Значение отдельных элементов питания и внешние признаки растений при их недостатке

Каждый элемент питания в растении выполняет определенную физирлогическую функцию, его нельзя заменить другим элементом. Недостаток того или иного элемента приводит к нарушениям жизнедеятельности растений и к снижению урожайности. При отсутствии даже какого-либо одного элемента питания жизнь растений невозможна. Недостаток отдельных элементов питания вызывает определенные внешние изменения различных органов растений.

В ряде случаев на растениях отрицательно сказывается и избыток отдельных элементов, требующихся в очень малых количествах. К таким элементам относятся бор, марганец, хлор, алюминий и др. Поступление этих элементов сверх определенного количества вызывает внешние изменения у растений, нарушает правильный обмен веществ, замедляет рост и может привести даже к гибели растений.

Потребность растений в питательных веществах в период их вегетации определяют путем растительной диагностики. Выделяют следующие виды растительной диагностики: визуальную, биометрико-фенологическую и химическую.

При визуальной диагностике по внешнему виду всего растения или его отдельных органов определяют, какой элемент является причиной плохого состояния посевов. При биометрико-фенологической диагностике о состоянии посевов судят по размеру растений, числу и качеству его органов и темпах их образования. Химическая диагностика основана на определении валового содержания элементов питания в растениях или листьях (листовая диагностика) либо содержания неорганических соединений в тканях - нитратов, фосфатов, сульфатов, калия, магния и др. (тканевая диагностика). Химическая диагностика позволяет установить обеспеченность растений питательными веществами в период, когда внешне их недостаток (или избыток) еще не проявился.

Химический анализ растений на валовое содержание элементов питания проводится в соответствии с принятыми в агрохимической службе для этих целей стандартными методами. Наиболее доступными методами тканевой диагностики являются экспресс-методы, выполняемые с помощью прибора ОП-2 Церлинг (1975) или полевой лаборатории Магницкого (1970). Содержание неорганических форм питательных веществ в том и другом случае определяется в тканях, срезах или выжатом из них соке.

Листовая и тканевая диагностика проводится станциями химизации, а также под их научно-методическим руководством комплексными агрохимическими хозяйственными (межхозяйственными) и районными лабораториями в соответствии с утвержденными методиками.

В последние годы растительная диагностика минерального питания растений широко внедряется в сельскохозяйственное производство нашей страны. Она не исключает, а дополняет почвенную диагностику, при проведении которой определяют кислотность почвенного раствора, содержание гумуса, доступные для растений питательные вещества и другие показатели.

Оптимальное содержание и соотношение питательных веществ в растениях (в том числе и микроэлементов) по фазам их развития устанавливают путем химического анализа нормально развитых растений. Оптимальным уровнем содержания в растениях питательных веществ считается такой, при котором получают высокий урожай хорошего качества. В соответствии с Методическими указаниями по растительной диагностике зерновых культур, утвержденными Министерством сельского хозяйства СССР (1980), приняты следующие уровни содержания питательных веществ в среднем для дерново-подзолистых, серых лесных, черноземных и таежно-каштановых почв (табл. 4-8).

Для оценки обеспеченности зерновых культур питательными веществами выделено шесть групп обеспеченности. Каждой из групп соответствуют определенные величины урожайности и содержания питательных веществ. Урожайность при очень низкой обеспеченности питательными веществами (группа I) составляет меньше 25% от оптимальной, соответственно при низкой обеспеченности меньше 40%, средней - 40-70%, ниже оптимальной - меньше 100%, оптимальной - 100% и выше оптимальной - больше 100%. Каждой группе обеспеченности растений питательными веществами соответствует группа по их содержанию в почве по классификации, принятой в агрохимической службе, хотя полной корреляции между ними нет.

Данные растительной диагностики можно использовать для уточнения агрохимических картограмм, характеризующих содержание в почве питательных веществ на каждом поле (участке) хозяйства.

Для того чтобы установить обеспеченность растений питательными веществами, необходимо также учитывать соотношение их в растении - отношение одного элемента к другому или процентной доли отдельного элемента в сумме питательных веществ, принимаемой за 100%. Сбалансированное уравновешенное питание растений соответствует оптимальному соотношению питательных веществ.

4. Уровни содержания основных питательных веществ в листьях озимой пшеницы в разные фазы ее развития, % сухого вещества

5. Уровни содержания основных питательных веществ в листьях озимой ржи в разные фазы ее развития, % сухого вещества

6. Уровни содержания основных питательных веществ в листьях яровой пшеницы в разные фазы ее развития, % сухого вещества

7. Уровни содержания основных питательных веществ в листьях ячменя в разные фазы его развития, % сухого вещества

8. Уровни содержания основных питательных веществ в листьях овса в разные фазы его развития, % сухого вещества

Чем больше отклонения в содержании питательных веществ в растении от оптимального, тем в большей степени должны изменяться рекомендуемые дозы удобрений.

Учитывая, во сколько раз оптимальное содержание элемента в растениях больше или меньше фактического, принятую в производстве норму удобрений уточняют по формуле:

где Д - уточненная норма удобрений, кг/га питательных веществ; Н - минимальная или средняя норма питательного вещества удобрения, принятая в производственных условиях, кг/га питательных веществ; Сопт - оптимальное содержание питательного вещества в растениях, % сухого вещества: С_факт - фактическое содержание питательного вещества в растениях; % сухого вещества;

степень нуждаемости растений в данном элементе (V).

При степени нуждаемости, равной единице или меньше ее, потребность в данном питательном веществе отсутствует; при V=l,l-1,5 - нуждаемость средняя, при У=1,6-2,0 - сильная.

Корректировка нормы одного элемента (например, фосфора) по отношению к другому (например, к азоту) для обеспечения сбалансированного питания растений производится по формуле:

Внесением удобрений в период вегетации растений в зависимости от содержания в них питательных веществ можно регулировать качество урожая. Так, содержание клейковины в зерне озимой пшеницы можно повысить при сочетании основного удобрения с азотными подкормками рано весной и в период от выхода в трубку до молочной спелости. При этом решающее значение в повышении содержания в зерне клейковины имеет поздняя подкормка азотными удобрениями от середины фазы выхода в трубку до фазы молочной спелости зерна. Имеется тесная корреляция между содержанием азота в растениях и зерне, поэтому дозу поздней азотной подкормки уточняют по результатам листовой диагностики. В зависимости от содержания азота в листьях в фазу цветения при поздней подкормке рекомендуется вносить 20-60 кг/га N. В Краснодарском крае при сильном недостатке азота в растениях в начале цветения (меньше 3,5%) позднюю подкормку озимой пшеницы проводят дважды - в период от середины фазы выхода в трубку до фазы цветения и от фазы цветения до фазы молочной спелости. При содержании азота в листьях озимой пшеницы в начале цветения около 4% рекомендуется проводить только одну позднюю подкормку.

Чтобы установить, нужны ли азотные подкормки и каковы должны быть нормы удобрений, необходимо учитывать не только содержание питательных веществ в листьях, но и их соотношение. Так, нормальным соотношением между азотом и фосфором в период колошения считают N:P=12-13. Если N:P больше 13 или меньше 12, получение сильного зерна затрудняется. При явном недостатке фосфора в растениях поздняя азотная подкормка эффекта не дает. Содержание протеина в зерне может быть высоким, но его технические показатели ухудшаются.

Уровни содержания питательных веществ в растениях кукурузы по фазам ее развития в соответствии с "Методическими указаниями по диагностике минерального питания кукурузы", утвержденными Министерством сельского хозяйства СССР, представлены в таблице 9. Довольно стабильным показателем также по фазам развития является соотношение питательных веществ (табл. 10).

9. Уровни валового содержания основных элементов питания в растениях кукурузы по фазам развития, % сухого вещества

Продолжение

10. Соотношение N, Psub2/subOsub5/sub и Кsub2/subО в растениях кукурузы при нормальных условиях питания и увлажнения, %

11. Уровни содержания общего азота в растительных пробах овощных культур, % сухого вещества (по данным разных авторов)

12. Содержание нитратов, фосфатов и калия в тканях садовых растений, слабо (1) и хорошо (2) обеспеченных питанием (в баллах шкалы В. В. Церлинг)

13. Оптимальное содержание общего N, Р и К и их соотношение в листьях основных садовых культур, % сухого вещества

При нормальных соотношениях питательных веществ и абсолютном содержании их ниже оптимального уровня слабо развивающиеся растения нуждаются во всех трех основных элементах питания. Это достигается путем проведения подкормки кукурузы в период вегетации.

Таким же путем устраняется выявленный при растительной диагностике недостаток того или иного элемента.

В повышении уровня и качества урожая овощных культур, недопущении содержания в них нитратов сверх предельно допустимых количеств большое значение имеет растительная диагностика азотного питания. В настоящее время разработаны оптимальные уровни содержания нитратного и общего азота в овощных культурах по фазам их развития, использование которых при растительной диагностике позволяет корректировать дозы азотных удобрений. В таблице 11 приведены уровни содержания общего азота в растительных пробах овощных культур в соответствии с "Методическими указаниями по контролю азотного питания овощных культур", утвержденными Министерством сельского хозяйства СССР в 1980 г.

При сбалансированном питании наблюдается оптимальное содержание каждого питательного вещества. Особенно важно, чтобы в o овощах не содержалось сверх предельно допустимых концентраций вредных для человека и животных нитратов. Министерством здравоохранения СССР утверждены временные предельно допустимые концентрации нитратов, мг/кг: в картофеле - 80, капусте - 150, моркови - 400, огурцах - 150, помидорах - 60, свекле - 1400, дынях и арбузах - 45.

Контроль в стране за содержанием в сельскохозяйственной продукции нитратов и нитритов и загрязнением ими окружающей среды возложен на агрохимическую службу.

Оптимальное содержание и соотношение азота, фосфора и калия в листьях различных плодовых и ягодных культур в соответствии с "Методическими указаниями по диагностике минерального питания яблони и других садовых культур", утвержденными Министерством сельского хозяйства СССР (1980), приведены в таблицах 12-13.

Группы обеспеченности питательными веществами по содержанию их в листьях плодовых и ягодных культур характеризуются следующими признаками: I группа - проявляется сильный недостаток (более чем на 21-35% ниже нижней границы оптимума); II группа - недостаточное содержание (на 15-20% ниже нижней границы оптимума); III группа - оптимальное содержание (в пределах колебаний оптимального уровня); IV группа - содержание выше верхней границы оптимального уровня на 15-30%; V группа - избыточное содержание (более 21% от верхней границы оптимального уровня). Абсолютное содержание питательных веществ в средних листьях приростов яблони разных сортов в фазу окончания роста побегов показано в таблице 14.

14. Уровни содержания основных питательных элементов в средних листьях приростов яблони разных сортов в фазу окончания роста побегов (N, Р, К, Са, Mg - в % сухого вещества; В, Сu, Fe, Zn, Mn, Mo - в мг на 1 кг сухого вещества)

Очень низкий уровень содержания питательных веществ в листьях яблони характеризуется голоданием с появлением внешних признаков острого недостатка питания; низкий уровень - скрытое голодание, без визуальных признаков, но снижающее урожайность; оптимальный уровень - достаточное питание; высокий уровень характеризуется излишним содержанием питательных веществ в листьях растений.

Лучшее использование потенциальных возможностей растений по величине и качеству урожая проявляется при оптимальном уровне содержания питательных веществ в листьях, характеризующем сбалансированное питание растений. С этим уровнем сравнивают результаты анализов листьев для определения потребности растений в удобрениях.

Для оценки питания плодовых и ягодных культур и обеспечения его сбалансированности необходимо, как и у полевых и овощных культур, определять степень уравновешенности питания, т. е. установить долю отдельных питательных веществ от их суммы, принятой за 100%.

На основе проведенной листовой диагностики корректируют дозы удобрений.