При взаимодействии удобрений с почвой происходит формирование устойчивых минеральных соединений, состав которых зависит от особенностей почвы. В кислых почвах образуются преимущественно фосфаты полуторных окислов, в нейтральных и карбонатных почвах – фосфаты кальция.
Наименьшее количество доступного растениям фосфора содержится в красноземах. Здесь он представлен на 75–80% железофосфатами. Неудобренные дерново-подзолистые почвы характеризуются низким содержанием рыхлосвязанных фосфатов. В черноземных и каштановых почвах активные минеральные фосфаты на 60–80% представлены высокоосновными фосфатами кальция. На серых почвах активные минеральные фосфаты на 90% состоят из высокоосновных фосфатов кальция.
При внесении фосфорных удобрений в почве увеличивается запас фосфатов, повышается их подвижность, образуются соединения, лучше растворимые в почве, и т. д. Накопление в земле подвижных и доступных фосфатов приводит к зафосфачиванию почвы, при котором обеспечение растений фосфором происходит за счет последействия ранее внесенных фосфорных удобрений. Подобное последействие обнаруживается на всех типах почвы. Для того чтобы избежать слишком больших затрат при внесении фосфора, азота и калия, необходимо определить оптимальный уровень обеспеченности почвы этими веществами. Основным критерием оптимального фосфатного состояния почвы является содержание в ней подвижного фосфора, достаточное для получения наибольшего урожая культур. Например, оптимальным уровнем содержания фосфора в сероземных почвах считается 3–4 мг на 100 г почвы.
Качество продукции при внесении фосфорных удобрений
Проведенные в этой области исследования показали, что при выборе оптимального количества вносимых удобрений большое значение имеет правильное соотношение присутствующих в почве калия, азота и фосфора.
В большинстве случаев фосфорные и калийные удобрения не оказывают существенного влияния на качество зерна, но иногда ухудшают его. Исследования показали, что внесение фосфорных удобрений без увеличения дозы азота в некоторых случаях приводит к снижению белковости зерна и клейковины. Одностороннее внесение фосфора приводит к нарушению очень важного для растений соотношения азота, калия и фосфора, что ведет к ухудшению качества зерна.
Считается, что высокое качество урожая достигается при преобладании азотного питания над фосфорным. В то же время слишком большая разница между уровнем содержания азота и фосфора в посевах озимой пшеницы приводит к снижению эффективности внесения удобрения.
При выращивании кормового и пищевого ячменя рекомендуется вносить в почву повышенное количество азотно-фосфорных удобрений при пониженном содержании калия, что способствует увеличению содержания спирторастворимой и щелочерастворимой фракций белка, повышению количества аминокислот.
Для получения высококачественного пивоваренного ячменя, наоборот, необходимо преобладание калия над фосфором и азотом. Только в этом случае формируется зерно с высоким содержанием экстракта, крахмала и солерастворимых фракций белка.
Установлено, что сахарная свекла активно реагирует на изменение условий фосфорного питания. Фосфорные удобрения увеличивают урожайность и сахаристость этой культуры. Фосфор положительно влияет на синтез белков, что улучшает технологические качества корней. Действие фосфорных удобрений прямо пропорционально связано с количеством выпадающих осадков. При малой норме осадков фосфорные удобрения действуют слабо или совсем не действуют.
Проведенные исследования показали, что усиленное фосфорное питание увеличивает содержание жира в семенах подсолнечника. Азотные удобрения усиливают синтез белков, что приводит к снижению содержания жира. При недостатке фосфора ослабляются процессы аккумулирования и трансформирования энергии дыхания, что приводит к появлению повышенного содержания небелковых форм азота и свободных аминокислот, в результате чего замедляется синтез белков и нуклеиновых кислот.
Калийное удобрение является одним из самых необходимых элементов минерального питания растений. Калий не входит в состав органических соединений в растении, а находится в растительных клетках в ионной форме в виде растворимых солей клеточного сока и образует частично адсорбционные комплексы с коллоидами цитоплазмы. Больше всего калия находится в молодых жизнедеятельных частях растения. При его недостатке в питательной среде происходит отток его из более старых органов и тканей в молодые растущие, где он подвергается повторному использованию.
В растительном организме калий выполняет различные функции. Он оказывает положительное влияние на физическое состояние коллоидов цитоплазмы, повышает их оводненность, набухаемость и вязкость. Это имеет большое значение для нормального обмена веществ в клетках, а также для повышения устойчивости растений к засухе. При недостатке калия растения быстрее теряют тургор и вянут. Калий положительно влияет на интенсивность фотосинтеза, окислительных процессов и образование органических кислот в растении, он участвует в углеводном и азотном обмене. Если в растении недостаток калия, то тормозится синтез белка, в результате нарушается весь азотный обмен. Недостаток калия особенно заметен при питании растений аммонийным азотом. При его недостатке задерживается превращение простых углеводов в более сложные. Калий также повышает активность ферментов, которые участвуют в углеводном обмене, в частности сахаразы и амилазы. Под влиянием калия повышается морозоустойчивость растений, что связано с большим содержанием сахаров и увеличением осмотического давления в клетках.
Если калия в растениях достаточно, то у них повышается устойчивость к разным заболеваниям. Также калий способствует развитию механических элементов сосудистых пучков и лубяных волокон, поэтому положительно влияет на прочность стеблей и устойчивость растений к полеганию, на выход и качество волокон льна и конопли. При недостатке калия угнетается развитие репродуктивных органов – задерживается развитие бутонов и зачаточных соцветий, зерно получается щуплым, с пониженной всхожестью.
Потребление калия разными культурами, его количество в растения
Внешние признаки калийного голодания проявляются у растений при снижении содержания в них калия в 5 раз по сравнению с нормальным. Кончики и края листьев буреют, на листовой пластинке появляются мелкие ржавые пятна.
Калия больше в вегетативных органах, чем в семенах, клубнях и корнях. Содержание калия в листьях подсолнечника, табака и сахарной свеклы составляет 6% на сухую массу, в соломе злаков 1, 5%, в капусте до 0, 5%.
Из всех зольных элементов калий потребляется растениями в наибольшем количестве. Особенно много поглощают калия подсолнечник, свекла, картофель, гречиха, капуста и другие культуры, меньше – пшеница, рожь, овес и ячмень.
Формы калия и его содержание в почве
В разных почвах количество калия колеблется от 0, 5 до 3% и зависит от их гранулометрического состава. В глинистой фракции почвы калия содержится больше всего, и поэтому тяжелые суглинистые и глинистые почвы богаче калием, чем песчаные и супесчаные.
Соединения калия по степени подвижности и доступности для растений можно разделить на следующие группы:
1. Калий, входящий в состав прочных алюмосиликатных минералов, главным образом полевых шпатов (ортоклаза) и слюд (мусковита, биотита).
Калий полевых шпатов для растений малодоступен. Но под влиянием воды, изменений температуры среды и деятельности почвенных микроорганизмов происходит постепенное разложение этих минералов с образованием растворимых солей калия.
2. Калий обменный, поглощенный почвенными коллоидами, составляет 1, 5% общего содержания этого элемента в почве. Ему принадлежит основная роль в питании растений. Хорошая доступность для растений обменного калия обусловлена его способностью при обмене с другими катионами легко переходить в раствор, из которого он усваивается растениями. При усвоении растениями калия из раствора новые порции его переходят из поглощенного состояния в почвенный раствор. По мере использования обменного калия этот процесс замедляется, а остающийся калий все прочнее удерживается в поглощенном состоянии.
Содержание обменного калия может служить показателем степени обеспеченности почвы усваиваемым калием. Типичные черноземы и сероземы богаче обменным калием, чем дерново-подзолистые почвы, особенно песчаные и супесчаные.
3. Водорастворимый калий представлен разными солями, растворенными в почвенной влаге (фосфаты, нитраты, сульфаты, хлориды, карбонаты калия), которые непосредственно усваиваются растениями. Содержание его в почве незначительно, так как из раствора калий сразу переходит в поглощенное состояние и потребляется растениями.
