Постоянство свежести
Ранее были отмечены возможные причины недостаточного снабжения растения кальцием:
-Сильный рост ветвей и побегов – наблюдается конкуренция за ионы кальция;
-Наличие в почве большого количества конкурирующих катионов – калия, натрия, магния, алюминия;
-Неправильная методика подкормки - со второй половины лета необходимо частое листовое питание;
-Почва слишком закислена;
-В почве накопились соли аммония (при использовании аммиачной селитры);
-Недостаток бора в почве и при листовой подкормке.
Необходимо отметить, что при нарушении минерального питания никакие дальнейшие обработки яблок во фруктохранилище препаратами с действующим веществом 1-метилциклопропен не способны устранить нарушения оптимального минерального состава плодов - они гарантированно заболеют физиологическими растройствами, например, горькой ямчатостью. Поэтому актуальным представляется развитие методов, позволяющих заранее определять возникающие проблемы в питании, пока их еще не поздно исправить.
Кроме перечисленых факторов — на примере усвоения растениями кальция, существуют и другие природные факторы и системные ошибки агрономов при внесении удобрений, которые могут приводить к дефициту тех или иных элементов питания. И это несмотря на то, что в результате проведенного почвенного анализа показатели могут оказаться удовлетворительными. Во-первых, элементы питания могут находиться в почве в различных формах, которые могут оказаться недоступными для растений, как это было показано выше на примере калия. Во-вторых, следует учитывать взаимодействие ионов в системе питания друг на друга, причем зачастую – как пример - введение калия тормозит потребление кальция, и наоборот (антагонизм в питании). Существуют также ситуации, когда введение одного элемента промотирует потребление другого, как, например, в паре бор-кальций (синергизм в питании). Такие случаи рассмотрены ниже в данном разделе. В третьих, необходимо учитывать тот факт, что для уточненного расчета количества удобрений следует знать реальную рН грунта и/или рН воды, подаваемой на смесительную станцию в случае внесения удобрений методом фертигации. И, наконец, в четвертых, известно, что для правильного усвоения растениями элементов питания почва должна быть увлажнена в оптимальной степени, а транспирация воды в окружающую среду за счет испарения листьями дерева находится на высоком уровне.
На Рисунке 1 представлена степень усвояемости азота, фосфора и калия плодовыми деревьями в зависимости от рН. На Рисунках 2 и 3 представлены зависимость усвояемости макро-и микро-элементов в зависимости от рН грунта.
В производственных условиях очень часто проявляется недостаток микроэлементов. При содержании в листьях на 1 кг сухой массы менее 15 мг бора, 6 мг цинка и 10 мг меди и марганца необходимо проводить корневые и некорневые подкормки соответствующими микроудобрениями.
В Таблице 1 представлены первые признаки дефицита по 10 элементам питания:
Таблица 1. Первые признаки дефицита элементов минерального питания.
|
Элемент |
Первые признаки дефицита |
|
Азот |
Листья мельчают, блекнут. |
|
Калий |
Побледнение листьев. Тусклая голубовато-зеленая окраска листвы (до хлоротичной). Края листьев постепенно опускаются вниз. |
|
Фосфор |
Тусклая темно-зеленая окраска листвы, иногда с бронзовым отливом. Могут появляться красные и фиолетовые оттенки. |
|
Бор |
Хлороз молодых листьев, сворачивание, скручивание, пожелтение жилок, раннее опадение. |
|
Железо |
Пожелтение и обесцвечивание листвы, отмирают края листьев, замедляется рост молодых побегов. |
|
Кальций |
Побеление молодой листвы, закручивание листьев кверху, опадение листьев и завязей. |
|
Магний |
Желтые, красные или пурпурные листья, их края и жилки могут оставаться зелеными. |
|
Медь |
Листья бледно-зеленые, с коричневыми пятнами, пестрые и вялые. |
|
Цинк |
Мелкие, сморщенные, узкие и крапчатые листья. |
Точный диагноз причин нарушения развития растений может дать только лабораторный анализ листвы. На Рисунке 4 представлен оптимальный минеральный состав листьев для различных плодовых и ягодных культур.
Для яблок в Краснодарском ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия» на основе длительных экспериментов были разработаны свои рекомендации по определению оптимального содержания в листьях основных элементов питания и их соотношений между собой. Они представлены в Таблице 2:
Таблица 2. Оптимальный минеральный состав листьев яблони перед в середине лета.
|
Элементы, % сух. |
N |
P |
K |
Ca |
Mg |
N/P |
N/K |
(K+Mg)/Ca |
N:P:K |
|
Оптимальные уровни содержания |
1,8-2,5 |
0,13- 0,29 |
1,2-1,8 |
1,1-1,25 |
0,25-0,40 |
9,0-12,0 |
1,3-1,5 |
1,0-2,0 |
58:6:36 |
Листовая диагностика позволяет точно, а не «на глазок», определять содержание минеральных веществ в листьях и вовремя реагировать на дефицит тех или иных элементов, вовремя проводя листовую подкормку. Полагается делать в течение одного сезона вегетации 4 листовых диагностики – на стадии цветков-завязей, на стадии «плод-орех» (на этой стадии уже достаточно точно можно предсказать лежкость будущего урожая, а также планировать систему минерального питания сада в текущем сезоне), затем во второй половине июля, и, наконец, за несколько недель до съема плодов.
Кроме того, вовремя проведенная листовая диагностика позволяет определить - насколько успешно растение осуществляет процесс фотосинтеза, причем на стадиях, когда размер плодов еще невелик и еще не поздно улучшить условия фотосинтеза. Для этого достаточно определить содержание сухих растворимых веществ (СРВ) в листьях. Если уровень СРВ до 6%, то значит уровень фотосинтеза очень низкий, и растение находится в зоне высокого риска развития различных заболеваний, повреждений вредителями, а само оно подвержено повреждениям от различных стрессов. Если уровень СРВ до 10%, то уровень фотосинтеза средний, и у растения имеется повышенный риск к развитию болезней и повреждениям вредителями. При уровне СРВ до 14% уровень фотосинтеза считается благоприятным, и растение имеет высокую устойчивость к болезням и к вредителям. Наконец, при уровне в 18% уровень фотосинтеза считают высоким, и имеется очень высокая защищенность растения от болезни и вредителей.
Элементы питания по их способности перемещаться в растениях делятся на:
‒ повторно используемые, или реутилизируемые (N, Р, К, Мg);
‒ слабореутилизируемые (Са, В, Сu, Мn, Fe, Zn).
Недостаток повторно используемых элементов питания четко проявляется на состоянии уже развитых, закончивших рост листьев, а слабореутилизируемых ‒ на самых молодых, растущих частях растений.
Между различными ионами (элементами питания) в среде возможно проявление синергизма или антагонизма, а также отсутствие их взаимодействия.
Как правило, ионы с противоположными зарядами взаимно ускоряют свое поступление в растение. Пример – поглощение растениями азота (ионов NO3-) стимулирует поступление в них кальция (Са2+). Явление синергизма также свойственно меди с кобальтом, молибденом и магнием, цинку с бором, магнию с серой и молибденом, а также кальцию с кобальтом. При совместном действии (синергии) урожай выше, чем от применения каждого элемента в отдельности.
Антагонизм в процессе питания между элеметами проявляется в конкуренции между ионами одного заряда и торможение поступления в растение (Са2+ и К+, Са2+ и Мg2+, К+ и NH4+ , Са2+ и Н+), что отрицательно сказывается на урожае. Так, установлено, что цинк конкурирует с железом, магнием и медью, алюминий – с натрием, а кальций – с железом. Антагонизм присущ почвенным растворам на кислых и щелочных почвах. На почвах с нейтральной реакцией среды антагонизм ионов играет положительную роль, поскольку право выбора поглощения анионов и катионов остается за растением.
Одновременное присутствие в растворе нескольких видов катионов и анионов благодаря антагонизму создает благоприятные условия для развития растения. Вредный избыток какого-либо катиона или аниона всегда можно ослабить соответствующим ионом. Например, поступление иона NО3- можно ускорить прибавлением катиона Ca2+, а вредный избыток Ca2+ можно ослабить добавленим Mg2+. Вредное действие Н+ и Аl3+ в кислой почве устраняется Са2+ и Mg2+. В этом смысле известкование кислых почв решает многие проблемы питания культур.
Наиболее часто конкурентные взаимодействия свойственны катионам: H+, K+, NH4+ , Ca2+, Mg2+ . Анионами-антагонистами являются Cl- , NO3-, HCО3- , SO42- , H2РО4- .
Антагонизм анионов менее выражен и свою отрицательную роль может играть в неуравновешенных растворах, при резком преобладании того или иного иона. Это хорошо изучено на примере известкования почв, когда резкое повышение концентрации кальция может снизить поступление в растения К и Мg.
Отдельные микроэлементы также могут тормозить всасывание других. Однако это происходит лишь при длительном и избыточном поступлении более активного конкурента-антагониста. В случае сбалансированного питания конкуренция будет незначительной.
Взаимодействия между ионами имеют сложную природу. Отклонение концентрации одного элемента на 30-100% от его оптимального содержания в субстрате ведет к изменению поглощения растением других элементов питания. Так, повышение концентрации элемента с минимума до оптимального значения активизирует процессы обмена веществ в растении и как следствие – стимулирует поступление других элементов (синергизм). При дальнейшем повышении концентрации этого элемента в растворе соотношение элементов питания уже нарушается. Так синергические отношения могут перейти в антагонистические.
Явление антагонизма и синергизма в поглощении макро- и микроэлементов может определяться:
- реакцией среды (рН),
- уровнем содержания в среде и растении других элементов минерального питания, их соотношениями,
- видом растений, особенностью их корневой системы,
- температурой, освещенностью и влажностью.
Взаимодействие элементов может происходить в разных средах – в почве, в зоне корневой системы и внутри растения.
Взаимодействие элементов в почве.
В почве содержатся вещества, способные образовывать устойчивые соединения с компонентами удобрений. Так, при внесении фосфорных удобрений или избыточном содержании фосфатов в почве снижается доступность для растений цинка. Аммиачные и аммонийные азотные удобрения также могут образовывать малорастворимые комплексные соединения с цинком и медью. Основным влиянием азотных удобрений является изменение рН почвенного раствора в сторону подкисления, что отражается на увеличении доступности для деревьев марганца и на других почвенных реакциях. В известкованных почвах отмечается дефицит всех микроэлементов, кроме молибдена. Поэтому даже в отсутствие видимых симптомов недостатка микроэлементов в интенсивных садах обязательно вносят микроудобрения в некорневые подкормки.
При избытке магния в почве наблюдается его антагонистическое действие на поступление Са и К в растения. Поэтому при регулярном известковании кислых почв доломитовой мукой, которая содержит магний, проводят мониторинг содержания обменного Mg. В условиях, когда длительное время почвы известкуются доломитовой мукой, запасы магния в почвах вырастают в несколько раз. В итоге при содержании обменного магния в почвах более 300 мг MgО/кг он отрицательно влияет на дальнейший рост урожайности сада. Оптимальным считается эквивалентное соотношение Са2+ : Mg2+ в почвах в пределах от 2 до 7. Содержание подвижного калия (К2О) в почве принято считать избыточным, если оно превышает 4,5% - 5% от ёмкости катионного обмена.
Для развития большинства культур, в том числе – для яблони, оптимальна близкая к нейтральной реакция среды – рН 6,0-6,5. Но надо знать, что для различных удобрений она широко варьирует: для аммонийного питания – рН 7,0, для нитратного – рН 5,5.
Прямое воздействие кислотности среды на питание растений сводится к изменению количества ионов Н+, НСО3-, ОН- на поверхности корневых волосков. В зависимости от уровня рН нарушается поступление в растения либо катионов, либо анионов, изменяется растворимость соединений. Так, при подкислении почв улучшается питание растений фосфором и микроэлементами. Однако дальнейшее подкисление уже кислых почв (с рН 5,0-5,5) ухудшает доступность кальция, магния, аммиачного азота и калия. Повышенное содержание в кислом почвенном растворе Al3+ и Mn2+ может стать токсичным. Действие повышенной кислотности усиливается при низкой освещенности и избыточном увлажнении.
В зависимости от температуры окружающей среды изменяется реакция раствора на удобрения. Оптимальная температура воздуха для потребления растениями фосфора и азота ‒23-25° С. При низких температурах (ниже 10°С) особенно плохо усваивается фосфор, а лучше всего – калий.
Элементы питания наиболее интенсивно поступают в растения при оптимальной влажности почвы около 60% от полной влагоемкости, обеспечивающей стабильное физиологическое состояние, хорошее развитие корней и быстрый транспорт ионов к поверхности корней.
Чувствительность растений к концентрации раствора.
На питание растений влияют состав и общая концентрация почвенного раствора. Корни растений способны поглощать питательные вещества при их небольшой концентрации, ориентировочно от 0,03-0,05 до 0,1-0,2%. При концентрации выше 0,2% способность поглощения растением воды и питательных веществ резко замедляется, что приводит к потере тургора (вялости) растений. Этот процесс наблюдается на засоленных почвах. Таким образом, верхний предел находится в интервале 2-3 г/л раствора всех питательных солей, вызывая пропорциональный рост интенсивности поглощения элементов питания. При избыточной концентрации растения вянут и погибают. Особенно вредна для культур повышенная концентрация микроэлементов. Наиболее чувствительны к повышенной концентрации все молодые растения.
Взаимодействие внутри растения и метаболизм.
Если в почве Zn и P ведут себя как антагонисты, то в растении они уже помогают друг другу (синергизм). При дефиците цинка в растении угнетается поступление фосфора. Синергизм между N и K определяется ролью калия в качестве активатора фермента нитратредуктазы, принимающего участие в метаболизме азота в растении.
Взаимодействие бора с калием объясняется схожестью их влияния на процессы цветения и образования плодов, деления клеток, водный обмен в растении и др. Оптимальный уровень бора повышает проницаемость клеточных мембран для калия.
Недостаток в растении серы приводит к ограниченному поглощению азота, а высокие дозы азота вызывают дефицит серы. В растениях оптимальное соотношение N:S ‒ 5:1-12:1.
Только оптимальное содержание в растении N обеспечивает нормальное поступление в них из почвы К, Р, Mg, Fe, Mn и Zn, а оптимальный уровень бора и меди улучшает поглощение растениями азота. Молибден повышает усвоение азота и фосфора.
Избыток фосфора в сильной мере угнетает поглощение растением катионов микроэлементов – Fe, Mn, Zn и Cu. Избыток калия угнетает поступление в растения Mg и в меньшей мере Са, Fe, Cu, Mn и Zn. Избыток кальция приводит к снижению поступления В, Mn, K и Cu.
вредителей.
ООО «Фреш-Форма» на базе своего представительства в г. Краснодаре в 2020 г. создала собственную лабораторию листовой диагностики, оснащенную новейшими приборами для количественного химического анализа. Лаборатория выдает результаты анализа листьев и плодов по 7 показателям, включающих содержание общего азота, фосфора, калия, кальция, магния, бора и цинка. По результатам проводимой диагностики в зависимости от стадии развития растения лаборатория осуществляет разработку программы питания на текущий год, дает предварительный прогноз качества продукции при хранении и определяет объем дополнительных мероприятий по применению удобрений, повышающих качество плодов, разрабатывает программы удобрительных мероприятий на следующий год и осуществляет прогноз качества продукции при хранении, а также корректирует программу минерального питания на следующий год.