Наибольшее количество элементов питания в расчете на единицу массы урожая поглощают
Обновлено: 04.07.2024
На построение органов и формирование урожая растения расходуют минеральные питательные вещества, поступающие из почвы. Под понятием питательные вещества растений подразумевается широкий круг химических элементов или соединений, необходимых для нормального роста и развития растений. Все они подразделяются на макроэлементы (используются в больших количествах) и микроэлементы (поглощаются в малых дозах) и выполняют в растениях специфические функции при образовании органического вещества. Растениям особенно необходимы азот, фосфор, сера, калий, кальций, магний, железо, марганец, медь, цинк, молибден, бор и другие элементы, содержание которых у различных растений неодинаковое.
Способность растений усваивать питательные вещества из окружающей среды определяется качеством и объемом корневой системы, которая в свою очередь зависит от вида растений, внешних и внутренних условий развития корневой массы. Растения усваивают питательные вещества в течение всей вегетации, но неравномерно в отдельные фазы роста и развития. Общий вынос питательных веществ из почвы зависит от вида растений, сорта, урожая и от условий питания. Усвоенные питательные вещества избирательно закрепляются в различных органах растений.
Вынос растениями питательных веществ из почвы во многом зависит от урожайности культуры, погодных и других условий выращивания: температуры воздуха и почвы, состояния почвы в целом, степени увлажненности, освещенности и др. На холодных почвах в растения поступает мало фосфора, и в это время их нужно подкармливать фосфорсодержащими удобрениями.
Овощные культуры различаются как по количеству элементов питания, так и по требовательности к ним. По степени выноса элементов питания из почвы все овощные культуры можно условно разделить на три группы: сильные, средние и слабые потребители питательных веществ.
К сильным потребителям относится белокочанная капуста позднеспелых сортов, картофель, особенно ранний, столовая свекла, клуб-невый сельдерей, брюква, цветная капуста. Эти овощные культуры потребляют наибольшее количество питательных веществ. К средним потребителям принадлежат помидоры, лук-порей, морковь, пряновкусовые травы, перец, баклажан, тыквенные и бобовые культуры.
К слабым потребителям относятся салат, шпинат, редис, огурец, летняя редька, лук, которым нужно небольшое количество питательных веществ для построения всех своих органов, однако все элементы тем не менее должны присутствовать в почве в сбалансированном количестве.
Потребность в элементах питания зависит от культуры, возраста и скороспелости растений. Растения с коротким периодом вегетации (скороспелые) наиболее требовательны к обеспечению питанием, так как формируют урожай быстро. Эта потребность возрастает,
Труппы овощных культур по степени -потребления питательных веществ
1. Сильные потребители.2. Средние потребители.3 — Слабые потребители
если они, кроме того, размещены густо и имеют недостаточно развитую корневую систему. При продолжительной вегетации растения используют больше элементов питания по сравнению со скороспелыми, но нуждаются в меньших их запасах в почве, поскольку имеют более растянутый период формирования урожая.
По усвоению отдельных питательных элементов овощные культуры существенно различаются. Самые высокие требования к почвенному плодородию предъявляют скороспелые зеленные овощи и рассада, когда корневая система растений еще слабо развита и обладает низкой способностью усваивать питательные вещества.
Потребность растений в питательных элементах в разные периоды вегетации неодинакова. Овощи выносят из почвы наибольшее количество питательных веществ в период бутонизации, цветения и плодоношения. Во время усиленного роста, начиная с появления всходов, растения нуждаются в непрерывном поступлении азота и фосфора, в период формирования плодов — азота, фосфора и калия. При этом необходимо учитывать биологические особенности овощной культуры. Так, капуста потребляет азота больше, чем морковь и свекла, используя его равномерно в течение всего периода роста и развития. Лук, корневая система которого слабо развита, а также большинство зеленных культур, раннеспелая белокочанная и особенно цветная капуста требуют больше азота в начале роста. Лук, помидор и огурец наиболее интенсивно потребляют калий, затем азот и, наконец, кальций и фосфор.
Все овощные культуры богаты углеводами и отличаются повышенной потребностью в калии, но в первую очередь они, особенно скороспелые сорта, нуждаются в азотных удобрениях. Потребление питательных элементов возрастает по мере роста и развития растений, однако их вынос на единицу массы у молодых растений в 2—3 раза больше, чем у взрослых. Раннее плодоношение огурца и помидора в значительной степени зависит от обеспеченности растений фосфором ко времени появления всходов. Капустные и зеленные растения в начале вегетации более отзывчивы на азотные, а в период формирования качества — на фо-сфорно-калийные удобрения. Плодовые овощные растения для обеспечения интенсивного роста, особенно корневой системы, с начала прорастания семян требуют усиленного фосфорного, а с образованием завязей — азотно-калийного питания. Помидоры и огурцы в наибольшей степени используют питательные элементы во время массового цветения и плодообразования, а скороспелые овощные растения (редис, салат, шпинат) — в ранние и короткие сроки.
Овощные растения выносят из почвы больше всего калия, меньше азота и незначительное количество фосфора. Это связано с тем, что дерново-подзолистые, песчаные, супесчаные, торфянистые почвы бедны обменным калием, другие же почвы средней полосы — азотом.
Неодинаковый химический состав листьев, цветков, плодов, корней растений — причина того, что потребность растений в питании меняется на протяжении их жизни. Питательные вещества в составе почвы находятся в связанной форме, и растения с трудом получают их и используют не полностью. Установлено, что из запасов почвы растения могут взять не более 20 % азота, 10% фосфора и 10% калия, в то время как их вынос овощными культурами значительно выше. Из этого следует, что питательные вещества должны поступать в почву за счет удобрения. Использование питательных элементов удобрений значительно выше: азота — 60 %, фосфора — 20, калия — 50 %. Поэтому запас доступного растениям фосфора в почве должен быть примерно в 10 раз, азота и калия — в 2 раза больше, чем эта культура выносит с урожаем. Даже когда почва способна полностью удовлетворить потребности растений в питательных веществах, следует все же вносить удобрения в целях поддержания почвенного плодородия.
При недостатке любого из элементов питания нарушаются рост и развитие растений:
калия чаще всего не хватает на торфянистых, пойменных, песчаных и супесчаных почвах;
магния — на песчаных, супесчаных, дерново-подзолистых;
кальция — на кислых и песчаных;
молибдена и бора — на кислых, дерновоПОДЗОЛИСТЫХ;
меди — на осушенных торфяниках.
Недостаток одного из элементов минерального питания нарушает нормальный ход обмена веществ в растениях, что приводит к внешним изменениям в строении, размерах, окраске листьев и стеблей, к появлению отмерших тканей различного цвета и оттенков. При распознавании признаков недостатка отдельных элементов питания следует иметь в виду, что внешние изменения растений могут происходить и под влиянием других факторов: недостатка или избытка влаги, низкой температуры, а также действия болезней и вредителей. Так, сходными по внешнему виду могут быть признаки недостатка азота и воды, недостатка калия и избытка хлора. Поэтому при диагностике по внешнему виду нужно учесть все условия роста, развития и потребности данной овощной культуры. Существует ряд основных признаков во внешнем виде растений, которые служат сигналом недостатка отдельных элементов питания.
Растения, по внешнему виду которых легко определить недостаток того или иного питательного вещества в почве, называют индикаторами. Так, недостаток азота и железа четче проявляется на белокочанной и цветной капусте,
фосфора — на турнепсе, брюкве,
калия — на свекле, цветной капусте, фасоли,
магния, кальция — на цветной и листовой капусте,
натрия — на свекле,
бора — на свекле и цветной капусте,
марганца — на свекле и капусте,
молибдена — на капусте и салате.
Недостаток азота — бледно-зеленая окраска и пожелтение листьев вследствие ослабления производства хлорофилла, уменьшение размеров и раннее пожелтение или даже омертвление листьев.
Недостаток фосфора — темно-зеленая, голубоватая окраска листьев, появление красных, пурпурных оттенков, уплотнение листовой пластины, появление водянистых пятен, темный, почти черный, цвет засыхающих листьев.
Недостаток калия — пожелтение, побурение и отмирание тканей листовой пластины, закручивание книзу краев листа, морщинистость листьев, вялость и обвисание листьев.
Недостаток кальция — повреждение и отмирание верхушечных почек и корней.
Недостаток магния — посветление листьев, связанное с недостаточным образованием хлорофилла, изменение зеленой окраски листьев на желтую, красную, фиолетовую у краев и между жилками.
Недостаток железа — появление равномерного хлороза между жилками листа, бледно-зеленая и желтая окраска листьев без отмирания тканей.
Недостаток серы — бледно-зеленая окраска листьев без отмирания тканей.
Недостаток меди — хлороз и побеление кончиков листьев.
Недостаток бора — отмирание верхушечных почек, корешков и листьев, отсутствие цветения, опадение завязи.
Зная, какое количество и каких питательных веществ в различные периоды вегетации необходимо тем или иным овощным культурам и какие из них присутствуют в недостаточном количестве, можно программировать урожай каждой из этих культур. Для улучшения условий питания растениям и обеспечения их все
ми необходимыми элементами в почву следует вносить удобрения.
При разработке системы удобрения под овощные культуры необходимо предусматривать правильное сочетание органических и минеральных удобрений. Органические удобрения кроме снабжения растений элементами питания и углекислотой, улучшающей агрофизические свойства почвы, усиливают в ней деятельность полезной микрофлоры, увеличивают содержание органического вещества.
Обеспечение почвы подвижными элементами минерального питания — одно из непременных условий повышения продуктивности овощных культур.
При этом в конкретных почвенно-климатических условиях требуется специфическая система минерального питания для различных растений, позволяющая управлять их ростом и развитием.
Однако следует подчеркнуть, что целенаправленное улучшение условий питания овощных культур включает целый комплекс мероприятий: выбор участка, определение качественного состояния почвы и правильную ее подготовку, регулирование теплового и водного режимов, уход за растениями, соблюдение севооборота, разумное внесение удобрений и т.д.
Реакция овощных культур на органические удобрения
При выборе удобрений необходимо учитывать различную требовательность овощных культур к их видам. По степени отзывчивости на органические удобрения культуры можно условно разделить на три группы с различной реакцией:
высокоотзывчивые: поздняя капуста, огурец, сельдерей, шпинат, спаржа;
среднеотзывчивые: ранняя капуста, цветная капуста, свекла, лук, морковь, помидор;
слабоотзывчивые: редис, редька, репа, кольраби.
Исходя из этого органические удобрения следует использовать под огурец, позднюю капусту, многолетние овощи. Морковь, цветную и раннюю капусту, лук, помидор, свеклу лучше всего выращивать на следующий год после их внесения.
Питание растений — процесс поглощения из внешней среды, передвижения, накопления и трансформации питательных веществ, необходимых для жизни растений. В ходе этого процесса происходит обмен веществ между растениями и окружающей средой. Неорганические вещества, находящиеся в почве, атмосфере и вода поступают в растение, и используются для синтеза сложных органических соединений, часть веществ может выводится из растительного организма в окружающую среду.
Зеленые растения под действием солнечного света в процессе фотосинтеза из углекислого газа, воды и простых минеральных солей синтезируют органические вещества, которые в свою очередь обеспечивают пищей человека и животных. В результате этого процесса вся зеленая растительность в дневное время выделяет большое количества кислорода, которым дышат живые организмы. Поэтому жизнь на Земле обусловлена работой высших и низших растений. О масштабе и значимости этого процесса в природе можно судить по следующим данным: зеленые растения ежегодно образуют в пересчете на глюкозу до 400 млрд т органических веществ, из которых 115 млрд т — на суше, связывается до 170 млрд т углекислого газа и разлагается при фотолизе в растениях 130 млрд т воды с выделением 115 млрд т кислорода.
Для синтеза органических веществ растения в мировом масштабе используют до 2 млрд т азота и 6 млрд т зольных элементов. Запасы азота в атмосфере составляют 4·10 15 т, однако они не определяют обеспеченность культур азотом, так как растения используют этот элемент из почвы, а не атмосферы.
Растение через листья получает более 95% углекислого газа и может усваивать путем некорневого питания из водных растворов зольные элементы и азот. Однако основное количество азота, воды и зольных питательных веществ поступает из почвы через корневую систему.
Вода потребляется растением и используется в процессе питания фотолиза и в значительно большем количестве испаряется листьями. Для образовании 1 кг сухой массы урожая культуры испаряют 300-400 кг воды. В неблагоприятных условиях расход воды возрастает в 1,5-2 раза, тогда как в оптимальных условиях расход воды снижается на 15-20%.
Из-за взаимосвязи с погодно-климатическими условиями регулирование и оптимизация процесса питания растений и обмена веществ не всегда возможна. От этих условий зависит и содержание питательных веществ в почве в доступной для растений форме. Мобилизация или иммобилизация отдельных питательных веществ в почве также определяется активностью и направленностью химических, физико-химических и микробиологических процессов, биологическими свойствами самого растения, динамикой поглощения отдельных катионов и анионов в процессе вегетации.
На процессы, определяющие рост и развитие растений, сильное влияние оказывают удобрения. Они изменяют содержание солей в почве, интенсивность и направленность химических, физико-химических и биологических процессов, реакцию и буферность почвы, поглотительную способность.
Типы питания растений
Автотрофный тип питания — самостоятельное обеспечение растением своих потребностей в питательных веществах, посредством поглощения неорганических веществ из почвы и углекислого газа из атмосферы. Характерен для большинства растений. К организмам с автотрофным типом питания относятся также некоторые бактерии, способные фотосинтетически или хемисинтетически усваивать углекислый газ.
Симбиотрофный тип питания — обеспечение растением своих потребностей в питательных веществ за счет других организмов (симбионтов). Симбиоз в ходе эволюционных процессов развился как полезная для растений форма отношений. При симбиотрофном типе питания отмечается взаимное использование продуктов обмена веществ для питания. Границы симбиоза не всегда могут быть точно определены, так как трудно определить пользу или вред, приносимые одним организмом другому.
Микотрофный тип питания — симбиоз высшего растения с грибами. Микориза гриба обеспечивает поступление в высшее растение воды и растворенных в ней минеральных солей и других веществ, грибы используют органические соединения, синтезируемые высшим растением. Значение микоризы грибов заключается в увеличении поглощающей поверхности корней растения за счет мицелия гриба.
Открыты микоризные грибы, способствующие улучшению питание растений фосфором. Дальнейшее изучение этого симбиоза и использование его в практике земледелия может иметь большое значение, так как позволяет сократить применение фосфорных удобрений. Например, в полевом опыте, проведенном в Уэльсе, при известковании и подкормке фосфором урожайность клевера, инокулированного микоризой, по сухому веществу была в 3 раза выше, образование побегов увеличилось в 2 раза, а клубеньков ризобиума — в 5 раз. Аналогичные данные получены в Тропической Африке, Бразилии, Австралии и Испании на почвах, бедных доступным фосфором.
Бактериотрофный тип питания — симбиоз высших растений с бактериями. Наиболее яркий пример — симбиоз клубеньковых бактерий с бобовыми растениями. В условиях интенсификации, химизации и экологизации земледелия возрастает значение способности бобовых растений и микроорганизмов связывать молекулярный азот атмосферы. Ежегодно в результате симбиоза бактерий с бобовыми растениями фиксируется 40-106 т азота.
Условия питания растений
Обеспечение оптимальных условий питания за счет использования удобрений позволяет более экономно расходовать влагу на создание единицы урожая. Коэффициент транспирации при этом может снижаться на 15-20%. С другой стороны, экономическая эффективность удобрений дополнительным урожаем возрастает при условии хорошего водоснабжения растений. Отмечены многочисленные случаи отсутствия положительного эффекта удобрений на кислых и солонцовых почвах.
Для правильной оценки эффективности применения удобрений необходимо правильно оценивать все факторы, лимитирующие урожайность. Например, в северных районах в условиях достаточного увлажнения, большее значение приобретают факторы тепла и обеспеченности почв питательными веществами.
В южных районах, особенно на обыкновенных южных чернозёмах и каштановых почвах, характеризующихся высоким потенциальным плодородием, лимитирующим фактором чаще является недостаток влаги.
Виды питания растений
Воздушное питание растений — углеродное питание растений, осуществляемое за счет ассимиляции углекислого газа атмосферы зелеными листьями в процессе фотосинтеза.
Некорневое питание растений — процесс поступление питательных веществ в растения через надземные органы. Открытие этого процесса послужило развитию применения некорневых подкормок, которые позволяют повысить урожай и его качество.
Корневое питание растений — поглощение из почвы воды и минеральных солей, а также в незначительных количествах некоторых органических веществ.
Согласно исследованиям, деление на корневое и воздушное питание условно, так как одни и те же вещества могут поглощаться как корнями, так и листьями. Так, углекислота поступает в растение через корни в той же мере, что и через листья. Сера поступает в растение через корни в виде сульфатов. Позже благодаря применению радиоизотопа серы была показана способность растений усваивать оксиды серы из воздуха через листья.
Корневое и некорневое питание растений взаимосвязаны. Так, недостаток питательных веществ в почве приводит к задержке образования органических соединений в листьях, что, в свою очередь, тормозит развитие растений.
Питание растений в разные периоды вегетации
Поглощение элементов питания в онтогенезе, то есть в течение вегетации, происходит неравномерно, поэтому система удобрения должна учитывать потребности растений в разные периоды жизненного цикла. Недостаточное обеспечение питания в различные периоды жизни растений приводит к снижению урожайности и ухудшению качества растительной продукции.
Особенно важно обеспечить питательными веществами растения в критический период, когда недостаток питания в это время резко ухудшает рост и развитие. То же относится и к периоду максимального поглощения.
Высокая чувствительность к недостатку и к избытку минерального питания отмечается у растений в начальный период роста.
Таблица. Влияние питания растений фосфором на урожайность ячменя 1 Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.
| Условия питания | Урожайность, % | |
|---|---|---|
| общая | зерно | |
| Нормальное питание фосфором постоянно | 100 | 100 |
| Без фосфора первые 15 дней | 17,4 | 0 |
| Без фосфора от 45 до 60 дней | 102 | 104 |
Высокая потребность молодых растений в минеральном питании объясняется высокой интенсивностью синтетических процессов при слаборазвитой корневой системе. Так, у зерновых злаков закладка и дифференциация репродуктивных органов начинается в период развертывания первых трех-четырех листочков. Недостаток азота в этот период приводит к сокращению числа колосков и снижению урожая. Последующее нормальное питание не компенсирует дефицит питательных веществ на начальных этапах развития.
Таблица. Питание азотом и урожай ячменя, г на сосуд 2 Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.
| Условия питания | Солома | Зерно |
|---|---|---|
| Азот на протяжении всего периода вегетации | 26,1 | 6,4 |
| Без азота первые 15 дней | 4,5 | 0 |
| Без азота от 15 до 30 дней | 19,4 | 4,2 |
| Без азота от 30 до 40 дней | 29,1 | 8,7 |
| Без азота от 45 до 60 дней | 29,4 | 7,7 |
| Без азота после колошения | 18,6 | 3,8 |
Интенсивность потребления питательных веществ у разных культур меняется в зависимости от периода развития. Например, растения сахарной свеклы в первый месяц потребляют азота, фосфора и калия по 2 кг/га, а во второй — N 96 кг/га, Р2O5 34 кг/га и К2O 133 кг/га.
Травы и сахарная свекла отличаются длительным периодом потребления питательных веществ. Конопля, наоборот, имеет короткий период интенсивного потребления — 75% от общего количества питательных веществ потребляется от фазы бутонизации до фазы цветения.
Наибольшее количество элементов минерального питания яровые зерновые потребляют в период от выхода в трубку до колошения. В период колошения пшеница потребляет азота, фосфора и калия около 76% от максимального, ячмень — около 67% и овес — 47%.
Таблица. Потребление питательных веществ яровыми зерновыми культурами, % от максимального 3 Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.
| Фаза роста | Пшеница | Ячмень | Овес | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | |
| Колошение | 71 | 68 | 88 | 71 | 56 | 73 | 51 | 36 | 54 |
| Цветение | 97 | 100 | 100 | 96 | 74 | 100 | 82 | 71 | 100 |
| Полная спелость | 90 | 93 | 67 | 100 | 100 | 64 | 100 | 100 | 83 |
Злаковые культуры наиболее требовательны к азотному питанию в период образования ассимиляционного аппарата и в период дифференциации репродуктивных органов. Сахарная свекла нуждается в достаточном обеспечении калием во время сахаронакопления.
Таблица. Динамика потребления питательных элементов капустой, % от максимального 4 Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.
| Фаза роста | От начала вегетации | ||
|---|---|---|---|
| N | P2O5 | K2O | |
| Рассада (10.06) | 0,17 | 0,14 | 0,12 |
| Формирование кочана (27.07) | 30,5 | 21,8 | 24,2 |
| Рыхлый кочан (7.09) | 96,4 | 100 | 96,6 |
| Хозяйственная спелость | 100 | 90,5 | 100 |
Лен чувствителен к недостатку азотного питания в период от елочки до бутонизации, к уровню калийного питания — в период от бутонизации до цветения.
Таблица. Влияние азотного питания на лен
| Условия питания | Масса растений, % |
|---|---|
| Полное питание весь период | 100 |
| Без азота от "елочки" до бутонизации | 38,3 |
| Без азота от бутонизации до уборки | 99,0 |
Таблица. Влияние калийного питания на лен
| Условия питания | Число коробочек на одно растение |
|---|---|
| Полное питание весь период вегетации | 42 |
| Без калия первые 22 дня | 43 |
| Без калия от бутонизации до уборки | 9 |
Огурец требователен к азотному питанию в период формирования ассимиляционного аппарата, к фосфорному — перед цветением. В период плодоношения огурец предъявляет повышенные требования к обеспечению азотом и калием.
Усиление азотного и частично фосфорного питания в период бутонизации и цветения приводит к увеличению урожая зерновых. Повышенное питание азотом в период образования листовой массы и улучшение фосфорно-калийного питания в дальнейшем повышает урожайность корне- и клубнеплодов.
Потребность большинства культур в азотном питании уменьшается к началу плодообразования, роль фосфора и калия, наоборот, возрастает. В целом, период плодообразования отличается снижением потребления питательных веществ, а процессы жизнедеятельности в растениях к концу вегетации осуществляются преимущественно за счет реутилизации накопленных питательных веществ.
В системе удобрения основное удобрение должно обеспечивать питание растений на протяжении всего вегетационного периода, поэтому до посева вносят все органические и большую часть минеральных удобрений. Для обеспечения растений питательными веществами в начальный период вносят припосевное удобрение.
Количество и качество урожая можно регулировать подкормками в разные периоды вегетации. Подкормки улучшают питание растений в наиболее ответственные периоды или при выявлении дефицита какого-либо элемента питания.
Потребность в питательных веществах изменяется также в течение суток. Суточная периодичность отмечена почти для всех жизненных процессов растений.
В условиях искусственного питания (на питательных средах) имеют значение состав, концентрация питательного раствора, режим его использования в течение вегетации. Например, временным дефицитом питательных веществ во внешней среде в определенные периоды вегетации можно усилить развитие корневой системы, а заменой питательного раствора на воду вызвать временное голодание, стимулировав этим клубнеобразование у картофеля, завязей плодов у томата и добиться таким приемом скороспелости.
Суточная периодичность поглощения питательных веществ проявляется при переменных и постоянных условиях среды и носит характер внутреннего эндогенного ритма. Такая регулируемая суточная периодичность процессов позволяет растениям приспосабливаться к изменяющимся условиям внешней среды. Эндогенные суточные и околосуточные (циркадные) ритмы в постоянных искусственных условиях имеют тенденцию к затуханию, но восстанавливаются при меняющихся условиях. Способность растений менять циркадный ритм позволяет повысить их выживаемость.
Ритмы у растений бывают годовые, сезонные и суточные. Также отмечаются ритмы импульсного характера, с периодами от нескольких секунд до часов. Например, такие ритмы короткой активности отмечены в поглощающей и выделительной деятельности корней.
В условиях искусственного выращивания культур, представляет интерес метод периодического питания, так как позволяет без увеличения расходов повысить продуктивность растений.
В течение вегетации у зерновых культур отмечают следующие фазы роста и развития: всходы, кущение, стеблевание, выход в трубку, колошение (колосовые) или выметывание (сорго, овес), цветение и созревание. У озимых культур первые две фазы развития при благоприятных условиях протекают осенью, остальные — весной и летом следующего года; у яровых — весной и летом в год посева. Фазы вегетации растений зерновых культур занимают довольно значительный интервал времени, в течение которого развивающиеся органы проходят ряд стадий. Для разработки эффективных приемов минерального питания важно знать этапы органогенеза, т.е. образования органов. Было разработано несколько систем для числового наименования стадий роста и развития. Среди этих систем, в России наиболее часто пользуются шкалой Куперман, а во всем мире, как правило, системами Фикса, Задокса (Z) или Науна (Feekes, Zadoks, Naun).
Международная классификация фаз развития пшеницы (по Задоксу)
При набухании в семенах происходят биохимические и физиологические процессы способствующие прорастанию. По мере набухания семена начинают прорастать. Ко времени образования 3–4 листьев зародышевые корни разветвляются и проникают в почву на глубину 30–35 см, рост стебля и листьев временно приостанавливается, происходит дифференциация зачаточного стебля на узлы и междоузлия. В этот период существует опасность повреждения растений корневыми гнилями, особенно, если всходы попадают в ситуацию переувлажнения, низкой температуры почвы, глубокой заделки семян. Чем крепче растение, тем меньше будет оно подвержено влиянию патогенных микроорганизмов. Интенсивность кущения зависит от условий произрастания, видовых и сортовых особенностей зерновых культур. При оптимальной температуре (10–15°С) и влажности почвы период кущения растягивается, а число побегов увеличивается. В обычных условиях озимые культуры образуют 3–6 побегов, яровые — 2–3. На количество побегов влияют также плодородие почвы, особенно азот до начала фазы стеблевания.
Динамика формирования побегов кущения и узловых корней у зерновых культур неодинакова. У ржи и овса, кущение и укоренение протекают одновременно в период появления 3–4 листа. У ячменя и пшеницы побеги кущения появляются раньше начала укоренения, кущение происходит в период появления 3 листа, а укоренение — 4–5 листа. У проса побеги кущения образуются в период появления 5–6 листа, у сорго — 7–8 листа. Узловые корни у этих культур начинают развиваться при образовании 3–4 листа. Одновременно с образованием боковых побегов формируется вторичная корневая система, которая размещается в основном в поверхностном слое почвы. В этот период происходит закладка будущего урожая — формирование колосковых бугорков.
Побеги, произведенные в фазу кущения должны выжить для увеличения урожайности. Развитие колоса и начало удлинения стебля требуют большое количество ресурсов растения, поэтому плохо сформированные побеги быстро отмирают. Засуха, тепловой стресс, заморозки в период удлинения стебля (фаза стеблевания) и в фазу выхода в трубку увеличивают количество отмерших побегов из–за ограничения ресурсов растения. Часто только главный побег остается для репродукции в условиях засухи. Если засуха прекращается или в этот период вносится дополнительная азотная подкормка, нарушается синхронизация развития растения и оно производит множество поздно созревающих колосьев, что также является проблемой при уборке.
Величина урожая в значительной мере зависит также от размеров колоса и его озерненности. Колос начинает закладываться на третьем этапе органогенеза (Z 25–29), что по времени совпадает с фазами кущения и стеблевания. В период кущения растения должны быть в достаточной степени обеспечены элементами питания, особенно азотом, который резко увеличивает ростовые процессы формирующихся продуктивных органов.
Четвертый этап органогенеза (начало выхода в трубку, Z 30) практически определяется ощупыванием первого стеблевого узла, который находится на высоте 2–3 см от поверхности почвы. Это критический период для озимых по обеспеченности влагой и питанием, когда формируются колосовые бугорки, от чего зависит количество колосков в колосе.
Пятый этап (Z 31–33) совпадает с серединой фазы выхода в трубку и характеризуется началом образования и дифференциации цветков, идет закладка тычинок, пестиков и покровных органов цветка. Фенологическим его признаком является появление второго стеблевого узла. На этом этапе органогенеза окончательно определяется потенциально возможное для сорта количество цветков в колосках. Некорневая подкормка будет эффективной и обеспечит закладку крупного колоса, если охватит период Z 25–33, причем, чем раньше она будет проведена, тем лучше конечный результат.
Выход в трубку (Z 34-50)
Окончание дифференциации конуса нарастания приходится на шестой и седьмой этапы органогенеза (Z 37–50), что совпадает со второй половиной фазы выхода в трубку до колошения (Губанов В.Я., 1986). В этот период растения поглощают наибольшее количество питательных веществ, в результате чего увеличивается количество продуктивных стеблей, колосков и зерен в колосе. В это время вносится вторая доза азотных удобрений и некорневая подкормка (появление флагового листа перед цветением). Такая подкормка значительно повышает урожай за счет повышения жизнеспособности пыльцы и образованию зерен в колосе.Цветение у зерновых культур наступает во время или вскоре после колошения. Так, у ячменя цветение проходит еще до полного колошения, когда колос не вышел из влагалища листа, у пшеницы — через 2–3 дня, у ржи — через 8–10 дней после колошения.
Колошение (Z 50-59)
Абиотические стрессы перед появлением флагового листа могут привести к потере колосков развивающегося колоса. При благоприятных условиях на каждом колоске может развиться до 12 цветков. Однако, поздно сформировавшиеся цветки опадают и на колоске остаются только от двух до четырех цветков, способных дать зерно. Цветение начинается в нижней части колоса и постепенно распространяется вверх. При экстремальных условиях все цветки колосков вверху и внизу колоса могут отмереть еще до цветения. Количество побегов и цветков, завязавшихся на пшенице обычно намного больше колосьев и зерна, которое может вырастить растение. Как известно, снижение потенциальной урожайности начинается при потере побегов в конце кущения и продолжается отмиранием цветков еще до цветения. Погодные условия во время этих периодов, называемых критическими, определяют величину потерь потенциальной урожайности.
Цветение (Z 60-69)
Последняя корректировка потенциальной урожайности происходит в период налива зерна (Z 70–80), когда определяется его крупность и масса. Некорневая подкормка в этот период (после цветения при наличии ассимилирующих листьев) увеличивает массу зерна и улучшает его качество.
Продолжительность периода созревания напрямую коррелирует с урожайностью: чем дольше происходит накопление пластических веществ, тем крупнее зерновка и тем выше сбор зерна. Высокие температуры в этот период приводят к ускоренному созреванию, образованию щуплых зерен. Слишком низкие температуры также негативно влияют на урожайность, так как замедляют процессы оттока ассимилятов в зерновку, задерживаются сроки уборки. Обильные дожди приводят к полеганию посевов, прорастанию зерна, снижению качества зерна (стеканию клейковины), затруднению уборки урожая. Задержка уборки в условиях повышенных температур приводит к сильному снижению влажности зерна, усилению трещиноватости и осыпанию зерна.
Стадии созревания
На каждом этапе образования и роста органов растение затрачивает колоссальное количество энергии. Обеспечение растения элементами питания, вспомогательными продуктами (аминокислоты, стимуляторы роста) в нужное время и в необходимом количестве для бесперебойной работы физиологических реакций в обмене веществ способствуют максимальной реализации генетического потенциала растения.
Улучшая условия прохождения той или иной фазы с помощью соответствующего агрофона, созданного с помощью точных расчетов под планируемый урожай, обработки семян и некорневых подкормок, основанных на регулярной диагностике современными приборами, повышая иммунитет к заболеваниям и вредителям, мы сохраняем активную корневую систему, продуктивные побеги, ассимилирующую поверхность, цветки и обеспечиваем полноценный налив зерна — сохраняем урожай!
Значение элементов питания
Организация полноценного минерального питания требует профессионального подхода. Агроном должен знать какое количество элементов питания и когда потребуется растению, чтобы достичь желаемой урожайности, принимая во внимание массу факторов: сбалансированность элементов питания, их доступность растениям, особенности питания на разных этапах развития и др. Значение сбалансированности минерального питания возрастает в связи с внедрением в производство интенсивных, высокоотзывчивых на удобрения сортов зерновых культур, которые остро реагируют на дефицит элементов минерального питания. Особую роль при этом играют макро- и микроэлементы.
Так, например, Закон минимума Либиха гласит: Полноценное развитие растения зависит от того элемента питания, который присутствует в минимальном количестве.
Максимальная (доходность) прибыль зависит от наличия всех элементов питания для каждой культуры.
По данному закону, от вещества, концентрация которого находится в минимуме, зависят рост, развитие растений и величина урожайности. При этом, по закону минимума, недостаток какого–либо одного элемента не компенсируется избытком всех остальных. Если в почве много азота, калия и др. питательных веществ, но не хватает фосфора (или наоборот) растения будут нормально развиваться только до тех пор, пока не усвоят весь фосфор. Факторы, сдерживающие развитие организмов из–за недостатка или их избытка по сравнению с потребностями называются лимитирующими.
Количество доступных растениям элементов минерального питания определяется исходным плодородием почвы, почвенными процессами повышения и снижения доступности в течение вегетации, их содержанием и соотношением применительно к конкретной фазе развития растений. Как недостаток элементов, так и избыток вызывает стресс у растений зерновых культур, снижая их потенциальную продуктивность. Особенно велико влияние дисбаланса элементов питания в критические периоды развития зерновых культур: кущение, цветение, налив зерна. Количество усвоенных элементов питания определяет образование Продуктов Фотосинтеза (ПФ) как напрямую, так и через синтез фитогормонов, регулирующих величину и уровень образования ПФ. Количество Продуктов Фотосинтеза, образующихся в фотосинтезирующих частях растений влияет на рост надземной и подземной биомассы растений, величину урожая зерновых культур.
Читайте также: