Повышение эффективности минерального питания растений на примере подсолнечника. Методические рекомендации для сельскохозяйственных консультантов (стр. 9 )

В опыте на карбонатном черноземе также  наблюдается повышение урожайности от использования минеральных удобрений. И также как в предыдущем опыте прибавки урожая от увеличения дозы удобрений не безграничны (табл. 10).

Таблица 10

Урожайность подсолнечника в зависимости от системы удобрения в различных севооборотах, т/га (1979-2008 гг.)

Система удобрения	Севооборот	Варьиро-вание по годам
зернопропашной	зернотравяной
значение	± к контролю	значение	± к контролю
Без удобрений (контроль)	2,30	-	2,34	-	1,37-3,07
N20Р30	2,54	0,24	2,50	0,16	1,43-3,30
N40Р60	2,67	0,37	2,59	0,25	1,59-3,35
N80Р60	2,65	0,35	2,59	0,25	1,56-3,32
N80Р120	2,62	0,32	2,56	0,22	1,42-3,46
Р60	2,55	0,25	2,50	0,16	1,28-3,54
N40	2,43	0,13	2,46	0,12	1,45-3,14
N40Р60	2,63	0,33	2,52	0,18	1,49-3,48
N40Р60+последействие 60 т/га навоза	2,73	0,43	2,59	0,25	1,53-3,66

Наряду с вариантом без удобрений, низкая урожайность (2,43-2,46 т/га) получена при систематическом исключении фосфора из состава удобрений под все культуры севооборота. Применение повышенной (N80Р60) и высокой (N80Р120) норм удобрений под подсолнечник не обеспечило дополнительного сбора семян. Прибавки получены только относительно контрольных вариантов, а в сравнении со средней дозой (N40Р60) они неэффективны. [54].

В сравнении приведенных двух опытов отмечается интересная закономерность, которая выражается размером разницы урожая между удобренными вариантами и контрольными. Данная разница меньше на почвах, где под действием минеральных удобрений происходило накопление гумуса. Разница между максимальной урожайностью, обусловленной минеральной системой удобрения (2,67 т/га),  и урожайностью в контрольном варианте (2,30 ц/га) составляла всего 16,1%. В той почве (чернозем выщелоченный), где происходило снижение содержания гумуса под действием минеральных удобрений, разница между максимальным показателем урожайности и урожайностью в контрольном варианте составляет 30,6%.

Подсолнечник – важнейшая масличная культура России, широко возделывается в полевых севооборотах Южной части Российской Федерации. Увеличение производства семян подсолнечника можно осуществлять за счёт совершенствования элементов технологии его выращивания, важнейшим из которых является рациональное применение удобрений. Из табл. 10 видно, что максимальная урожайность культуры подсолнечника обеспечивается при органо-минеральной системе удобрения – 2,73 т/га.

Биологический потенциал современных сортов и гибридов подсолнечника достаточно высок, но коэффициент его реализации редко превышает 50%. Как фактор,  для реализации потенциала и повышения урожайности,  применение только двух-, трехкомпонентных минеральных удобрений недостаточно, так как культурные растения для формирования урожая требуют минимально 16 минеральных элементов, не считая углерода и других веществ биологического происхождения. Даже в случае их наличия в почве, обедненной органическим веществом,  накопление их происходит не пропорционально особенностям онтогенеза растений и часто проявляется эффект антагонизма между макро - и микроэлементами. Синергизм минеральных веществ присутствует в почвах с высокой биологической активностью, обогащенных широким ассортиментом ферментов, а также энергетическим материалом, источником питания почвенных микроорганизмов – органическим веществом.

4.1. Органическое вещество и стимуляция роста корневой системы

Существенное влияние на динамику гумуса оказывают культуры севооборота. Определенная культура в севообороте определяет как качественный состав гумуса, так и его количество. Комплекс почвенной микрофлоры, который определяет процессы синтеза и распада гумуса,  также формируется в зависимости от биологических особенной культурных растений в севообороте. [55].

Поступление в почву органического вещества в виде корневых и пожнивных остатков является одним из главных источников накопления гумуса. По подсчетам X. Liu, HerbertS. J. разница в содержании органического углерода в почве под черным паром и под травами может достигать до 0,87%, что равноценно внесению до 27 тонн подстилочного навоза на 1 га [56].

Наиболее значимым источником почвенного гумуса являются многолетние травы. После вегетации они оставляют до 50 ц (клевер) неразложившихся корней в почве. Люцерна оставляет на каждый гектар до 100 ц. [57]. В течение вегетационного периода непрерывно происходит отмирание части корней и ее возобновление, в связи с чем использование агротехнических приемов и средств стимуляции корневой системы является важным условием накопления органического вещества в почве и дальнейшего его превращения в гумус.

Активная часть корня, благодаря которой происходит поглощение элементов минерального питания из почвы, представлена молодыми растущими корешками. По мере нарастания каждого отдельного корешка верхняя его часть утолщается, покрывается снаружи опробковевшей тканью и теряет способность к поглощению питатель­ных веществ. Поэтому так важно сохранение способности растений к постоянному корнеобразованию и создание соответствующих условий. Рост корня происходит у самого его кончика, защищен­ного корневым чехликом. В непосредственной близости к окончанию корешков располагается зона делящихся меристематических клеток. Выше ее находится зона растяжения, в которой на­ряду с увеличением объема клеток и образованием в них центральной вакуоли начинается дифференциация тканей с формированием флоемы — нисходящей части сосудисто-проводящей системы растений, по которой происходит передвижение органических веществ из над­земных органов в корень.

Корневые волоски представляют собой тонкие выросты наружных клеток с диаметром 5—72 мкм и длиной от 01.01.01 мкм. Число корневых волосков достигает нескольких сотен на каждый миллиметр поверхности корня в этой зоне. Благодаря образованию корневых волосков резко, в десятки раз, возрастает деятельная, способная к поглощению питательных веществ поверхность корне­вой системы, находящаяся в контакте с почвой. От кончика корня до окончания зоны образования корневых волосков наружная целлюлозная оболочка клетки не имеет кутикулы и легко про­ницаема. Кроме того, оболочки у клеток пронизаны тяжами, соеди­няющими цитоплазму организма в единую систему. Именно эта часть корня, лишенная кутикулы, и принимает учас­тие в поглощении воды и питательных веществ из почвы. В зонах роста и растяжения клеток корня поглощенные элементы питания усваиваются на месте. Наиболее интенсивно поглощение ионов осу­ществляется в зоне образования корневых волосков, и поступившие ионы отсюда передвигаются в надземные органы растений. Необ­ходимо отметить, что корень является не только органом поглощения, но и синтеза отдельных органических соединений, в том числе аминокислот и белков. Последние используются для обеспечения жизнедеятельности и процессов роста самой корневой системы, а также частично транспортируются в надземные органы. По мере нарастания корня происходит непрерывное пространст­венное перемещение зоны активного поглощения в почве. Сильно разветвленная корневая система растений образует огромную поглощающую поверхность. Величина ее изменяется в ходе вегетации растений, достигая чаще всего максимума в период цветения. Старые корневые волоски (продолжительность жизни каждого корневого волоска составляет одни сутки) отмирают, а но­вые непрерывно образуются уже на других участках растущего корешка. В итоге с самого начала вегетации культурного растения происходит поэтапное накопление органических веществ в почве и чем эффективнее приемы по стимуляции корневой системы, тем активнее почва накапливает гумус. Скорость роста корней у однолетних полевых культур может достигать 1 см в сутки. Рас­тущие молодые корешки извлекают ионы из почвенного раствора в объеме почвы радиусом вокруг себя около 20 мм, а обменнопоглощенные ионы — от 2 до 8 мм.

Для нормального роста и дыхания корней необходим постоянный приток к ним энергетического материала — продуктов фотосинтеза (углеводов и других органических соединений) из надземных орга­нов. При ослаблении фотосинтеза уменьшается образование и пере­движение ассимилятов в корни, вследствие чего ухудшается их жизне­деятельность и снижается поглощение питательных веществ из почвы.

Доказана возможность непосредственного усвоения растениями витаминов, антибиотиков, ростовых веществ, аминокислот [51].

4.2. Био-органо-минеральная система удобрения

Выше рассмотренные приемы оптимизации минерального питания культуры подсолнечника имеет логический смысл объединить в единый прием с целью достижения суммарного эффекта от каждого из них, при этом соблюдая основные требования эколого-экономического баланса. Сохранение баланса должно сопровождаться поддержанием почвенного плодородия, повышением качественных характеристик актуального плодородия почвы, а также способствовать росту рентабельности производства сельскохозяйственной продукции как за счет повышения продуктивности культуры, так и за счет снижения расходов на мероприятия по удобрению растений.

В вопросе оптимизации питания растений подсолнечника посредством обеспечения физиологически активными веществами, стимулирующими развитие корневой системы, а также обеспечения почвенной микрофлоры энергетическим материалом важнейшее значение имеет поступление в почву органического материала, в том числе в виде удобрений на основе отходов животноводства и птицеводства. Сочетание одновременного внесения органических удобрений с минеральными способно существенно повысить эффективность системы питания растений.