Спецможливості
Статті

Вплив умов зовнішнього середовища на надходження поживних речовин у рослини

05.06.2008
383
Вплив умов зовнішнього середовища на надходження поживних речовин у рослини фото, ілюстрація
Погодні умови можуть спричиняти зміни в урожайності на 50–100% порівняно із середньостатистичними даними. Зменшення залежності аграріїв від впливу зовнішнього середовища — одне з головних завдань, що його повинні вирішувати інтенсивні технології вирощування сільгоспкультур.

Концентрація грунтового розчину й живлення рослин


Концентрація грунтового розчину, так само як і співвідношення елементів живлення (ЕЖ) рослин, є чинником зовнішнього середовища. В разі недостатньої концентрації рослини гірше ростуть, а підвищення викликає передчасне їх старіння. Оптимальна концентрація поживного розчину дуже варіює і постійно змінюється в різні періоди онтогенезу для одного виду й навіть сорту рослини.


Мінеральні елементи найбільш активно надходять у рослини тільки за визначеної їх концентрації в грунтовому розчині. Іони ЕЖ краще надходять із розчинів помірно високої концентрації, а воду краще поглинає коренева система в неудобреній зоні. Таким чином, підвищення концентрації солей у розчині збільшує його осмотичний тиск і утруднює надходження в рослину води та поживних речовин. Повністю розчинні добрива з мінімальним вмістом солей ефективніше забезпечують потреби рослин в елементах живлення.


Співвідношення макро- і мікроелементів та їх поглинання рослинами


У разі живлення рослин з розчину, який містить суміш елементів (особливо з грунтового розчину), важливішу роль відіграє не концентрація, а співвідношення ЕЖ і їх взаємний вплив. Зміна рівня забезпеченості ЕЖ викликає численні відповідні реакції організму. Зокрема, за великого надлишку будь-якого потрібного елемента захисна реакція рослин може проявитися в збільшенні поглинання інших ЕЖ. Невеликий надлишок зазвичай викликає різке зниження надходження інших ЕЖ. Тому надмір визначених ЕЖ можна частково усунути внесенням інших елементів.



Слід зазначити, що в разі надходження в рослини окремих макро- і мікроелементів, яких не вистачало перед цим, відбувається активізація низки реакцій обміну речовин, унаслідок чого поліпшується загальний фізичний стан рослин, що, своєю чергою, спричинює потребу збільшення інших ЕЖ.


Як підтвердження цього, на малюнку 1 наочно показано, що значний дефіцит калію заблокував надходження в рослини інших ЕЖ. Ріст рослини зупинився. За своєчасного позакореневого підживлення, що компенсує нестачу калію, рослини одержали оздоровчий імпульс і забезпечили бажаний урожай.


Наявність азоту, фосфору й калію в поживному середовищі значною мірою визначає інтенсивність росту рослин і поглинання ними інших ЕЖ. Підвищення рівня азотного живлення збільшує споживання рослинами Р, К, Са, Мg, Сu, Fe, Mn і Zn. Однак, залежно від форми азоту або надмірної його дози, він справляє й протилежну дію. Так, у разі позакореневого підживлення використання нітратної й амонійної форм азоту без амідної навіть у комплексі з іншими потрібними макро- і мікроелементами малоефективне.


Надлишкові дози фосфору знижують надходження в рослини магнію, заліза, марганцю. За наявності фосфору знижується засвоювання цинку, і навпаки.


Якшо не вистачає калію, скорочується засвоювання азоту, кальцію, магнію і деяких інших елементів. Співвідношення між азотом і калієм істотно впливає на майбутній урожай, розмір якого визначає калій. Внесення азоту в кількостях, що перевищують оптимальні співвідношення з калієм, сприяє не підвищенню врожайності, а найчастіше — нагромадженню нітратів.


Зі збільшенням забезпеченості рослин основними ЕЖ підвищується потреба рослин у мікроелементах, які, своєю чергою, відіграють велику роль у підвищенні ефективності макроелементів і їх надходженні в рослини.




Відхилення концентрації одного ЕЖ на 30–100% від оптимального вмісту призводить до зміни поглинання рослиною інших елементів живлення. Причому збільшення кількості елемента, який є в недостатній концентрації, сприяє поглинанню інших ЕЖ (синергізм), а надлишок якого-небудь елемента перешкоджає надходженню інших (антагонізм). За різних рівнів забезпеченості ЕЖ взаємодія між ними відбувається неоднаково, і можна спостерігати швидкі переходи антагонізму в синергізм, і навпаки. Зниження температури і освітлення підсилює дію надлишкових доз ЕЖ, а підвищення вологості дещо знижує негативну дію надлишкових їх кількостей. І навпаки, змінюючи співвідношення й концентрацію ЕЖ, можна пом’якшити вплив зовнішніх факторів на рослини.


Вологість грунту


Вміст оптимальної кількості вологи в грунті є обов’язковою умовою для нормального розвитку рослин і дуже впливає на надходження в них елементів живлення. Негативний вплив надлишкової вологості грунту на поглинання ЕЖ може проявитися в однобічному підвищенні доступності деяких іонів, зокрема, солей заліза й марганцю, нагромадження яких у рослині в цьому разі досягає токсичного рівня.


За дефіциту вологи порушується узгодженість у роботі ферментних систем, підсилюються процеси гідролізу і розпаду органічних речовин, різко знижується інтенсивність фотосинтезу, припиняється ріст рослин.


Слід зазначити, що тільки близько 0,2% води, що її поглинають корені, витрачається на побудову тканин рослини, а понад 90% — випаровується. Кількість води, потрібної для створення одиниці сухої речовини, значно зменшується в умовах достатнього забезпечення елементами живлення.



Лімітуюча дія вологості грунту на врожайність сільгоспкультур має певну залежність від забезпеченості ЕЖ. Кращі умови живлення сприяють продуктивнішому використанню вологи; своєю чергою, за достатньої забезпеченості вологою підвищується віддача від внесення добрив, що засвідчує практика застосування добрив в умовах зрошуваного обробітку грунту.


Температурний режим


Усі прояви життєдіяльності рослин можливі тільки у відомих межах температури. Встановлено, що для засвоєння амонійного азоту прийнятна нижча температура, ніж для нітратного.


У проростків пшениці майже не знижувалося надходження калію, але значно скорочувалося поглинання коренями азоту, фосфору, кальцію й сірки при зниженні температури до 5…7°С. Таким чином, в умовах оптимального мінерального живлення температура близько 5°С є критичною для надходження основних ЕЖ у рослини. Швидкість поглинання ЕЖ зростає з підвищенням температури до визначеної межі, неоднаково для різних рослин.


Зменшення поглинання солей за температури 40...50°С обумовлюється, очевидно, інактивацією ферментних систем, що беруть участь у засвоєнні іонів. За низьких температур поглинання елементів мінерального живлення знижується до мінімуму внаслідок зміни швидкості хімічних реакцій і дії таких температур на поглинальний апарат.


Живлення рослин у різні періоди вегетації


Поглинання ЕЖ протягом вегетації відбувається нерівномірно. Особливо важливо забезпечити рослини достатньою кількістю поживних речовин у так званий критичний період, коли споживання ЕЖ може бути обмежене їх кількістю, так само як і в період найбільш інтенсивного споживання поживних речовин.


Висока чутливість як до нестачі, так і надлишку елементів мінерального живлення спостерігається в рослин у початковий період росту, що є критичним у відношенні фосфорного живлення.


Велика вимогливість молодих рослин до живлення пояснюється високою напруженістю синтетичних процесів, що відбуваються в цей час у рослинному організмі, і одночасно слабким розвитком кореневої системи. Наприклад, у зернових злаків закладення і диференціація репродуктивних органів починаються вже в період перших трьох-чотирьох листочків.


Злакові, як правило, найвимогливіші до азотного живлення в періоди формування асиміляційного апарату і диференціації репродуктивних органів. Цукрові буряки потребують підвищеного рівня забезпеченості калієм у період цукронакопичення.


Огірки вимогливі до живлення азотом у період формування асиміляційного апарату, а до живлення фосфором — перед цвітінням. У період плодоносіння огірки мають потребу в посиленому забезпеченні азотом і калієм.


Таким чином, на початковій стадії росту рослини, зазвичай, потребують більше фосфору, ніж азоту й калію. Посилення азотного й почасти фосфорного живлення в період бутонізації та цвітіння сприяє збільшенню врожаю зернових.



Спрямований вплив на величину та якість урожаю можливий шляхом регулювання живлення рослин з допомогою підживлень у різні періоди вегетації.


Як знизити залежність урожаю від зовнішніх чинників?


Знизити залежність урожайності від погодних умов можна завдяки організації правильного живлення рослин. За оптимального співвідношення температури й опадів створюються сприятливі умови для доступу ЕЖ, і, як наслідок, одержують високі врожаї.


Основні принципи організації живлення за інтенсивних технологій вирощування:


·        річні дози мінеральних добрив на заплановану врожайність визначають з допомогою нормативних методів;


·        норми внесення ЕЖ варто визначати відповідно до ефективності їх використання, виходячи з потреб рослин на кожному етапі розвитку;


·        меліорацію грунту, вапнування та внесення природних мінералів типу цеоліт разом із основними елементами живлення треба проводити відповідно до графіка з огляду на їх пролонгуючий вплив;


·        гній, фосфорні, калійні й близько 30% азотних добрив потрібно вносити під оранку і під час виконання інших агротехнічних заходів у дозах, що враховують їх окупність;


·        передпосівна обробка насіння необхідна для його стартового забезпечення елементами живлення і попереднього захисту від можливих хвороб і шкідників;


·        внесення азотних добрив, магнію і мікроелементів слід виконати відповідно до основних етапів розвитку рослин;


·        одночасні позакореневі підживлення й захист рослин підвищують вплив пестицидів на шкідників і, разом з тим, пом’якшують негативну дію на рослини та зменшують витрати на застосування;


·        позакореневе підживлення фосфором і калієм у критичні періоди розвитку рослин (коли інших можливостей їх постачання немає) найбільш ефективне;


·        qосновне внесення добрив не може абсолютно зменшити залежність урожаю від погодних умов. Воно ефективно впливає на врожайність до визначеної межі, різної для кожної культури.


Передпосівна підготовка насіння


Одночасно з традиційним протруєнням насіння ефективна загальна його інкрустація стимуляторами росту та макро- і мікроелементами. Виконання цієї операції забезпечує гарантований старт рослин і позитивно впливає на їх дальший розвиток. Висока ефективність цієї операції пояснюється комплексною дією складових, кожна з яких доповнює і підсилює дію іншої.


Ефективність і можливості позакореневого підживлення


Рослини можуть поглинати ЕЖ не тільки кореневою системою, а й листковою поверхнею. Усмоктувальна спроможність листків навіть у разі доброго забезпечення водою дорівнює 2 атм., а в спеку — підвищується до 4–5 атм. Тому під час обприскування рослин розчином мінеральних добрив листки швидко всмоктують його. Обприскування листкової поверхні рослин розчином макро- і мікроелементів збільшує синтетичну діяльність рослин. Внесення ЕЖ через листки сприяє незалежності рослин від температури, стану грунту, вмісту в ньому ЕЖ.


Позакореневі підгодівлі рослин ефективно застосовують протягом усього періоду вегетації, а також тоді, коли грунтові добрива не можуть оперативно забезпечувати рослині недобір ЕЖ.


Своєчасне застосування позакореневої підгодівлі значно послаблює стреси рослин від погодних аномалій.


Осінь. У разі пізніх сходів озимих або раннього зниження температур рослина входить у зиму нерозкущеною, із малорозвинутою кореневою системою. Позакоренева підгодівля комплексом макро- і мікроелементів забезпечує інтенсивний розвиток кореневої системи й кущіння, що підвищує морозовитривалість рослин завдяки збільшенню в їх тканинах концентрації ЕЖ.


Провесінь. Через незбалансованість доступних ЕЖ рослина, що прокинулася, як джерело живлення використовує свої внутрішні резерви. Відбувається міграція ЕЖ від слаборозвинутих листків або стебел до сильніших. Проведене в цей період позакореневе підживлення найбільш істотно впливає на врожай.


Періодичні весняні похолодання й заморозки. Негоду краще витримують сильніші рослини з добре розвинутою кореневою системою: у них уповільнюється процес розвитку. У слабших рослин (листя коротке, темно-фіолетового кольору, що вказує на нестачу фосфору) найчастіше розвиток зупиняється зовсім. У цих умовах відбувається чіткіший поділ рослин за ступенем розвитку і, як наслідок, погіршується якість продукції. За температури грунту 8…10°С найдоступнішим елементом живлення залишається азот. На зернових у цей період через недостачу фосфору й калію та наявність азоту витягується друге міжвузля, стебло залишається тонким. Через слабке стебло вилягають хліба, що спричинює втрати врожаю майже на 30%. Позакореневе підживлення в цей період впливає також на кількість зерна в колосі.


Різкі коливання температур. Перепади температур понад 10°С негативно позначаються на розвитку рослин. Змінюються потреби рослин у кількості й співвідношенні ЕЖ, а також концентрації поживного розчину. Так, у спекотні періоди за нестачі цинку, що впливає на жаростійкість і доступ фосфору, врожайність кукурудзи зменшується на 40%.


Висока ефективність позакореневого підживлення пояснюється своєчасним забезпеченням збалансованих за складом і концентрацією елементів живлення, представлених у найдоступнішій для поглинання листковою поверхнею іонній формі. За збалансованого живлення рослини одержують оздоровчий поштовх для розвитку й легше витримують мінливість погоди. Крім того, вирощування ярих культур за своєю ефективністю наближується до вирощування озимих.


За матеріалами фірми “Цеоліт”

Інтерв'ю
FAO не тільки переймається питанням, як нагодувати людство, а й намагається спрогнозувати прийдешнє АПК. Яким буде сільське господарство через 10 років, розповідає експерт FAO, українець Андрій Ярмак.
Каролін Спаанс, радник із питань сільського господарства Посольства Королівства Нідерланди в Україні
Каролін Спаанс із серпня 2016-го обіймає посаду радника з питань сільського господарства в Посольстві Королівства Нідерланди в Україні. Ми вирішили поцікавитися найбільш перспективними напрямками

1
0