Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Почвенно-агрохимические основы адаптивно-ландшафтной организации систем земледелия ВКЗП. Учебное пособие
.pdf
Система удобрений
Таблица 2.37. Нормы внесения микроэлементов, кг/га д. в.
Культ ура B Mo Zn Cu Co
Озим ая рожь 1,0 1,0 2,9 5,5 1,5
Озимая пшеница 0,8 1,0 2,7 4,2 1,7
Яровая пшеница 0,8 1,2 2,7 4,6 1,0
Ячмень 1,6 1,3 3,7 4,2 1,3
Îâåñ 1,2 1,2 4,2 5,0 1,3
Гречиха 1,6 1,5 5,0 5,0 1,1
Горох, вика 0,7 2,5 2,0 5,4 1,7
Карт офель 1,5 1,5 2,5 6,0 1,3
Ëåí 1,5 1,1 1,6 6,0 1,3
Клевер, люцерна 1,6 2,2 3,0 5,5 1,7
Наиболее практичным представляются обработка
посевного, посадочного материала и внекорневые подкормки микроудобрениями, так как хорошо совмещаются с другими технологическими приемами (обработка
семян пестицидами, внекорневые подкормки макроэлементами, ретордантами и т. д.), позволяют существенно
снизить норму удобрения, микроэлементы вступают в
непосредственный контакт с растениями минуя почву,
где возможна их трансформация, в том числе снижение
доступности растениям. Дозы и способы применения
микроудобрений для предпосевной обработки посевного материала приводятся в таблице 2.38.
Таблица 2.38. Дозы способы применения микроудобрений
для предпосевной обработки семян
Культуры Доза, г/ц семян Способ обработки
Бо рная кисл ота
Горох , вика, л ен, гречиха, кук уруза
Клевер, люцерна, картофель,
С ульфат меди
Пшеница, овес, ячмень, горох,
Картофель, кук уруза, вика
Молибденовокислый амм оний
Кукуруза, горох, вика, картофель
Лен, клевер, люцерна, гречиха
Сульфат ци нка
Зернов ые культуры
Кукуруза, горох, вика, клевер,
люцерна
Сульфат кобальта
Горох , вик а, к укуруза, кар тофель,
греч иха
Клевер, люцерна
С ульфат марг анца
Зернов ые культуры 70-90 Смачивание
20-40
150-200
80-90
100-200
50-60
300-500
80-100
250-300
80-100
100-150
Смачивание
Òî æå
Смачивание
Опудривание
Смачивание
То же
Смачивание
То же
Смачивание
Опудривание
Для обработки семян указанные в таблице дозы микроудобрений растворяют в воде из расчета 2–3 литра на
центнер семян. При их применении для внекорневой подкормки эти дозы растворяются в 100–400 л/га воды.
231
Глава III
УДОБРЕНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ
КУЛЬТУР
3.1. Элементный состав и питание растений
В растениях найдено более 70 химических элементов, 23 из них считаются необходимыми растениям,
еще 6 — условно необходимыми, поскольку их отсутствие ослабляет процессы роста и развития растений,
хотя не установлена их физиологическая роль. Эти
цифры приблизительные.
В целом, физиологическая роль отдельных элементов проявляется и зависит от количества их подвижных соединений, соотношения с другими элементами, почвенно-климатических условий, вида растений. Так, установлена повышенная потребность свеклы
и топинамбура к Nа, Со и Мо особенно необходимы
для бобовых чтобы обеспечить эффективность биологической фиксации азота. Отмечены случаи положительного действия на развитие растений Cl, Si, V,
As, Sr. Даже такой элемент, как мышьяк, в гомеопатических дозах растениям, как и животным, наверняка необходим. Обособленно стоит йод — его отсутствие ничего не значит для растений, а для животных
он безусловно необходимый элемент. Физиологическая роль элемента проявляется при определенной
концентрации и соотношении с другими элементами
в питательной среде, конкретные параметры которых
определяются видом и возрастом растения, реакцией среды, водно-воздушным режимом и другими условиями (табл. 3.1, в скобках — условно необходимые
элементы).
232
Глава III
Удобрение сельскохозяйственных культур
Таблица 3.1. Биогенные элементы,
тяжелые металлы (ТМ), радиоизотопы
Ãðóï-
Макро-
ïû
элементы
I
H, Na, K
II Mg, Ca Zn, Sr, Ba Cd Hg, Ra
III
IV C Si, (Ti) Pb, Sn
V N, P V As
VI O, S Mo (Cr), Se W Po
VII (F) Mn, (Cl)
VIII Fe, Co Ni
Микроэлементы Абсолютные токсиканты
биогенные потенциальные
(Li, Ag) Cu Cs
B Al
токсиканты
литогенные техногенные
137
226
, Sr90
209
Культурные растения — аутотрофные организмы,
которые строят свое тело из неорганических веществ:
СО
, О2, Н2О и минеральных солей. Их поглощение,
2
превращение и вовлечение в синтез органического
вещества известно под условным термином «минеральное питание» и взаимосвязано с процессами фотосинтеза, дыхания, водного обмена.
Ведущая роль в формировании урожая принадлежит азоту, который входит в состав белков, аминокислот, ферментов, витаминов и других соединений, составляющих основу цитоплазмы и имеющих большое
значение в обмене веществ. Именно азот определяет
развитие вегетативной массы, при его недостатке прекращается синтез хлорофилла, закладка цветочных
почек и развитие семян идет слабо. При нормальном
азотном питании образуется мощная листовая поверхность, стимулируются ростовые процессы и формирование новых органов (увеличивается кущение, число
колосков), замедляется старение листьев. Растения
могут поглощать как нитратный, так и аммонийный
азот. При одновременном присутствии этих форм азота, на почвах, насыщенных основаниями, при реакции
среды близкой к нейтральной, аммонийный азот поглощается интенсивнее. В кислой среде, наоборот, более
интенсивно поглощается нитратный азот. В ранние
фазы роста и развития растения предпочитают нитратный азот — возможно, это связано с позиционной недоступностью аммония. Слабо развитая корневая система не может охватывать достаточный объем почвы,
чтобы извлечь аммонийный азот в необходимом коли-
233
честве, тогда как нитратный азот по градиенту концентрации может постоянно поступать в зону поглощения
корней. Культуры, семена которых богаты углеводами
(кукуруза, картофель), предпочитают аммонийный азот.
В целом при наличии соответствующих условий нитратный и аммонийный азот физиологически равноценны. Для всех культур нежелателен недостаток азота в
ранние стадии роста и развития и избыток в конце вегетации.
Фосфор входит в состав энергонасыщенных органических соединений (нуклеиновые кислоты, сложные
белки нуклеопротеидов и фосфатидов, АТФ и др.). Этот
элемент определяет интенсивность всех синтетических процессов в растениях — образование белков,
жиров, углеводов, всех биологически активных соединений (гормоны, витамины и т. д.). Нормальное
фосфорное питание ускоряет формирование репродуктивных органов, созревание растений и улучшает качество продукции. Недостаток фосфора в начальный
период роста развития растений задерживает образование органических кислот, следовательно, связывание
аммиака и последующие процессы синтеза органических соединений. Растения отличаются по способности
извлекать фосфор из соединений различной растворимости: ячмень — очень слабая, пшеница, овес — низкая, рожь, кукуруза — относительно высокая, картофель, свекла, клевер — высокая, люцерна, горох, гречиха — очень высокая.
Эти различия обусловлены, в основном, мощностью развития и глубиной проникновения в почву корневой системы. Под некоторыми культурами (горох,
гречиха, клевер) в результате более интенсивного поглощения оснований (кальция, магния) в зоне расположения корней могут образоваться очаги повышенной кислотности, где усиливается растворимость фосфорных соединений. Вероятно, нельзя исключать и
различную растворяющую способность корневых выделений у отдельных культур. Так, рН корневых выделений люпина 4–5, а у клевера 7–8. Как следствие,
люпин не только лучше усваивает фосфор из трудно
растворимых соединений, но еще выделяет его в по-
234
Глава III
Удобрение сельскохозяйственных культур
чву и тем самым улучшает фосфатное питание последующих культур.
Растения способны поглощать фосфор из очень
разбавленных растворов 0,01–0,03 мг Р
мальной считается концентрация в 1,2 мг/л, избыточной — более 5 мг/л.
Поглощение фосфора наиболее интенсивно происходит в первой половине вегетации, в дальнейшем,
возможно его перераспределение в отдельных органах
растений. С возрастом относительное содержание
фосфора в генеративных и вегетативных органах растений уменьшается: в семенах за счет накопления
белковых веществ, в соломе еще за счет передвижения элемента в более молодые органы. Поэтому почти
все органические удобрения содержат мало этого элемента. При разложении, например, навоза с содержанием 0,2–0,3% фосфора, он в почву практически не
выделяется, весь фосфор поглощается микроорганизмами. Этим обуславливается насущная необходимость
компостирования навоза с фосфоритной мукой.
Калий, кальций, магний являются элементами,
которые регулируют концентрацию клеточного сока,
поддерживают тургор, придают растениям жаро- и
морозостойкость, устойчивость к болезням и вредителям. Кроме того, магний входит в состав хлорофилла.
Все эти элементы участвуют в процессах водного,
пищевого обмена, способствуют формированию завершенных биологических соединений (белков, жиров,
углеводов, витаминов и пр.), улучшают качество продукции.
Для нормального развития растений необходим
целый ряд микроэлементов, и, как показывают исследования наших почв, особую тревогу должна вызвать
обеспеченность наших почв молибденом и кобальтом —
повсеместно отмечается недостаток именно этих элементов питания. Физиологическая роль микроэлементов многогранна. Ввиду сложного характера взаимодействия их с почвой, между собой и отношения к ним
отдельных культур, она недостаточно изучена. Установлено, что ряд микроэлементов повышает активность
ферментов (оксидаз, каталазы и др.), ответственных за
/л. Опти-
2О5
235
интенсивность дыхания растительной ткани, повышает интенсивность фотосинтеза, уменьшает его дневную (в жаркие часы) и возрастную депрессию, усиливает синтез и
передвижение углеводов к органам накопления и плодоношения. Микроэлементы способствуют дифференциации меристематических клеток и формированию
большего количества генеративных органов, ускоряют
процесс прорастания пыльцевых зерен, улучшают питание завязи, вследствие чего уменьшается их опадание, повышается озерненность. Целый ряд микроэлементов входит в состав различных ферментных систем
и (или) регулирует их активность.
Железо — входит в состав ферментов, участвую-
щих в образовании хлорофилла, в синтезе ауксинов.
Бор — усиливает процессы опыления растений,
известны специфические симптомы недостатка этого
элемента: гниль сердечника свеклы, отмирание точек
роста льна, развитие парши на клубнях картофеля,
бактериоза льна.
Марганец — участвует в синтезе аскорбиновой
кислоты (основа витамина С). Его недостаток в растительных кормах вызывает заболевание животных (например, деформация ног, крыльев у птиц).
Медь — является составной частью полифенолоксидаз (окислительные ферменты), активирует витамины группы В. Недостаток меди снижает синтез белков
(как следствие, урожай зерна). Использование растительных кормов, бедных медью, вызывает у животных
малокровие, рахитизм, выпадение шерсти.
Молибден — используется при синтезе ферментов,
ответственных за восстановление нитратов до аммиака,
синтез белков и аминокислот, за фиксацию атмосферного азота.
Цинк — составная часть фермента карбоангидраза, активизирующей дыхание. Его недостаток возможен
на карбонатных почвах.
Кобальт — содержится в витамине В
ся в клубеньках бобовых культур и усиливающий азотофиксацию. Его поступление в растения усиливается
по мере подкисления почвы, но до определенного значения рН.
236
, находящий-
12
Глава III
Удобрение сельскохозяйственных культур
B, Fe, Mn, Zn не способны к реутилизации, для них
характерен акропетальный градиент концентрации в
растениях (концентрация элемента убывает от корневой системы к генеративным органам).
Постоянство элементного состава растений. За
длительный период своего развития в конкретных условиях природной среды с определенным характером
миграции элементов и соединений в трофической цепи,
растения приобрели специфическое морфологическое
строение, направление биохимических, физиологических процессов. Установились определенные количественные соотношения между отдельными биофильными элементами и элементами ксенобиотиками в тканях и органах растений. Историческим развитием
растений генетически предопределено содержание
отдельных элементов (элементный состав), их соотношение в растениях и товарной продукции, которые
незначительно варьируют в определенных пределах.
Однако характер социально-экономического развития
страны, в целом глобализируемого мирового сообщества, воздействуя на земледельческую практику, может
привести к дестабилизации равновесия и постоянства
элементного состава растительного организма. Так, в
последнее время экономические обстоятельства побуждают многих землепользователей к использованию
одних азотных удобрений ввиду видимого невооруженным глазом их воздействия на урожай. Между тем, на
фоне азотного удобрения резко меняется подвижность
и доступность растениям многих микроэлементов и тяжелых металлов. Так, в наших опытах на дерново-подзолистой суглинистой почве, с достаточным содержанием фосфора и калия, в том числе в подгумусных
горизонтах, применение одних азотных удобрений
сопровождалось снижением содержания в зерне озимой ржи микроэлементов (Cu, Mo, Mn, Zn) и, наоборот,
возрастанием концентрации ряда тяжелых металлов
(Cd, Pb, Cr, Sr, табл. 3.3). Интенсивное воздействие на
генетический аппарат в ходе селекционного процесса
не может не быть также фактором, уменьшающим
устойчивость элементного состава растительного организма.
237
Избирательность в поглощении элементов пита
ния. Константность элементного состава растений
обеспечивается характерной для всех культур избирательностью в поглощении элементов и веществ, которая меняется с возрастом растения. Она является важным экологическим фактором — благодаря ей растения выступают вторым биологическим барьером (после
почвенного покрова) на пути проникновения ТМ и
других загрязняющих веществ в корма и пищевые
растительные продукты. Избирательность в поглощении элементов питания обеспечивается характером
физиолого-биохимических процессов синтеза органических соединений в растениях. Использование, например, поглощенного азота для синтеза белковых молекул побуждает растение к потреблению следующих
порций элемента. Наоборот, если элемент не находит
применения в синтетических процессах, тормозится
дальнейшее его поглощение растениями.
Продолжительность и интенсивность поглоще
ния элементов питания. Имеются различия между
отдельными культурными растениями, сортами в продолжительности поглощения элементов питания, в
интенсивности их потребления. При этом общим для
всех культур и сортов остается характер поглощения
элементов питания в отдельные фазы роста и развития. В ранние фазы роста и развития растений интенсивность поглощения элементов питания слабая, элементы питания необходимы в небольшом количестве,
но в легко усвояемых формах. Отрицательные последствия недостатка любого элемента питания в этом возрасте невозможно устранить в последствии, даже используя высокие дозы элемента. С возрастом растения меняется соотношение поглощаемых растениями
питательных элементов, усиливается способность растений их усваивать из менее растворимых соединений в силу изменения характера биохимических процессов в растениях, развития корневой системы, интенсивности ее воздействия на источники элементов
питания.
Отмечаются критические периоды в минеральном
питании растений:
238
Глава III
Удобрение сельскохозяйственных культур
n в начальном периоде онтогенеза растениям необ-
ходимо небольшое, но позиционно и физиологичес-
ки доступное количество элементов питания. В се-
менах и клубнях запасов элементов питания
недостаточно и в то же время слабо развитая кор-
невая система не способна еще охватить необхо-
димый объем почвы для извлечения нужного коли-
чества питательных веществ;
n в период интенсивного формирования вегетатив-
ной массы отмечается усиленное поглощение всех
элементов питания, их недостаток сопровождает-
ся снижением урожая, ухудшением качества рас-
тительной продукции.
Критические периоды могут быть обусловлены
почвенно-климатическими условиями, например, отсутствие минерального азота в момент весеннего отрастания озимых культур создает критическую ситуацию по отношению к этому элементу.
Различия в биологии питания, соответственно в
химическом составе растений, отдельных их органов,
частей предполагают, предопределяют характер влияния предшественника на условия минерального питания последующих культур. Это может быть преимущественное поглощение предшественником одного или
нескольких элементов питания (следующие культуры
могут испытывать их недостаток) или усиление подвижности отдельных элементов, обогащение почвы азотом
(следующие культуры будут иметь «улучшенные» условия минерального питания). Эти моменты являются
агрохимическим обоснованием необходимости благоприятного чередования культур на каждом поле.
Удобрения, как и все другие факторы интенсификации земледелия, необходимо применять в первую
очередь на наиболее плодородных почвах. По данным
Геосети опытов ВИУА, урожайность картофеля в зависимости от окультуренности почвы при одинаковой
дозе удобрений составила в т/га [Сапожиков, Корнилов,
1971]:
Без удобрений Прибавка от NPK
На окультуренной почве
На слабо окультуренной почве 7,7 4,6
16,6 7,2
239
Глава III
Таким образом, на окультуренной почве каждый
килограмм удобрения обеспечил почти вдвое больше
прибавки урожая, следовательно, и рентабельность
каждого рубля будет наивысшей. На слабоокультуренных почвах даже небольшие дозы удобрений способны нарушить естественное равновесие: разрушение
почвенно-поглощающего комплекса, изменение реакции среды, активация вредных для растений и микроорганизмов элементов и соединений и др. По В.Н. Прокошеву [1952], достаточно применение аммиачных
удобрений в течение 5 лет на слабобуферной супесчаной почве, чтобы появились «мертвые пятна»: N-NH
поглощается растениям, микроорганизмами, почвой, а
анионная часть удобрения, например Cl- или SO
4
-
основательно подкисляют почву. Такие почвы к приему
удобрений надо готовить заранее известкованием,
фосфоритованием, клеверосеянием, сидерацией, а
минеральные удобрения следует применять только в
сочетании с органическими.
3.2. Удобрение зерновых, зернобобовых культур и гречихи
Обобщение результатов полевых исследований
позволяет сделать вывод о стабильности таких показателей структуры урожая, как масса 1000 зерен, число
зерен в колосе, отчасти кустистости. Минеральные
удобрения могут снизить полевую всхожесть, усилить
выживаемость, кустистость. Органические удобрения
и известь оказывают положительное влияние на все
элементы структуры урожая. Модель структуры нормального урожая основных зерновых культур представляется следующей (табл. 3.2 ).
4
Таблица 3.2. Модель структуры урожая зерновых
Культура
Îç. ðîæü 300 2,0 30 180 30 5,5 5,5
Пшеница 600 1,2 25 180 32 5,8 6,5
Îâåñ 500 1,3 25 165 34 5,5 5,5
Ячмень 300 2,5 25 190 43 8,0 5,5
240
растений,
2
ì
Число, штук Масса
колосьев на
растении
зерен
в колосе млн./га
1000
зерен, г ò/ãà
культур
Норма
высева,
ìëí./ãà
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]