2. Отношение яровой пшеницы к условиям минерального питания

Потребность яровой пшеницы в элементах питания на разных этапах развития неодинакова.

В ранний период развития, еще только появляются первые листочки, ассимилирующий аппарат растений развит слабо и общая синтетическая деятельность его незначительная, растения нуждаются в небольшом количестве азота. При повышении уровня азотного питания может произойти угнетение роста и развития, как корневой системы, так и надземных органов. В это время необходим повышенный уровень фосфорного питания. С момента же появления второго листа и особенно в кущении и трубковании требуется усиленное азотное питание, хотя количественно его в эти фазы потребляется немного. Исключение азота из питательной среды приводит к полному отсутствию зерна в колосе (Иванов, 1948:Авдонин 1954; подвалкова, 1958). Наряду с азотом в период трубкования должно быть усилено калийное питание. Потреблять же калий яровая пшеница начинает с первых дней[цит.12].

По данным С. Д. Гребенникова [13], повышенная потребность в минеральном питании и влаге проявляется у растений яровой пшеницы и в период от кущения до колошения, когда происходит рост колоса и дифференциация колосков на цветки. При этом развитие конуса, то есть число заложившихся бугорков (зачатков колосков), является устойчивым морфологическим признаком, присущим каждому сорту яровой пшеницы.

Яровая пшеница предъявляет повышенные требования к усвояемым питательным веществам почвы. Это объясняется сравнительно коротким вегетационным периодом и недостаточно мощной корневой системой. Потребность яровой пшеницы в питательных веществах зависит от фазы роста. В период от всходов до появления третьего листа она нуждается в весьма малых запасах питательных веществ. Начиная с развития третьего листа (фаза кущения), потребность в элементах питания постепенно увеличивается. Наибольшее количество питательных веществ яровая пшеница потребляет в период выхода в трубку до цветения. В это время происходит наибольший прирост сырого и сухого вещества в растениях. Второй максимум потребления питательных веществ наблюдается в фазу налива и формирования зерна. Внесение азота и фосфора наиболее эффективно сказывается в период от кущения до выхода в трубку, калия – от выхода в трубку до налива зерна[14].

Роль элементов питания в жизни растений самая различная. Азот способствует хорошей кустистости, образованию мощного стебля и листьев, активизирует фотосинтетическую деятельность, накоплению биологической массы, повышает содержание протеина в зерне. Фосфор ускоряет развитие корневой системы, увеличивает долю зерна в общем урожае, повышает засухоустойчивость, снижает коэффициент водопотребления, ускоряет созревание яровой пшеницы на 5-6 дней. Калий способствует нормальному течению фотосинтеза, повышает водоудерживающую способность, увеличивает поглотительную способность корней, повышает устойчивость к засухе, болезням и вредителям.

Вынос элементов питания урожаем яровой пшеницы зависит от типа почв и составляет: азота 3,7-4,0, фосфора 0,9-1,1 и калия 1,7-1,8 кг на 1 ц зерна с соответствующим количеством соломы [15].

Накопление азота в растениях пшеницы находится в прямой зависимости от концентрации доступных форм этого элемента в корнеобитаемом слое почвы. При достаточной влажности почвы и низкой концентрации доступного азота внесение его в нитратной форме стимулирует развитие корней в удобренном слое. В то же время азот в большей степени усиливает развитие надземных частей, чем корней, поэтому с увеличением его дозы относительная масса корней снижается.

Фосфор почвы и фосфорные удобрения способствуют усиленному росту корневой системы яровой пшеницы. Особенно сильно влияние этого элемента питания ощущается в ранние фазы развития растений.

Количество азота, фосфора и калия в растениях пшеницы в течение вегетационного периода значительно изменяется. Содержание общего азота в начальные фазы роста яровой пшеницы доходит до 5-6%. Примерно столько же накапливается калия (К₂О). Фосфора (P₂O₅) в это время значительно меньше, всего 0,6-1,2% на абсолютно сухое вещество, но роль его в жизнедеятельности растений исключительно велика[16].

В дальнейшем по мере роста и развития растений пшеницы относительное содержание азота, фосфора и калия в надземной части постепенно снижается. В то же время абсолютное количество этих элементов по мере накопления сухого вещества увеличивается.

Значение азота для растений пшеницы определяется прежде всего тем, что азот входит в состав белка, хлорофилла, витаминов, ферментов, нуклеиновых кислот.

Условия азотного питания сильно влияют на рост и развитие растений. При благоприятном азотном питании и снабжении другими необходимыми веществами растения пшеницы образуют мощный листовой аппарат. Листья имеют темно-зеленую окраску, а содержание азота в них находится на высоком уровне[17].

Фосфор входит в состав протоплазмы и клеточных ядер в виде нуклеопротеидов. Кроме того, фосфор –необходимый компонент липидов, фитина, ферментов, витаминов.

В тканях растений, испытывающих сильный недостаток фосфора, накапливаются значительные количества нитратного азота и небелковых органических соединений азота, а синтез белков резко замедляется.

Азотное и фосфорное питание имеет тесную связь. Недостаток или избыток фосфора по отношению к азоту приводит к серьезному нарушению белкового обмена в растениях. Особенно в сильной степени это явление наблюдается при недостатке фосфора и избытке азота.

Исключительно важную роль играет фосфор в энергетике живой клетки, где ведущая роль принадлежит аденозинтрифосфорной кислоте (АТФ). Неорганический фосфор, поглощенный корнями в виде аниона ортофосфорной кислоты, через несколько минут включается в состав АТФ, откуда затем расходуется в различных процессах обмена веществ.

Установлено, что фосфорное голодание растений в раннем возрасте не может быть компенсировано более поздним его снабжением. Повышенное содержание растворимого азота в почве в период прорастания семян пшеницы сказывается отрицательно, а усиленное снабжение фосфором в это время очень полезно[18].

Калий сосредоточен в молодых жизнедеятельных органах и тканях, клетки которых богаты протоплазмой. Кальций в противоположность калию накапливается в старых органах растений. По мере старения листьев содержание калия в них уменьшается, а кальция увеличивается. Калий легко оттекает из старых листьев в молодые и повторно используется растением. Процесс повторного использования характерен также для азота и фосфора.

При недостатке калия отмечается снижение устойчивости растений к грибным заболеваниям. Влияние калия на рост и развитие растений пшеницы в сильной степени зависит от условий азотного питания.

В состав растений, кроме азота, фосфора калия и кальция, входит еще несколько десятков других химических элементов. В настоящее время хорошо изучены 16 элементов: углерод, кислород, водород, азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, бор, марганец, медь, цинк, молибден и кобальт. Ни один из этих элементов нельзя заменить другим. Все они тесно связаны друг с другом и находятся в определенном количественном и качественном соотношении. Каждый из этих элементов играет в жизни растения свою физиологическую роль и поэтому должен поглощаться им в определённом количестве.

Яровая пшеница за сравнительно короткий промежуток – от выхода в трубку до конца колошения (около месяца) –потребляет2/3-3/4 всего количества питательных веществ[19].