Тема 3.2. Биологические особенности основных сельскохозяйственных культур в связи с их питанием и применением удобрений

План.

1. Понятие об избирательности, продолжительности и интенсивности поглощения элементов питания; критический период.
2. Особенности питания полевых культур: озимых культур; яровых зерновых; зернобобовых; крупяных (гречиха, просо); многолетних трав; кормовых корнеплодов; картофеля; подсолнечника; кукурузы; льна-долгунца.

1. Понятие об избирательности, продолжительности и интенсивности поглощения элементов питания; критический период

Каждая культура в индивидуальном развитии от семени до семени проходит характерную для нее динамику (цикл) потребления питательных элементов. Зная ее, можно, а часто и нужно с помощью удобрений регулировать этот процесс.

За длительный период своего развития в конкретных условиях природной среды с определенным характером миграции элементов и соединений в трофической цепи растения приобрели специфическое морфологическое строение, направление биохимических и физиологических процессов. Установились определенные количественные соотношения между отдельными биофильными элементами. Историческим развитием растений генетически предопределено содержание отдельных элементов, их соотношение в растениях и товарной продукции, которые незначительно варьируют в определенных пределах.

Константность элементного состава растений обеспечивается характерной для всех растений избирательностью в поглощении элементов и веществ, которая меняется с возрастом растения. Она является важным экологическим фактором – благодаря ей растения выступают биологическим барьером (после почвенного покрова) на пути проникновения тяжелых металлов и других загрязняющих веществ в корма и пищевые растительные продукты. Избирательность в поглощении элементов питания обеспечивается характером физиолого-биохимических процессов синтеза органических соединений в растениях.

Между отдельными культурными растениями, сортами имеются различия в продолжительности поглощения элементов питания, в интенсивности их потребления. При этом общим для всех культур и сортов остается характер поглощения элементов питания в отдельные фазы роста и развития. В ранние фазы роста и развития растений интенсивность поглощения элементов питания слабая, элементы питания необходимы в небольшом количестве, но в легко усвояемых формах. С возрастом растения меняется соотношение поглощаемых растениями питательных элементов, усиливается способность растений их усваивать из менее растворимых соединений в силу изменения характера биохимических процессов в растениях, развития корневой системы, интенсивности ее воздействия на источники элементов питания.

Потребность и поступление питательных веществ растение неравномерное. Для растений свойственны критические периоды (отрезок времени, когда питательные вещества вызывают наибольший положительный эффект):

а)в начальном периоде онтогенеза растениям необходимо небольшое, но позиционно и физиологически доступное количество элементов питания. В семенах и клубнях запасов элементов питания недостаточно и в то же время слабо развитая корневая система не способна еще охватить необходимый объем почвы для извлечения нужного количества питательных веществ;

б) в период интенсивного формирования вегетативной массы отмечается усиленное поглощение всех элементов питания, их недостаток сопровождается снижением урожая и ухудшением качества растительной продукции.

2. Особенности питания полевых культур: озимых культур; яровых зерновых; зернобобовых; крупяных (гречиха, просо); многолетних трав; кормовых корнеплодов; картофеля; подсолнечника; кукурузы; льна-долгунца

Озимые рожь и пшеница. По сравнению с яровыми зерновыми озимые культуры имеют очень продолжительный период потребления питательных веществ, начинающийся осенью и заканчивающийся на следующий год в фазе цветения. Обладают более мощной корневой системой. Отличаются большим биологическим потенциалом, лучше отзываются на внесение удобрений. Урожайность этих культур зависит от перезимовки, которую необходимо улучшить рациональным применением органических и минеральных удобрений, а также известкованием.

Озимые культуры предъявляют повышенные требования к фосфорно-калийному питанию, которое способствует развитию корневой системы, накоплению углеводов и повышению зимостойкости. При отрастании весной они нуждаются в усиленном азотном питании. Холодная погода осенью и весной резко ослабляет поступление азота в растение. Избыток азота с осени приводит к изнеживанию растений, что является причиной гибели озимых, или полеганию летом. Очень отзывчивы озимые растения на внесение органических удобрений, особенно по чистым и занятым парам в дозе 30-40т/га.

Обязательным является припосевное внесение фосфорных удобрений и допосевное внесение калийных удобрений. Высокоэффективный прием в системе удобрений – ранневесенняя подкормка озимых азотными удобрениями после перезимовки. Действие подкормки зависит от влажности. Для ранневесенней подкормки по мерзлоталой почве (черепку) рекомендуется применение аммиачной селитры, а поздних – мочевину.

Яровые зерновые культуры (пшеница, ячмень, овес) в отличие от озимых имеют более сжатый период потребления питательных веществ. Две трети усваивается ими от начала выхода в трубку до цветения. Яровые слабее кустятся, имеют слаборазвитую корневую систему, что обусловливает сравнительно высокую потребность в доступных питательных веществах. Ячмень поглощает элементы питания за 30-35 дней, пшеница за 48-55 дней, у овса этот период более продолжительный среди яровых.

В системе удобрения яровых зерновых культур ведущую роль выполняет азот, без внесения которого фосфорные и калийные удобрения не увеличивают урожай зерна. Фосфорные и калийные удобрения вносят с осени, азотные под предпосевную культивацию вразброс или локально-ленточно (врезанием). В рядки при посеве вносят небольшую дозу фосфорных удобрений.

Органические удобрения под яровые хлеба, как правило, не вносят, т.к. они хорошо используют последействие. В Красноярском крае под яровую пшеницу, размещенную по пару, вносят 20-30 т/га.

Различают систему удобрения первых и вторых зерновых культур. Под первые зерновые (по пару, пласту многолетних трав, занятому пару) вносят только фосфорные удобрения. Калийные удобрения вносят в пар или в парозанимающие культуры, гранулированные формы можно вносить в рядки при посеве или врезать локально-ленточно. Под вторые зерновые культуры вносят азотно-фосфорные удобрения. Идеальным удобрением для повторных посевов зерновых культур являются нитроаммофос, аммофос. Они вносятся в зависимости от типа почв. На черноземных почвах эффективнее применение аммофоса, а для менее гумусированных почв – нитроаммофос.

При размещении зерновых после пропашных культур, удобренных органическими удобрениями, не следует вносить азотные удобрения более 50-60 кг/га во избежание полегания. При использовании зерновых в качестве покровной культуры для многолетних трав вносят фосфорно-калийные удобрения с учетом их общей потребности.

Основной особенностью питания зернобобовых культур (горох) является фиксация азота воздуха благодаря симбиозу корней бобовых культур с клубеньковыми бактериями. 75% азота, фиксированного из воздуха, используется растениями, а 25% остается в клубеньках. Поэтому в почве остается незначительное количество азота. В надземной массе эти растения накапливают много фосфора, кальция, магния и серы.

Важной их особенностью является способность поглощать труднодоступные формы фосфора. Большое влияние на фосфорный обмен оказывает калий. При достаточной обеспеченности почвы калием увеличивается использование даже малых доз фосфора. Зернобобовые много потребляют кальция. Повышенное содержание в почве азота значительно уменьшает азотфиксацию.

Зернобобовые культуры довольно равномерно потребляют питательные вещества почвы и удобрений. Поступление азота и калия в растения заканчивается в период цветения, а фосфор потребляется вплоть до уборки. Обязательным приемом является внесение под зернобобовые стартовых доз азота - 30-45кг/га, т.к. фиксация азота начинается не с первого дня роста, а примерно через 3-4 недели. Эффективным фосфорным удобрением может являться фосфоритная мука. Для усиления азотфиксации семена бобовых культур обрабатывают нитрагином и молибденом. Очень эффективным удобрением является молибденизированный суперфосфат.

Крупяные культуры (гречиха и просо) . По сравнению с зерновыми растениями гречиха интенсивная культура. Она потребляет азота в 1,5 раза больше, фосфора в 2 раза, калия в 3 раза, кальция в 5 раз больше, чем пшеница. Очень хорошо реагирует на органические удобрения, внесенные под предшественник, а также на зеленое удобрение.

Гречихатребует почвенного плодородия и способна усваивать из почвы элементы питания в труднодоступной форме, хорошо усваивает фосфор фосфоритной муки. Страдает от недостатка усвояемого азота. Поэтому при внесении азота проявляется потребность в фосфорно-калийных удобрениях. Гречиха очень чувствительна к хлору, поэтому используют бесхлорные формы калийных удобрений. Хлорсодержащие калийные удобрения вносят осенью. В качестве рядкового внесения используют двойной суперфосфат в дозе 10-15 кг/га.

Просо теплолюбивая культура. Это определяет интенсивность потребления питательных веществ из почвы. В первые фазы роста и развития просо очень медленно и мало использует элементов питания. У проса короткий период потребления питательных веществ от кущения до созревания, т.е. в теплый период.

Просо хорошо использует питательные вещества навоза и минеральных удобрений, внесенных под предшествующую культуру. Удобрения лучше вносить под основную обработку (вспашку) или под предпосевную культивацию. Просо хорошо отзывается на рядковое внесение суперфосфата.

Многолетние травы развивают мощную корневую систему, обогащающую почву азотом. Они требуют фосфор и калий. В первые периоды жизни необходимы легкодоступные фосфаты. Велика потребность и в калии, вынос которого клевером в 10 раз больше, чем льном и зерновыми.

Предъявляют требования к бору, молибдену и меди, которые способствуют росту и развитию и повышают продуктивность. Клевер высевают под покров. Он не переносит кислые почвы. Хорошо отзывается на органические удобрения, которые вносят под покровную культуру (20-30 т/га), особенно на дерново-подзолистых почвах. Фосфорно-калийные удобрения вносят под покровную культуру. При этом эффективность удобрений в 2 раза выше, чем при поверхностном внесении. Вносят высокие дозы в запас. Подкормки проводят азотными и фосфорными удобрениями в дозах 30-40кг/га. Семена рекомендуют обрабатывать молибденом.

Люцерна предъявляет более высокие требования к плодородию, чем клевер. Дает высокие урожаи только на хорошо окультуренных почвах. Корневая система более мощная, чем у других трав. Хорошо отзывается на органические удобрения, внесенные под предшествующую культуру. Под основную обработку вносят суперфосфат и калийные удобрения. На хорошо окультуренных почвах норму фосфорных удобрений снижают на 20-30%, а калий оставляют. Подкормки удобрениями, особенно азотными, применяют после каждого укоса по 40-60 кг/га. Эффективность подкормок значительно возрастает при орошении.

Кормовые корнеплоды дают высокие урожаи на плодородных почвах при хорошей заправке удобрениями. Наиболее требовательна кормовая свекла, затем брюква и менее турнепс. Они обладают малоразвитой корневой системой, но потребляют много питательных веществ. Кормовые корнеплоды неодинаково потребляют питательные вещества во время вегетации. При формировании надземной части (ботвы) необходимо усиленное азотное питание. Фосфор равномерно поступает в течение всей вегетации. Калий активно поглощается во вторую половину вегетации при формировании корнеплода. Основным удобрением являются органические в норме 40-60 т/га и более. Кормовые корнеплоды хорошо отзываются на последействие органических удобрений. Из всех корнеплодов наиболее отзывчив на минеральные удобрения турнепс. Кормовая свекла хорошо отзывчива на натрий, поэтому лучше применять калийную соль, в составе которой содержится натрий. Кроме того эта культура нуждается в боре, внесение которого предотвращает заболевание корнеплодов гнилью сердечка и дуплистостью корня. Корнеплоды положительно реагируют на рядковое внесение суперфосфата. Эффективны подкормки. Первую подкормку проводят при образовании первой пары настоящих листьев азотом и фосфором или навозной жижей. Во вторую подкормку перед смыканием ботвы вносят фосфорно-калийные удобрения.

Картофель вследствие слаборазвитой корневой системы, располагающейся в верхнем пахотном слое, требует высокого плодородия почвы и внесения значительных количеств удобрений. Влияние разных видов удобрений на рост, развитие и урожай картофеля неодинаково. Азот способствует нарастанию ботвы. Фосфор положительно влияет на растение в течение всей вегетации, особенно в период цветения и клубнеобразования, калий способствует синтезу крахмала и потребляется в больших количествах, чем азот и фосфор.

Важный период – клубнеобразование. В этот период необходимо наличие достаточного количества питательных веществ, которые расходуются на рост клубней. Избыток азота при клубнеобразовании уменьшает накопление крахмала в клубнях и их вызревание. Происходит «жирование» клубней. Высокоэффективным является внесение под картофель навоза в дозе 40-60 т/га под зяблевую вспашку. Повышенные нормы навоза нежелательны, т.к. понижают содержание крахмала в клубнях, особенно при недостатке влаги. Под картофель вносят полное минеральное удобрение по 60-90 кг/га каждого. Из азотных удобрений лучше применять аммонийные формы, а из калийных – бесхлорные, так как картофель является хлорофобной культурой. Лучше применять серосодержащие калийные удобрения, такие как сульфат калия в связи с дополнительной потребностью картофеля в сере. Фосфорно-калийные удобрения вносят под основную обработку, а азотные – под предпосевную. Рекомендуется внесение комплексных удобрений (нитроаммофоса, диаммофоса). Идеальными являются тройные комплексные удобрения. Эффективно под картофель локально-ленточное внесение (врезание), т.к. удобрения в этом случае вносятся в слой, где идет клубнеобразование.

Подсолнечник обладает мощной корневой системой, поглощающей большое количество калия и азота. Соотношение потребляемых питательных веществ (N:P:K 1,2:1:6 на семена и 1,7:1:5 на зеленую массу). Подсолнечник – калийлюбивая культура. Избыток азота при недостатке фосфора резко снижает масличность. Азот усиленно потребляется подсолнечником от начала образования корзинок до налива семян, калий - в фазу образования корзинки. Подсолнечник может использовать питательные вещества из глубоких слоев почвы за счет мощной корневой системы. В системе удобрения используют органические удобрения 30-40 т/га. Навоз вносят под зяблевую вспашку и под весеннюю перепашку зяби. При посеве вносят нитроаммофос или двойной суперфосфат. Первую подкормку, как правило, азотными и фосфорными удобрениями применяют при появлении 3-4 пары листьев, вторую фосфорно-калийными удобрениями – перед образованием корзинок.

Кукуруза обладает большими потенциальными возможностями для создания урожая зеленой массы. Кукуруза теплолюбивая культура, что определяет ее требования к произрастанию. Весной в Сибири часто складываются неблагоприятные условия для возделывания кукурузы на силос, и в первый месяц после появления всходов она очень медленно развивается. В этот период кукуруза очень требовательна к наличию легкодоступных питательных веществ в почве. Однако в момент прорастания семян кукуруза чувствительна к концентрации солей в почве, поэтому дозу рядкового внесения дают очень малой до 10 кг/га. Эффективно внесение основного фосфорно-калийного удобрения в дозах 60-90 кг/га. Более высокие дозы вносят в том случае, если не применяли навоз или компост. Азотные удобрения лучше вносить не с осени, а весной под предпосевную культивацию и при междурядной обработке (как подкормку). Наиболее интенсивное поглощение кукурузой питательных веществ, особенно азота, начинается с фазы 6-7 листьев. Органические удобрения вносят осенью – под зябь. Лучшими формами азотных удобрений под кукурузу является аммиачная вода и безводный аммиак. Эти удобрения способствуют гибели проволочника – опасного вредителя кукурузы.

Лен-долгунец – культура очень требовательная к пищевому режиму. Лен характеризуется слаборазвитой корневой системой и имеет очень короткий (30 дней) период максимального потребления питательных веществ. Это период быстрого роста (конец фазы елочки – цветение). Поэтому при определении норм удобрений возникает много трудностей, связанных с биологией культуры: невысокая усвояемость питательных веществ, короткий период их потребления, повышенная чувствительность растений к концентрации почвенного раствора и недостатку влаги. Лен требует соблюдения норм и правильного соотношения элементов питания, равномерного распределения по полю.

Вносят хорошо перепревший навоз 15-20 т/га. Под лен нельзя переизвестковывать почву, поскольку растения могут поражаться бактериозом. Норма полного удобрения N_30-60P_60-90K_90-120. Калийные удобрения вносят под основную обработку, часть фосфорных удобрений врезают, часть вносят при посеве. Лучше использовать борный суперфосфат. В фазу елочки эффективны подкормки аммиачной селитрой.

Контрольные вопросы

Контрольные вопросы

1. Каковы особенности питания озимых и яровых зерновых культур?
2. Какова эффективность удобрений на зерновых культурах в зависимости от зоны возделывания и содержания фосфора в почве?
3. На каких почвах и какие микроэлементы применяют под зерновые культуры, лен, сахарную свеклу?
4. Каковы особенности питания картофеля, силосных, кормовых корнеплодов?
5. Каковы особенности питания льна?
6. Каким образом с помощью удобрений можно регулировать ботанический состав на лугах и пастбищах?
7. Каковы особенности питания овощных культур?
8. Перечислите особенности питания сахарной свеклы.