677

ход в трубку – колошение, у зернобобовых и бобовых – цветение, у кормовых корнеплодов – начало образования корнеплода, у огурцов, томатов – начало плодоношения. Этот пе-

риод максимального потребления элементов питания, под которым понимают период наибольшего поглощения питательных веществ. Так, поступление азота в растения пшеницы к фазе колошения составляет до 97%, фосфора и калия – до 100% от общего; у белокочанной капусты к фазе рыхлого кочана азота поступает 95-96%, фосфора – 100% и калия – 97%, у картофеля к фазе цветения азота поступает 42 %, фосфора – 72% и калия – 71%

Различные сельскохозяйственные культуры различаются по размерам и интенсивности поглощения питательных элементов в течение вегетационного периода. Все зерновые злаковые (за исключением кукурузы), лѐн, конопля, ранний картофель, некоторые овощные культуры отличаются коротким периодом интенсивного питания, основное количество питательных элементов потребляют в сжатые сроки. Например, озимая рожь уже за осенний период поглощает 25-30% всего количества питательных элементов, тогда как сухая масса растений за это время достигает лишь 10% конечного урожая. Яровая пшеница за сравнительно короткий (около месяца) промежуток – от выхода в трубку до конца колошения

– потребляет ⅔-¾ всего количества питательных элементов. Средне- и позднеспелые сорта картофеля наибольшее

количество питательных элементов потребляют в июле: за этот месяц поглощается почти 40% азота, более 50% фосфора и 60% калия от конечного содержания их в урожае. Ранние сорта картофеля отличаются еще более сжатым сроком интенсивного потребления питательных веществ.

Лѐн имеет ярко выраженный период максимального потребления элементов минерального питания – от фазы бутонизации до цветения, хлопчатник основное количество пита-

61

тельных элементов потребляет с начала бутонизации до массового образования волокна в коробочках, а базилик – с начала цветения и до полного цветения ветвей первого порядка. Некоторые растения (кукуруза, подсолнечник, сахарная свѐкла, томат и др.) характеризуются более плавным и растянутым потреблением питательных элементов, поглощение которых продолжается почти до конца вегетации.

Отдельные элементы питания поглощаются растениями с разной интенсивностью: например, у кукурузы наиболее быстро идет потребление калия, затем азота и значительно медленнее поглощается фосфор. Поглощение калия полностью заканчивается к периоду образования метелок, а азота – к периоду формирования зерна. Поступление фосфора более растянуто и продолжается почти до конца вегетации.

Для масличных культур, характеризующихся сравнительно высоким содержанием фосфора в семенах, поступление его происходит в течение всего вегетационного периода, притом с высокой интенсивностью в момент формирования генеративных органов.

Потребление основных элементов питания сахарной свеклой также происходит неравномерно. В первую декаду после всходов соотношение N: Р: К в растениях составляет 1,5:1:1,4. В период интенсивного нарастания листьев оно изменяется в сторону увеличения поглощения азота и калия, составляя сначала 2,5:1:3, затем 3:1:3,5, а позднее 4:1:4. В период образования корнеплода и накопления в них сахаров соотношение между этими элементами становится 3,6:1:5,5, то есть особенно сильно увеличивается поглощение калия.

Обильное азотное питание в период образования корнеплодов и накопления в них сахаров нежелательно, так как стимулирует рост ботвы в ущерб росту корнеплода и сахаронакоплению. В этот период очень большое значение имеет

62

достаточный уровень обеспеченности растений калием и фосфором.

В конце вегетационного периода наблюдаются потери питательных элементов из растения. Эти потери обусловлены как отмиранием и опаданием листьев, так и экзосмосом питательных элементов из старых листьев.

Способы внесения удобрений Создание оптимальных условий питания растений

посредством использования различных способов внесения удобрений

Учитывая различную потребность растений в элементах питания, питание их целесообразно проводить дробно. В практике с целью удовлетворения потребности культур в элементах питания проводят основное, припосевное и послепосевное применение минеральных удобрений.

Основное внесение удобрений дают до посева растений в дозах, рассчитанных на питание в течение всего периода вегетации. Удобрения вносят под зяблевую вспашку или предпосевную культивацию на глубину от 12-15 до 22 см в слой основного роста корневой системы растений, весьма эффективным является внесение лентами с промежутками 15-20 см.

Припосевное удобрение вносят в гнѐзда, лунки при посадке овощных культур, посадочные ямы – при посадке пло- дово-ягодных культур, а под зерновые, зернобобовые, травы

– при посеве зернотуковыми сеялками в рядки ниже семян или вправо, влево от семян на 2-3 см, чтобы между удобрением и семенами была прослойка почвы. Дозы припосевного удобрения изменяются от 8 до 30 кг/га и зависят от биологических особенностей культур, от их отношения к концентрации солей.

Послепосевное удобрение – это применение удобрений в период вегетации растений, в первую очередь при чѐтко вы-

63

раженной физиологической недостаточности элементов питания для роста растений. Подкормки проводят корневые при междурядных обработках пропашных, овощных и плодовоягодных культур культиваторами растениепитателями КРН- 4,2, КРН-5,4 и некорневым опрыскиванием водными растворами удобрений разными концентрациями. Оптимальной концентрацией макроудобрений является 0,1-0,2%, допустимая – до 0,5% (исключение составляет мочевина, еѐ концентрация допускается до 10%), а микроудобрений – от 0,02-0,05%. Лучший период для подкормки – перед началом интенсивного роста растений утром до 10 или вечером после 17 часов.

Диагностика минерального питания растений

Урожайность сельскохозяйственных культур и качество растениеводческой продукции в значительной степени определяется уровнем минерального питания. Для определения обеспеченности культур элементами питания используют почвенную и растительную диагностику.

Почвенная диагностика. Учѐт доступных для растений форм элементов питания в почве – важная предпосылка для более рационального и обоснованного применения удобрительных средств в любом агроценозе. Систематический мониторинг агрохимических показателей почвы позволяет более объективно оценивать результативность как мероприятий по уходу за почвой в саду, так и систему применения удобрений, разработанную для конкретного агроценоза.

Для оценки почвы по степени обеспеченности подвижными (доступными) формами элементов и корректировки доз минеральных удобрений используют показатели (индексы) обеспеченности.

Растительная диагностика включает визуальную и химическую (тканевую и листовую).

64

Визуальная диагностика – определение обеспеченности растений по внешним признакам. При несбалансированном питании или длительном недостатке любого питательного элемента ход метаболических процессов в тканях растения глубоко нарушается. Это сказывается на интенсивности роста и развития, сопровождается морфологическими и анатомическими изменениями с характерными внешними проявлениями на листьях и других органах, а у плодовых и ягодных культур

– и на генеративных органах (плодах). Обнаружение характерных симптомов позволяет вскрыть причину того, с какими элементами минерального питания связано это внешнее проявление.

При необходимости применения удобрений следует учитывать признаки недостатка и избытка отдельных элементов питания. При сильном недостатке или избытке элементов питания растения плохо растут и плодоносят. В таких случаях качество урожая оказывается низким.

Визуальная диагностика имеет следующие недостатки:

1)признаки недостатка и избытка элементов питания часто похожи;

2)резкий недостаток или избыток элементов, вызывающий характерные признаки, встречается достаточно редко, а небольшие отклонения от оптимума могут внешне не проявляться;

3)наблюдающиеся признаки могут быть следствием неблагоприятных условий внешней среды (освещѐнности, влажности, температуры, аэрации), а также повреждения вредителями или болезнями.

Для более точного определения обеспеченности растений элементами питания применяются тканевая и листовая диагностики.

Метод тканевой диагностики включает экспресс-

методы К.Л. Магницкого и В.В. Церлинг.

65

Она основана на определении неорганических форм соединений элементов питания в соке или вытяжке из тканей растений. Особенно важное значение она имеет для защищенного грунта, овощеводства и плодоводства, где частый полив и подкормки позволяют своевременно скорректировать минеральное питание растений.

Листовая диагностика включает определение валового содержания элементов питания в различных органах растений. На основании многочисленных полевых исследований установлены оптимальные уровни валового содержания элементов питания в отдельных органах растения, которые обеспечивают формирование высоких урожаев хорошего качества

(табл. 19, 20, 21).

Таблица 19

Оптимальное содержание азота, фосфора и калия в овощных культурах, % на сухую массу [14]

Таблица 20

Оптимальное содержание макроэлементов

влистьях однолетних побегов удлинения в плодовых

иягодных насаждениях, % на сухую массу [14]

Таблица 21

Оптимальное содержание азота, фосфора, калия в зерновых культурах Предуралья, % на сухую массу [21]

Вопросы для повторения:

1. Каков элементный состав растений? Перечислите безусловно необходимые растениям макро- и микроэлементы и основные их физиологические функции. 2. Каков элементный состав сухого вещества? 3. Что такое органогенные и зольные элементы? 4. Укажите содержание воды и сухого вещества в основных видах сельскохозяйственной продукции. 5. Как влияют условия выращивания на химический состав растений? 6. Как меняется химический состав растений в зависимости от почвенно-климатических условий? 7. Что такое питание растений? 8. В каких формах поступают в растения азот, фосфор, калий, кальций, магний и другие элементы питания? 9. Расскажите об основных положениях современной теории питания растений. 10. Что такое воздушное питание растений? 11. Какие внешние условия влияют на поступление питательных элементов в растения? 12. Роль микроорганизмов в питании растений. 13. Какой питательный раствор считается уравновешенным? Что такое синергизм и антагонизм ионов? 14. Чем объясняется избирательное поглощение элементов питания растениями и проявление физиологической реакции солей?

67

II.АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ В СВЯЗИ

СПИТАНИЕМ И ПРИМЕНЕНИЕМ УДОБРЕНИЙ. ХИМИЧЕСКАЯ МЕЛИОРАЦИЯ ПОЧВ

Лекция 1. Состав почвы

Состав почвы. Минеральная и органическая части почвы как источник элементов питания растений.

Виды поглотительной способности почвы, их роль во взаимодействии почвы с удобрениями и в питании растений.

Буферность почв.

Агрохимическое обследование и оценка актуального плодородия почв.

Состав почвы. Минеральная и органическая части почвы как источник элементов питания растений

Почва является 4-фазной системой, включает в себя воздушную, жидкую, и твердую и живую.

Живая фаза. Живая фаза – это населяющие еѐ организмы, непосредственно участвующие в почвообразовательном процессе. Они представлены огромным количеством населяющих почву разнообразных организмов (бактерий, актиномицетов, микроскопических грибов, водорослей, дождевых червей и прочих простейших), составляющих почвеннобиотический комплекс. От состава, численности и биологической активности почвенной биоты зависят плодородие почвы, еѐ «здоровье», уровень производства и качество сельскохозяйственной продукции, состояние окружающей среды.

С еѐ деятельностью связаны три источника почвенного плодородия: 1) снабжение растений элементами зольного питания за счѐт разрушения минеральной части почвы; 2) вовлечение в биологический круговорот солнечной энергии, закрепляемой растениями в химических связях путѐм еѐ вы-

68

свобождения и преобразования при разложении и синтезе новых органических соединений, что, в конечном итоге, приводит к формированию гумуса – основного энергетического фонда почвы; 3) связывание молекулярного азота и перевод его в доступные для растений соединения.

Внесение в почву органических и минеральных удобрений не только улучшает питание растений, но и изменяет условия существования почвенных микроорганизмов, которые также нуждаются в минеральных элементах. Навоз способствует повышению общего количества микроорганизмов в почве примерно в два раза. Аммонийные азотные удобрения существенно увеличивают численность бактерий, мочевина – бактерий и актиномицетов, нитратные формы в большей степени стимулируют развитие грибов и бактерий, фосфорные – аммонифицирующих бактерий и актиномицетов, минерализующих органическое вещество почвы.

Газообразная фаза представлена почвенным воздухом, отличающимся от атмосферного повышенным содержанием СО2 от 0,3 до 1,0%. Более высокое содержание СО2 обусловлено разложением корневых и пожнивных остатков, органических удобрений, микроорганизмами, дыханием корней (см. табл. 7). При взаимодействии СО2 с Н2О образуется Н2СО3. Образующаяся Н2СО3 разлагает минеральную часть, и идѐт высвобождение питательных веществ из почвы (фосфора, кальция, магния).

Жидкая фаза – почвенный раствор. Это самая активная и подвижная часть почвы. В почвенном растворе совершаются процессы разрушения и синтеза гумусовых веществ, формирования вторичных минералов, образования органоминеральных соединений. Из почвенного раствора усваиваются вода и питательные вещества. В почвенном растворе со-

69

держатся органические и минеральные соединения. Органические соединения представлены гумусовыми кислотами и их солями, органическими кислотами и их солями, сахарами, аминокислотами, спиртами, ферментами, дубильными веществами; минеральные соединения – анионами и катионами. Их соотношение определяет концентрацию и осмотическое давление. Нормальное потребление растениями воды и питательных веществ происходит при условии, когда осмотическое давление почвенного раствора ниже осмотического давления клеточного сока корневой системы.

Почвенный раствор находится в тесной взаимосвязи с твердой, газообразной и живой фазами почвы. В почвенном растворе содержатся все элементы, входящие в состав твѐрдой фазы почвы. Концентрацию его можно регулировать с помощью агротехнических мероприятий (осушение, орошение и т.д.), состав – внесением удобрений, а реакцию – известкованием или гипсованием.

Твѐрдая фаза почвы. Включает в себя минеральную и органическую части. Она содержит основной запас питательных веществ. Около половины состава твѐрдой фазы приходится на кислород, одна треть – на кремний, около 11% – на алюминий и железо и лишь 6-7% – на остальные элементы. Средний химический (элементный) состав твердой фазы почвы [8] приведен в таблице 22.

В почве по сравнению с литосферой (твердая оболочка земной коры) в 20 раз больше углерода и в 10 раз больше азота, что связано с деятельностью живых организмов, прежде всего растений. Азот практически полностью содержится в органической части почвы, углерод, фосфор, сера, кислород и водород – как в минеральной, так и в органической, а остальные указанные в таблице элементы – в минеральной части почвы.

70