Потребность культурных растений в удобрениях. Вынос элементов питания планируемым урожаем
Количество питательных веществ, необходимое для создания урожаев сельскохозяйственных культур, определяют:
- выносом элементов питания урожаем;
- коэффициентами использования растениями основных питательных веществ из почвы и удобрений;
- последействием удобрений, внесенных под предшествующую культуру;
- влиянием пожнивно-корневых остатков предшественников
- другими условиями.
Вынос элементов питания с урожаем – это потребность в них с/х культур для накопления единицы урожая или получения определенной урожайности с единицы площади. Выражается кг/т или кг/га.
На основании данных выноса элементов питания планируемой урожайностью, с учётом обеспеченности почв элементами питания в среднем по севообороту и использования питательных веществ из минеральных и органических удобрений, рассчитывается ориентировочная потребность в элементах питания с.-х. культур за севооборот, их соотношение и насыщенность минеральными удобрениями.
Вынос элементов питания планируемой урожайностью вычисляется по формуле:
X =П × В, где X – необходимое количество питательных веществ для получения планируемой урожайности, кг/га; П – планируемая урожайность, т/га; В – вынос элементов питания 1т товарной продукции сельскохозяйственными культурами (см. спец. приложения).
- Концентрация почвенного раствора.
Корни растения могут использовать элементы питания из сильно разбавленных растворов, однако при очень низких концентрациях растения могут страдать от недостатка питательных веществ.
Повышение концентрации до определенного предела (2-3 г/л) вызывает пропорциональный рост интенсивности поглощения элементов питания, при избыточно высоких концентрациях растения угнетаются, т.к. осмотическое давление раствора затрудняет поступление воды.
Оптимальная концентрация почвенного раствора при которой наиболее активно поглощаются питательные вещества изменяется в зависимости от вида растения и возраста.
Так хуже всего переносят повышенные концентрации: лен, люпин, морковь и огурец. Особенно чувствительны молодые растения.
- Соотношение макро и микроэлементов.
Раствор в котором необходимые растению элементы питания находятся в оптимальной для данной фазы развития концентрации и соотношении называется физиологически уравновешенным. Одновременное присутствие в растворе нескольких видов катионов и анионов благодаря антагонизму создает более или менее благоприятные условия для развития растения. В то время как односолевой (неуравновешенный) раствор той же концентрации оказывает резко отрицательное воздействие.
Антагонизм это взаимное торможение одноименно заряженных ионов при поступлении их в растение. Пример: Са и К, Са и Мg, К и NH4, Са и Н.
Антагонизм анионов менее выражен. Отрицательную роль антагонизм может играть в неуравновешенных растворах, т.е. при резком преобладании того или иного иона.
Например известкование почв вызывает резкое повышение концентрации Са в итоге может снизится поступление К и Мg.
Обратный антагонизму процесс – синергизм. Это когда ионы ускоряют поступление друг друга в растение. Синергизм чаще всего рассматривается как взаимоотношение противоположно заряженных ионов. Например поступление ионов NO3 стимулирует поступление Са. Вместе с тем взаимодействия между ионами имеет более сложную природу. Одни и те же ионы могут действовать как положительно так и отрицательно на поглощение других ионов. Направленность действия зависит от содержания в среде того или иного элемента питания.
Например: повышение концентрации элемента находящегося в минимуме до оптимального уровня активизирует процессы обмена веществ в растении, как следствие стимулирует поступление других элементов (синергизм).
При дальнейшем повышении концентрации того же элемента в растворе нарушается соотношение элементов питания. Синергические отношения могут перейти в антогонистические т.к. избыток элемента будет затруднять поступление др. элементов в растение.
- Влажность почвы
Элементы питания наиболее интенсивно поступают в растение при оптимальной влажности около 60% полной влагоемкости и обеспечивающий стабильное физиологическое состояние, хорошее развитие корней и быстрый транспорт ионов к поверхности корней. Угнетение растений при недостатке влажности затрудняет усвоение элементов питания. Высокая влажность ухудшает воздушный режим.
- Аэрация почвы
Кислород воздуха необходим для дыхания корней в процессе которого освобождается энергия используемая растениями для активизации транспорта питательных веществ. Поэтому потребление элементов питания нарушается при ухудшении аэрации в увлажненных и уплотненных, бесструктурных почвах.
- Тепловой режим
Поступление питательных веществ в растение может происходить только в определенном интервале температур. Например: оптимальная температура для потребления P и N 23-25. температура ниже 10 отрицательно влияет на поступление всех элементов т.к. замедляются процессы жизнедеятельности. Слишком высокая температура 40-50 вызывает иноктивацию белков переносчиков и скорость потребления питательных веществ резко снижается.
- Свет
Поглощение элементов питания на свету происходит более интенсивно, чем в темноте. В процессе фотосинтеза образуются органические вещества служащие энергетическим материалом для дыхания корней и участвуют в метаболический реакциях с поступившими в растение ионами. При затемнении растения интенсивность поступления питательных веществ падает, а через некоторое время прекращается.
- Реакция среды
Каждое растение имеет определенный интервал рН благоприятный для его роста и развития. Для большинства культур оптимальна слабокислая реакция 6,5. Реакция среды несоответствующая оптимальной вызывает нарушение нормальных процессов жизнедеятельности, в т.ч. может привести к снижению интенсивности поглощения питательных веществ. Повышение концентрации ионов Н в кислом растворе уменьшает поглощение других катионов (антагонизм), и усиливает потребление анионов (синергизм).
- Деятельность почвенных м.о.
Жизнедеятельность растений осуществляется в тесной взаимосвязи с огромным количеством микроорганизмов.
В окультуренных Пд 1-2 млрд. на 1 г почвы
В черноземах 2,5-3 млрд. на 1 г почвы
Общая масса м.о. в пахотном слое почвы 3-8 т/га
Особенно активно развиваются м.о. в той части почвы, которая непосредственно соприкасается с корнем растений (ризосфера). Ризосферные м.о. используют для питания корневые выделения, попутно не позволяя им накапливаться в токсичных для растения концентрациях.
Микрофлора может играть как положительную так и отрицательную роль. Полезные м.о. способствуют переводу трудно растворимых элементов почв и удобрений в доступные для растения формы, осуществляет фиксацию атмосферного азота, выделяют биологически активные вещества: витамины, стимуляторы роста и другие оказывающие положительное влияние на растение вещества. М.о. могут вызывать и негативные для растения процессы: биологическую иммобилизацию, газообразные потери азота при денитрификации. Некоторые микробы выделяют токсичные соединения. Многие грибы и бактерии – возбудители болезней.
Жизнедеятельность м.о. во многом зависит от условий окружающей среды имеющих значение и для растений. Полезные м.о. в большинстве случаев аэробы и предпочитают слабокислую или нейтральную реакцию среды. Важно применять удобрения и технологии, способствующие развитию полезных и подавлению вредных м.о.
Особенности питания сельскохозяйственных культур в различные периоды. Критический период. Период максимального потребления питательных веществ. Питание и качество урожая
1-й этап – прорастание семян и всходы. В этот период для всех культур характерно относительно небольшая (слабая) потребность в элементах питания. Но именно в этот период культуры наиболее чувствительны к недостатку или избытку солей почвенного раствора. Это обусловлено слабо развитой корневой системой и повышенной чувствительностью к солям почвенного раствора. В этот период растения нуждаются в легкоусвояемых и водорастворимых формах питательных веществ. В большинстве случаев растения ощущают недостаток фосфора (критический период), т.к. водорастворимых солей его находится очень мало, даже в плодородной почве. Поэтому на всех почвах под все культуры при посеве вносят суперфосфат в дозе 10 кг/га. Под отдельные культуры вносят NPK. На известкованных почвах эффективно применять микроудобрения. Дозы при посеве их не должны превышать 3-10% от общей потребности. Первый этап является критическим – это когда требуется питательных элементов мало, но если их не будет то растение не будет развиваться и ущерб не восполним.
2-й этап – период интенсивного роста и развития вегетативной массы Для большинства культур данный период характерен интенсивным поглощением элементов питания, прежде всего азота (критический период), а потом фосфора и калия. Для калийлюбивых растений К занимает 2-е место по интенсивности поглощения. В этот период удобрения должны быть в виде солей, растворяемых в слабых растворах кислот, и должны располагаться в зоне активной работы корневой системы.
3-й период – период образования репродуктивных органов и плодоношения Это период интенсивного потребления питательных элементов со сменой минимума. Возрастает потребность в Р и К. Для большинства культур очередность такая – N ˃ Р ˃ К. Для калийлюбивых на первом месте калий (критический период). В этот период удобрения вносят в виде подкормок.
Все с/х культуры различаются по длительности этих этапов. У зерновых, к примеру, 70-80% элементов питания потребляется в период кущения-цветения.
Потребление элементов питания в течение вегетации неравномерно.
Периоды, выделяемые в связи с периодичностью питания растений:
1) Критический период питания
2) Период максимального потребления питательных веществ
Во время критического периода потребляется не большое количество веществ, но они крайне необходимы и их недостаток или отсутствие сильно ограничивает развитие растения и в итоге приводит к резкому снижению урожайности. Критический период обычно совпадает с начальными фазами развития растения. Пример: критический период по отношению к Р который наблюдается у всех культур сразу после всходов. Недостаток его в этот период нельзя исправить поздними внесениями.
Период максимального потребления характеризуется наиболее интенсивным поглощением питательных веществ. Он, как правило, совпадает с периодами быстрого роста и накопления массы растениями. Пример: яровые зерновые потребляют максимальное количество элементов в фазы выхода в трубку и колошения. Лен в фазу цветения.
