Потребность растений в питательных элементах. Как проблема питания решается на узких грядах

Как уже отмечалось (см. раздел 1.7), растениям необходимы по крайней мере 17 элементов, 14 из которых они берут из почвы: N, Р, К, Са, Mg, S, Fe, Mn, Zn, Си, В, Mo, Co, Cl

Часть из них требуется растениям в больших количествах (см. табл. 2и рис. 2) и их называют макроэлементами (N, Р, К, Са, Mg, S). Остальные элементы столь же необходимы растениям, но требуются в количествах примерно в 1000 или в 10 000 раз меньших, чем макроэлементы, и их называют микроэлементами (Мп, Zn, В, Си, Мо, Со).

Железо (Fe) и хлор (Сl) по количествам, поглощаемым растениями, занимают промежуточное положение между макро– и микроэлементами, однако их чаще относят к микроэлементам.

Исключительно велико значение азота, фосфора и калия для жизнедеятельности растений. Их называют основными элементами питания.

Азот входит в состав белков, хлорофилла, хромосом и других веществ и структур растительной клетки и является основой всех жизненных процессов.

Фосфор входит в состав сложных белков и в состав «веществ передачи наследственности» – нуклеиновых кислот, играет определяющую роль в обмене веществ и энергетическом балансе растений. Фосфор повышает усвоение других элементов питания – азота, калия, магния.

Калий не входит в состав органических веществ, но играет важную роль в набухании веществ в клетках, в регулировании тургора, в образовании белков и углеводов. Многосторонние функции калия в растениях находят свое выражение в том, что калий повышает устойчивость растений к болезням, увеличивает холодостойкость, препятствует полеганию, улучшает вкусовые качества овощей.

Кальцию принадлежит особая роль.

Во – первых, кальций – необходимый элемент питания, который поглощается растениями в количестве, часто – превосходящем количество фосфора. Он укрепляет клеточные стенки, скрепляет их между собой, необходим для роста клеток и их дифференциации, влияет на углеводный и азотный обмен.

Во – вторых, он оказывает многостороннее благотворное действие на почву. Известь (углекислый кальций) при внесении в кислые почвы, нейтрализует кислотность, нормализует поглощение других элементов, улучшает структуру почвы.

Рис. 8. Оптимальная реакция почвенного раствора для большинства огородных культур близка к нейтральной.

Кто – то дал кальцию меткую характеристику – «страж плодородия». Действительно, регулируя кислотность почвенного раствора, кальций опосредованно влияет на доступность элементов питания для растений. В конечном счете, именно доступность питательных веществ, а не их валовое содержание в почве, определяет величину урожая. Как недостаточное, так и избыточное внесение извести нежелательно, поскольку нежелательно сильное отклонение кислотно – щелочного равновесия почвенного раствора от нейтральной величины (рН 7,0). В щелочной среде (рН 7,5–8,5) затруднено поступление в растения большинства микроэлементов, а в кислых почвах (рН 4,0–5,5) затруднено поступление фосфора, калия, серы, кальция, магния и молибдена. Для многих овощных культур кислотность почвы вредна сама по себе, и к тому же, она резко повышает содержание в почвенном растворе подвижных форм железа, алюминия и марганца, избыток которых отрицательно влияет на растения. Большинство овощных культур лучше всего растут при реакции среды, близкой к нейтральной – при рН от 6,0 до 7,0 (рис. 8).

Рис. 8. Оптимальная реакция почвенного раствора для большинства огородных культур близка к нейтральной.

Магний является строительным материалом для зеленого пигмента растений – хлорофилла, играет важную роль в фотосинтезе, в функционировании многих ферментов, в переносе энергии. Нехватка магния при высоком фоне N – Р – К приводит к избыточному накоплению нитратов в овощах.

Сера входит в состав белков, некоторых растительных масел и витаминов, участвует в белковом обмене, в реакциях окисления и восстановления и многих других жизненно важных реакциях в растениях.

Железо необходимо для образования хлорофилла, для нормального протекания окислительных процессов и дыхания растений. С урожаем с сотки выносится от 10 до 100 г железа, т. е. существенно меньше, чем макроэлементов, но больше, чем микроэлементов. По содержанию в земной коре железо занимает четвертое место, после кислорода, кремния и алюминия. Наблюдаемая иногда у растений нехватка железа чаще всего связана не с отсутствием, а с недоступностью почвенного железа и встречается чаще всего на карбонатных, переизвесткованных и «зафосфаченных» почвах, т. е. при избытке кальция и фосфора.

Микроэлементы (Mn, Zn, В, Cu, Мо, Со) требуются растениям в крайне низких количествах, но это не снижает их значимости. К примеру, нехватка на сотке огорода 2 г бора имеет не менее разрушительные последствия для урожая, чем нехватка 2 кг азота.

Микроэлементы входят в состав многочисленных белков – ферментов и определяют их активность. С помощью ферментов осуществляются все реакции, происходящие в клетках растений. Поэтому не будет преувеличением сказать, что все процессы образования и превращения веществ в растениях, а следовательно процессы роста и развития растений и формирования урожая, находятся под контролем микроэлементов.

Так, например, молибден (Мо) входит в состав ферментов, превращающих нитраты в аммиак, который затем используется на построение белков. При внесении в почву молибдена улучшается качество овощей: увеличивается содержание белка, углеводов, аскорбиновой кислоты и каротина, а при недостатке молибдена нарушается азотный обмен и в растениях накапливается большое количество нитратов.

Иногда овощеводы концентрируют свое внимание исключительно на основных элементах питания, подкармливания растения мочевиной, суперфосфатом, хлористым калием, или комплексными удобрениями типа азофоски, нитрофоски и др. Но при всей значимости основных элементов питания, одностороннее внесение N – Р – К, даже если соотношение между азотом, фосфором и калием во вносимом удобрении уравновешено, не может продолжаться долго без отрицательных последствий. Хотя сначала урожаи высокие, почва постепенно истощается по остальным питательным элементам, баланс питательных веществ нарушается, овощи обогащаются нитратами, и наконец, вслед за резким ухудшением качества, начинается снижение урожаев. Именно такая практика использования N – Р – К и ее отрицательные последствия отвращают многих от «минералки», хотя очевидно, что порочен способ применения, а не сами удобрения.

Применяя минеральные удобрения, будем помнить слова Л. Н. Прянишникова: «Недостаток знаний нельзя заменить избытком удобрений».

Количества питательных элементов, необходимые для получения высоких урожаев овощных культур, рассматривались в разделе 1.7. Перечитайте этот раздел и обратите внимание на данные, приведенные в табл. 2 и на рис. 2. Ясно, что для того, чтобы потенциальные возможности культур были реализованы, питание растений должно быть обильным и сбалансированным. Одним из основных преимуществ овощеводства на узких грядах является использование сбалансированных удобрительных смесей, с которыми почва регулярно обогащается необходимыми элементами питания.

Стратегия внесения удобрений на узких грядах (см. рис. 9) сводится к следующему.

1. Перед посевом семян или высадкой рассады в почву под перекопку дают так называемое «предпосевное удобрение». В качестве предпосевного удобрения вносят две смеси: смесь 1, содержащую кальций и бор в сбалансированном соотношении, и смесь 2, содержащую азот, фосфор, калий, магний, бор, молибден, а также сопутствующие (а значит, несбалансированные) элементы – серу и обычно хлор.

2. В процессе вегетации высокий уровень плодородия почвы поддерживается так называемыми «еженедельными подкормками» – дробным, многократным внесением смеси 2. Ее насыпают узкой полосой на поверхность гряды между двумя рядами растений, а затем растворяют с помощью полива. Частое дробное внесение удобрительной смеси позволяет непрерывно поддерживать быстрый рост культур и обеспечивает высокую степень утилизации питательных веществ.

Рис. 9. Схема, поясняющая стратегию внесения удобрений на узкие гряды.

3. В случае возникновения недостаточности какого – либо элемента питания, ее устраняют разовым внесением соответствующего простого удобрения. Корректирующая обработка может быть проведана сухим удобрением путем нанесения его на поверхность гряды, как при подкормках смесью 2, или путем некорневого опрыскивания раствором удобрения (для микроэлементов).

В результате внесения предпосевного удобрения поднимается уровень плодородия почвы и оптимизируется ее кислотно – щелочное равновесие. В Нечерноземье, с его кислыми почвами, кальций вносится в виде извести, которая нейтрализует кислотность и позволяет довести рН почвы до интервала 6,0–7,0, оптимального для большинства огородных культур (рис. 8). На солонцеватых и солонцовых почвах, которые имеют щелочную реакцию (рН>7,0), кальций вносится в виде гипса, который вытесняет натрий с поверхности почвенных частиц, замещая его на кальций. При этом нормализуется рН почвы, улучшается ее водный и воздушный режимы. Солонцеватость характерна прежде всего для бурых и каштановых почв, но часто встречается и в зоне черноземных почв.