Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Агропромышленность arrow Агробиологические основы производства, хранения и переработки продукции растениеводства

ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ И СИСТЕМА УДОБРЕНИЯ

Питание растений и методы его регулирования.

Агрохимия — наука об оптимизации питания растений, применении удобрений и плодородии почвы с учетом биоклиматического потенциала для получения высокого урожая хорошего качества.

Основное содержание агрохимии как науки можно представить тремя отделами: химия растений, химия почвы, химия удобрений.

Главные задачи агрономической химии — управление круговоротом и балансом химических элементов в системе почва—растение; создание наилучших условий питания растений с учетом знания свойств различных видов и форм удобрений, особенностей их взаимодействия с почвой; определение наиболее эффективных форм, способов, сроков применения удобрений.

Эти важнейшие задачи агрохимии должны предусматривать экологические подходы к применению удобрений. Нарушение баланса питательных веществ в земледелии ведет не только к уменьшению производства растениеводческой продукции и ухудшению ее качества, но и к снижению устойчивости агроландшафтов.

Агрохимия изучает процессы взаимосвязи роста и развития растений в конкретных почвенно-климатических условиях. Познав закономерности этих процессов, можно определить пути оптимизации питания растений с помощью макро- и микроудобрений, регулировать обмен веществ в растении в процессе вегетации с целью получения высокого урожая возделываемой культуры и улучшения качества продукции.

Питание растений — сложный процесс поступления отдельных биогенных элементов из воздуха (например, при ассимиляции диоксида углерода листьями в процессе фотосинтеза) и поглощения основной массы доступных минеральных солей через корневую систему из раствора и твердой фазы почвы. Сложность регулирования и оптимизации процесса питания растений и обмена веществ заключается в том, что он находится в тесной взаимосвязи с погодноклиматическими условиями, которые не всегда можно регулировать (температурный режим воздуха и почвы, аэрация, водообеспе- чение, относительная влажность воздуха и др.). От этих же условий в значительной мере зависит и содержание в почве питательных веществ в доступной для поглощения растениями форме.

Мобилизация или иммобилизация отдельных питательных элементов в почве в существенной мере также определяется активностью и направленностью химических, физико-химических и микробиологических процессов, а также биологическими свойствами самого растения, динамикой поглощения отдельных катионов и анионов в процессе вегетации культуры.

Все зольные элементы практически полностью потребляются растениями из почвы, поэтому оптимизация их содержания в почве в доступной для растений форме — одна из важнейших задач агрохимии.

Существует автотрофный и симбиотрофный (микотрофный и бак- териотрофный)типы питания растений. В большинстве случаев у растений преобладает автотрофный тип питания (греч. троф — пища), т. е. самостоятельное обеспечение неорганическими элементами, азотом почвы и диоксидом углерода, из которых синтезируются органические вещества. Автотрофные организмы не нуждаются в поступлении извне готовых органических веществ, а в процессе углеродного питания (фотосинтеза) из углерода (С02) воздуха осуществляют их первичный синтез, т. е. заново создают органические соединения.

При симбиотрофном типе питания высшее растение тесно сожительствует с другими организмами (симбионтами). При этом типе питания наблюдается взаимное использование продуктов обмена веществ для питания.

При симбиозе высшего растения с грибами устанавливается микотрофный тип питания. Микориза гриба обеспечивает высшее растение водой, растворенными в ней минеральными солями и другими веществами, грибы же используют углеводы и другие органические соединения, синтезируемые высшим растением.

При бактериотрофном типе питания осуществляется симбиоз, например, клубеньковых бактерий (ризобиум) с базовыми растениями. При создании оптимальных условий, обеспечивающих эффективный симбиоз, биологическая фиксация азота достигает нескольких сотен килограммов на 1 га в год. Определение оптимального соотношения биологического и технического азота позволяет правильно сбалансировать круговорот этого элемента в земледелии и не вызвать нарушения равновесия в окружающей среде, т. е. более успешно решать экологические проблемы агрохимии азота.

Растение питается через корни и листья. Различают два типа питания: воздушное и корневое. Воздушное питание (фотосинтез) — это ассимиляция зелеными листьями диоксида углерода из атмосферы, корневое — усвоение корнями растений из почвы воды и различных ионов минеральных солей, а также незначительного количества некоторых органических веществ.

Эти два вида питания растений тесно взаимосвязаны. Например, недостаток питательных веществ в почве задерживает образование органических соединений в листьях, что, в свою очередь, тормозит рост и развитие растений, снижает их продуктивность.

Применение удобрений позволяет предотвратить или смягчить воздействие различных стрессов, повышая приспособляемость растений к неблагоприятным условиям, их засухо- и морозоустойчивость, восприимчивость к болезням.

По химическому составу все удобрения делятся на органические и минеральные, а в зависимости от происхождения и места получения — на местные (навоз, торф, зола и др.) и промышленные (азотные, фосфорные, калийные, сложные и микроудобрения). Минеральные удобрения содержат питательные вещества, как правило, в виде различных минеральных солей.

Минеральные удобрения могут быть простыми, или односторонними, если они содержат один основной питательный элемент, например азот, фосфор или калий, и комплексными, или многосторонними, если содержат два и более основных питательных элемента. Иногда их подразделяют на макро- и микроудобрения. Макроудобрения содержат макроэлементы (азот, фосфор, калий, иногда кальций и магний), т. е. те элементы, которые входят в состав растений и потребляются ими в значительных количествах. Микроудобрения (борные, молибденовые, цинковые и др.) содержат микроэлементы, которые имеются в растениях и потребляются ими в микро- и ультрамикроколичествах.

В настоящее время химическая промышленность выпускает следующие азотные удобрения:

нитратные — натриевая селитра, кальциевая селитра; аммонийные и аммиачные — сульфат аммония, углеаммиакаты, безводный аммиак, аммиачная вода;

аммиачно-нитратные — аммиачная селитра, известково-аммиачная селитра, сульфат-нитрат аммония, жидкие аммиакаты; амидные — мочевина, цианамид кальция.

Применение азотных удобрений имеет важное значение в повышении урожаев сельскохозяйственных культур. Внесение каждой тонны азота на большинстве почв России дает дополнительно от 10 до 15 т зерна, от 30 до 40 т корнеплодов сахарной свеклы, 20—30 т сена луговых трав, около 2 т льноволокна. Азотные удобрения не только повышают урожай, но и улучшают его качество, увеличивая содержание белка и клейковины в зерне и кормовых продуктах.

На эффективность азотных удобрений оказывают влияние следующие факторы:

географические закономерности их действия;

комплекс агрономических и мелиоративных мероприятий, применяемых в севообороте или под конкретную культуру;

научно обоснованная технология применения самих азотных удобрений, т. е. сроки, способы, дозы, формы и др.;

совершенствование форм азотных удобрений;

использование наиболее эффективных методов диагностики применения азотных удобрений.

Существенный недостаток многих минеральных удобрений, особенно азотных, — их физиологическая кислотность из-за наличия остаточной кислоты вследствие несовершенства технологий производства. Интенсивное применение физиологически кислых удобрений приводит к заметному подкислению почв и соответственно к ухудшению их свойств. В связи с этим для нейтрализации кислых минеральных удобрений рекомендуют вносить дополнительно СаС03: на 1 кг безводного аммиака — 12 кг, аммиачной селитры — 7, мочевины — 8, хлорида калия и калийной соли — 4 кг.

Источником сырья для промышленного производства фосфорных удобрений являются природные залежи апатитов и фосфоритов. Фосфорные удобрения по степени растворимости делят на три группы.

  • 1. Растворимые в воде — суперфосфат простой и двойной.
  • 2. Нерастворимые в воде, но растворимые в растворе лимоннокислого аммония или лимонной кислоты — преципитат, обесфторенный фосфат, мартеновский шлак,томасшлак, метафосфат кальция.
  • 3. Труднорастворимые — фосфоритная мука.

Эффективность фосфорных удобрений зависит от их свойств,

зональных особенностей почв, а также от вида фосфорных удобрений. Особенности применения фосфорных удобрений с учетом растворимости фосфорного соединения заключаются в следующем.

  • 1. Фосфаты, растворимые в воде, можно применять на всех почвах, под все культуры севооборота. Высокая эффективность воднорастворимых фосфорных удобрений отмечается при внесении их при посеве культуры. Внесение 50 кг гранулированного суперфосфата (10 кг Р205) на 1 гадает прибавку зерна 0,25—0,30 т/га. Стартовое рядковое удобрение ускоряет рост вторичной корневой системы зерновых злаков, что нередко имеет решающее значение при формировании урожая.
  • 2. Эффективность фосфатов, растворимых в слабых кислотах, зависит от типа почв; на кислых почвах действие их может быть сильнее (томасшлак, термофосфаты), чем суперфосфатов.
  • 3. Труднорастворимые соединения эффективны на кислых дерново-подзолистых почвах Нечерноземной зоны и на северных выщелоченных черноземах. При этом более стабильное положительное действие на урожай культур на всех почвах оказывают суперфосфат и преципитат. Свойства почв по-разному влияют на эффективность фосфорных удобрений. На одних типах почв фосфаты поглощаются и закрепляются, на других — растворяются и переходят в доступное для растений состояние.

В связи с этим труднорастворимые фосфаты эффективнее вносить под зяблевую основную обработку, чтобы удобрения смешивались с большим объемом почвы, а легкорастворимые, напротив, должны иметь меньший контакт с почвенными агрегатами в целях меньшего поглощения и закрепления фосфорной кислоты удобрения почвой. Легкорастворимые фосфорные удобрения лучше вносить в рядки,лунки,борозды.

По энергии поглощения фосфорной кислоты растворимых удобрений почвы располагаются в такой последовательности: красноземы —подзолистые почвы — черноземы — сероземы.

Удобрения, содержащие калий, производят из природных солей. В зависимости от содержания калия и технологии производства калийные удобрения разделяют на четыре группы:

  • 1) концентрированные (хлорид калия, сульфат калия, калийные смешанные соли, хлоркалий-электролит);
  • 2) побочные продукты калийно-магниевого производства (кали- магнезия, калийно-магниевый концентрат);
  • 3) размолотые природные соли (каинит, сильвинит);
  • 4) отходы промышленности (цементная пыль, печная зола).

Эффективность калийных удобрений зависит от типа и гранулометрического состава почвы, наличия усвояемого калия в почве, потребности культуры в нем, а следовательно, и от насыщенности севооборота интенсивными культурами (сахарная свекла, картофель, кукуруза, подсолнечник, многие овощные культуры), количества атмосферных осадков и температуры, степени унавоженное - ти почвы, от уровня применения азотно-фосфорных удобрений, способа заделки и формы калийного удобрения, применяемого под ту или иную культуру севооборота.

Внесение с калийными удобрениями 1 т К20 обеспечивает прибавку с 1 га урожая зерна 2—3 т, картофеля 20—33, сахарной свеклы 35—40, льна-долгунца 1 — 1,5, сена сеяных трав 20—33, сена луговых трав 8—12 т.

Комплексные удобрения содержат три основных питательных элемента (азот, фосфор, калий) или более. В их состав могут входить также магний, сера и микроэлементы.

11о способу производства комплексные удобрения подразделяют на сложные, комбинированные, смешанные и сложносмешанные. Кроме того, выделяют жидкие комплексные удобрения (ЖКУ), для производства которых используют жидкие, газообразные и твердые исходные продукты и различные суспензированные добавки.

К сложным удобрениям относятся химические соединения, в состав которых входят два-три наиболее дефицитных для культур питательных элемента: аммофос (однозамещенный фосфат аммония), калийная селитра (нитрат калия). Важной качественной особенностью этих удобрений является растворимость питательных компонентов, входящих в их состав, в воде и других растворах; они полностью лишены балластных примесей и обладают высокой концентрацией элементов питания.

Комбинированные удобрения относятся к комплексным, но в отличие от сложных удобрений имеют балластные примеси, однако в меньшем количестве, чем многие простые минеральные удобрения. К комбинированным удобрениям относится нитрофос (нитрофосфаты): нитроаммофос, нитрофоска, нитроаммофоска и диаммо- фоска, азофоска.

Смешанные удобрения — это механические смеси из готовых форм простых удобрений, лучше всего гранулированных. Состав смесей должен удовлетворять следующим условиям:

обеспечивать почву необходимыми для растений питательными элементами в усвояемом состоянии, поскольку с удобрениями надо вносить лишь недостающие элементы;

отвечать требованиям удобряемой культуры к формам питательных веществ, поскольку это определяет эффект действия удобрений не только на величину урожая, но и на его качество. Кроме того, при составлении смеси необходимо иметь в виду, вносят ли ее в виде основного, припосевного удобрения или в качестве подкормки в период роста и развития растений. В зависимости от этого могут меняться состав, формы и дозы удобрений.

Сложносмешанные удобрения готовят из порошкообразных удобрений, смесь которых подвергают обработке кислотами и нейтрализации аммиаком. К сложносмешанным удобрениям относится кристаллин, содержащий азот, фосфор, калий и магний. Удобрение поставляют в виде трех марок (А, Б, В); оно полностью растворяется в воде и используется как в защищенном, так и в открытом грунте.

Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ) представляют собой водные растворы или суспензии, содержащие два и более питательных вещества. Наиболее распространенным жидким удобрением является ЖКУ, содержащее 10 и 34 % Р205, производимое на основе по- лифосфорных кислот. Оно не выпадает в осадок даже при температуре —17 °С и применяется в качестве допосевного удобрения, во время посева и при подкормке культур севооборота.

Наряду с азотными, фосфорными, калийными и комплексными удобрениями в земледелии нашей страны наибольшее применение получили микроудобрения: борные, молибденовые, медные, марганцевые, цинковые и кобальтовые.

Наиболее эффективным способом применения микроудобрений является предпосевная обработка семян путем опудривания или смачивания. Микроудобрения вносят также непосредственно в почву разбросным или локальным способом или при некорневой подкормке посевов.

Растения по требовательности к микроэлементам подразделяют на три группы:

  • 1) культуры невысокого выноса микроэлементов со сравнительно высокой усваивающей способностью: зерновые и зернобобовые, кукуруза и картофель;
  • 2) культуры повышенного выноса микроэлементов с высокой и средней усваивающей способностью: корнеплоды, овощи, травы (бобовые, злаковые, разнотравье), подсолнечник, сады и виноградники;
  • 3) культуры большого выноса микроэлементов: все перечисленные выше растения при высокой культуре земледелия.

Эффективность применения микроудобрений зависит от знания требований культур к микроэлементам, содержания их в почве в доступной для растений форме. При этом оптимизацию питания растений следует осуществлять сбалансированно по макро- и микроэлементам.

Органические удобрения — важный резерв повышения и воспроизводства плодородия почв, а также сохранения природной среды обитания. Систематическое внесение органических удобрений способствует не только обогащению пахотного слоя всеми элементами питания и гумусом, но и улучшению свойств почвы, более эффективному использованию других средств химизации.

К основным органическим удобрениям относят навоз, птичий помет, торф, различные компосты, а также зеленое удобрение и излишки соломы.

Навоз — основной вид органического удобрения. Он содержит все питательные элементы, необходимые растениям: азот, фосфор, серу, калий, кальций, магний, железо и микроэлементы (бор, молибден и др.).

При систематическом внесении навоза улучшаются физикохимические свойства почвы, ее водный, воздушный режимы, снижается отрицательное действие почвенной кислотности на рост растений и жизнедеятельность микроорганизмов. Кроме того, навоз обеспечивает дополнительное питание растений диоксидом углерода, что способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур.

В зависимости от способов содержания скота и методов навозоу- даления на фермах, животноводческих комплексах получают подстилочный и бссподстилочный навоз.

Подстилочный навоз — это смесь твердых и жидких экскрементов животных и подстилки. Количество, состав и удобрительная ценность его зависят от вида животных, качества кормов, количества и вида подстилки, ее физических и химических свойств, а также от способа хранения навоза.

Бесподстилочный навоз — смесь твердых и жидких выделений животных. В зависимости от содержания воды бесподстилочный навоз подразделяют на полужидкий — смесь экскрементов (влажность до 90 %) и жидкий — смесь экскрементов с водой (влажность 90—93 %).

Птичий помет — ценное и быстродействующее органическое удобрение. При напольном содержании птицы и глубокой несменяемой подстилке получают подстилочный помет, при клеточном содержании кур-несушек на птицефабриках — бесподстилочный.

Помет целесообразно использовать в первую очередь под пропашные культуры, затем под озимые и травы в качестве основного удобрения и в виде подкормки.

Торф представляет собой растительную массу разной степени разложения, происходящего в условиях, характеризующихся значительной влажностью и слабым доступом кислорода. В зависимости от происхождения торф делят на три типа: верховой, переходный и низинный.

Все три типа торфа богаты азотом, но больше его содержится в низинных торфах (2,5—3,8 % сухого вещества). Хорошее действие на сельскохозяйственные культуры оказывает низинный торф. Верховой торф вследствие высокой кислотности не рекомендуют вносить в чистом виде. Лучший способ использования торфа на удобрение — применение его на подстилку для сельскохозяйственных животных. Навоз, полученный при использовании торфяной подстилки, содержит больше азота, чем навоз на соломенной подстилке. Он значительно меньше теряет азота при хранении, и поэтому в нем больше аммиачного азота.

При компостировании торфа с навозом микробиологические процессы в торфе активизируются, в результате чего его удобрительная ценность повышается. Очень эффективно компостировать торф с навозной жижей. Для поглощения 1 т жижи необходимо около 200 кг верхового или 500 кг низинного торфа при 50%-ной влажности.

Компостирование — один из приемов накопления местных органических удобрений. Обычно компост состоит из двух компонентов, неодинаковых по устойчивости к разложению микроорганизмами. Один из них (торф, земля) выступает в роли поглотителя влаги и аммиака и без компостирования слабо разлагается, другой (навоз, фекалии и т. п.) обогащен микрофлорой и содержит значительное количество легкоразлагающихся азотсодержащих органических соединений.

Компост можно считать готовым, когда вся масса его станет однородной и рассыпчатой. Обычно готовят торфонавозные, торфо- жижевые, торфофекальные компосты и компосты из бытовых отходов. Наиболее целесообразно внесение компостов осенью под зяблевую вспашку или весной под перепашку зяби.

Зеленым удобрением называют зеленую массу бобовых растений, запахиваемую в почву в целях обогащения ее азотом и органическим веществом. Этот прием называют также сидерацией, а растения, возделываемые на зеленое удобрение, — сидератами. С зеленым удобрением в почву вносят до 35—40 т/га органической массы (не считая корней), содержащей 100—200 кг азота. Коэффициент использования азота зеленого удобрения (в первый год действия) вдвое выше, чем навоза, при этом исключается возможность его потери. В качестве сидератов преимущественно возделывают бобовые растения (люпин, сераделла, донник, озимая вика, астрагал, чина, эспарцет и др.).

Зеленое удобрение — незаменимое средство повышения плодородия малоокультуренных почв, особенно в тех районах, где ощущается недостаток навоза или где затруднена его перевозка. Зеленые удобрения снижают засоренность полей, выполняя фитосанитарную роль, повышают продуктивность севооборота и качество получаемой продукции.

Солома — важный источник органического удобрения. Она содержит в среднем 0,5 % азота, 0,25 % фосфора и 0,8 % калия. В сочетании с соответствующим минеральным удобрением, жидким навозом или с используемыми в качестве сидератов бобовыми культурами солома по действию на содержание гумуса в почве часто не уступает эквивалентному количеству навоза.

Существует несколько способов использования соломы на удобрение. Прежде всего измельченную и разбросанную по полю солому запахивают осенью при подъеме зяби или весной в районах достаточного увлажнения. Целесообразно этот прием сочетать с зеленым удобрением. В ряде случаев, особенно на почвах тяжелого гранулометрического состава и во влажных районах, разбросанную по полю солому не запахивают, а разделывают поверхностно лущильником, дисковой бороной или фрезой. Запахивать солому необходимо в первую очередь на полях, удаленных от ферм, куда навоз вывозить экономически невыгодно.

Солому применяют также в качестве мульчи в борьбе с водной эрозией и дефляцией почв. Все это свидетельствует о необходимости широкого использования на удобрение излишков соломы в качестве важного источника гумуса почвы как фактора ее плодородия.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы