из почвы каждого изолированного отсека сосуда. В случае разного расхода воды из участков почвы нарушается балансировка сосуда. Уравновешивая сосуд гирями, можно количественно учесть расход воды из каждой части сосуда (рисунок, г и д).
Определение это достаточно просто: если, например, общий расход воды А = 150 г, а для уравновешивания на правую часть сосуда потребовалось поставить гирю в 100 г (В), то расход воды из почвы правого отсека будет равен:
