Фізіологія рослин - Мусієнко М.М. 2001

Кореневе живлення рослин
Фізіологічні основи використання мінеральних добрив

Використання мінеральних добрив в наш час, як і раніше, в усіх розвинених країнах світу — головний засіб підвищення врожайності сільськогосподарських культур. За рахунок азоту, фосфору, калію та інших дефіцитних в землеробстві елементів, які містяться у відповідних типах міндобрив, культурні рослини краще використовують енергію Сонця і грунтово-кліматичні фактори, створюючи додатковий врожай. Нестачу цих елементів не можна замінити ніякими іншими агротехнічними заходами. Широке використання мінеральних добрив в економічно розвинутих країнах за останні 10-20 років дало змогу різко підвищити врожайність культур.

Ефективність добрив залежить від потреби рослин в поживних елементах і від здатності грунту задовольняти цю потребу. Таку взаємозалежність образно виразив Д. М. Прянишников у вигляді трикутника, де по вершинах кутів розташовуються рослина-грунт-добрива, причому рослина розміщена у верхньому куті. Цим підкреслюється, що рослина і врожайність її — основа всіх проблем агрономічних і біологічних наук і практики сільського господарства:

Існують загальноприйняті Методи визначення потреби рослин в добривах. При діагностичних аналізах здійснюється контроль протягом вегетаційного періоду ступеня забезпеченості посіву майбутнього врожаю основними елементами живлення.

Базою хімічної діагностики живлення є хімічний склад рослин протягом вегетації. Одночасно з хімічним аналізом рослин враховується хід росту і розвитку {перше правило діагностики живлен-

ня рослин); визначають кілька елементів, причому не менше 3 головних із них: N, Р, К (друге правило діагностики живлення). Останнє зумовлено взаємодією їх при надходженні в корені рослин і використанням надалі в синтезі органічних речовин.

До третього правила діагностики віднесено зіставлення даних хімічної діагностики і врахування росту рослин з умовами погоди, агротехніки. Слід врахувати, що рослинна Діагностика не заміняє ґрунтових аналізів, а служить для більш глибшого розуміння забезпеченості рослин поживними речовинами в конкретних умовах вирощування їх. Це дає змогу уточнити необхідний і більш ефективний склад виду добрив.

Винесення основних поживних елементів (азоту, фосфору, калію) сільськогосподарськими культурами — один з найважливіших показників, погрібних для встановлення раціональних доз добрив. Показники винесення поживних речовин польовими культурами відбивають зональний характер, що зумовлено сортовими особливостями культур, зміною умов вирощування і зоною поширення окремих культур. Кількість доступних для рослин поживних речовин у грунті залежить також і від кількості внесених добрив. Тому при інтенсивній культурі землеробства саме добрива відіграють основну роль у створенні в грунті правильних гармонійних співвідношень між елементами живлення

При визначенні доз треба врахувати неврівноважене співвідношення між поживними речовинами грунту і вносити поправки до доз застосовуваних добрив, щоб привести кількісне співвідношення N.P К в грунті у відповідність до потреб кожної культури. В практиці землеробства найчастіше доводиться мати справу з азотними, фосфорними і калійними добривами.

Азотні добрива характеризуються високою ефективністю в усіх грунтово-кліматичних зонах. За підрахунком відомого агрохіміка О.В. Петербургського, 1 кг азоту міндобрив при високій агротехніці забезпечує приріст урожаю зерна 20 кг/га Залежно від форми азоту азотні мінеральні добрива поділяють на чотири групи- аміачні (азот міститься у формі аміаку — сульфат амонію, хлорид амонію, аміачна Вода), нітратні (аніон азотної кислоти — натрієва і кальцієва селітра), аміачно-нітратні (аміачна і вапняно-аміачна селітра, сульфат-нітрат амонію), амідні (азот в органічній амідній формі — сечовина, ціанід кальцію).

Нітратний азот не вбирається грунтом, легко розчиняється у воді, швидко проникає у глибші шари і швидше може бути використаний рослинами. Тому нітратні, а також аміачно- нітратні солі слід використовувати для підживлення рослин під час вегетації, а також для внесення в невеликих дозах у рядки і гнізда під час сівби. Нітратний азот може легко вимиватись з грунту при достатньому зволоженні, особливо в умовах зрошення, а також на легких дерново-підзолистих грунтах, внаслідок чого в таких умовах можливі значні витрати його.

Аміачний азот вбирається грунтом і локалізується в місцях внесення добрива і може вимиватись тільки після переведення його в нітратну форму під впливом нітрифікації. Ці добрива слід вносити восени.

У виробничих умовах для успішного формування бобово-ризобіального симбіозу важливим моментом поряд із внесенням мінеральних добрив є зараження кореневої системи рослин бульбочковими бактеріями. Це досягається шляхом передпосівного обробітку насіння бобових культур бульбочковими бактеріями або через внесення їх в грунт у формі спеціального препарату — нітрагіну. Передпосівна інокуляція зерна нітрагіном — досить ефективний агроприйом, який забезпечує підвищення врожаю бобових культур на 5-30%. Успіх нітрагінізації в значній мірі залежить від штаму бактерій, внесення в грунт фосфорно-калійних добрив, а також сірки, кальцію, молібдену. Використовують також азотобактерин, який збагачує грунт вільноживучими азотфіксаторами.

Ефективність дії фосфорних добрив залежить від властивостей грунту і особливостей культур. При правильному застосуванні їх приріст урожаю на 1 кг Р₂О₅ становить для зернових в середньому 5-10 кг. Ці добрива не тільки підвищують урожай, а й прискорюють достигання сільськогосподарських культур. Особливо помітний вплив їх у більш ранні фази розвитку рослин. Найбільше використовують суперфосфат (звичайний порошкоподібний або гранульований і марганізований, а також подвійний), фосфатшлак мартенівський, фосфоритне борошно, знефторений фосфат.

Суперфосфат — найпоширеніше фосфорне добриво і найкраще на солонцюватих грунтах, на кислих грунтах за ефективністю поступається нейтральним фосфорним добривам.

Фосфатшлак (фосфоритне борошно) слід вносити на кислих дерново-підзолистих і опідзолених грунтах, а знефторений фосфат — на дерново-підзолистих і опідзолених та вплутуваних чорноземних грунтах.

За даними багатьох дослідів, приріст товарної продукції від 1 кг К₂О (діючої речовини калійного добрива) для зернових культур становить 3,8 кг. До концентрованих добрив належать хлорид калію, калійна селітра, сульфат калію, калімаг і калімагнезія. Останнє — особливо цінне добриво на легких дерново-підзолистих грунтах для культур, які негативно реагують на хлор.

До складних мінеральних добрив належать азотно-фосфорні: амофос, діамофос, нітрофос, амонізований суперфосфат; азотно-калійні: калійна селітра; азотно-фосфорно-калійні: нітроамофоски, діамонітрофоски, нітрофоски (останні набули найбільшого поширення з усіх складних міндобрив).Необхідно відмітити, що різні солі, і навіть аніони і катіони, однієї й тієї ж солі поглинаються рослиною з різною інтенсивністю. Так, у сульфата амонію (NH₄)₂SO₄ інтенсивніше надходять іони NH₄⁺, менш інтенсивно — іони SO₄^--, в результаті чого в грунтовому розчині спостерігається накопичення в розчині іонів SO₄^-, що і обумовлює підкислення середовища. Така сіль називається фізіологічно кислою. Якщо в розчині є сіль NO₃^-, повільніше надходять катіони Na⁺. Як результат, проходить підлуговування середовища внаслідок накопичення в ній іонів Na'. Таку сіль називають фізіологічно лужною. Відома сіль, нітрат амонію NH₄NO₃, у якої з однаковою інтенсивністю поглинаються і катіони NH₄⁺ і аніони NO₃^-. Така сіль є фізіологічно нейтральною.

Нормами (дозами) добрив називають розраховану чи фактичну кількість добрив, яку вносять на гектар. Як правило, дозу виражають у кг діючої речовини (N, Р₂О₅ і К₂О), вказуючи її при відповідному поживному-елементі (наприклад, N₆₀P₈₀K₉₀).

Щоб виразити норму добрив в їхній фізичній масі, слід задану норму в кілограмах поживних речовин розділити на процентний вміст поживної речовини у відповідному добриві:

Щоб окремі форми мінеральних добрив перерахувати в умовні одиниці (азотні добрива в перерахунку на сульфат амонію із вмістом 20,5%, фосфорні — на простий суперфосфат із вмістом 18,7% Р₂О₅, калійні добрива — на калійну сіль із вмістом 41,6% К₂О) та фізичну масу, використовують такі коефіцієнти:

азотні добрива — 4,88;

фосфорні добрива — 5,35;

калійні добрива — 2,40.

Для переводу мінеральних добрив у 100%-й вміст поживних речовин фізичну масу даного добрива множать на величину процентного вмісту в них поживних речовин і ділять на 100. Наприклад, для визначення поживної речовини в 500 кг 40% калійної солі, яка містить 40% К₂О, це буде:

В складних добривах кількість поживної речовини визначають так само окремо за азотом, фосфором, калієм. Останнім часом, всі поживні речовини в добривах, грунті та рослині виражають в елементарній формі, тобто не в формі оксидів, а у вигляді елементів. Наприклад коефіцієнти перерахунку з оксидів в елементи поживних речовин і навпаки, для фосфору і калію такі:

Визначаючи дози добрив, важливо враховувати потреби різних культур в окремих елементах живлення. Розрізняють винос господарський, під яким розуміють вміст поживних речовин у таких частинах рослин, які вивозять з урожаєм, і біологічний — максимальну кількість поживних речовин, яку винесено з грунту протягом вегетаційного періоду. Різні культури значно відрізняються величиною поживних речовин. Якщо озима пшениця для створення врожаю 40 ц/га потребує в середньому 132-150 кг азоту, 43-60 кг фосфору і 85-112 кг калію, то для вирощування 400 ц/га цукрових буряків ці цифри становлять відповідно 180-220, 60-80 і 220-300.

При науково обгрунтованому програмуванні врожайності і визначенні оптимальних доз добрив слід враховувати такі основні умови:

·загальну потребу даної культури в поживних елементах залежно від запрограмованого врожаю (основної і побічної продукції) та умов вирощування;

·можливе використання рослинами поживних речовин грунту;

·техніку внесення добрив;

·коефіцієнти використання рослинами поживних речовин запланованих добрив;

·економічні і організаційно-господарські умови, які визначають економічну ефективність різних доз добрив.

В Україні в усіх природних зонах при внесенні міндобрив спостерігається така основна закономірність ефективності дії добрив на різних грунтах:

1) на дерново-підзолистих і підзолистих грунтах високу ефективність, якщо провести вапнування, дають азотні, фосфорні і калійні добрива, на невапнованих грунтах високоефективне фосфоритне борошно;

2) на сірих лісових грунтах і вилугуваних та опідзолених глибоких малогумусних чорноземах найефективніші азотні добрива, а на фоні їх і фосфорні та калійні;

3) на звичайних, карбонатних і південних чорноземах високий ефект дають фосфорні добрива і середній — азотні; калійні добрива діють тут порівняно слабко;

4) на темно-каштанових і каштанових можна обмежуватися внесенням фосфорних добрив у рядки і в умовах зрошення на цих грунтах високоефективні всі добрива.