увеличение размеров и массы растений за счет минеральной подкормки это пример
Растениеводство → Влияние элементов минерального питания на урожайность полевых культур
ОСНОВНОЕ ВЛИЯНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ НА ПРОЦЕССЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ УРОЖАЙ И ЕГО КАЧЕСТВО
Макроэлементы
(их вынос с урожаем исчисляется в килограммах на тонну продукции)
Мезоэлементы
(их вынос с урожаем исчисляется в килограммах на тонну продукции)
Микроэлементы
(их вынос с урожаем исчисляется в граммах на тонну продукции)
СОДЕРЖАНИЕ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В СОБРАННОМ УРОЖАЕ
(макроэлементы – кг, микроэлементы – г)
Элементы минерального питания
Средний вынос элементов минерального питания из почвы с урожаем
Озимая пшеница
(зерно, солома)
урожай зерна 40 ц/га
Кукуруза
(зерно, стебли)
урожай зерна 70 ц/га
Сахарная свекла (корни, ботва)
урожай корней 400 ц/га
Макро- и мезо- элементы ( кг/га )
Микроэлементы ( г/га )
Все элементы минерального питания тесно связаны между собой участием в единых процессах, но роль каждого из них строго специфична. Роль микроэлементов в получении высоких и полноценных урожаев сельскохозяйственных культур столь же велика и не менее значима, сколь и основных элементов минерального питания – азота, фосфора, калия, кальция, серы и магния.
Однако химический анализ почвы на содержание доступных растениям форм микроэлементов, в силу двух основных причин, нельзя считать реально отражающим необходимую потребность растений.
Первая. Большинство исследователей под этим термином подразумевают все формы и количество микроэлементов, переходящих в любую вытяжку: водную, солевую, в разбавленные сильные минеральные и слабые органические кислоты, щелочи и другие растворы. При этом часто между подвижными и доступными растениям формами микроэлементов не делают различий. При сопоставлении же размеров потребления микроэлементов растениями с их количеством в почве, извлекаемым агрессивными вытяжками, можно сделать вывод, что растениями используется менее 1% извлекаемых из почвы микроэлементов. Поэтому следует проявлять известную осторожность при оценке обеспеченности почв усвояемыми формами микроэлементов. (Академик ВАСХНИЛ Б.А. Ягодин).
Вторая. Даже на почвах с высоким содержанием микроэлементов, растения в силу различных причин могут испытывать голодание от недостатка тех или иных элементов. Фактически любые почвенно-климатические условия могут влиять на подвижность и усвояемость микроэлементов растениями.
Факторы, снижающие подвижность и усвоение элементов минерального питания растениями
Оптимальная кислотность почвы для наилучшей доступности растению микроэлементов
Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru
Агрономия, земледелие, сельское хозяйство
Популярные статьи
Приложения для Android
Удобрения
Удобрения — вещества, предназначенные для улучшения питания растений и воспроизводства плодородия почв в целях увеличения урожайности сельскохозяйственных культур и повышения качества растениеводческой продукции.
Слово «удобрение» в русском языке имеет двойной смысл. Во-первых, он обозначает технологический процесс удобрения почвы, во-вторых, обозначает применяемые для этой цели вещества. Д.Н. Прянишников вкладывал в понятие «удобрение» следующий смысл: удобрение — пища для растений, способное усиливать мобилизацию питательных веществ в почве, повышать энергию жизненных процессов и изменять свойства почвы, то есть удобрение оказывает многостороннее прямое и косвенное воздействие на почву и растения.
Содержание понятия «удобрение» (по Д.Н. Прянишникову)
Значение удобрений
В связи с многофункциональной ролью удобрений в агроценозе их значение возрастает с повышением продуктивности земледелия, что подтверждается опытом ведения сельского хозяйства во многих высокоразвитых странах мира.
Органические и минеральные удобрения влияют на структуру почвы, реакцию почвенного раствора, скорость микробиологических процессов, активно участвуют в воспроизводстве плодородия, влияют на питание, рост и развитие растений, устойчивость к неблагоприятным внешним факторам и, в целом, на урожай и его качество. Например, почвы, систематически удобряемые навозом, характеризуются меньшей кислотностью, большим содержанием доступных для растений форм фосфора, повышенным количеством гумуса и общего азота, большей степенью насыщенности основаниями. Удобрения являются основой химизации земледелия.
При возделывании сельскохозяйственных культур происходит отчуждение питательных веществ с урожаем, потеря с поверхностным стоком и инфильтрации в глубоки слои, эрозии. В результате изменяется баланс питательных веществ, снижается плодородие, урожайность культур и качество продукции. Для нивелирования дефицит биогенных элементов в почве применяют удобрения.
Растения в процессе своей жизнедеятельности образуют сухое вещество за счет поглощения углекислого газа воздуха, воды и минеральных веществ почвы. В результате растения накапливают определенные вещества, которые характеризуют химический состав растений.
Наиболее важными, так называемыми биофильными, питательными элементами являются азот, фосфор и калий. Количество усвоенных растениями элементов питания, содержащиеся во всех органах и во всей массе урожая, позволяет определить их потребность в питательных веществах. Потребление питательных веществ выражают в кг на 1 га или в кг на 1 т товарной продукции с учетом побочной. Оптимальное содержание и соотношение элементов питания в почве при условии достаточности других факторов жизни растений позволяет получать максимально возможные урожаи культур с высоким качеством.
Д.Н. Прянишников отмечал: странам Западной Европы потребовалось 100 лет для увеличения урожайности пшеницы с 0,7 до 1,6 т с 1 га за счет применения плодосмена и улучшения обработки почвы, и 25 лет для повышения урожайности с 1,6 до 3 т с помощью удобрений.
В России до половины всего прироста урожая культур обеспечивает использование удобрений. Например, внесение удобрений на почвах Нечерноземной зоны, характеризующихся низким естественным плодородием, или на южных почвах с ограниченной влагообеспеченностью, позволяют получать прирост урожая до 75%.
Физико-механические свойства удобрений
Свойства удобрений могут варьировать в широких пределах в зависимости от технических особенностей производства, исходного сырья и его состава, регламентируются техническим условиями (ГОСТами и ТУ). Так, для мочевины допустимая влажность составляет не более 0,2-0,3%, кальциевой селитры — не более 14%, порошковидного суперфосфата — не более 12%, калийных удобрений — от 1 до 6%. Не соответствие предъявляемым требованиям влечет изменения физико-механических свойств удобрений, что делает их малопригодными для использования.
Одним из свойств удобрений, сильно влияющим на использование удобрений, является гигроскопичность — способность поглощать влагу из воздуха. К сильногигроскопичным удобрениям относят кальциевую (9,5 балла из 10 возможных) и аммонийную (9,3 балла) селитры, хлорид калия 3,2-4,4 балла, сульфат калия 0,2 балла. Условия хранения, транспортировки и упаковки удобрений определяются этим свойством. Сильногигроскопичные удобрения хранят и транспортируют в герметичной таре, чаще, в полиэтиленовых мешках.
Сыпучесть — пригодность удобрений для механического внесения с помощью туковысевающих агрегатов, зависит от влагоемкости. Предельная влагоемкость минеральных удобрений соответствует максимальной влажности, при которой сохраняется способность рассеиваться туковыми сеялками.
При хранении или длительной перевозке удобрения могут слеживаться. Использование слежавшихся удобрений связано с большими затратами на измельчение перед внесением в почву. Слеживаемость зависит от гигроскопичности, влажности, гранулометрического состава, условий и длительности хранения. Слеживаемость оценивается по 7-балльной шкале и определяется по сопротивлению к разрушению слежавшегося удобрения. К сильному слеживанию склонны простой порошковидный суперфосфат (7 баллов), мелкокристаллический хлорид калия (6 баллов); слабо слеживается сульфат аммония (2-3 балла), устойчив к слеживанию сульфат калия, калимагнезия (1 балл).
Физико-механические свойства минеральных удобрений связаны с гранулометрическим составом, то есть с размером частиц. Его определяют при методом сит. Гранулометрический состав влияет на равномерность внесения по площади поля. Однородный гранулометрическим составом при разбрасывании центробежными разбрасывателями обеспечивает равномерность распределения по ширине захвата агрегата. При неоднородном гранулометрическом составе наблюдается сепарация, то есть разбрасывание частиц удобрения различных размеров и массы на разное расстояние от туковысевающего агрегата: более крупные и тяжелые частицы отлетают на большее расстояние, что создает неравномерность распределения.
Сохранение гранулометрического состава при хранении, транспортировке и внесении в почву зависит от прочности гранул, который характеризуется механической прочностью на раздавливание (в кгс/см 3 ) и истирание (в %). Прочность гранул связана с влажностью, размером и формой частиц, наличия гидрофобных добавок, плотности упаковки удобрений, длительности хранения.
Рассеиваемость, или сыпучесть, — подвижность частиц удобрений при их внесении туковыми сеялками. Рассеиваемость оценивают по 12-балльной системе.
При транспортировке удобрений и расчете размеров складских помещений учитывают плотность удобрений, то есть объем единицы массы (1 т/м 3 ) и массу единицы объема. К наименее плотным относятся хлорид аммония и мочевина (0,58—0,65 т/м 3 ), тяжелым — томасшлак, известняковая и фосфоритная мука (2,01-1,62 т/м 3 ).
Некоторые удобрения, обладающие хорошими физико-механическими свойствами, например, сульфат аммония, сульфат калия, допустимо транспортировать и хранить бестарным способом — насыпью. При их хранении учитывают угол естественного откоса (покоя), который образуется горизонтальной плоскостью (поверхностью) и линией откоса кучи удобрения.
Выдержка из работы В. И. Малиновский, «ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ» с сокращениями и ссылками
4. МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ
4.1. Почва как источник питательных веществ
Растения получают углерод и кислород преимущественно из воздуха, а остальные элементы из почвы. Питательные элементы — это химические элементы, которые необходимы растению и не могут быть заменены никакими другими. Питательные вещества — это соединения, в которых имеются эти элементы. Питательные элементы содержатся в почве в 4 формах:
4.2. Содержание минеральных элементов в растениях
Все элементы в зависимости от их количественного содержания в растении принято делить на макроэлементы (содержание более 0,01%) — к ним относятся азот, фосфор, сера, калий, кальций, магний и микроэлементы (содержание менее 0,01%): железо, марганец, медь, цинк, бор, молибден, кобальт, хлор. Ю. Либихом было установлено, что все перечисленные элементы равнозначны и полное исключение любого из них приводит растение к глубокому страданию и гибели, ни один из перечисленных элементов не может быть заменен другим, даже близким по химическим свойствам.
Макроэлементы при концентрации 200-300 мг/л в питательном растворе еще не оказывают вредного действия на растение. Большинство микроэлементов при концентрации 0,1-0,5 мг/л угнетают рост растений.
Для нормальной жизнедеятельности растений должно быть определенное соотношение различных ионов в окружающей среде. Чистые растворы одного какого-либо катиона оказываются ядовитыми. Так, при помещении проростков пшеницы на чистые растворы KCL или CaCL2 на корнях сначала появлялись вздутия, а затем корни отмирали. Смешанные растворы этих солей не обладали ядовитым действием. Смягчающее влияние одного катиона на действие другого катиона называют антагонизмом ионов. Антагонизм ионов проявляется как между разными ионами одной валентности, например, между ионами натрия и калия, так и между ионами разной валентности, например, калия и кальция. Одной из причин антагонизма ионов является их влияние на гидратацию белков цитоплазмы.
4.3. Физиолого-биохимическая роль основных элементов питания
4.3.1. Углерод
Все органические соединения построены, в основном, из углерода. Растение получает углерод из воздуха, поглощая углекислый газ, но 2 – 5% углерода усваивается корнями в виде углекислоты из почвы. Растения поглощают углекислый газ и в процессе фотосинтеза синтезируют органическое вещество. В ходе диссимиляции, то есть расщепления органических веществ с использованием заключенной в них энергии, растения потребляют кислород и выделяют углекислый газ. Таким образом, растения участвуют в круговороте углерода на нашей планете. Основная масса (примерно 57%) углекислоты атмосферы имеет растительное происхождение. Почва в результате жизнедеятельности почвенных микроорганизмов поставляет около 58 млрд. т углекислоты в год, то есть 38%. Промышленная деятельность человечества (сжигание угля, нефти и другие) занимает 3% в балансе выделяемой углекислоты. Остальные источники — дыхание людей и животных, вулканы, фумаролы и другие — вместе выделяют менее 2% углекислоты.
Мировой океан принимает участие в регуляции содержания углекислого газа в атмосфере. Морская и пресная вода, кроме карбонатов и оснований, содержит также растворенную углекислоту и бикарбонаты. При изменении давления СО2 в воздухе часть его для достижения динамического равновесия между свободным газом атмосферы и растворенным в воде переходит в воду или обратно в атмосферу. Однако постоянство парциального давления углекислого газа в атмосфере достигается, главным образом, соответствием между выделением углекислоты и потреблением ее растениями. Ежегодно в процессе фотосинтеза наземные и морские растения поглощают около 15,6 х 1010 т углекислоты, то есть 1/16 всего мирового запаса
4.3.2. Азот
Азот входит в состав белков, нуклеиновых кислот, пигментов, коферментов, фитогормонов и витаминов. При недостатке азота тормозится рост растений, ослабляется образование боковых побегов и кущение у злаков, наблюдается мелколистность, уменьшается ветвление корней. Симптомом азотного дефицита является хлороз листьев — бледно-зеленая окраска листьев, вызванная ослаблением синтеза пигмента хлорофилла. Длительное азотное голодание ведет к гидролизу белков и разрушению хлорофилла в нижних более старых листьях и оттоку растворимых соединений азота к молодым листьям, точкам роста и генеративным органам. Вследствие разрушения хлорофилла окраска нижних листьев в зависимости от вида растения приобретает желтые, оранжевые или красные тона, а при сильно выраженном азотном дефиците возможно высыхание и отмирание тканей. ( …
4.3.3. Фосфор
Растения поглощают из почвы свободную ортофосфорную кислоту и ее двух- и однозамещенные соли, растворимые в воде, а также и некоторые органические соединения фосфора, такие как фосфаты сахаров и фитин.
Содержание фосфора в растениях составляет около 0,2% на сухую массу. Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, нуклеотидов, фосфолипидов и витаминов. Многие фосфорсодержащие витамины и их прозводные являются коферментами. ( …)
Основной запасной формой фосфора у растений является фитин — кальций-магниевая соль инозитфосфорной кислоты. Содержание фитина в семенах достигает 2% от сухой массы, что составляет 50% от общего содержания фосфора.
При дефиците фосфора снижается скорость поглощения кислорода, снижается активность дыхательных ферментов, локализованных в митохондриях, и активируются ферменты (оксидаза гликолевой кислоты, аскорбатоксидаза) немитохондриальных систем окисления, происходит распад фосфорорганических соединений, тормозится синтез белков и свободных нуклеотидов. Наиболее чувствительны к недостатку фосфора молодые растения. Симптомом фосфорного голодания является синевато-зеленая окраска, в первую очередь, старых листьев нередко с пурпурным из-за накопления антоцианов или бронзовым оттенком (свидетельство задержки синтеза белка и накопления сахаров). Листья становятся мелкими и более узкими. Приостанавливается рост растений, задерживается созревание урожая
4.3.4. Сера
4.3.5. Калий
Калий поглощается растениями в виде катиона. Его содержание в растениях составляет, в среднем, 0,9%. Концентрация калия высока в огурцах, томатах и капусте, но особенно много его в подсолнечнике. В растениях калий больше сосредоточен в молодых растущих тканях. Около 80% калия содержится в вакуолях и 1% калия прочно связан с белками митохондрий и хлоропластов. Калий стабилизирует структуру этих органелл.
Калий участвует в создании разности электрических потенциалов между клетками. Он нейтрализует отрицательные заряды неорганических и органических анионов. Калий в значительной мере определяет коллоидные свойства цитоплазмы, так как способствует поддержанию состояния гидратации коллоидов цитоплазмы, повышая ее водоудерживающую способность. Тем самым калий увеличивает устойчивость растений к засухе и морозам. Калий необходим для работы устьичного аппарата. Известно более 60 ферментов, активируемых калием. ( …)
При недостатке калия он может заменяться натрием, но некоторые активируемые калием ферменты ингибируются натрием. При недостатке калия листья желтеют снизу вверх — от старых к молодым. Их края и верхушки приобретают бурую окраску, иногда с красными пятнами, затем происходит отмирание этих участков. Снижается функционирование камбия, нарушается развитие сосудистых тканей, уменьшается толщина кутикулы и стенок эпидермальных клеток, тормозятся процессы деления и растяжения клеток, что приводит к появлению розеточных форм растений. Недостаток калия вызывает остановку развития и гибель верхушечных почек, в результате чего активируется рост боковых побегов и растение принимает форму куста
4.3.6. Кальций
В почве содержится много кальция и кальциевое голодание встречается редко, например, при сильной кислотности или засоленности почв и на торфяниках. Общее содержание кальция у разных видов растений составляет 5-30 мг на 1 г сухой массы. Много кальция содержат бобовые, гречиха, подсолнечник, картофель, капуста, гораздо меньше — зерновые, лен, сахарная свекла. В тканях двудольных растений кальция больше, чем у однодольных.
Кальций накапливается в старых органах и тканях. Это связано с тем, что реутилизация кальция затруднена, так как он из цитоплазмы переходит в вакуоль и откладывается в виде нерастворимых солей щавелевой, лимонной и других кислот. ( …)
Кальций используется в растительных клетках как вторичный посредник для контролирования многих процессов (закрытие устьиц, тропизм, рост пыльцевых трубок, акклиматизация к холоду, экспрессия генов, фотоморфогенез). ( …)
При недостатке кальция у делящихся клеток не образуются клеточные стенки и образуются многоядерные меристематические клетки. Недостаток кальция вызывает прекращение образования боковых корней и корневых волосков, приводит к набуханию пектиновых веществ, что вызывает ослизнение клеточных стенок и разрушение клеток. Также нарушается структура плазмалеммы и мембран клеточных органелл. Симптомами дефицита кальция является побеление с последующим почернением кончиков и краев листьев. Листовые пластинки искривляются и скручиваются. На плодах, в запасающих и сосудистых тканях появляются некротические участки.
4.3.7. Магний
Недостаток в магнии растения испытывают на песчаных и подзолистых почвах. Много магния в сероземах, черноземы занимают промежуточное положение. Водорастворимого и обменного магния в почве 3-10%. Магний поглощается растением в виде иона Mg2+. При снижении рН почвенного раствора магний поступает в растения в меньших количествах. Кальций, калий, аммоний и марганец действуют как конкуренты в процессе поглощения магния растениями.
У высших растений среднее содержание магния составляет 0,02-3%. Особенно много его в растениях короткого дня — кукурузе, просе, сорго, а также в картофеле, свекле и бобовых. Много магния в молодых клетках, а также в генеративных органах и запасающих тканях.
Около 10-12% магния находится в составе хлорофилла. Магний необходим для синтеза протопорфирина IX — непосредственного предшественника хлорофиллов. ( …)
Недостаток магния приводит к уменьшению содержания фосфора в растении, даже если фосфаты в достаточных количествах имеются в питательном субстрате. При недостатке магния тормозится превращение моносахаров в крахмал, слабо функционирует механизм синтеза белков, нарушается формирование пластид: матрикс хлоропластов просветляется и граны слипаются, ламеллы стромы разрываются и не образуют единой структуры. При магниевом голодании между зелеными жилками появляются пятна и полосы светло-зеленого, а затем желтого цвета. Края листовых пластинок приобретают желтый, оранжевый, красный или темно-красный цвет и такая как бы мраморная окраска наряду с хлорозом служит характерным симптомом нехватки магния. Признаки магниевой недостаточности сначала появляются на старых листьях, а затем распространяются на молодые листья
4.3.8. Кремний
4.3.9. Микроэлементы
Железо.
Среднее содержание железа в растениях составляет 20-80 мг на 1 кг сухой массы. Ионы Fe3+ почвенного раствора восстанавливаются редокс-системами плазмалеммы клеток ризодермы до Fe2+ и в такой форме поступают в корень.
Железо необходимо для функционирования основных редокс-систем фотосинтеза и дыхания, синтеза хлорофилла, восстановления нитратов и фиксации молекулярного азота клубеньковыми бактериями, входя в состав нитратредуктазы и нитрогеназы. Поэтому недостаточное поступление железа в растения в условиях переувлажнения и на карбонатных почвах приводит к снижению интенсивности дыхания и фотосинтеза и выражается в пожелтении (хлорозе ) листьев и быстром их опадении.
Марганец
Марганец в клетки поступает в форме ионов Mn2+. Среднее его содержание составляет 1 мг на 1 кг сухой массы. Марганец накапливается в листьях. Он необходим для фоторазложения воды с выделением кислорода и восстановления углекислого газа при фотосинтезе. Марганец способствует увеличению содержания сахаров и их оттоку из листьев. ( …)
Характерный симптом марганцевого голодания — точечный хлороз листьев, когда между жилками появляются желтые пятна, а затем клетки в этих участках отмирают.
Молибден.
При недостатке молибдена в тканях накапливается большое количество нитратов, не развиваются клубеньки на корнях бобовых, тормозится рост растений, наблюдаются деформации листовых пластинок. При высоких дозах молибден токсичен. При недостатке молибдена молодые листья по краям приобретают серую, а затем коричневую окраску, теряют тургор, а затем ткани листа отмирают и остаются только жилки в виде хлыстиков.
Кобальт.
Среднее содержание кобальта в растениях 0,02 мг на 1 кг сухой массы. Кобальт необходим бобовым растениям для обеспечения размножения клубеньковых бактерий. В растениях кобальт встречается в ионной форме и в витамине В12. Растения не вырабатывают этот витамин. Он синтезируется бактероидами клубеньков бобовых растений и участвует в синтезе метионина в бактероидах. При старении клубеньков и прекращении фиксации азота витамин выходит в цитоплазму клеток клубеньков. Наряду с магнием и марганцем кобальт активирует фермент гликолиза фосфоглюкомутазу и фермент аргиназу, гидролизующий аргинин.
Внешние признаки недостатка кобальта сходны с признаками азотного голодания.
Медь поступает в клетки в форме иона Сu2+. Среднее содержание меди в растениях 0,2 мг на кг сухой массы. ( …) Влияя на содержание в растениях ингибиторов роста фенольной природы медь повышает устойчивость растений к полеганию. Она также повышает засухо-, морозо- и жароустойчивость. Недостаток меди вызывает задержку роста и цветения, хлороз, потерю тургора и завядание растений. У злаков при недостатке меди не развивается колос, у плодовых появляется суховершинность. При дефиците меди белеют и отмирают кончики листьев, листья и плоды плодовых деревьев покрываются бурыми пятнами.
Содержание цинка в надземных частях бобовых и злаковых растений составляет 15-60 мг на кг сухой массы. Повышенная концентрация отмечается в листьях, репродуктивных органах и конусах нарастания, наибольшая — в семенах.
( …)Подкормка цинком способствует увеличению содержания ауксинов в тканях и активирует их рост.
При дефиците цинка у растений нарушается фосфорный обмен: фосфор накапливается в корнях, задерживается его транспорт в надземные органы, замедляется превращение фосфора в органические формы. При недостатке цинка в растениях уменьшается содержание сахарозы и крахмала, увеличивается количество органических кислот и небелковых соединений азота — амидов и аминокислот. Кроме того, в 2-3 раза подавляется скорость деления клеток, что приводит к морфологическим изменениям листьев, нарушению растяжения клеток и дифференциации тканей. Наиболее характерный признак цинкового голодания — это задержка роста междоузлий и листьев, появление хлороза и развитие розеточности.
Его среднее содержание составляет 0,1 мг на кг сухой массы. В боре наиболее нуждаются двудольные растения. Много бора в цветках. В клетках большая часть бора сосредоточена в клеточных стенках. Бор усиливает рост пыльцевых трубок, прорастание пыльцы, увеличивает количество цветков и плодов. Без него нарушается созревание семян. Бор снижает активность некоторых дыхательных ферментов, оказывает влияние на углеводный, белковый и нуклеиновый обмен. При недостатке бора нарушаются синтез, превращения и транспорт углеводов, формирование репродуктивных органов, оплодотворение и плодоношение. Он не может реутилизироваться и поэтому при борном голодании прежде всего отмирают конусы нарастания, останавливается рост побегов и корней, листовые пластинки утолщаются, скручиваются, становятся ломкими, цветки не образуются
4.4. Применение удобрений
В естественных биоценозах поглощенные из почвы соединения частично возвращаются с опавшими листьями, ветками, хвоей. С убранным урожаем сельскохозяйственных растений поглощенные вещества из почвы устраняются. Величина выноса минеральных элементов зависит от вида растения, урожайности и почвенно-климатических условий. Овощные культуры, картофель, многолетние травы выносят больше элементов питания, чем зерновые.
Для предотвращения истощения почвы и получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур необходимо внесение удобрений. Сопоставляя количество элементов в почве и растении с величиной урожая Ю. Либих сформулировал закон минимума или закон ограничивающих факторов. Согласно этому закону величина урожая зависит от количества того элемента, который находится в почве в относительном минимуме. Увеличение содержания этого элемента в почве за счет внесения удобрений будет приводить к возрастанию урожая до тех пор, пока в минимуме не окажется другой элемент. Позже было установлено наличие у растений критических периодов по отношению к тому или иному минеральному элементу, то есть периодах более высокой чувствительности растений к недостатку этого элемента на определенных этапах онтогенеза. Это позволяет регулировать соотношение питательных веществ в зависимости от фазы развития и условий среды. Так, известно, что в осенний период для озимых культур не рекомендуется вносить азотные удобрения, так как они усиливают ростовые процессы, снижая устойчивость растений. В осенний период надо проводить подкормки фосфором и калием, а весной азотом.
Система удобрений — это программа применения удобрений в севообороте с учетом растений-предшественников, плодородия почвы, климатических условий, биологических особенностей растений, состава и свойств удобрений. Система удобрений создается с учетом круговорота веществ и их баланса в земледелии. Баланс питательных веществ учитывает поступление их в почву с удобрениями, суммарный расход на формирование урожаев и непродуктивные потери в почве. Необходимое условие функционирования системы удобрений — это предотвращение загрязнения окружающей среды вносимыми в почву химическими соединениями.
До посева вносят ⅔ общей нормы удобрений. Они должны обеспечить растение на весь период развития элементами питания и повысить плодородие почвы. Припосевное удобрение в виде хорошо растворимых соединений вносят малыми дозами одновременно с посевом или посадкой растений для обеспечения минерального питания молодых растений. Послепосевные внекорневые подкормки, основанные на способности листьев поглощать минеральные соли в растворе, проводятся для усиления питания растений в наиболее важные периоды их развития.