Значение отдельных элементов питания и их использование пшеницей

12.07.2015

В почве имеются две основные минеральные формы азота — аммонийная и нитратная. Современные взгляды на сравнительную физиологическую ценность этих форм азота базируются на разработанных Д.Н. Прянишниковым представлениях о путях превращения азотистых соединений в растении. Эти представления целиком распространяются и на пшеницу.
Как известно, азот входит в состав органических соединений главным образом в виде аминных и амидных групп, непосредственным предшественником которых в процессах синтеза является аммиак. Аммиак же освобождается и при распаде органических азотистых соединений. Таким образом, аммиачный азот включается в синтез органических соединений без каких-либо предварительных превращений. В этом — преимущество аммонийных форм удобрений. Ho у них есть и свои недостатки. Аммиак токсичен для клеток и в свободном виде в растениях не накапливается. Обычно в растениях он связывается в форме амидов органических кислот, для образования которых, в свою очередь, нужны углеводы. При использовании сернокислого аммония проявляется еще одна отрицательная сторона: ион аммония потребляется растениями значительно быстрее иона SO4-, последний накапливается в почве и подкисляет ее, что особенно отрицательно сказывается на кислых почвах.
Нитраты, поступающие в растение, прежде чем они будут использованы в синтезе органических соединений, Должны быть восстановлены до аминогруппы, что требует определенных затрат энергии и активной работы фермента нитратредуктазы, осуществляющего этот процесс. Положительная сторона нитратов в том, что ионы NO3 токсичны для растений только в высоких концентрациях. Азот в нитратной форме легко передвигается по растению и потребляется по мере надобности.
Пшеница, как правило, лучше отзывается на нитратные удобрения. Однако при использовании аммиачной селитры, где оба иона содержат азот, аммоний усваивается несколько быстрее. В некоторых опытах было показано, что в начальные фазы роста пшеница лучше усваивает аммонийный азот, а начиная с фазы кущения — нитратный. Возможно, это связано с развертыванием листовой поверхности и повышением интенсивности фотосинтеза, который является источником энергетических ресурсов, необходимых для восстановления нитратов.
В полевых опытах и даже в водной культуре не в стерильных условиях нельзя определить, в какой именно форме азот преимущественно поступает в корни, так как в результате микробиологической деятельности азотистые соединения подвергаются в почве очень быстрым превращениям. Однако есть основания полагать, что в практической полевой обстановке пшеница усваивает главным образом нитратный азот. Особенно это относится к хорошо прогреваемым не переувлажненным почвам степной и лесостепной зон, где главным образом и возделывается пшеница. Многочисленные агрохимические данные свидетельствуют о преобладании нитратного азота, в частности на черноземных и каштановых почвах, что связано с интенсивной нитрификацией при слабо выраженном вымывании нитратов и невысокой денитрифицирующей активностью этих почв. Даже при удобрении пшеницы жидким аммиаком последний очень быстро окисляется, и азот попадает в корни в основном уже в виде нитратов.
Поступивший в корни азот очень быстро подвергается превращениям и переходит в органическую форму. Анализ пасоки, выделяющейся из стеблей пшеницы, срезанных у основания, показывает на преобладание в ней органического азота над минеральным, начиная с фазы кущения. Из минеральных форм азота в пасоке содержатся преимущественно нитраты. Н.Г. Потапов вообще не обнаружил в пасоке пшеницы аммиачный азот, во многих случаях отсутствовали и нитраты, и весь азот подавался в надземную часть в органической форме. В.К. Чернов и С.С. Павлова в районе Саратова регулярно обнаруживали в пасоке и аммиачный азот, но в незначительных количествах (табл. 21).

Значение отдельных элементов питания и их использование пшеницей

Пшеница нуждается в азоте от посева до конца молочного состояния зерна, однако в заметных количествах азот начинает потребляться лишь с фазы кущения, в период бурного нарастания вегетативной массы. В зонах недостаточного увлажнения в сухие годы к этому времени засуха уже сильно подавляет ростовые процессы, потребность в азоте снижается и на относительно богатых азотом черноземах и каштановых почвах удовлетворяется запасами азота самой почвы, эффективность азотных удобрений падает нередко до нуля. Во влажные годы при бурном росте растений эффективность их намного выше.
При избытке азота по сравнению с фосфором значительно усиливается рост надземной массы и ухудшается соотношение корней и надземной массы, что ведет к страданию растений от засухи и понижает отношение зерна к соломе. Во всех сухих районах в системе удобрений пшеницы фосфор должен преобладать над азотом.
Фосфор потребляется пшеницей только в предельно окисленной форме. В этой форме он входит и в состав органических соединений. Из корней в надземную часть фосфор подается с пасокой преимущественно в минеральной форме, в отдельные годы органический фосфор в пасоке вообще не обнаруживался.
Фосфор интенсивно поглощается пшеницей уже с первых дней жизни проростка, и это объясняет эффективность не только основного (под вспашку), но и при-посевного внесения суперфосфата. Последнее обеспечивает быстрый контакт еще не разветвленных корней с гранулами удобрений. Внесение суперфосфата в рядки способствует также усиленному росту корневой системы, что особенно важно в засушливых районах.
Фосфорные удобрения неэффективны, если азот находится в минимуме, в то же время и усвояемость азота повышается в присутствии фосфора. Поэтому на богатых азотом почвах, особенно в засушливых районах, всегда эффективно и применение одних фосфорных удобрений. В более увлажненных районах, особенно на лесных и дерново-подзолистых почвах, фосфорные удобрения обязательно сочетаются с азотными- Фосфор — ведущий элемент в системе удобрения пшеницы в степной зоне, тогда как в Нечерноземной зоне ведущее место принадлежит азоту.
Таким образом, нужно еще раз подчеркнуть, что при удобрении пшеницы исключительно важна сбалансированность между азотом и фосфором. Если эти элементы хорошо сбалансированы, что соответствует отношению N:P2O5 в листьях, равному 5—6, даже очень высокие дозы удобрений не вызывают каких-либо отрицательных явлений. Преобладание азота ухудшает рост корней, снижает засухоустойчивость и устойчивость к полеганию, ведет к чрезмерному развитию вегетативной массы. Отрицательное влияние избытка фосфора на практике наблюдается реже и проявляется в некотором замедлении темпов роста, снижении озерненности колоса, ухудшении качества зерна.
Калий в отличие от азота и фосфора, которые входят в состав важнейших конституционных веществ протоплазмы, играет роль регулятора физико-химического состояния протоплазмы и регулятора ряда обменных процессов. Калий принимает участие в дыхании, фотосинтезе, синтезе белков и углеводов, влияет на скорость передвижения органических веществ в растении, а также наряду с кальцием, регулирует степень набухания коллоидов протоплазмы.
Среди зерновых культур пшеница отличается большим потреблением калия, однако в основных степных яровопшеничных зонах почвы богаты калием и потребность в калийных удобрениях намного меньше, чем в фосфорных и азотных.
Среди микроэлементов применительно к яровой пшенице наибольший интерес представляет марганец, медь, цинк, бор, молибден. Этот резерв повышения урожайности пшеницы пока используется еще очень слабо. В связи с интенсивным осушением и освоением торфяноболотных почв особое внимание должно быть обращено на медные удобрения, без которых на этих почвах нельзя получать высокие урожаи пшеницы. Недостаток меди вызывает череззерницу и пустоколосицу. Физиологическое значение меди определяется тем, что она входит в состав ряда окислительных ферментов, участвует в реакциях фотосинтеза и нуклеиновом обмене.
Для степных районов М.Я. Школьником рекомендована предпосевная обработка семян пшеницы микроэлементами (цинк, алюминий), при которой повышается энергия прорастания семян, сила роста проростков, несколько повышается засухоустойчивость растений. В условиях Азербайджана и Украины показана эффективность марганцевых удобрений. В процессе оплодотворения у пшеницы важную роль играет бор, применение борных удобрений увеличивает озерненность колоса.
В практике колхозов и совхозов применение микроудобрений под пшеницу в определенной мере сдерживается несовершенством способов их использования. Биологически эффективен такой прием, как смачивание семян растворами микроэлементов. Однако для такой культуры, как пшеница, с большими весовыми нормами посева семян, он мало приемлем. Заслуживает внимания опудривание семян порошкообразными микроудобрениями, которое сочетается с протравливанием семян ядохимикатами и требует незначительных дополнительных затрат. Хотя биологически этот прием менее эффективен по сравнению со смачиванием семян, но прибавки урожайности, например, по данным Научно-исследовательского института сельского хозяйства (НИИСХ) Юго-Востока, вполне ощутимы (1—1,5 ц/га) и экономически выгодны. Несомненно, в дальнейшем самым перспективным будет внесение микроудобрений непосредственно в почву в виде добавок к основным удобрениям. Сейчас наша промышленность уже освоила выпуск марганизированных суперфосфата и нитрофоски, двойного борного суперфосфата.