5.5. Питательный режим и его регулирование

Для образования органических веществ помимо углерода, водорода и кислорода, получаемых из диоксида углерода воздуха и воды, растения нуждаются в ряде элементов, которые они получают из почвы. Потребность в элементах питания зависит от вида выращиваемых растений и уровня урожайности. Важнейшими элементами, необходимыми для роста и развития растений, являются азот, фосфор, калий, кальций, магний, железо, сера и др. Они получили название макроэлементов; содержание их в растениях колеблется от сотых долей до нескольких процентов.

Растениям также необходим в очень незначительных количествах еще ряд элементов – марганец, молибден, бор, медь, кобальт, цинк, йод, селен, фтор и др. Они получили название микроэлементов; их содержание в растениях составляет тысячные и менее доли процента.

Рассмотрим кратко роль и значение отдельных элементов питания.

Азот. Входит в состав всех белковых веществ, содержится в хлорофилле, нуклеиновых кислотах, фосфатидах и других органических веществах. Основная масса азота почвы сосредоточена в органическом веществе.

Количество азота находится в прямой зависимости от содержания в почве гумуса. Существенным источником накопления азота в почве является биологическая аккумуляция (азотфиксация) его из атмосферы.

Азот доступен растениям, главным образом, в аммонийной и нитратной формах. Обеспеченность растений азотом зависит от скорости разложения органических веществ. Растения потребляют из почвы азот в больших количествах, поэтому требуется пополнение его из других источников. Существенными источниками пополнения запасов азота являются минеральные и органические удобрения, а также фиксация атмосферного азота микроорганизмами под бобовыми культурами.

Фосфор. Находится в почве в органических и минеральных соединениях. В черноземах примерно половина, а в дерново-подзолистых почвах третья его часть связана с органическими веществами.

Такой фосфор доступен растениям лишь после минерализации органического вещества. Минеральные соединения фосфора представлены многими формами, преимущественно слаборастворимыми и труднодоступными растениям фосфатами алюминия, железа, кальция, магния калия и др. Существует большой разрыв между валовым содержанием фосфора в почве и его количеством, доступным для растений. Например, в дерново-подзолистых и серых лесных почвах общее содержание фосфора (Р₂О₅) в пахотном слое составляет 0,04–0,12%, или 1,2–3,6 т/га, а количество доступных растениям форм не превышает 100–200 кг/га. Необходимо повышать содержание фосфора за счет внесения удобрений и перевода неусвояемых форм фосфора в усвояемые.

Калий. Осуществляет важные физиологические функции в растениях. Потребляется сельскохозяйственными культурами в больших количествах, особенно картофелем, корнеплодами, многолетними травами, овощными. Содержание калия в почвах высокое, в глинистых почвах оно составляет 2% и более, в легких песчаных почвах его меньше. В почве калий содержится в форме простых солей и в поглощенном состоянии (обменный и необменный). Основным источником калия для растений является обменный калий. Его доступность для растений тем больше, чем выше степень насыщенности им почв.

Необменный калий труднодоступен для растений. Между обменным и необменным калием в почве существует определенное равновесие.

Кальций, магний, железо, сера и другие макроэлементы. Они необходимы для растений, так как выполняют важные физиологические функции. Одни из них входят в состав хлорофилла, другие создают благоприятные условия для растений в почве.

Микроэлементы. Они выполняют важные физиологические и биохимические функции в жизни растений, животных и человека. Ненормальное (избыточное или недостаточное) содержание микроэлементов в кормах и продуктах питания приводит к нарушению обмена веществ и развитию тяжелых заболеваний у животных и человека.

При недостатке микроэлементов резко снижается урожай растений. Обеспечение достаточного количества элементов питания для растений достигается регулированием питательного режима с учетом бездефицитного баланса питательных веществ. Основную часть элементов питания растения получают из почвы. Запасы питательных веществ в почве возобновляются в результате происходящего в природе круговорота.

Расходная часть питательных веществ в почве слагается из потребления их растениями, потери с поверхностным и нисходящим токами воды, потери с почвой при водной и ветровой эрозий, перехода в газообразную форму и выделения в атмосферу и других процессов.

Источником поступления питательных веществ служат органические и минеральные удобрения, атмосферные осадки, пыль, азот-фиксация, растительные остатки, приток с поверхностными и грунтовыми водами и т.д.

Одной из задач регулирования расходной части элементов питания является сокращение потерь. Особенно значительны потери азота, которые могут достигать 50%. Значительные потери возможны при развитии всех видов эрозии. К непроизводительным расходам относятся потери за счет потребления питательных веществ сорными растениями.

Потребление питательных веществ сорными растениями обычно достигает больших размеров и может превышать потребление культурными растениями.

В земледелии для регулирования питательного режима нельзя ограничиваться только поддержанием бездефицитного баланса, необходимо также создавать условия для расширенного воспроизводства плодородия почвы.

Это достигается путем введения в севооборот бобовых, промежуточных и сидеральных культур, обеспечивающих пополнение почвы азотом 100–150 кг/га и более.

Специальными приемами обработки почвы можно существенно повысить усвояемость и доступность элементов питания многими культурами. За счет обработки почвы можно значительно уменьшить потери питательных веществ от эрозии. Важнейшим источником пополнения питательных веществ в почве являются удобрения всех видов (органические, минеральные, сидераты, микроудобрения, бактериальные), ликвидация и сокращение их непроизводительных потерь.

Обработка почвы и возделывание растений с глубокой корневой системой позволяют наиболее полно использовать подпахотные слои. Есть растения, способные переводить неусвояемые формы элементов питания в усвояемые. Например, хорошо растворяют фосфаты лютик, горчица, гречиха и др.

В современных адаптивно-ландшафтных системах земледелия регулирование питательного режима и других режимов жизни растений будет проходить с учетом адаптации технологий возделывания культур к различным уровням интенсификации производства с учетом разных форм хозяйствования.