12. Теории питания растений

Теория минерального питания получила первое подтверждение в 1858 г., когда в искусственной питательной среде (водная культура) удалось довести растение до полного созревания. Позднее была предложена полная питательная смесь для выращивания растений в песчаных кульутрах.

О природе поглощения веществ живой клеткой определенные высказывания имели место еще у Дютроше (1837), который считал, что проникновение в клетку воды и растворенных в ней веществ происходит путем диффузии через пористые цитоплазматические мембраны.

Сакс отмечал «накопляющую диффузию», так как химические процессы, проходящие в клетке, постоянно нарушают равенство концентраций веществ внутри клеток и окружающем их растворе.

Сторонниками диффузионно-осмотической теории были Пфейффер, Де Фриз, Майер и др. Согласно этой теории через корневую систему в растения вместе с водой засасываются питательные вещества, а вода постоянно испаряется. Таким образом, поступление питательных веществ находится в прямой зависимости от интенсивности транспирации растений.

В конце 19 века Овертоном была выдвинута липоидная теория, согласно которой поступление веществ в клетку происходит в результате их растворения в липидных компонентах цитоплазменных мембран.

Траубе и Руланд авторы ультрафильтрационной теории, считали, что проникновение питательных веществ через цитоплазменную оболочку зависит от величины ее пор и размера молекул.

В начале 20 века Дево установлена возможность быстрого связывания катионов из сильно разбавленных растворов растительными клетками (адсорбционная теория). Поглощение одних ионов сопровождается вытеснением других ионов, причем процесс зависит от концентрации и времени.

Современная теория минерального питания включает ряд основных понятий из ранее выдвинуты.

Корень – специализированная часть растения, закрепляющая его в почве и выполняющая функции поглощения, первичного усвоения, включения в метаболизм, распределения и транспорта воды и минеральных веществ. Корень является органом, в котором осуществляются многочисленные биосинтетические процессы, и выполняется ряд специальных функций.

Корневая система представляет собой огромную поглощающую поверхность. Наибольшего развития поверхность корней, в том числе и деятельная, достигает в период цветения.

Наиболее интенсивно поглощаются элементы питания клетками зоны корневых волосков. Основная роль корневых волосков заключается в максимальном увеличении поверхности корня для обеспечения снабжения растений в первую очередь фосфором, так как движение его в почве очень медленное, а скорость поглощения растениями очень большая.

Кроме поглощающей функции корень выполняет функцию осуществления синтеза аминокислот, белков и физиологически активных веществ.

В 1940 г. Сабининым Д.А. была выдвинута концепция о превращении веществ при их прохождении через корень и в дальнейшем развил положение о синтетический деятельности корня:

1. Корень способен не только поглощать минеральные элементы, но и перерабатывать их полностью или частично и подавать в надземные органы в измененном виде.

2. Синтетическая деятельность корня осуществляется на основе притекающих в корни ассимилятов, т.е. зависит от фотосинтеза.

3. Корень оказывает воздействие на надземные органы путем не только обеспечения водой и минеральными элементами, но и продуктами специфических реакций обмена веществ, протекающих в корнях – фитогормонами неауксиновой природы.

Обмен веществ между растением и окружающей средой осуществляется через поверхностно расположенные клетки корневой системы и надземных органов.

К настоящем времени утвердилось представление о том, что транспорт элементов в клетку обеспечивается двумя автономными механизмами – пассивным током веществ по электрохимическому градиенту и их активным переносом против электрохимического градиента.

Свободное пространство. Ионы движутся через клеточную оболочку к плазмалемме вследствие процесса диффузии или вместе с растворителем в виде тока раствора. Диффузия – передвижение молекул, газов, жидкостей или растворенного вещества по градиенту концентрации – зависит от концентрации поглощенных веществ и площади, через которую проходят вещества или ионы.

Часть объема тканей корневой системы, в которую ионы поступают и из которой выделяются вследствие диффузии, называют свободным пространством. Оно составляет 4-6% общего объема корня и локализовано в рыхлой первичной оболочке клеточных стенок вне протопласта снаружи от плазмалеммы.

Свободное пространство делится на «водное пространство», из которого ионы могут переходить путем диффузии в воду и «доннановское пространство», из которого ионы путем обмена выделяются только в солевой раствор. «Водное пространство» локализовано в центральной части пор или каналов поверхностного рыхлого слоя корня и здесь концентрация катионов равна концентрации наружного раствора. «Доннановское» или обменное пространство локализовано ближе к клеточным стенкам, где катионы концентрируются вследствие отрицательного заряда стенок. Вещества, поступившие в свободное пространство вследствие диффузии, могут подвергаться там первичной обменной адсорбции и вытесняться из свободного пространства в наружный раствор или во внутреннюю часть клетки. Таким образом, «свободное пространство» является тем непосредственным участком питательной среды и зоной поглощения, из которой жизнедеятельная часть клетки черпает необходимые элементы питания.

Теория переносчиков ионов и ионные насосы. Избирательность поглощения ионов, повышение их концентрации внутри клеток, конкуренцию при поглощении клетками корня между химически близкими ионами объясняет теория переносчиков ионов, согласно которой ион преодолевает мембрану не в свободном виде, а виде комплекса с молекулой переносчика. На внутренней стороне мембраны комплекс диссоциирует, освобождая ион внутри клетки.

Движущей силой транспорта с участием переносчика может быть как и в случае пассивного переноса, либо химический градиент вещества, либо электрохимический потенциал..

Установлено наличие двух систем переноса ионов:

1 - имеет более высокую избирательную способность и функционирует в естественных условиях при низкой внешней концентрации ионов; повышение концентрации ионов во внешнем растворе вызывает быстрое насыщение первой системы; дополнительно к ней вступает в действие вторая, менее селективная система, обладающая меньшим сродством к ионам.

Предполагается, что первая система локализована в плазмолемме. Вторая – в плазмалемме, в тонопласте.

Переносчиками могут быть белковые глобулы диаметром, превышающим толщину клеточной мембраны. В этом случае движения глобулы вокруг своей оси обеспечивают перенос ионов с наружной стороны мембраны на внутреннюю. Примером такого переноса может служить ионный насос, представленный транспортной АТФ-зой. В клетках одновременно с фосфорилированием и дефосфорилированием транспортной АТФ-азы, осуществляются связывание и освобождение ионов и конформационные изменения молекулы АТФ-азы, осуществляющие перенос иона внутрь клетки.

Конформационные изменения – изменения пространственной конфигурации белковой молекулы.

Задачей ионного насоса является поддержание внутри клетки постоянного ионного состава, несмотря на расход в результате реакций обмена и утечку в результате диффузии.

Таким образом, активный транспорт ионов в клетки осуществляется за счет специальных ферментов АТФ-аз по механизму, называемому ионным насосом.

Транспорт ряда веществ через мембрану может осуществляться и при помощи низкомолекулярных жирорастворимых переносчиков, который захватив транспортируемый ион, легко проникает через фосфолипидную мембрану, растворяясь в ней, освобождает ион внутри клетки.

Симпорт и антипорт. Ионы водорода выкачиваются из клетки так называемой протонной помпой, которая создает определенный концентрационный и электрический градиент, при этом среда клетки несколько подщелачивается. В результате этого переносчик может транспортировать протоны обратно в клетку по электрохимическому градиенту. Но, транспортируя протон, переносчик может иметь сродство к какому-то другому соединению. Это может быть, например, анион, который переносится внутрь клетки. Активную закачку в клетку по электрохимическому градиенту протона и какого-то дополнительного «седока» (аминокислота Сахар, фосфор и тп.) называют симпортом. Прямо противоположное этому процессу – антипорт – выкачивание из клетки протона Н⁺ и доставка внутрь клетки для сохранения электронейтральности иона с тем же зарядом, например, К⁺.

Пиноцитоз. Многие клетки могут поглощать твердые частицы (фагоцитоз) и капли (пиноцитоз), плавающие в окружающей среде. Путем пиноцитоза может происходить поступление веществ в растения. Вначале поглощаемые частицы адсорбируются на клеточной мембране, затем мембрана затягивается внутрь, края ее в месте втягивания смыкаются. Образуется пиноцитарный пузырек, который отрывается от наружной мембраны и мигрирует внутрь клетки. В клетке мембранная оболочка пузырь кА разрушается ферментами и захваченные частицы поступают в цитоплазму.

13. Аммофос – NH4H2PO4- моноаммонийфосфат – концентрированное гранулированное азотно-фосфорное удобрение. В зависимости от вида сырья выпускается 2 марок из апатитового концентрата и фосфоритового флотоконцентрата. Содержание усвояемого фосфора 46-60%, азота – 11%. Отличается хорошими физическими свойствами, что позволяет использовать его в качестве основы для приготовления тукосмесей, длительное время сохраняет сыпучесть, характеризуется высокой концентрацией питательных веществ, нет балласта, легко усваивается растениями на всех почвах. Технология производства:

NH3+H3PO4=NH4H2PO4

Существенный недостаток – широкое соотношение между азотом и фосфором - 1:4,5, 1:5 (должно быть близким к 1:1, растению больше требуется азота), что ограничивает возможность его применения.

Рекомендуется как для локального (рядкового) и основного внесения, отдельно и совместно с азотными и калийными туками. Особенно эффективно на черноземах и каштановых почвах северного региона республики, где почвы хорошо обеспечены азотом и бедны фосфором. Вносят под зерновые, овощные и технические культуры.

Диаммофос – (NH4)2H2PO4 -диаммоний фосфат. Гранулированное удобрение, светло-серого цвета. Содержит 52% фосфора и 19% азота. Это самой концентрированное из всех сложных удобрений – суммарное содержание азота и фосфора более 70%.

Производство основано на насыщении аммиаком фосфорной кислоты.

2NH3+H3PO4= (NH4)2HPO4

Удобрение наиболее подходит для картофеля, вики, овощных культур и хлопчатника.

Эти два вида удобрений удобны для локального применения при посеве и посадке вблизи семенного материала: не содержат балласта, не создают высокой концентрации раствора, не повышают осмотического давления почвенного раствора.

Калийная селитра - КNО3 - содержит 13-14% азота, до 45% калия. Получают в результате обменной реакции между нитратом натрия и хлористым калием.

NaNO3+KCl=KNO3+NaCl

Обладает хорошими физическими свойствами, негигроскопична, хорошо рассеивается, используется для производства смешанных удобрений. Применяется для подкормки овощных, плодово-ягодных культур, табака, винограда. В качестве источника калия особенно ценна для культур, чувствительных к хлору. Недостаток – широкое соотношение между азотом и калием (1:3,5), поэтому при ее использовании необходимо дополнительное внесение азотных и фосфорных удобрений.

14. Особенности питания и удобрения овощных культур

Томат предъявляет достаточно высокие требования к количеству питательных веществ, необходимых для образования высокого урожая. Для нормального роста и развития растения томата, кроме азота, фосфора и калия, должны быть обеспечены в достаточном количестве кальцием, магнием, серой, железом и такими микроэлементами, как бор, марганец, молибден, медь, цинк, кобальт и др. На формирование 1 т урожая, включая потребность для образования вегетативной массы растения используют, в зависимости от сорта (гибрида) и условий выращивания: N — 3–3,3 кг, Р2О5 — 1,2–1,3 кг, К2О — 4,5–5,8 кг.

Томат выносит из почвы мало фосфора. Однако фосфор способствует усиленному росту корней, более раннему цветению и плодоношению, а также повышению урожая и сахаристости плодов. Особенно необходим фосфор в первый период роста и развития, после прорастания семян, хотя в это время вынос его растением значительно меньше, чем во время плодоношения. Так, для молодого 30-дневного растения соотношение выноса азота, фосфора и калия (NPK) составляет 100:25:70, а в период плодоношения — 100:50:290.

Причина такой повышенной требовательности молодого растения к усиленному снабжению его фосфором — слабая способность томата усваивать труднорастворимые соединения и недостаточное развитие корневой системы.

Взрослое же растение с более сильно развитой корневой системой способно поглощать из почвы труднорастворимые соединения и меньше нуждается в легкорастворимых фосфорных удобрениях. Кроме того, молодое растение может накапливать фосфор, а затем использовать его в процессе роста и развития.

Азотно-калийное питание для томата особенно необходимо в фазах бутонизации, цветения и плодоношения. Недостаток азота, а тем более калия в период усиленного вегетативного роста растения, цветения и плодоношения резко снижает урожай. Однако избыток азота, особенно в период усиленного вегетативного роста, приводит к «жированию» растений, значительной задержке плодоношения.

Особенности удобрения капусты

Какие удобрения нужны для капусты?

Все виды капусты (белокочанная ранних, средних, среднепоздних и поздних сортов созревания; красно-кочанная, цветная, брокколи, брюссельская, савойская, кольраби) очень хорошо отзываются на органические и минеральные удобрения, особенно азотные.

Потребность в фосфоре наиболее высока у цветной капусты, брокколи, поздней белокочанной капусты. Наиболее высокое потребление калия наблюдается у среднепоздних и поздних сортов белокочанной и краснокочанной капусты. Капустные растения сильно поражаются килой, поэтому для их возделывания надо отводить незакиленные участки, на кислых почвах необходимо проводить известкование.

Наиболее требовательны к почвенному плодородию цветная и брюссельская капуста, а также ранние сорта капусты белокочанной. Белокочанную капусту лучше выращивать на легкосуглинистых и супесчаных почвах, торфяники и тяжелосуглинистые почвы для нее малопригодны.

Ранние сорта капусты по сравнению с поздними сильнее поражаются килой, поэтому их необходимо выращивать на незакиленных почвах с рН 6,5-7,2. На среднеокультуренных дерново-подзолистых почвах ранняя капуста хорошо отзывается на применение органических удобрений, внесенных с осени. Если органические удобрения осенью не вносились, то вносят перегной из расчета 200-300 г в лунку.

15. Удобрение картофеля

Наличие и доступность питательных веществ — важнейшее условие продуктивности картофеля, поскольку эта культура очень требовательна к качеству питания. Ведь для того чтобы сформировать 40-50 т клубней на гектар растение должно получить в достаточном количестве все необходимые вещества. С другой стороны, усваивание картофелем минералов усложняется тем, что он имеет слаборазвитую корневую систему. Она размещена преимущественно в поверхностном слое почвы, а потому неспособна усваивать питательные вещества из более глубоких почвенных горизонтов.

В среднем, в зависимости от сорта и агроклиматических условий, для образования 10 тн клубней картофель усваивает (в кг):

• азота - 40-60;

• фосфора — 10-18;

• калия-60-100;

• серы - 20-40;

• магния — 10-25;

• кальция — 20-50.

Кроме этих элементов, картофель нуждается в железе, цинке, марганце, меди, боре, селене и других микроэлементах. Каждый из элементов в растении выполняет свои функции, и дефицит любого из них не может быть восполнен избыточным внесением другого.

Азот — это, прежде всего, элемент роста. Он необходим для синтеза аминокислот, белков, витаминов и других веществ. Многие исследователи считают, что вклад азота в конечный урожай составляет не менее 20%. Своевременное внесение азотного удобрения способствует быстрому развитию ботвы и раннему смыканию в рядах и междурядьях. Раннее смыкание ботвы очень важно для продуктивности картофеля, поскольку плотный листовой экран предохраняет почву от перегрева, что благоприятно отражается на клубнеобразовании. Вместе с тем, при избыточном внесении азота отмечается задержка в созревании, медленнее дозревает кожура и в результате увеличивается степень механических повреждений клубней в процессе уборки и транспортировки. Растения, выросшие на сильном азотном фоне, более чувствительны к поражению болезнями и вредителями, а в клубнях накапливаются нитраты. Кроме того, избыток азота приводит к потемнению мякоти, уменьшению содержания сухих веществ, ухудшению лежкости. При обеспечении азотного питания необходимо учитывать факторы, усложняющие его усваивание. Прежде всего, это:

• прохладная погода;

• холодная и уплотненная почва;

• слабая микробиологическая активность;

• запахивание большого количества соломы;

• дефицит влаги.

Во избежание этого дозу азота или несколько увеличивают, или дополнительно вносят его с некорневой подкормкой. Степень усвоения азотных соединений зависит и от рН почвы. На почвах с нейтральной реакцией лучше использовать аммонийные (аммиачная селитра), а на кислых — нитратные (кальциевая селитра) удобрения. При засухе растения усваивают азот преимущественно в нитратной форме. Однако при орошаемом земледелии нитратный азот легко вымывается в более глубокие слои почвы, и в таком случае лучше использовать аммонийные или амидные формы азота (аммиачная селитра и карбамид).

Фосфор также является очень важным элементом для картофеля. Он оказывает положительное влияние на развитие корневой системы, улучшает вкус клубней, ускоряет их созревание, положительно влияет на повышение устойчивости к патогенам. Кроме того, он улучшает лежкость клубней, уменьшает отрицательное влияние засухи и способствует уменьшению содержания нитратов в клубнях. Однако, даже при достаточном количестве этого элемента, у растений иногда могут наблюдаться симптомы фосфорного голодания. Особенно часто это происходит при низких температурах, а также при повышенной кислотности. Наиболее распространенными фосфорными удобрениями являются гранулированные формы суперфосфата. Но на кислых дерново-подзолистых почвах целесообразно применение фосфоритной муки под зяблевую вспашку, в удвоенном или утроенном количестве по сравнению с суперфосфатом. Несмотря на меньшее содержание фосфора, это удобрение характеризуется длительным последействием и хорошим мелиоративным эффектом.

16. Рис лучше всего отзывается на азотные удобрения. При внесении азотных туков необходимо принимать во внимание форму, в которой находится азот в удобрении. На рисовых полях применимы только те из них, которые содержат азот в аммиачной (сульфат аммония, хлористый аммоний) или амидной формах (мочевина или карбамид).

Из фосфорных удобрений под рис пригодны все виды фосфатов. Фосфорные удобрения весьма эффективны при внесении их вместе с азотными.

Как правило, азотные удобрения вносят дробно: 60% — как основное удобрение и 40% - при подкормках. Фосфорные удобрения вносят под основную обработку. Оптимальные дозы для риса, посеянного после зерновых культур, N90P60. При последующих посевах риса по рису норма удобрений увеличивается.

Правильное, научно обоснованное применение удобрений - неотъемлемая часть высокой агротехники. Поэтому удобрения в рисовых севооборотах должны вноситься из года в год в определенной последовательности с учетом плодородия почвы, предшественников, систем обработки и процессов, происходящих в почве

17. Система удобрения под сахарную свеклу – органоминеральная включающая основное внесение органических и минеральных удобрений, припосевное – фосфорных или комплексных (NРК), а также подкормку азотными и микроудобрениями.

Сахарная свекла – культура, требовательная к почвенным условиям. Лучшими для ее возделывания являются дерново-карбонатные, дерново-подзолистые суглинистые и супесчаные почвы, подстилаемые моренными суглинками. Наиболее благоприятная реакция почвенного раствора для сахарной свеклы – рН 6,5-7,5.

В начале роста сахарная свекла поглощает относительно небольшое количест-во азота, фосфора и калия, однако в этот период она очень чувствительна к недостатку фосфора. Внесение 10-20 кг/га Р2О5 в рядки при посеве создает благоприятным пищевой режим в первые 15-20 дней после всходов. В период интенсивного роста листьев свекла потребляет много азота и калия. Для формирования корнеплодов растениям требуется умеренное азотное и усиленное фосфорное и калийное питание. Максимальное поступление элементов питания в растения свеклы отмечается в июле-августе.

Сахарная свекла отзывчива на органические удобрения. Она имеет продолжительный период вегетации и хорошо использует из них питательные вещества. Для свеклы лучше использовать подстилочный навоз или торфо-навозные компосты весенне-летней заготовки после 4-5 месячного хранения в уплотненных буртах. Вносить их нужно с осени под зяблевую вспашку в дозах от 40 до 80 т/га.

Важным условием эффективного использования минеральных удобрений является дифференцированное их внесение с учетом планируемого урожая и уровня почвенного плодородия (скачать таблицу >>>).

Наиболее эффективные из минеральных удобрений сахарной свеклы – азотные. Каждый килограмм азота способствует увеличению урожая корнеплодов на 50-60 кг. Однако с целью улучшения качества корнеплодов максимальные дозы азотных удобрений не должны превышать 130-150 кг/га. Избыточное азотное питание приводит к накоплению альфа-аминного азота в корнеплодах и снижению чистоты клеточного сока, что в результате уменьшает выход сахара. Повышенные дозы азотных удобрений рекомендуется вносить дробно – 100-110 кг/га д.в. в основное внесение и 35-40 кг/га д.в. в подкормку.

Фосфорные и калийные удобрения вносят под предпосевную культивацию, на связных почвах возможно осеннее внесение фосфора и калия. В основное внесение применяют все имеющиеся в республике виды азотных и фосфорных удобрений. При этом использование аммиачной селитры характеризуется наименьшей экономической эффективностью. Подкормку азотом для предотвращения ожога листьев целесообразнопроводить твердыми формами азотных удобрений (cкачать таблицу >>>).

Сахарная свекла относится к культурам, чувствительным к недостатку бора. При недостатке бора развивается гниль сердечка, снижается сахаристость, снижается урожай. Лучшим способом внесения микроудобрений является некорневая подкормка борными удобрениями. При этом во время вегетации сахарной свеклы проводятся две некорневые обработки микроэлементами: первая – в фазу смыкания листьев в рядке, вторая – через 1-1,5 месяца после первой. Максимальную дозу бора рекомендуется вносить на почвах I и II групп обеспеченности этим элементом и при засушливых условиях вегетационного периода.

Нецелесообразно применение борной кислоты в почву в дозе 2-3 кг/га в растворе с КАСом. Наличие бора в комплексном удобрении удовлетворяет потребность сахарной свеклы в боре в период всходов, а дальше проводятся некорневые подкормки бором в период вегетации.. Кроме того. С урожаем сахарной свеклы 500 ц/га выносится 400 г/га бора. Две некорневые подкормки бором в фазу 10-12 листьев и повторно через 30 дней полностью удовлетворяет потребность культуры в боре. (При внесении бора в почву он связывается с органическим веществом и коэффициент использования его растениями измеряется в десятых и сотых долях процентов).

Для некорневых подкормок лучше всего использовать микроудобрения, содержащие бор в бтоорганической форме. Ф настоящее время в республике производятся отчетственные удобрения МикрСтим-бор, МикроСил-бор, в которых дополнительно содержатся регуляторы роста гидрогумат и Экосил, а также микроудобрения из Республики Польша Адоб-бор, Эколист-бор, Солюбор. Отечественные удобрения по своей эффективности не уступают лучшим зарубежным аналогам.

Современные технологии возделывания сахарной свеклы предусматривают внесение комплексных удобрений при подготовке почвы к севу, что благоприятно сказывается на росте и развитии растений, урожайности и выходе сахара. При этом сокращаются затраты на внесение удобрений, обеспечивается более равномерное их распределение по площади поля по сравнению с внесением эквивалентных смесей простых (азотных, фосфорных и калийных) туков.

18. Основной зоной возделывания хлопчатника являются республики Средней Азии. Посевы хлопчатника размещены также в Казахстане, Армении и Азербайджане. Большая часть орошаемых посевов хлопчатника расположена на сероземах, а также луговых и лугово-болотных почвах. Систематическое применение больших норм минеральных удобрений под хлопчатник (в среднем около 350 кг д. в. на 1 га) обеспечивает получение высоких устойчивых урожаев. На 1 т хлопка-сырца и соответствующее количество вегетативной массы растения потребляют в среднем 50 кг N, 15 кг P2O5 и 50 кг K2O - Вынос элементов питания хлопчатником зависит от уровня урожая и его структуры. При высоких урожаях (45—50 ц с 1 га и более) соотношение между вегетативными и репродуктивными органами более благоприятное и потребление питательных веществ на 1 т хлопка-сырца меньше, чем при относительно низких урожаях.

т всходов до бутонизации хлопчатник растет медленно— за этот период формируется всего 4—5% органического вещества от максимального его накопления растениями. За время от бутонизации до цветения происходит наиболее интенсивный прирост сухой массы — образуется 25—30% органического вещества. Высокие темпы роста вегетативной массы сохраняются до начала созревания, а в последующем увеличение сухой массы происходит за счет образования репродуктивных органов. Потребление питательных веществ хлопчатником связано с ходом накопления сухого вещества и протекает неравномерно. Как и другие растения, хлопчатник чувствителен к недостатку фосфора и азота в первый период роста, хотя размеры потребления этих элементов питания за время от всходов до бутонизации составляют лишь 8—10% их выноса с урожаем. Наибольшее количество питательных веществ поглощается хлопчатником в период от начала цветения до массового созревания.

Наибольшую роль в повышении урожая хлопчатника играют азотные и фосфорные удобрения, меньшее значение на богатых калием сероземах имеют калийные удобрения. Эффективность калийных удобрений повышается с ростом урожая хлопчатника на фоне высоких норм азота и фосфора, а также в севооборотах с люцерной.

Для получения урожайности хлопка-сырца 35—40 ц с 1 га рекомендуются следующие примерные нормы удобрений (табл. 1).

В районах орошаемого земледелия на почвах с высокой нитрифицирующей способностью происходит интенсивная миграция азота. Во время поливов нитраты опускаются с водой в нижележащие горизонты почвы, а при подсыхании почвы в межполивные периоды поднимаются в верхние пересыхающие слои, что ограничивает использование азота растениями. В этих условиях происходят значительные потери азота удобрений из почвы в результате вымывания нитратов и в газообразной форме вследствие процессов денитрификации. Для снижения потерь и повышения эффективности азота удобрений важное значение имеют правильные сроки и способы внесения удобрений, соблюдение поливного режима, а также приемы, ограничивающие нитрификацию азота аммиачных удобрений и мочевины, в том числе использование ингибиторов нитрификации.Все количество азотных удобрений (при норме до 100 кг N на 1 га) или большую их часть (при более высоких нормах) вносят под хлопчатник в подкормки при междурядных обработках в сочетании с поливами. До посева обычно вносят не более 1/3 общей нормы азота. Подкормку азотом проводят до фазы цветения, более позднее применение азота снижает доморозный урожай хлопка-сырца. Число подкормок и разовые дозы удобрений устанавливают исходя из общей их нормы с учетом количества азота, внесенного до посева, и состояния растений.

Основное количество фосфорных удобрений (3/4 общей нормы) под хлопчатник необходимо заделывать под вспашку. Глубина заделки имеет большое значение для эффективности фосфорных удобрений. В сероземах и луговых почвах фосфор интенсивно химически связывается с образованием труднорастворимых фосфатов кальция и малоподвижен. Корневая система хлопчатника уже в первые две недели после всходов проникает на глубину 40—50 см, а в период наибольшего потребления фосфора — от цветения до плодообразования — боковые корни в верхнем пересыхающем 10-сантиметровом слое отмирают и основная масса деятельных корней размещается в глубоких слоях почвы. Эффективность основного фосфорного удобрения на урожай хлопчатника можно значительно увеличить локальным внесением лентами па дно борозды при вспашке. Важное значение при возделывании хлопчатника имеет рядковое удобрение. Применение небольших доз фосфора (10—20 кг P2O5на 1 га) совместно с азотом (5—10 кг на 1 га) при посеве повышает урожайность хлопчатника на 2—З ц на 1 га. Калийные удобрения применяют при ограниченных дозах в подкормки вместе с азотными и фосфорными удобрениями в период 5—6 листьев, бутонизации и начале цветения, а при больших нормах половину калия вносят под вспашку. При внесении удобрений в подкормку необходима возможно более глубокая их заделка во время междурядной обработки.

В хлопково-люнерновых севооборотах (2—3 года люцерна и 5—7 полей хлопчатника) в первые годы после распашки травяного пласта под хлопчатник применяют повышенные нормы фосфорных удобрений и калия Так как люцерна способна накапливать в почве значительное количество азота, нормы его снижаются при выращивании хлопчатника по пласту и обороту пласта. По мере удаления хлопчатника от люцерны в севообороте нормы азотных удобрений возрастают, а фосфора и калия — несколько уменьшаются Навоз (накопление его в хлопкосеющих районах ограниченно) применяется в норме 10—15 т на 1 га обычно на чет-вертый-пятый год после распашки пласта люцерны.

19. Исследованиями Д. Н. Прянишникова и его учеников показано, что аммиачный и нитратный азот при определенном сочетании внешних и внутренних условий могут быть равноценными источниками азота для растения. Однако при некоторых условиях лучшим источником азота может быть NH4+, а при других условиях - NO3-.

Отношение растений к аммиачному и нитратному азоту зависит от ряда факторов: реакции среды, наличия в ней сопутствующих катионов, анионов и зольных элементов (фосфора, серы, калия, микроэлементов), от концентрации в растворе кальция, магния, аммонийных и нитратных солей, а также от обеспеченности растений углеводами. При нейтральной реакции аммиачные соли усваиваются растениями лучше, а при кислой — хуже, чем нитратные. Большое влияние на поглощение растениями аммиачного или нитратного азота оказывает концентрация сопутствующих катионов и анионов. При аммиачном питании положительно влияет на урожай увеличение в питательном субстрате концентрации кальция, магния и калия, а при нитратном питании важное значение имеет достаточное обеспечение растений фосфором и молибденом. При недостатке молибдена задерживается восстановление нитратов до аммиака и происходит накопление их в тканях растения. Усвоение аммиачного азота растениями в сильной степени зависит также от внутренних условий в самих растениях, от обеспеченности их углеводами. При недостатке углеводов мало образуется и органических кислот, в частности альфа-кетокислот, играющих роль акцепторов для связывания аммиака. Для развития листовой поверхности растению в начале жизни необходимо усиленное питание азотом. Но избыток аммиачного азота во время прорастания семян, бедных углеводами (например, свекла), или в фазе еще плохо ассимилирующих проростков может оказать отрицательное действие. Аммиачный азот в этом случае не полностью используется растением, накапливается в тканях, вызывая «аммиачное отравление». При нитратном питании этого не происходит. Растения, особенно в молодом возрасте и имеющие мало углеводов в семенах, хуже переносят повышенное содержание в растворе аммиачных солей, чем повышенную концентрацию нитратов.

Отрицательное влияние избыточной концентрации аммиачного азота в растворе наиболее вероятно при внесении азотных удобрений в рядки при посеве. Поэтому для припосевного внесения лучше нитратная, чем аммиачная форма удобрения.

20. Поглотительная способность почв, ее роль в питании растений и при применении удобрений

Способность почвы поглощать ионы и молекулы различных веществ из раствора и удерживать их называется поглотительной способностью почвы.

Это свойство почвы было известно давно. Начало систематического изучения поглощения почвами солей относится к середине прошлого столетия. В 1850-1854 гг. были опубликованы результаты исследований Д.Уэя, который установил, что почвой поглощается не вся соль, а только ее основание, причем из почвы в раствора переходит такое же количество других оснований.

На дальнейшую разработку учения о поглотительной способности почв большое влияние оказала коллоидная химия. Многие понятия и закономерности ее были с успехом использованы при изучении почвенных коллоидов и поглотительной способности почв. Особенно крупный вклад в этой области сделали К.К.Гедройц, Г.Вигнер, С.Маттсон. Большое значение имели исследования по обменному поглощению в почвах в связи с питанием растений, выполненные в лаборатории Д.Н.Прянишникова.

Изучение поглотительной способности почв К.К.Гедройц тесно увязывал с разработкой теоретических и практических вопросов применения удобрений, питания растений, химической мелиорации почв и т.д. в последующие годы многие ученые значительно расширили и углубили знания о составе и строении почвенных коллоидов, о составе и свойствах почвенного поглощающего комплекса, более полно выявили закономерности поглощения ионов.

К.К.Гедройц различал пять видов поглотительной способности: биологическую, механическую, физическую, химическую, физико-химическую.

Биологическая поглотительная способность – она связана с наличием в почве живых корней растений и микроорганизмов, которые избирательно поглощают из почвенного раствора азот и зольные элементы и переводят их в различные органические соединения своих тел. Вследствие этого питательные вещества предохраняются от выщелачивания из почвы. В результате биологической деятельности в почве накапливается органическое вещество

1. Биологическая поглотительная способность.

2. Механическая поглотительная способность.

3. Физическая поглотительная способность.

4. Химическая поглотительная способность.

5. Физико-химическая, или обменная, поглотительная способность.

21. Подстилочный навоз, состав, виды, способы хранения, особенности применения

Повышение плодородия почвы и обеспечение дальнейшего роста урожайности с/х культур возможно при интенсивном применении не только минеральных, но и органических удобрений. Особенно большое значение органические удобрения приобретают в зоне орошаемого земледелия на сероземах и светло-каштановых почвах, бедных органическим веществом, бесструктурных, сильно уплотняющихся.

Основное, широко применяемое органическое удобрение – навоз.

Подстилочный навоз – это смесь твердых и жидких выделений сельскохозяйственных животных и подстилки. Он является источником всех элементов, которые входят в состав растений. Кроме того, с навозом в почву вносится большое количество микроорганизмов, разлагающих органическое вещество навоза и почвы и переводящих питательные вещества в доступную для растений форму.

В среднем в 1 тонне навоза содержится 5 кг азота, 2,5 кг фосфора , 6 кг калия, 7 кг кальция, 1,5 кг магния, 31-35 г цинка, 0,5-0,6 г молибдена.

Твердые и жидкие выделения животных неравноценны по составу и удобрительным качествам. Почти весь фосфор попадает в твердые выделения животных, около ½-1/3 азота и почти весь калий, находившиеся ранее в кормах выделяются с мочой животных.

Все питательные вещества жидких выделений представлены в легкорастворимой или легко минерализуемой форме, азот и фосфор твердых выделений входят в состав органических соединений и становятся доступными только после их минерализации, в то время как калий находится в подвижной форме.

В зависимости от в вида скота навоз отличается по степени разложения, и составу. Навоз лошадей и овец благодаря большему содержанию в нем азота, фосфора и других элементов разлагается быстрее, выделяя много тепла. Поэтому его называют горячим. Навоз КРС (вследствие большого содержания воды и меньшего – важнейших элементов питания) и свиней (из-за большего содержания воды и меньшего кала) разлагается медленно, температура его повышается слабо, такой навоз называется холодным.

Состав навоза и его качество в значительной мере зависит от наиболее полного сбора и сохранения жидких выделений, что достигается при использовании подстилки. Основные виды подстилки – солома озимых и яровых зерновых культур, реже опилки, стружки.

Применение подстилки обеспечивает сохранение азота в навозе, он становится менее влажным, более рыхлым, легче разлагается при хранении. Качество навоза в значительной мере повышается при употреблении на подстилку резаной соломы, которая больше поглощает жидких выделений, равномерно увлажняется.

Состав навоза изменяется от условий и продолжительности хранения. Чем дольше навоз хранится, тем более высокая степень разложения и тем выше содержание в нем азота, фосфора и калия, но тем меньше в нем аммиачного азота.

Различают 4 степени разложения подстилочного навоза:

- свежий, или слабо разложившийся навоз, в котором подстилка сохраняет свою типичную (желтую) окраску и прочность, водная вытяжка имеет красновато-желтый или зеленоватый цвет

- полуперепревший, подстилка теряют свою прочность и приобретает темно-коричневую окраску, водная вытяжка густая, черного цвета, масса полуперепревшего навоза по сравнению со свежим уменьшается на 20-30%;

- перепревший, или сильно разложившийся навоз, представляет собой черную мажущую массу, водная вытяжка бесцветная, масса составляет примерно 50% массы исходного навоза;

перегной - богатая органическим веществом, черная однородная землистая масса, составляет не более 25% количества исходного свежего навоза.

Качество навоза в значительной степени определяется условиями хранения. Наиболее быстро навоз разлагается при влажности 60-80%.

Различают 3 способа хранения навоза:

горячий (рыхлый);

холодный (плотный);

горяче-прессованный (рыхло-плотный).

Горячий способ хранения – когда навоз укладывается в небольшие кучи и не уплотняется, температура в нем поднимается до 60-70⁰С. применяется когда необходимо за короткий срок получить хорошо разложившийся навоз или провести борьбу с глистными и другими заболеваниями.

Холодный способ – навоз плотно укладывается в штабеля шириной не менее 5-6 м и высотой 2-3 м. Разложение навоза происходит в анаэробных условиях при температуре 20-25⁰С зимой и 30-35⁰С летом. При таком способе хранения свежий навоз превращается в полуперепревший через 3-5 месяцев, а в перепревший – 7-8 месяцев. Этот способ хранения наиболее выгодный: меньше потери азота и органического вещества, азот остается в более подвижной и доступной для растений форме, навозно жижи накапливается значительно меньше.

Горяче-прессованный способ – навоз укладывается сначала рыхло, метровым слоем, после разогревания до 50-60⁰С его сильно уплотняют и на него укладывают также следующий слой и так до высоты 1,5-2 м. за 1,5-2 месяца получается перепревший навоз. Потери азота и органического вещества ниже, чем при горячем способе, но выше чем при холодном.

Положительное влияние на сохранение азота в навозе имеет прикрытие штабеля 10+-12 см слоем земли. Потери азота составляют 22% за 3 месяца – против 35% в незакрытом.

Особенно большие потери азота до 50-60%: при плохом хранении отмечаются в южных областях, где высокая температура способствует иссушению навоза. Здесь его нужно хранить в больших плотно закрытых штабелях или в навозохранилищах вблизи скотных дворов.

22. Агрохимическая характеристика основных типов почв

Дерново-подзолистые почвы имеют кислую реакцию, значительную обменную кислотность (1—2 мэкв на 100 г), SO—90% величины которой приходится на обменный Аl, а также гидролитическую кислотность (3—6 мэкв на 100 г), низкую емкость поглощения (5—15 мэкв) и степень насыщенности основаниями (30—70%). Большая часть этих почв нуждается в известковании.

Для дерново-подзолистых почв характерно низкое содержание гумуса, общего азота и фосфора и резкое снижение их количества с глубиной профиля. Агрохимические свойства этих почв сильно варьируют в зависимости от механического состава и степени окультуренности (табл. 1).

Большинство дерново-подзолистых почв характеризуется сравнительно низким содержанием усвояемых (минеральных) форм азота и подвижного фосфора, а песчаные и супесчаные почвы — также и калия.

С повышением степени окультуренности почв (при систематическом применении органических и минеральных удобрений, известковании и т.д.) снижается кислотность, увеличивается содержание гумуса и общего азота, подвижного фосфора и обменного калия, повышается их плодородие.

Дерново-подзолистые почвы обычно бедны элементами питания, но достаточно увлажнены, применение органических и минеральных удобрений дает на них высокий эффект. Из минеральных удобрений наиболее эффективны азотные, а на слабоокультуренных почвах также фосфорные удобрения. На песчаных и супесчаных почвах эффективно применение калийных, а также магнийсодержащих удобрений.

Oт светло-серых к серым и темно-серым почвам увеличиваются мощность гумусового горизонта, содержание гумуса, сумма обменных оснований и степень насыщенности основаниями, уменьшается кислотность. Серые лесные почвы обычно имеют невысокое содержание усвояемых соединений азота, подвижного фосфора и калия, но оно может сильно колебаться в зависимости от степени окультуренности и предшествующей удобренности почвы.

Необходимо систематическое применение органических и минеральных удобрений, а на светло-серых почвах с кислой реакцией, кроме того, и известкование. Эффективность минеральных удобрений наиболее высокая в западных провинциях зоны и несколько ниже в центральном и особенно восточном районах.

В повышении урожаев сельскохозяйственных культур на серых лесных почвах ведущая роль принадлежит азотным удобрениям, на втором месте по эффективности стоят фосфорные удобрения, слабее действуют калийные, применение которых, однако, необходимо под картофель, сахарную свеклу и для получения высоких урожаев зерновых культур.

Черноземы по сравнению с другими почвами характеризуются более высоким естественным плодородием, имеют мощный гумусовый горизонт, значительно больше содержат гумуca и общею азота в пакетном горизонте с постепенным снижением их по профилю (табл. 3).

Валовой запас гумуса и азота в слое 0—20 см составляет соответственно 60—220 и 3—15 т на 1 га, а в метровом слое — в 3—4 раза больше. Общее содержание фосфора (P2O5) колеблется от 0,1 до 0,3%, а валовой запас его 2—4,5 т на 1 га. Реакция этих почв близка к нейтральной или слабощелочная (рН 6—8), обменная кислотность, как правило, отсутствует, гидролитическая кислотность колеблется от 0 до 4 мэкв на 100 г. Черноземы имеют высокую емкость поглощения и степень насыщенности основаниями. У типичного чернозема наибольшая мощность гумусового горизонта, более высокое содержание гумуса, общего азота, фосфора и валовые их запасы (соответственно 120—220, 7—15 и 3,5—4,5 т на 1 га), а также емкость поглощения. К северу — у выщелоченного чернозема и к югу — у обыкновенного и особенно южного черноземов эти показатели снижаются. Реакция почвы слабокислая у выщелоченного чернозема и слабощелочная у обыкновенного и южного, у которых также выше степень насыщенности основаниями, и незначительная или вовсе отсутствует гидролитическая кислотность. У выщелоченных черноземов гидролитическая кислотность достигает часто 3—5 мэкв на 100 г. Все подтипы черноземов богаты калием, общее содержание его равно 2,5—3%, а валовой запас 45—60 т на 1 га. Несмотря на высокое потенциальное плодородие черноземов, обеспеченность их усвояемыми формами азота и подвижным фосфором, особенно старопахотных и слабо удобрявшихся почв, очень часто невысокая. Поэтому на этих почвах наблюдается высокая эффективность фосфорных, а при более благоприятных условиях увлажнения — и азотных удобрений. На старопахотных и слабоудобрявшихся черноземах уменьшаются по сравнению с целинными запасы общего и обменного калия, поэтому на таких почвах, особенно под калиелюбивые культуры (сахарная свекла, картофель, подсолнечник и др.), эффективно применение калийных удобрений (вместе с азотными и фосфорными). Минеральные удобрения эффективнее в более увлажненных западных районах Черноземной зоны, в восточных районах (параллельно с ухудшением условий увлажнения) эффективность их снижается.

Каштановые почвы делятся на темно-каштановые, каштановые и светло-каштановые, которые отличаются по агрохимическим свойствам (табл. 4).

Темно-каштановые почвы — переходные от черноземных к каштановым. Мощность гумусового горизонта достигает 45 см с постепенным уменьшением содержания гумуса по профилю. Карбонатный горизонт залегает на глубине 45—50 см. Реакция почвы слабощелочная, легкорастворимых солей мало и залегают они глубже 2—2,5 м.

У каштановых и светло-каштановых почв, которые распространены ц более засушливых районах сухих степей, меньше мощность гумусового горизонта, ниже содержание гумуса и общего азота; более резкое снижение их с глубиной, карбонатный горизонт залегает выше (на глубине 30—40 и 25—30 см), реакция слабощелочная и щелочная (рН 7,2—8). Среди светло-каштановых почв много солонцеватых и сильносолонцеватых разностей. Для каштановых почв характерна различная степень засоления, но солевой горизонт обычно расположен на глубине 1 м и ниже. Из верхнего горизонта водорастворимые соли вымыты, содержание их (главным образом бикарбонатов Са и Mg) небольшое (сотые доли %). В солевом горизонте из водорастворимых солей преобладают сульфаты и хлориды. Каштановые почвы богаты калием, но имеют низкую обеспеченность подвижными формами азота и фосфора. Однако эффективность минеральных удобрений на этих почвах из-за недостатка влаги обычно низкая. В условиях богарного земледелия рекомендуется внесение небольших доз фосфорных удобрений в рядки при посеве зерновых культур. При орошении эффективность азотных и фосфорных удобрений резко повышается, но калийные удобрения малоэффективны. Для повышения плодородия солонцовых почв и солонцов рекомендуется применение гипса.

Сероземы подразделяются на три подтипа: светлые, типичные (обыкновенные) и темные. Земледелие на этих почвах ведется при орошении (без орошения возможно лишь на темных сероземах).

Сероземы имеют слабощелочную реакцию (рН 7,2—8), относительно низкую емкость поглощения (9—30 мэкв у светлых, 12—15 — у типичных и 18—20 мэкв на 100 г у темных сероземов). Из суммы обменно-поглощенных катионов 80—90% составляет Са2+ , 10—15% Mg2+ и 5— 8% К+ и Na+. Для орошаемых сероземов характерна высокая биологическая активность и нитрификационная способность, но образующиеся нитраты интенсивно мигрируют (при поливах) по профилю почвы. Для повышения плодородия этих почв крайне важно систематическое применение органических и минеральных удобрений.

Из минеральных удобрений на первом месте по эффективности стоят азотные, а затем фосфорные, которые весьма эффективны при низком содержании в почве подвижного фосфора. Калием сероземы обеспечены лучше, чем азотом и фосфором. Однако на длительно орошаемых и используемых для возделывания хлопчатника и других культур площадях возникает потребность и в калийных удобрениях, особенно при систематическом внесении высоких норм азотных и фосфорных удобрений.

23. Агрохимическая характеристика черноземов

Черноземы от других почв отличаются более высоким естественным плодородием, имеют мощный гумусовый горизонт, значительно больше содержат гумуса и общего азота (0,2—0,5 %) в пахотном горизонте с постепенным снижением их по профилю. Валовой запас гумуса и азота в слое 0—20 см составляет соответственно 60—220 и 3—15 т/га, а в метровом слое — в 3—4 раза больше. Общее содержание фосфора колеблется от 0,1 до 0,3%, а валовой запас его составляет 2—4,5 т/га. Все подтипы черноземов богаты калием, общее содержание его составляет 2,5—3 %, а валовой запас— 75—90 т/га. Черноземы имеют высокие емкость поглощения и степень насыщенности основаниями.

У типичного чернозема наибольшая мощность гумусового го­ризонта, более высокое относительное содержание гумуса и общего азота, а также фосфора и валовые их запасы (соответственно 120—220; 7—15 и 3,5—4,5 т/га) и емкость поглощения. К северу у выщелоченного чернозема и к югу у обыкновенного и особенно у южного черноземов значения этих показателей снижаются. У выщелоченного чернозема реакция почвы слабокислая, обменная кислотность, как правило, отсутствует, но гидролитическая кислотность может достигать значительных величин. У обыкновенного и южного черноземов реакция нейтральная или слабощелочная.

Несмотря на высокое потенциальное плодородие черноземов, обеспеченность их усвояемыми формами азота и подвижным фосфором

(особенно старопахотных и слабо удобрявшихся черноземов) очень часто невысокая. Поэтому здесь эффективны фосфорные удобрения, а при более благоприятных условиях увлажнения и азотные. На старопахотных и слабо удобрявшихся черноземах по сравнению с целинными уменьшаются запасы общего и обменного калия. На таких почвах, особенно под калиелюбивые культуры (сахарная свекла, картофель, подсолнечник и др.), целесообразно вносить калийные удобрения (вместе с азотными и фосфорными). Применение минеральных удобрений дает наилучшие результаты в более увлажненных западных районах Черноземной зоны, в восточных районах (параллельно с ухудшением условии увлажнения) эффективность удобрений снижается.

24. Вынос питательных веществ урожаем сельскохозяйственных культур (часть 1)

Из одной и той же почвы разные растения потребляют не только неодинаковые количества питательных элементов, но и в различном соотношении. Помимо видовых и сортовых особенностей растений, в поглощении питательных веществ имеют большое значение почвенно-климатические условия. Данные о потребности культур в питательных веществах выражают либо их выносом с общим урожаем, либо на единицу урожая основной продукции с учетом соответствующего количества его побочной части (солома, ботва). Накопление элементов минерального питания в растении достигает максимума в начале созревания. Это соответствует понятию «потребность растений в питательных веществах». В конечные фазы развития имеют место некоторые потери элементов питания в результате опадения листьев, оттока веществ из корневой системы в почву. Следует отличать биологический вынос питательных элементов от хозяйственного.

Биологический вынос — это такое количество питательных веществ, которое потребляется растениями для создания биологической массы данного урожая (зерно + солома + пожнивно-корневые остатки, в том числе и питательные вещества, частично возвращенные в почву). Он подразделяется на хозяйственный вынос и остаточный.

Хозяйственный вынос представляет собой ту часть питательных веществ, которая содержится в товарной продукции, увозимой с поля при уборке (например, зерно и солома, корнеплоды и ботва). Если нетоварную часть урожая (солому или ботву) оставляют на поле, то питательные вещества, содержащиеся в ней, не учитывают в хозяйственном выносе.

Остаточная часть выноса включает питательные вещества, остающиеся на поле в виде пожнивно-корневых остатков, опавших листьев, потерь зерна, а также некоторое количество элементов питания, перешедших из корней в почву. Исследованиями установлено, что в остаточной части выноса может содержаться значительная доля питательных веществ, использованных в создании урожая.

Следовательно, внесение удобрений в расчете на размеры хозяйственного выноса питательных веществ не отражает полной потребности в них растений. Растению необходимы элементы питания не только для создания хозяйственной части урожая, но и для формирования корневой системы, стебля, листьев, которые остаются на поле. Поскольку остаточная часть выноса оказывает в результате минерализации последействие на другие культуры, в практических целях потребность растений в питательных веществах чаще всего характеризуют хозяйственным выносом в пересчете на 1 т основной продукции с учетом соответствующего количества побочной и используют его при определении норм внесения удобрений.

25. Двузамещенный фосфат кальция:

Преципитат СаНРО4 2Н2О – мелкий белый или светло-серый порошок, с хорошими физическими свойствами. Получают путем осаждения фосфорной кислоты известковым молоком или мелом. Хорошо используется растениями, содержание фосфора от 27 до 37% в зависимости от качества исходного сырья. Удобрительная ценность близка к суперфосфату. В качестве припосевного удобрения не пригоден из-за отсутствия в нем водорастворимых фосфатов.

26. Классификация фосфорных удобрений: Сырьем для производства фосфорных удобрений являются природные залежи фосфатного сырья – фосфориты и апатиты.

Фосфориты – образуются при минерализации скелетов живых существ, населявших Землю в отдаленные геологические эпохи и при осаждении фосфорной кислоты кальцием из воды. Ценное месторождение находится в Каратау. Фосфориты встречаются как кристаллические, так и аморфные, которые легче поддаются разложению.

Апатит – изверженный минерал, широко распространенный в дисперсном состоянии в материнских породах.

Фосфорные удобрения в зависимости от степени растворимости и доступности растениям делятся на:

Хорошо растворимые в воде – суперфосфат простой и двойной, суперфосфат аммонизированный, аммофос, диаммофос.

Растворимые в слабых кислотах или щелочном нитратном растворе – обесфторенный фосфат, преципитат, фосфатшлак, томасшлак, термический фосфат.

Нерастворимые в воде и почти нерастворимые в слабых кислотах фосфорная и костная мука.

27. Метод   элементарного   баланса . В этом  методе  используют данные по выносу питательных веществ на единицу основной продукции урожая с учетом побочной, коэффициенты использования питательных веществ растениями из почвы,  удобрений  и пожнивно-корневых остатков. Недостающая часть питательных веществ почвы для создания планируемого урожая восполняется внесением органических и  минеральных   удобрений . Рассмотрим  метод   элементарного   баланса  на нашем севообороте на примере двух культур. Таблица № 2. Озимая рожь (планируемая урожайность 24 ц/га).

Показатели	N	P2O5	K2O
Вынос питательных веществ с планируемым урожаем, кг	60	29	62
Используется питательных веществ из почвы, кг	10	18	30
Требуется питательных веществ из минеральных   удобрений , кг	50	11	22
Коэффициенты использования питательных веществ растениями в 1-й год из  минеральных   удобрений , %	50	20	45
С учетом коэффициентов использования следует внести с минеральными   удобрениями , кг/га	100	55	49

Планируется получить 24 ц/га озимой ржи. По картограмме в почве содержится 10-15 мг P₂O₅ и 8-12 мг K₂O на 100 г почвы по  методу  Кирсанова 1 т зерна ржи вместе с побочной продукцией выносит 25 кг N, 12 кг P₂O₅ и 26 кг K₂O, следовательно с урожаем 2 т/ га будет вынесено 60 кг N, 29 кг P₂O₅ и 62 кг K₂O. Использование из почвы питательных веществ определяют так. Почва в среднем содержит 12 мг P₂O₅ и 10 мг K₂O. Следовательно в пахотном слое на 1 га содержится 360 кг P₂O₅ и 300 кг K₂O. Озимая пшеница может усвоить из почвы 5% (18 кг) P₂O₅ и 10% (30 кг) K₂O. Труднее определить использование азота из почвы, Это можно сделать следующим способом. определение азота по элементу, находящемуся в минимуме в почве после азота. На нашей почве – это калий. Его используется из почвы 10 кг, что может обеспечить урожай ржи 0,4 т/га. С урожаем зерна 0,4 т/га вынесется 10 кг N.

28. Рассмотрим общие закономерности в потреблении питательных веществ растениями в течение вегетации. В начальный период развития растения потребляют относительно небольшие абсолютные количества всех питательных веществ, но весьма чувствительны как к недостатку, так и к избытку их в растворе.

Начальный период роста — критический в отношении фосфорного питания. Недостаток фосфора в раннем возрасте настолько сильно угнетает растения, что урожай резко снижается даже при обильном питании фосфором в последующие периоды. (табл. 3)

Вследствие высокой напряженности синтетических процессов при слаборазвитой еще корневой системе молодые растения особенно требовательны к условиям питания. Следовательно, в прикорневой зоне в этот период питательные вещества должны находиться в легкорастворимой форме, но концентрация их не должна быть высокой, с преобладанием фосфора над азотом и калием. Обеспечение достаточного уровня снабжения всеми элементами с начала вегетации имеет важное значение для формирования урожая. Так, у злаковых зерновых культур уже в период развертывания первых трех-четырех листочков начинается закладка и дифференциация репродуктивных органов — колоса или метелки. Недостаток азота в этот период даже при усиленном питании в последующем приводит к уменьшению числа колосков в метелке или колосе и снижению урожая.

Размеры потребления всех элементов питания растениями значительно возрастают в период интенсивного роста надземных органов — стеблей и листьев. Темпы накопления сухого вещества могут опережать поступление питательных веществ, а относительное их содержание в растениях снижается по сравнению с предшествующим периодом. Ведущая роль в ростовых процессах принадлежит азоту. Повышенное азотное питание способствует усиленному росту вегетативных органов, формированию мощного ассимиляционного аппарата. Недостаток же азота в этот период приводит к угнетению роста, а в последующем — к снижению урожая и его качества.

Ко времени цветения и начала плодообразования потребность в азоте у большинства растений уменьшается, но возрастает роль фосфора и калия. Это обусловлено физиологической ролью последних — их участием в синтезе и передвижении органических соединений, обмене энергии, особенно интенсивно происходящих при формировании репродуктивных органов и образовании запасных веществ в товарной части урожая.

В период плодообразования, когда нарастание вегетативной массы заканчивается, потребление всех питательных веществ постепенно снижается, а затем их поступление приостанавливается. Дальнейшее образование органического вещества и другие процессы жизнедеятельности обеспечиваются в основном за счет повторного использования (реутилизации) питательных веществ, ранее накопленных в растении.

Различные сельскохозяйственные культуры отличаются по размерам и интенсивности поглощения питательных элементов в течение вегетационного периода. Все зерновые злаковые (за исключением кукурузы), лен, конопля, ранний картофель, некоторые овощные культуры отличаются коротким периодом интенсивного питания — основное количество питательных веществ потребляют в сжатые сроки. Например, озимая рожь уже за осенний период поглощает 25-30% всего количества питательных веществ, тогда как сухая масса растений за этот период достигает всего лишь 10% конечного урожая.

Яровая пшеница за сравнительно короткий промежуток — от выхода в трубку до конца колошения (около месяца) — потребляет 2/3-3/4 всего количества питательных веществ.

Средне- и позднеспелые сорта картофеля наибольшее количество питательных веществ потребляют в июле: за этот месяц поглощается почти 40% азота, более 50 — фосфора и 60% калия от конечного содержания их в урожае. Ранние сорта картофеля отличаются еще более сжатым сроком интенсивного потребления питательных веществ.

Лен имеет ярко выраженный период максимального потребления элементов минерального питания — от фазы бутонизации до цветения, а хлопчатником основное количество питательных веществ потребляется с начала бутонизации до массового образования волокна в коробочках.

Некоторые растения, например подсолнечник и сахарная свекла, характеризуются более плавным и растянутым потреблением питательных веществ, поглощение которых продолжается почти до конца вегетации.

Отдельные элементы питания поглощаются растениями с различной интенсивностью: у кукурузы, например, наиболее быстрыми темпами идет потребление калия, затем азота и значительно медленнее поглощается фосфор.

Поглощение калия полностью заканчивается к периоду образования метелок, а азота — к периоду формирования зерна. Поступление фосфора более растянуто и продолжается почти до конца вегетации.

Конопля в первый месяц очень интенсивно поглощает азот и калий. Поступление азота полностью завершается через 3, а калия — через 5 недель после появления всходов, тогда как интенсивное поглощение фосфора продолжается почти до конца вегетации.

Потребление основных элементов питания сахарной свеклой также происходит неравномерно. В первую декаду после всходов отношение Р : N : К в растениях равно 1,0 : 1,5 : 1,4. Затем в период интенсивного нарастания листьев это соотношение изменяется в сторону увеличения поглощения азота и калия, составляя в мае 1,0 ; 2,5 : 3,0, в июне — 1,0 : 3,0 : 3,5, в июле 1,0 : 4,0 : 4,0. В августе, когда происходит образование корней и накопление в них сахара, соотношение между этими элементами становится 1,0 : 3,6 : 5,5, т.е. особенно сильно увеличивается поглощение калия. Слишком обильное азотное питание в период образования корня и накопления в нем сахара нежелательно, так как стимулирует рост ботвы в ущерб росту корня и сахаронакоплению. В этот период очень большое значение имеет достаточный уровень обеспеченности растений калием и фосфором.

Неодинаковая количественная потребность и интенсивность поглощения растениями отдельных элементов питания должна учитываться при разработке системы применения удобрений. Особенно важно обеспечить благоприятные условия питания растений с начала вегетации и в периоды максимального поглощения. Это достигается сочетанием различных способов внесения удобрений: в основное удобрение до посева, при посеве и в подкормки.

Задача основного удобрения — обеспечение питания растений на протяжении всей вегетации, поэтому до посева в большинстве случаев применяют полную норму органических удобрений и подавляющую часть минеральных. Припосевное удобрение (в рядки, при посадке в лунки, гнезда) в относительно небольших дозах вносят для снабжения растений в начальный период развития легкодоступными формами питательных веществ, прежде всего фосфора. Для снабжения растений элементами питания в наиболее ответственные периоды вегетации применяются подкормки в дополнение к основному и припосевному удобрению (в отдельных случаях в подкормки может вноситься значительная доля общей нормы удобрений, например азота под озимые, хлопчатник и т. д.). Выбор срока, способа внесения удобрений и заделки их в почву зависит не только от особенностей биологии, питания и агротехники культур, но и от почвенно-климатических условий, вида и формы удобрений

Регулируя условия питания растений по периодам роста в соответствии с их потребностью путем внесения удобрений, можно направленно воздействовать на величину урожая и его качество.

29. Птичий помет ценное органическое удобрение с высоким содержанием питательных веществ и микроэлементов: 0,7-1,9% азота, 0,5-1,5% фосфора, 0,8-1,1% калия, 0,6-2,4% кобальта, 0,3-0,7% магния, 0,4-1,1% серы.

Все питательные вещества находятся в усвояемых для растений соединениях, в свежем помете нет летучих форм азота. Но хранение его в чистом виде сопровождается значительными потерями азота (до 30-60%), который представлен мочевой кислотой, легко разлагающейся до аммиака, углекислого газа и воды.

Для предотвращения этого при накоплении и хранении птичьего помета рекомендуется добавлять 7-10% от его массы порошковидного суперфосфата или 25-50% сухого перегноя, или компостирование с древесными опилками – до 30% опилок от общей массы.

Наиболее эффективный прием переработки птичьего помета – его термическая сушка при температуре 600-8000С, которая уничтожается возбудителей болезней и семена сорняков. Высушенный и гранулированный птичий помет содержит 5% азота, 4% фосфора и 3% калия, обладает хорошей сыпучестью, не имеет неприятного запаха, может храниться в бумажных или полиэтиленовых мешках.

Птичий помет рекомендуется использовать под овощные (3-5 т сухого /га), картофель и корнеплоды (2-3 т сухого т/га) с дополнительным внесением фосфорно-калийных удобрений. Доза сырого птичьего помета компостированного с суперфосфатом при основном внесении – 3-5 т/га. Для подкормки используется 8-10 ц сырого птичьего помета, при посеве 4-6 ц/га, сухого берут в 2 раза меньше

30. . Содержание и формы азота в почве.

Основная часть азота в почве находится в органической форме и лишь 1-1,5% от общего его запаса в виде минеральных ионов NH4+ и NO3- непосредственно доступных для растений. Содержание азота повышается на тяжелых почвах под многолетней растительностью, а также при внесении больших количеств органических удобрений и снижается на легких почвах при возделывании однолетних бобовых трав.

Помимо минерального и органического азота, дополнительное количество его 3-5 кг/га попадает в почву с осадками и в виде удобрений, за счет деятельности микроорганизмов (сине-зеленые водоросли в воде рисовых полей фиксируют до 100 кг азота из воздуха, а клубеньковые бактерии бобовых культур накапливают до 250-300 кг азота на 1 га.

Расход азота из почвы происходит за счет выноса его растениями с урожаем – от 20 до 300 кг в зависимости от культуры и уровня урожайности; за счет улетучивания с поверхности почвы в виде атмосферного азота или аммиака; за счет вымывания подвижных форм в нижележащие горизонты почвы.

Почвы нашей республики характеризуются повышенной нитрификационной способностью (окисление аммиака в почве до нитратов) и поэтому нитраты являются основным источником азотного питания. Содержание их в почвах колеблется от 11 до 116 мг/кг. Содержание аммиачных форм азота в наших почвах невысокое (за исключением лугово-болотных под посевами риса) и составляет 3-9 мг N-NH4 на 1 кг почвы.