Повышение эффективности минерального питания растений на примере подсолнечника. Методические рекомендации для сельскохозяйственных консультантов (стр. 11 )

Как известно на фотосинтетическую активность растений влияют в значительной степени азот и магний.

Углекислый газ и хлорофилл присоединяются к магнию хлорофилла. При участии энергии света начинается сложная внутренняя перегруппировка атомов. Она заканчивается отделением  кислорода, который улетучивается в атмосферу и формальдегида, а молекула хлорофилла восстанавливается в прежнем виде и процесс продолжается. Формальдегид – это самый простой углевод, в его частицу входит атом углерода и кислород с водородом в таком же соотношении как в частице воды. За короткий отрезок времени молекулы формальдегида уплотняются, соединяясь по шесть вместе, в результате чего образуется молекула сахара [65].

Для определения зависимости внешнего состояния растений от агрохимических показателей был проведен анализ почвы и растений (табл.11).

Таблица 11

Содержание подвижных форм макроэлементов в почве околокорневой зоны подсолнечника.

Система удобрения	Nобщ, %	Nминер, мг/кг	P2O5, мг/кг	K2O мг/кг	S, мг/кг	Ca мг/экв в100г.	Mg мг/экв в100г.
Минеральная	0,185	71,5	41	150	4,1	16,0	1,0
Органическая	0,189	68,4	48	152	2,0	16,8	3,3
Органо-минеральная	0,162	71,5	41	158	2,0	17,3	4,0

Из таблицы видно, что максимальное содержание в почве общего азота отмечалось в варианте 2, с внесением органических удобрений. Незначительно по данному показателю уступал вариант с минеральными удобрениями, с разницей 0,004%. Органо-минеральная система удобрения имела наименьшие показатели общего азота в почве – в среднем на 16% по отношению к вариантам 1 и 2. Но при этом же на накопление растениями подсолнечника азота концентрация его в почве не имела значения (табл. 12).

Таблица 12

Содержание минеральных элементов питания в листьях подсолнечника, %

Варианты	N	Р	К	Са	Мg	S	B	Cu	Zn	Mn	Fe	SiO2
Минеральная	2,9	0,73	6,3	0,3	0,3	0,33	8,5	5,51	22,6	88,6	182,0	1,28
Органическая	3,44	0,40	5,1	0,3	0,3	0,21	11,3	6,37	30,5	107,0	186,0	0,90
Органо-минеральная	3,75	0,53	6,6	0,7	0,5	0,24	8,5	8,74	20,1	88,0	161,0	0,98

В варианте 3 (ОМС) отмечается самый низкий показатель азота в околокорневой зоне почвы, в растениях же – максимальная концентрация  его достигала  3,75%.  Объяснением этому может служить как более развитая корневая система, способная поглощать азот с большей площади почвы, так и создание более благоприятных микробиологических условий в почве (табл. 13).

Наименьшее накопление азота растениями подсолнечника отмечено в варианте с использованием минеральных удобрений. Его концентрация в листьях достигает 2,9%, что меньше, чем в варианте 2 на 18,6%, в варианте 3 – на 29,3%.

Таблица 13

Численность физиологических групп микроорганизмов (млн. КОЕ/г почвы) и дыхание почвы (мг СО2/10г почвы в сутки).

Система удобрения	Аммо-ни-фикато-ры	Нитри-фикато-ры	Денит-рифи-каторы	Грибы	Бактерии (общее количество)	Актино-мицеты	Дыха-ние почвы
Минеральная	20	15	7	0,07	50	0,7	6,2
Органическая	29	22	5	0,11	66	0,5	7,4
Органо-минеральная	31	23	5	0,15	69	0,8	8,0

Более адекватная закономерность накопления растениями подсолнечника азота отмечена в зависимости от биологических почвенных показателей. Большее количество бактерий в почве, участвующих в трансформации азота из органических соединений, таких как аммонификаторы и превращающих аммоний в нитраты – нитрификаторы наблюдается именно в почве, обогащенной органо-минеральными удобрениями. В этом же варианте отмечается и самая высокая интенсивность эмиссии почвой углекислоты (дыхание почвы) и общего количества бактерий.

Возвращаясь к влиянию элемента магния на фотосинтетическую активность, также можно вывести соответствующую закономерность поступления его в растения в зависимости от выбранной системы удобрения. Максимальная концентрация магния в листьях подсолнечника отмечена в варианте 3, и составляет 0,5%, что превышает концентрацию в листьях варианта 1 и 2 на 66,7%. Но в отличие от поведения азота в почве, интенсивность поступления магния в растения от количества его доступных форм в почве имеет прямую корреляционную зависимость. Концентрация магния в почве в варианте с минеральными удобрениями составляет 1,0 мг-экв/100 г почвы; в варианте с органическими удобрениями – 3,3; в варианте с органическими и минеральными удобрениями – 4,0.

На изучаемом отрезке времени развития растений подсолнечника – 12-14 листьев столь активное накопление важнейших биогенных элементов должно способствовать накоплению сухой массы и как следствие получению высоких урожаев. И в данном случае знание особенностей накопления растениями подсолнечника минеральных элементов в онтогенезе и организация подкормок нужными растению минеральными элементами является важнейшим условием увеличения отзывчивости растений на внесение удобрений. Например, в соответствии с данными таблиц 11 и 12 для дальнейшего накопления сухого вещества потребуются такие элементы как фосфор, цинк, сера и бор. Макроэлементы фосфор и серу можно внести в виде корневых подкормок, но в более ранние сроки развития, а микроэлементы бор и цинк в виде некорневых подкормок.

Различные по природе удобрения оказывают влияние и на более стабильные агрохимические показатели, такие как кислотность почвы и содержание в ней органического вещества (табл. 14).

Таблица 14

Изменение кислотности почвы и доли органического вещества в околокорневой зоне подсолнечника в зависимости от систем удобрения.

Система удобрения	рН (КСl)	рН (Н2О)	Органическое вещество
Минеральная	5,50	6,45	3,49
Органическая	5,47	6,25	3,69
Органо-минеральная	5,49	6,31	3,09

Кислотность почвы, определяемая в водной вытяжке, оказалась больше подвержена изменению под действием удобрений, чем кислотность солевой вытяжки. Как мы видим, минеральные удобрения в наименьшей степени повлияли на подкисление почв. В большей степени на рН(Н2О) оказало влияние внесение органических удобрений. Предположительно это связано с активизацией почвенной микрофлоры, так как в процессе их жизнедеятельности выделяется повышенное количество углекислого газа, который является компонентом угольной кислоты в почве. Другой механизм может быть связан с расщеплением белковых соединений птичьего помета. Содержание сырого протеина в нем достигает 30%. В процессе распада белков образуются окислы серы, которые с почвенной влагой могут образовать слабый раствор сильной серной кислоты. Касательно кислотности почвы под органо-минеральной системой удобрения, можно отметить, что ее промежуточное значение (рН(Н2О)=6,31) говорит о том, что почвенная кислотность, вызванная органическими удобрениями нейтрализуется присутствующей в почве нитроаммофоской, которая в меньшей степени оказывает подкисляющее действие на почву.

Исходным материалом для формирования гумуса являются корневые и пожнивные остатки растений и органические удобрения. Из общей массы органического материала, поступившего в почве, 70-80% разлагается до конечных продуктов – вода, углекислый газ и зольные элементы. 20-30% из него входят в состав относительно устойчивых гумусовых соединений. В связи с этим максимальное накопление органического вещества в почве служит залогом накопления гумуса – как конечного продукта трансформации первичных органических веществ.

Гумус определяет емкость катионного обмена почвы. Чем выше его доля, тем выше данный показатель. От доли гумуса в почве также зависит ее водоудерживающая способность и буферность, особенно важное условие для почв с легким гранулометрическим составом. Гумус принимает участие в агрегатировании механических частиц почвы,  создании водопрочных структур и оптимизации водно-воздушного режима. Последнее условие важно с точки зрения оптимизации использования почвенного азота и предотвращения потерь, посредством образования газообразных форм.

Принято считать, что органическая система удобрения в первую очередь способствует накоплению гумуса, органо-минеральная система также оказывает положительное влияние, но в меньшей степени, и наименьшее влияние оказывает использование минеральных удобрений в чистом виде. В некоторых случаях минеральные удобрения и вовсе приводят к ускорению минерализации имеющихся запасов органического вещества почвы.