Микроэлементы в почвах Ульяновской области и эффективность комплексных микроэлементсодержащих удобрений в полевых агроценозах (стр. 3 )

Рисунок 3 – Медное голодание растений. На переднем плане – ячмень,

сзади овес (, 1972).

 

Следует отметить, что медь в повышенных концентрациях является токсичным элементом и может вызвать отравление растений, приводящее к снижению активности ряда ферментов и, как следствие – потере урожая. При этом фитотоксичная концентрация меди, приводящая к снижению урожайности, значительно выше, чем, например, свинца, кадмия, цинка (, , 1999; , , 2003; , 2008).

Цинк. Многообразна роль цинка в растениях, изучению которой посвящены многочисленные работы, большинство из которых опубликовано во второй половине 20-го века (, 1974; , 1980; , , 1973; , 1965; , 1984; , , 1988; и др., 1993, 2002) и др.

Прежде всего, цинк является составной частью фермента карбоангидразы, активирующего дыхание. Он регулирует белковый, липоидный, углеводный, фосфатный обмены и биосинтез витаминов и ростовых веществ – ауксинов (, 2009).

Физиологическая роль цинка в растениях тесно связана с его участием в азотном обмене. Недостаток цинка приводит к значительному накоплению небелковых растворимых соединений азота: амидов и аминокислот. У томатов, например, содержание глутамина увеличивалось почти в семь раз, аспаргината почти в 50 раз (Possingham J.V., 1956; цит. по , 1974). Сильно возрастало также суммарное содержание свободных аминокислот (лизин, гистидин, серин, треонин, аспаргиновая кислота, лейцин, валин, пролин и аргинин).

J.V. Possingham (1956) отмечал накопление в растениях при недостатке цинка нитратов. В опытах с томатами показано, что оно не связано с ослаблением активности нитратредуктазы. Накопление растворимых соединений азота, по-видимому, связано с нарушениями в синтезе белка. По данным и (1965), цинк ускоряет включение С14 тирозина в белки тканей томатов, что свидетельствует об усилении синтеза белков.

При недостатке цинка нарушаются белковый и углеводный обмены, образование ростовых веществ и хлорофилла, процессы фосфорилирования, поступление в растения макро- и микроэлементов ( и др., 2009).

Недостаток цинка у растений вызывает образование на молодых побегах розеток мелких узких листьев и укороченных междоузлий. У кукурузы недостаток цинка известен как болезнь «белые ростки» (рисунок 4).

Она получила такое название за очень бледную окраску молодых листьев сразу после появления всходов. При недостатке цинка в растениях накапливаются редуцирующие сахара и уменьшается содержание сахарозы и крахмала, увеличивается накопление органических кислот, снижается содержание ауксина, нарушается синтез белка ( и др., 1989). Для всех растений при недостатке цинка характерна задержка роста (, 1972).

 

Рисунок 4 – Признаки недостатка цинка на растении кукурузы

( и др., 2009).

 

При высоких концентрациях он токсичен для живых организмов и является элементом первого класса опасности (высокоопасные вещества). Высокие концентрации его представляют мутагенную и онкогенную опасность (, , 2008).

Таким образом, роль микроэлементов в растительном организме многогранна и многообразна. Она, прежде всего, связана с вхождением в состав большого количества ферментов, активизирующих и определяющих практически все основные жизненно важные биологические процессы в организме. В связи с этим очевидно, какое большое значение имеют микроэлементы в современном земледелии. Для эффективного их применения очень важно создание нормативной базы содержания, прежде всего, подвижных соединений в почвах с целью научно обоснованного планирования и применения удобрений и изучение новых форм микроудобрений, обеспечивающих наибольший эффект при возможно минимальных затратах получение экологически безопасной продукции.

 

1.2.         Влияние микроудобрений на урожайность сельскохозяйственных
культур

 

Огромное значение микроэлементов в жизненных процессах предполагает необходимость применения микроудобрений там, где содержание их доступных соединений в почве не обеспечивает потребности растений. Что касается последнего, созданная в 1964 году агрохимическая служба страны располагает уникальным материалом по содержанию основных элементов питания, в том числе микроэлементов, в пахотных почвах. Анализ результатов обследования по субъектам РФ показывает, что лишь незначительная часть их имеет среднюю или высокую обеспеченность почв цинком. В целом по России доля почв с низким содержанием подвижного цинка составляет 86,8 % от обследованной площади, меди 49,1 % и 40,2 % площади пашни характеризуется со средним содержанием марганца ( и др., 2009). Следовательно, больше половины площади пахотных почв нуждается в применении тех или иных микроудобрений. Причем, если раньше предлагалось применение простых удобрений (большей частью в виде простых минеральных солей и окислов микроэлементов), то в последнее десятилетие целый ряд агрохимиков считает, что необходимо создать микроэлементные составы, учитывающие потребности растений минимум в 13 элементах (, , 1995; , 1990, 2000; , 2000; , 2002; , 2002 и др.).

В настоящее время сельхозтоваропроизводителям предоставляется достаточно большой ассортимент микроудобрений в виде водных растворов солей макро- и микроэлементов. Среди таких комплексов большой интерес представляют хелатные комплексы микроэлементов. Так, с начала нашего века в Поволжье широко испытаны хелатные формы микроэлементов ЖУСС, разработанные коллективом ученых кафедры агрохимии и почвоведения Казанского аграрного университета (электронное СМИ, 2014) под руководством профессора ( и др., 2000; , , 2007). В исследованиях авторов показано, что микроэлементы оказывают многосторонне воздействие на растительный организм, в том числе на иммунную систему. При этом доказано, что оптимизация питания растений микроэлементами снижает вредоносность бактерий почвенной группы: цинк – корнееда свеклы; медь, бор, молибден, марганец – рака картофеля; медь и марганец - парши обыкновенной, черной ножки картофеля; гельминтоспориоза зерновых культур. При распространении бурой ржавчины зерновых эффективны бор, цинк, медь; мучнистой росы – бор, марганец, кобальт; бурой пятнистости томатов – бор, цинк, марганец и т.д. Авторы также отмечают: «…использование полифункциональных составов ЖУСС, содержащих один – два важнейших микроэлемента на основе учета уровня содержания их подвижных форм в почвах и особенностей минерального питания сельскохозяйственных культур, сопровождается существенным увеличением коэффициентов использования элементов питания из удобрений и почвы; заметно уменьшает пестицидную нагрузку в севообороте, что обеспечивает значительное повышение рентабельности применения агрохимикатов и окупаемости растениеводческой продукции» (, , 2007).

В исследованиях и (2008) показано, что на черноземах выщелоченных Закамья Республики Татарстан при использовании полного минерального удобрения и предпосевной обработке семян препаратами ЖУСС в благоприятные по погодным условиям годы можно получить запланированные урожаи твердой пшеницы, соответствующие 1 – му классу качества.

, , (2006) в ходе изучения стимулирующего и защитного действия полифункциональных составов ЖУСС выявили, что даже при картковременном взаимодействии обрабатываемого раствора с семенами микроэлементы концентрируются в зародышевой части. Предпосевная обработка семян ЖУСС обогатила семена соответствующими микроэлементами почти пропорционально дозе обработки. Микроэлементы играют важную роль в изменении общего количества белка и его фракционного состава (, 1999).

Широко изучалась эффективность микроэлементов, в том числе препаратов ЖУСС, в агроландшафтах юга Нечерноземья в условиях Республики Мордовия (, . , 2006; , 2005, 2008, 2009, 2010; , , 2010; , 2010 и др.). Широкомасштабные исследования по изучению содержания микроэлементов марганца и меди в почвах Республики Мордовия и эффективности микроудобрений, особенностей их применения, проведены доктором с.-х. наук . Им установлено, что в интенсивных технологиях возделывания озимой пшеницы, ячменя и озимой ржи эффективно проведение предпосевной обработки семян сульфатами меди или марганца (1,0 кг/т) и опрыскивание посевов (250 г/га) совместно с ретардантами и половинной нормой протравителя. Для обработки посевов сахарной свеклы целесообразно применять соли микроэлементов в дозе 250 г/га в фазе вилочки и до смыкания рядков; люцерны – борную кислоту (670 г/га) в фазу бутонизации и цветения. По фону азотных подкормок озимой пшеницы рекомендуется опрыскивание посевов 0,10 %-м раствором сульфата меди или марганца, или хелатными комплексом ЖУСС (Сu + Mn, 2,0 л/га) в начале молочной спелости зерна. Применение хелатных соединений микроэлементов ЖУСС на фоне расчетных доз удобрений обеспечивает лучшее по качеству зерно.

(2002) считает, что в условиях Ульяновской области лучшие результаты достигаются при предпосевной обработке семян яровой пшеницы азотовитом и бактофосфином в смеси с ЖУСС-2 как на удобренном, так и на неудобренном фоне.

Значительный опыт изучения эффективности влияния микроэлементов на формирование урожайности сельскохозяйственных культур накоплен в Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии имени (, 1997, 1999; и др., 1998, 1999, 2004; , 2006).