Оценка недостатка или избытка элементов питания

/ понеділок, 29 Грудень 2014 / Опубліковано в Статті
MicroElements

Одной из важных проблем в агробіоценозах является недостаток элементов питания или их разбалансированность, которые играют основную роль в построении тканей растений.

Азот N

Роль азота в развитии растения

Азот входит в состав сложных соединений, из которых строится белок – основа живой материи. Азот входит в состав хлорофилла, играющего важную роль в фотосинтезе растений.

Нехватка азота­

Признаки недостатка азота проявляются достаточно отчетливо на разных стадиях развития. Общими и основными признаками недостатка азота у растений являются: угнетенный рост, короткие и тонкие побеги и стебли, мелкие соцветия, слабая облиственность растений, слабое ветвление, мелкие, узкие листья, окраска их бледно-зеленая, хлоротичная. Пожелтение нижних листьев бывает при нехватке влаги в почве, а также при естественном старении и отмирании листьев. При нехватке азота осветление и пожелтение окраски начинается с жилок и прилегающей к ним части листовой пластинки; части листа, удаленные от жилок, могут хранить еще светло-зеленую окраску. На листке, пожелтевшем от недостатка азота, как правило, не бывает зеленых жилок. При старении же листьев, их пожелтение начинается с части листовой пластинки, расположенной между жилками, а жилки и ткани у них еще сохраняют зеленую окраску. При нехватке азота осветление окраски начинается с более старых, нижних листьев, которые приобретают желтый, оранжевый и красный оттенки. Это окрашивание переходит дальше и на более молодые листья, может проявляться и на черешках листьев. Листья при нехватке азота опадают преждевременно, созревание растений ускоряется.

Избыток азота

При избытке азота – листья становятся темно-зелеными, крупными и сочными, цветение и созревание плодов задерживается.

Фосфор Р

Роль фосфора в развитии растения

Фосфор является основным элементом, обеспечивающим энергетические процессы в клетках растений. Фосфор также входит в состав так называемых нуклеопротеидов – главной составной части клеточного ядра.

Нехватка фосфора

При нехватке фосфора – листья становятся темно-зеленого цвета, приобретают несколько голубоватый оттенок, появляются бурые или красно-фиолетовые пятна, которые постепенно захватывают весь лист. В первую очередь поражаются старые нижние листья, затем процесс распространяется на все растение. При отмирании тканей листа появляются темные, иногда черные пятна. Засыхающие листья имеют темный, почти черный цвет, а при нехватке азота – светлый. Рост побегов и корней сильно замедляется, новые листья мелкие, цветение задерживается.

Избыток фосфора

При избытке фосфора, что встречается довольно редко, у растения нарушается усвоение железа и цинка – на листьях появляется межжилковий хлороз.

Калий K

Роль в развитии растения

Калий участвует в азотном обмене (помогает растению усваивать углекислоту из воздуха) и гидратации протеинов в клетках.

Нехватка калия

Признаки недостатка обычно бывают заметны в середине вегетации, в период сильного роста растений. При нехватке калия окраска листьев голубовато-зеленая, тусклая, часто с бронзовым оттенком. Характерный признак калийного голодания – светлая каемка по всей поверхности листа.Причем пожелтение начинается с верхушки листа и далее вниз между жилок к черешку, а в дальнейшем побурение и отмирание кончиков и краев листьев (краевой «ожог» листьев). Развивается бурая пятнистость особенно ближе к краям. Края листьев закручиваются, наблюдается морщинистость. Жилки кажутся погруженными в ткань листа. Признаки недостатка у большей части растений прежде всего появляются на более старых нижних листьях. Стебель тонкий, рыхлый, полегает. Нехватка калия вызывает обычно задержку роста, а также развития бутонов или зачаточных соцветий, цветки не образуются либо они очень мелкие. При нехватке калия, в клетках происходит накопление аммиака, от чего начинается отмирание тканей (листья желтеют с краев и начинают постепенно опадать). Рост растений резко задерживается. Кроме того, при нехватке калия растения легче подвергаются грибковым заболеванием. Поэтому если растение ослаблено и у него отсутствует устойчивость к различным заболеваниям, а также к неблагоприятным условиям окружающей среды, рекомендуются подкормки, в состав которых входят калийные соединения.

Избыток калия

При избытке калия также можно отметить замедление роста. Листья при этом приобретают более темный оттенок, а новые листья мельчают. Избыток калия приводит к затрудненному усвоению таких элементов как кальций, магний, цинк, бор и др.

Кальций Ca

Роль в развитии растения

Участвует в углеводном и азотном обмене, обеспечивает проницаемость клеточных стенок.

Нехватка кальция

Признаки недостатка появляются прежде всего на молодых листьях. Они бледнеют и скручиваются, становятся будто гофрированными, потом отмирают. Края листьев неправильной формы, могут выглядеть обожженными и бурого цвета. Наблюдается повреждение и отмирание верхушечных почек и корешков, сильная разветвленность корней. Нехватка кальция приводит к снижению показателя рН раствора, при этом растение перестает усваивать и другие элементы питания. На фоне недостатка кальция можно отметить признаки «общего голодания». К недостатку кальция приводит избыток таких элементов, как азот, калий и магний.

Избыток кальция

Избыток кальция приводит к нарушению усвоения соответственно тех же элементов – азота, калия, а так же бора и железа. Проявляется как межжилковий хлороз листьев и появление светлых бесформенных пятен отмирающих тканей листа.

Магний Mg

Роль в развитии растения

Магний входит в состав хлорофилла и участвует в фотосинтезе растений. Нехватка магния в первую очередь наступает на кислых почвах

Нехватка магния

При нехватке магния наблюдается характерная форма хлороза – у краев листа и между жилками зеленая окраска изменяется на желтую, красную, фиолетовую. Между жилками в дальнейшем появляются пятна разного цвета вследствие отмирания тканей. При этом крупные жилки и прилегающие к ним участки листа остаются зелеными. Кончики листьев и края загибаются, в результате чего листья куполообразно выгибаются, края листьев сморщуются и постепенно отмирают. Признаки недостатка появляются и распространяются от нижних листьев к верхним. При нехватке магния цветение задерживается, замедляется рост растения, плоды растения не вызревают.

Избыток магния

При избытке магния, у растения начинают отмирать корни, растение перестает усваивать кальций, и наступают такие симптомы, которые характерны при нехватке кальция.

Сера S

Роль в развитии растения

Является одним из источников построения протеинов клеток. Необходима для нормального роста и развития растения.

Нехватка серы

При нехватке серы листья становятся светлыми, приостанавливается рост и развитие растения.Признаки недостатка серы сходны с признаками недостатка азота, появляются они прежде всего на молодых растениях, с той лишь разницей, что пожелтение, что происходит постепенно, начинается с более молодых листьев. При этом пожелтевшие листья почти не опадают.

Избыток серы

При избытке серы листья постепенно желтеют с краев и делаются шершавыми, сворачиваясь  вовнутрь. Затем буреют и отмирают. Иногда листья принимают не желтый, а сиренево-бурый оттенок.

Медь Cu

Роль в развитии растения

Участвует в синтезе белков и углеводов, а так же в процессах фотосинтеза и дыхания, повышает устойчивость растений к грибковым заболеваниям.

Нехватка меди

Дефицит меди наблюдается при избытке фосфора, то есть при избыточном внесении фосфорных удобрений. Также дефицит меди появляется на богатых гумусом почвах или при избыточном внесении гумусовых удобрений, так как происходит связывание ионов меди гумусовыми веществами. При нехватке меди теряется тургор листьев, они скручиваются, а растение увядает. При нехватке меди на листьях появляются белые хлорозные пятна. Верхушечные листья, с которых начинает проявляться недостаток меди, имеют слишком большие размеры и бледную окраску.

Избыток меди

Избыток меди также чрезвычайно вреден для растения. Проявляется он в том, что растение тормозится в развитии, на листьях появляются бурые пятна, и они отмирают. Начинается процесс с нижних более старых листьев.

Цинк Zn

Роль в развитии растения

Входит в состав ряда ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях растения. Участвует в фосфорном, углеводном, белковом обмене.

Нехватка цинка

Симптомы недостатка цинка развиваются на всем растении или локализованы на более старых нижних листьях. Сначала на листьях нижних и средних ярусов, а затем и на всех листьях растения появляются разбросанные пятна серо-бурого и бронзового цвета. Ткань таких участков как бы проваливается и затем отмирает. Молодые листья ненормально мелкие и покрыты желтыми крапинками или же равномерно хлорозные, берут слегка вертикальное положение, края листьев могут закручиваться кверху. Резко нарушается рост междоузлий, образуются низкорослые растения, а листья маленькие и толстые. Пятна появляются также на стержнях листьев и на стеблях. Корневая система слаборазвита и буреет. Стебли тонкие, деревянистые.

Избыток цинка

Признаки повышенного содержания цинка – водянистые прозрачные пятна на нижних листьях растений вдоль главной жилки. Пластинка листа с выростами неправильной формы становится неровной; через некоторое время наступает некроз тканей и листья опадают.

Бор B

Роль в развитии растения

Бор участвует в образовании структуры клеточных стенок и синтезе нуклеиновых кислот, ускоряет ряд жизненно важных процессов в растениях. Бор необходим растениям для нормальной жизнедеятельности точек роста, то есть самых молодых частей растения.

Нехватка бора

Нехватка бора приводит к тому, что в тканях растений накапливаются токсичные вещества (хиноны), вызывающие отравление растения. Молодые верхушечные листья сначала теряют нормальную окраску у своего искривленного основания. Верхушка может еще в течение некоторого времени оставаться зеленой. Обычно пораженные ткани быстро распадаются, и если рост листа до его полной гибели продолжается дальше, то последний становится искаженным или скрученным. Верхние листья отличаются нездоровой светло-зеленой окраской и закручиваются от верхушки к основанию. Главные жилки пораженных листьев приобретают коричневую или черную окраску и при сгибании листа легко ломаются. Растение плохо цветет, цветы опадают или цветение не наступает совсем. Дефицит бора усиливается при избыточном внесении азотных удобрений и извести.

Избыток бора

Избыток бора наоборот начинается со старых нижних листьев. При этом на листьях появляются мелкие бурые пятна, постепенно увеличиваясь и приводя к отмиранию тканей листа.

Железо Fe

Роль в развитии растения

Участвует в образовании хлорофилла и белков.

Нехватка железа

Поскольку степень растворимости железа усваиваемого корнями растений напрямую зависит от кислотности почвы, то количество легкоусвояемого железа больше на почвах с кислой реакцией рН. Итак, недостаток железа быстрее образуется на щелочных почвах. При нехватке железа наблюдается равномерный хлороз между жилками листа. Окраска верхних листьев становится бледно-зеленого и желтого, между жилками появляются белые полоски, и весь лист впоследствии может стать белым. Проявляться это будет не так как при нехватке магния, когда пожелтение происходит вдоль жилок, а желтые пятна образуются сначала между жилками, а затем и по всей поверхности листа. Хлороз листьев начинается с молодых листьев и затем распространяется на старые листья, охватывая все растение.

Избыток железа

Избыток железа случается довольно редко, при этом прекращается рост корневой системы и всего растения. Листья при этом принимают более темный оттенок. Если же в силу каких-то причин избыток железа оказался очень сильным, то листья начинают отмирать и осыпаться без всяких видимых изменений. При избытке железа затрудняется усвоение фосфора и марганца, поэтому могут проявляться и признаки недостатка этих элементов.

Марганец Mn

Роль в развитии растения

Участвует в окислительно-восстановительных процессах, таких как фотосинтез, дыхание, в усвоении азота, синтезе аскорбиновой кислоты. С его участием происходит окисление окисной формы железа, устраняя его токсичность.

Нехватка марнанца

Нехватка марганца проявляется в первую очередь на почвах с повышенным содержанием кальция, это, как правило старые, щелочные почвы, особенно если при поливе использовалась жесткая вода.При нехватке марганца наблюдается хлороз между жилками листа – на верхнем листьях между жилками появляется желтовато-зеленая или желтовато-серую окраску, жилки остаются зелеными, что придает листу пестрый вид. В дальнейшем участки хлорозных тканей отмирают, при этом появляются пятна различной формы и окраски. Признаки недостатка появляются прежде всего на молодых листьях и в первую очередь у основания листьев, а не на кончиках, как при нехватке калия. При нехватке марганца растения мало облиствленны.

Избыток марнанца

Избыток марганца, в отличие от его недостатке проявляется чаще на кислых почвах. В результате избытка марганца в клетках растений уменьшается содержание хлорофилла, поэтому при этом симптомы будут такие же, как и при нехватке магния, то есть начинается межжилковий хлороз, в первую очередь из старых листьев, появляются бурые некрозные пятна. Листья сморщиваются и облетает.

Молибден Mo

Роль в развитии растения

Входит в состав ферментов и участвует в азотном и фосфорном обмене.

Нехватка молибдена

Нехватка молибдена проявляется в первую очередь на кислых почвах. Так как при нехватке молибдена снижается содержание хлорофилла в тканях, то на листьях появляются желтые пятна между жилками или по краю листа. Симптомы проявляются сначала на старых листьях. Появляется ясно выраженная крапчатость; жилки листьев остаются светло-зелеными. Вновь развивающиеся листья сначала зеленые, но по мере роста становятся крапчатыми. Края листьев закручиваются и сохнут. У цветущих растений образуются цветки уродливых форм.

Избыток молибдена

Избыток молибдена приводит к нарушению усвояемости меди, с соответствующими признаками недостатка этого элемента.

 

Визуальные признаки недостатка элементов

Признаки недостатка азота, фосфора, молибдена, калия, магния и цинка появляются главным образом на старых листьях или по всему растению – меняется общий вид растения.

Признаки недостатка азота, фосфора и молибдена распространены по всему растению, окраска листьев меняется от желтого до темно-зеленой, на старых листьях переходит в желтую или фиолетовую.

Признаки недостатка калия, магния и цинка преимущественно локализованы, хлороз может сопровождаться на старых листьях некрозом.

Признаки недостатка железа, марганца, меди, серы, кальция и бора появляются главным образом на молодых листьях, точке роста, локализованные, точка роста может отмирать.

При нехватке железа, марганца, меди и серы хлороз может сопровождаться некрозом, окраска жилок от бледно-зеленого до темно-зеленой.

При нехватке кальция и бора точка роста отмирает, листья хлорозное, деформированное.

 

Решение нехватки и избытка элементов питания

В случае выявления дефицита элементов питания основным способом пополнить их недостаток быстро это провести некорневые подкормки, но в дальнейшем нужно внести их в почву. Ведь благодаря внекорневым подпиткам они быстро поступят в растение, но чтобы в дальнейшем выровнять недостаток элемента нужно его внести в почву, откуда растение сможет самостоятельно его потреблять.

Кроме того обеспечение некоторыми элементами питания можно достичь внесением в почву препаратов микробиологических организмов, способных их синтезировать из окружающей среды и переводить в доступную форму для растений.

Однако избыток элементов питания особо тяжелых металлов является важной проблемой, которую трудно решить, одним из возможных путей является применение стимуляторов роста по типу «Вымпел», содержащий два полиэтиленоксида и янтарно-гуматный комплекс, который в исследованиях с избытком нитратов в почве способствовал меньшему их накоплению в растениях арбузов.

 

Правила расчета потребности основных элементов питания под запланированный урожай

При расчете потребности в элементах питания под запланированный урожай учитывают вынос в большинстве случаев основных элементов питания с 1 ц основного и соответствующего количества побочной продукции культурой (табл. 1.) 

Таблица 1.
Вынос элементов питания основных сельскохозяйственных культур с 1 ц основной и соответствующего количества побочной продукции (в)
Культура Азот (N) Фосфор (P) Калий (K)
Озимая пшеница 3,0-3,7 0,9-1,3 1,8-2,7
Яровая пшеница 3,5-4,5 0,8-1,2 1,7-2,7
Яровой ячмень 2,0-0,3 0,8-1,2 1,7-2,7
Кукуруза 2,4-3,2 1,0-1,4 2,5-3,5
Соя 6,5-7,5 1,3-1,7 1,8-2,2
Горох 3,5-5,5 1,2-1,7 2,5-3,5
Свекла сахарная 0,5-0,7 0,1-0,2 0,6-0,8
Озимый рапс 4,6-6,5 2,2-4,0 5,0-8,0
Подсолнечник 5,0-7,0 2,5-2,8 1,2-1,6

Для этого сначала рассчитывают массу расчетного слоя почвы, вычисляя глубину пахотного слоя (h), площадь 1 га (S=10000 м2) и объемную массу кубического метра грунта (v).

1

Зная из результатов агрохимического анализа почвы, сколько содержится миллиграммов элемента питания на 100 г почвы (г), находим его количество (Г) в расчетном слое почвы (М) по формуле:

2

Коэффициент использования того или иного элемента из почвы (Кг) показывает ту его часть, которая поступает в растение в течение вегетации, в отношении общих запасов подвижной формы элемента в пахотном (расчетном) слое почвы. Коэффициент использования подвижных форм питательных веществ из почвы изменяется под воздействием таких факторов, как плодородие почвы, ее кислотность, погодные условия, модель технологии и т.д. Это затрудняет их применение для определения программируемых норм удобрений. Поэтому пользуются ориентировочными коэффициентами использования питательных веществ из почвы (табл. 2)

Таблица 2.
Коэффициенты использования элементов питания основных сельскохозяйственных культур из почвы (Кг)
Культура Азот (N) Фосфор (P) Калий (K)
Озимая пшеница 0,20-0,35 0,05-0,15 0,08-0,20
Яровой ячмень 0,15-0,35 0,05-0,09 0,06-0,10
Кукуруза  0,24-0,35 0,08-0,18  0,08-0,28
Соя 0,30-0,45 0,09-0,14 0,06-0,12
Горох 0,35-0,39 0,08-0,09 0,10-0,15
Свекла сахарная 0,27-0,33 0,08-0,10 0,30-0,33
Озимый рапс 0,25-0,35 0,06-0,10 0,08-0,35
Подсолнечник 0,32-0,38 0,12-0,23 0,08-0,24

Зная содержание элементов питания в почве, коэффициент использования их из почвы и необходимое их количество для формирования 1 ц основной и побочной продукции (в), можно рассчитать максимально возможный урожай культур от естественного плодородия почвы по формуле:

3

При этом всегда нужно помнить принцип, что лимитирующим выступает тот элемент питания, благодаря которому получается наименьший урожай.

Кроме того сельскохозяйственные культуры не способны в полной мере усвоить вснесенные элементы питания с удобрениями, поэтому пользуются также относительными коэффициентами использования питательных веществ из минеральных удобрений, которые зависят от биологических особенностей культуры, физико-химического состояния почвы, климатических факторов, деятельности микрофлоры и др. (табл. 3)

Культура Азот (N) Фосфор (P) Калий (K)
Таблица 3.
Коэффициенты использования элементов питания основных сельскохозяйственных культур из минеральных удобрений (Км).
Озимая пшеница 0,55-0,85 0,15-0,45 0,55-0,95
Яровой ячмень 0,60-0,75 0,20-0,40 0,6-0,7
Кукуруза 0,65-0,85 0,25-0,45 0,75-0,95
Соя 0,50-0,75 0,25-0,40 0,65-0,85
Горох 0,50-0,75 0,25-0,40 0,65-0,85
Свекла сахарная 0,65-0,90 0,30-0,45 0,80-0,90
Озимый рапс 0,55-0,85 0,25-0,40 0,80-0,90
Подсолнечник 0,55-0,75 0,25-0,35 0,80-0,95

Учитывая эти факторы, формула для определения необходимости того или иного элемента минерального питания будет иметь следующий вид:

4

Пример

Проведем расчет максимально возможного урожая, что можно получить в зависимости от естественного плодородия почвы и сколько нужно довнести удобрений для получения 60 ц/га зерна озимой пшеницы, когда в почве содержится 15,3 мг на 100 гр почвы легкогидролизованного азота, 11,9 мг на 100 гр почвы подвижного фосфора и 13,3 мг на 100 гр почвы подвижного калия, при обьемной массе массе почвы 1,25 т/м3. Глубину пахотного слоя берем 25 см.

Массу расчетного слоя почвы высчитываем, исходя из глубины пахотного слоя (h=25 см), площади 1 га (10000 м2) и объемной массы метра кубического грунта (v=1,2 т/м3).

Отсюда по формуле 1:

5

Зная, что в 100 г почвы 15,3 мг легкогидролизованного азота, 11,9 и 13,3 мг мг подвижного фосфора и калия, заходим их количество (Г) в 3000 т/га по формуле 2:

6

Учитывая минимальные и максимальные показатели выноса элементов питания и коэффициентов их использования из почвы, рассчитывают возможный урожай по формуле 3:

Так, по азоту получаем:

7

По фосфору:

8

По калию:

9

Учитывая то, что разбег достаточно большой, можем для удобства пользоваться средними значениями по каждому элементу питания (табл. 4). При этом всегда надо помнить о том, что лимитирующим выступает тот элемент, за счет которого в среднем формируется наименьшая урожайность.

Элементы Объемная масса, т/м3 Глубина расчета слоя почвы, см Содержание в почве, мг/100 г грунту Содержание в рассчетном слое почвы, кг/га Вынос элементов с 1 ц основного и соответствующего количества побочной продукции Коэффициент использования элементов питания из почвы Урожай. ц/га
min max min max min max сер
Обозначения v h г Г в Кг У
Таблица 4.
Расчет возможного урожая по содержанию елементамів питания в почве
N 1,25 25 15,3 478 2,8 3,7 0,20 0,35 34,2 45,2 39,7
P 1,25 25 11,9 372 0,9 1,3 0,05 0,15 20,7 42,9 31,8
K 1,25 25 13,3 416 1,8 2,7 0,08 0,20 18,5 30,8 24,6

 

Показатели Обозначения Элементы питания
P K
Таблица 5.
Расчет в потребности элементов питания под запланированный урожай
Программируемый урожай, ц/га     У   60 60 60
Вынос элементов питания на 1 ц зерна, кг  min в   2,8 0,9 1,8
max  3,7 1,3 2,7
Содержание элементов питания в почве по результатам анализов, мг на 100 г    г 15,3 11,9 13,3
Обьемная масса грунта, т/м3    v 1,25 1,25 1,25
Расчетный слой почвы, см    h 25 25 25
Содержание элементов питания в расчетном слое, кг    Г 478 372 416
Коэффициент использования питательных веществ из почвы min Кг  0,20 0,05 0,08
max 0,35 0,15 0,20
Коэффициент использования питательных веществ из минеральных удобрений min Км  0,50 0,20 0,55
max 0,80 0,45 0,85
Нужно довнести элементов питания, кг  min Д   68 49 93
max 145 177 136
середнє 107 113 114

Итак, данные расчеты дают нам представление о том, что лимитирующим элементом выступает калий и в реальных условиях при защите растений от сорняков, вредителей и болезней, создании достаточно оптимальных условий роста и развития культуры мы получим в среднем 24,6 т/га зерна озимой пшеницы за счет естественного плодородия почвы. При этом под действием не контролируемых климатических факторов, соблюдение параметров выполнения технологических операций, влияющих на деятельность микрофлоры почвы исостояние растений, урожай может колебаться от 18,5 т/га до 30,8 т/га.

Для расчета потребности в удобрениях под запланированный урожай коэффициент использования растениями элементов питания из минеральных удобрений и пользуясь формулой 4 получим по азоту:

10

По фосфору:

11

По калию:

12

При этом для определения минимальной дозы крика используем максимальные показатели выноса и коэффициенты использования из почвы и удобрений, а для максимальной минимальные показатели выноса и коэффициенты использования из почвы и удобрений.

Потом устанавливаем среднюю дозу элементов питания на 1 га для получения запланированного урожая. В нашем случае (табл. 5) нужно довнести в среднем действующего вещества азота 107 кг/га, фосфора – 113 кг/га и калия – 114 кг/га. При этом нужно помнить, что фосфорно-калийные удобрения вносятся под основную обработку, а азот нужно разбить по основным критическим периодам роста. В данном случае для озимой пшеницы можно 40 – 47 кг/га в д.в. внести в фазу кущения и по 30 кг/га д.в. в фазу выхода в трубку и колошения, или в два этапа 50-60 кг в фазу кущения и 50 кг/га д.в. в фазу выхода в трудку до колошения.

ДОГОРИ