26- Баранцева Е.Ю., Бирюкова Н.В.. Минеральное питание растений

• Название: Минеральное питание растений
• Дата: 17.12.2021
• Размер: 30.23 Kb.
• Имя файла: 26- Баранцева Е.Ю., Бирюкова Н.В..docx
• Тип: Документы; #306696

УДК 631.8

Баранцева Е.Ю. Б-АЭ11,Агротехнологический институт ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья Е-mail: [e-mail] Бирюкова Н.В. старший преподаватель кафедры математики и информатики ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья Е-mail: [e-mail] МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ Аннотация. В статье рассматриваются элементы, необходимые для питания растений, их роль в растениях и почве. Особое внимание уделено особенностям минерального питания картофеля. Выполнен расчет оптимальной дозы удобрений, в частности мочевины, суперфосфата и сернокислого калия, необходимых для обеспечения минеральным питанием картофеля, выращиваемого на площади в 450 гектаров. Ключевые слова: питание растений, питание картофеля, макроэлементы, фосфор, калий, азот, удобрение, расчет, оптимальная доза.

Gultyaeva A.D. B-AE11, Agrotechnological Institute FSBEI HE Northern Trans-Urals SAU Е-mail: [e-mail] Biryukova N.V. senior teacher department of Mathematics and Informatics FSBEI HE Northern Trans-Urals SAU Е-mail: [e-mail] MINERAL PLANT NUTRITION Abstract. The article examines the elements necessary for plant nutrition, their role in plants and soil. Particular attention is paid to the peculiarities of the mineral nutrition of potatoes. The calculation of the optimal dose of fertilizers, in particular urea, superphosphate and potassium sulfate, necessary to provide mineral nutrition to potatoes, occupying an area of 450 hectares, has been performed. Key words: plant nutrition, potato nutrition, macronutrients, phosphorus, potassium, nitrogen, fertilizer, calculation, optimal dose.

По оценкам разных исследователей, для питания растений необходимо от 68 до 84 элементов периодической системы Д. И. Менделеева. Роль далеко не всех их изучена досконально. Тем не менее, общепризнано, что определенная часть найденных в растениях и почве элементов является совершенно необходимой для нормального роста и развития растений, получения хороших урожаев [1]. Определение оптимальных доз минеральных удобрений под сельскохозяйственные культуры является ключевой, наиболее сложной задачей агрохимии. Поскольку, определить реально необходимое количество элементов питания для получения планируемой определенной урожайности отдельных культур в севообороте или монокультуре практически невозможно в принципе из-за совокупного влияния широкого спектра варьирующих слабо прогнозируемых факторов. При определении (расчете) доз удобрений следует иметь в виду, что речь идет лишь о первом приближении к оптимальной дозе и оптимальному соотношению элементов питания [2].

Макроэлементы (азот, фосфор, калий — NPK) необходимы растениям в большом количестве. Недостаток NPK - элементов также опасен, как и их переизбыток. О недостатке или переизбытке того или иного питательного элемента можно судить по внешнему виду растений.

При оценке уровня обеспеченности растений элементами питания необходимо учитывать то, что часть элементов может быть повторно использована растением, т.е. в растении происходит их перераспределение. К таким элементам относят азот, фосфор, калий, магний и частично серу. Но есть элементы, не способные к перераспределению - это кальций, железо, медь, бор, цинк и марганец.

Азот N - один из самых главных элементов питания для растений. Азот входит в состав белков, аминокислот, витаминов и отвечает за рост и урожайность. Усваивается растениями только после соединения его с другими хим. элементами (исключение бобовые). Азот вносят в первой половине роста растения (весна-лето). Азот влияет на рост растения (почек, побегов), опыление и завязь, рост плода в начальной стадии [3]. Азотными удобрениями являются аммиачная селитра (34-35% азота), мочевина (карбамид) (46-47% азота), сернокислый аммоний (сульфат аммония) (20,5% азота).

При недостатке азота рост растений замедляется, побеги становятся тонкие, листья мелкие бледно-зеленного цвета (иногда с оранжевыми и красными оттенками). Изменение цвета начинается с жилок старых и нижних листьев, и растение может их сбросить преждевременно. Плоды плохо развиваются, мельчают и могут осыпаться. При дефиците перемещается из старых клеток в молодые. Часто естественное старение листьев путают с недостатком элемента N. У старых листьев сразу желтеет пластинка, а жилки остаются зеленого цвета. Листовой аппарат может желтеть также при длительном отсутствии осадков.

При переизбытке азота кончики листьев скручиваются, пластинка может покрываться коричневыми пятнами. Побеги становятся чрезмерно толстыми (говорят, растение «жирует»). Растение плохо противостоит болезням, вредителям и внешним природным факторам. Плоды становятся не пригодными к хранению, и в них больше накапливается нитратов. При сильном минеральном отравлении растение может погибнуть!

Фосфор влияет на развитие корневой системы, противостояние болезням и низким температурам, качество плодов. При недостатке фосфора растение заметно отстает в росте и развитии. Листья темно-зеленые с бронзовыми, пурпурными или фиолетово-красными оттенками. На пластинках могут появляться темные пятна, а кончики подсыхать и завертываются вверх. При переизбытке фосфора растение перестает усваивать микроэлементы и начинает болеть (хлороз-нарушение фотосинтеза). Листья желтеют, покрываются наростами и преждевременно опадают. К фосфорным удобрениям относят суперфосфат (фосфора 16-20%).

Калий влияет на морозоустойчивость растений, устойчивость к заболеваниям и обезвоживанию, цветение и развитие бутонов, содержанием сахаров и качество плодов. Калийные удобрения: хлористый калий (59% калия), калийная соль (45% калия), сульфат калия (50% калия).

При недостатке калия у растения наблюдается слабый рост и замедляется развитие. Симптомы дефицита калия чаще проявляются в середине вегетационного периода. Листовая пластинка деформируется (морщинистость, курчавость), а края засыхают и завертываются вниз. Корневые волоски перестают образовываться, корни сильно ветвятся и рост замедляется. Зимостойкость растения резко снижается. При переизбытке калия растение плохо усваивает азот и микроэлементы. Листья вытягиваются и светлеют, позже на них появляются мозаичные пятна.

Особенности минерального питания картофеля

Поскольку корневая система картофеля отличается высокой потребностью в кислороде в период активного клубнеобразования, лучшими для картофеля являются почвы с рН 5,5–6,0, легкого и среднего гранулометрического состава. Важным периодом в питании картофеля являются фазы бутонизации и цветения, т. е. периоды наибольших приростов надземной массы и начала клубнеобразования, когда растения потребляют максимальное количество азота, фосфора и калия, а прирост клубней достигает в сутки 5 ц/га [4].

Картофель — калиелюбивое растение. Хлорсодержащие калийные удобрения ингибируют накопление крахмала в клубнях, снижая его выход на 2–3%, поэтому под картофель рекомендуется вносить сульфатные формы калийных удобрений, которые способствуют повышению содержания крахмала в клубнях картофеля на 0,5–0,6%.

Вследствие физиологических особенностей — слаборазвитой корневой системы и потребности в высоком выносе питательных веществ с единицы площади — картофель является культурой, наиболее требовательной к условиям питания. Так, 30 т картофеля выносят с 1 га 160 кг N, следовательно, 160/10000*1000=16г азота необходимо на 1 м²; 60 кг фосфора, 60/10000*1000=6г фосфора необходимо на 1 м² и 300 кг калия, следовательно, на 1м² необходимо 300/10000*1000=30г калия.

Подсчитаем необходимое количество удобрений (мочевины, суперфосфата и сернокислого калия), которые потребуется внести на поле площадью 450га, чтобы обеспечить необходимым питанием 450*30т/га=13500 т картофеля.

Чтобы выполнить расчет нормы внесения удобрений, необходимо указанное количество главного компонента умножить на 100, а затем разделить на процент его в удобрении.

1) Внесение 16 г азота на 1 м². В мочевине содержание азота равно 47%, это значит, что на 100 г удобрения приходится 47 г азота. Используя прописанную выше формулу расчета, получаем: 16×100:47=34 г. Таким образом, если внести в почву 34 г мочевины на 1 м², то получим необходимые 16 г азота.

2) 6 г фосфора необходимо на 1м², в суперфосфате содержится 18% фосфора, следовательно, 6*100/18=33 г суперфосфата необходимо на 1 м² земли.

3) На 1 м² необходимо 30 г калия. В сульфате калия (сернокислый калий) содержится 45% калия. Следовательно, на 1 м² потребуется 30*100/45=67г сульфата калия.

Таким образом, если мы имеем поле площадью 450 га, тогда мочевины потребуется 34*4500000/1000=153000кг, суперфосфата 33*4500000/1000=148500 кг, а сульфата калия 67*4500000/1000=301500 кг.

Итак, макроэлементы значимо влияют на рост растения. Для нормального развития растения необходимо вносить разные минеральные удобрения. Но для того, чтобы не навредить растению, нужно правильно рассчитать дозу и подобрать подходящие удобрения, поскольку переизбыток и недостаток макроэлементов одинаково опасны для растения. При недостатке таких химических элементов как азот, фосфор, калий происходит заметная задержка роста растения. При переизбытке макроэлементов у растений наблюдается изменения в окраске листьев и частые болезни.

Неправильный расчет дозы минеральных удобрений наносит вред растениям, почве, несет экономические и экологические потери; продукты с неправильным содержанием макроэлементов наносят вред здоровью человека. В связи с чем, определение оптимальных доз минеральных удобрений под сельскохозяйственные культуры является важной задачей агрохимии, требующей различных методов решения.

В частности, для определения доз минеральных удобрений в РФ используются экспериментальные методы (по результатам полевых опытов), нормативные (по нормативам затрат элементов питания на получение единицы урожая), математические методы расчета, в которых учитывается широкий спектр агрохимических, почвенно-климатических и др. факторов [5].

Обобщая и дополняя вышеизложенный материал, следует заметить, что: 1) математические методы в сельскохозяйственной практике играют существенную роль, в частности, их применение позволяет сократить сроки освоения новых процессов культивирования и интенсифицировать имеющиеся процессы [6].

2) Как показывает мировой опыт, обеспечить существенный рост урожайности при одновременном снижении затрат и экологического ущерба вследствие селективного применения техники и удобрений позволяет широкое комплексное внедрение цифровых технологий (цифровизация) [7].

3) В настоящее время цифровизация охватила практически все сферы человеческой деятельности: образование, медицина, государственное управление, промышленность, сельское хозяйство и др. [8]

Список использованной литературы

1. 
   Артамонов В.И. Занимательная физиология растений – М.:Агропромиздат,1991.-235 с.
   
2. 
   Кузнецов Вл. В., Дмитриева Г. А. Физиология растений - М.: Высшая школа, 2006. -742 с.
   
3. 
   Орлова А.Н. От азота до урожая. – М.: Просвещение, 1997
   
4. 
   Полевой В. В. Физиология растений - М.: Высшая школа, 1989. - 464 с.
   
5. 
   Зооинженерный факультет МСХА. Электронный ресурс. – Режим доступа: https://www.activestudy.info/opredelenie-doz-udobrenij/ (дата обращения: 20.03.2021).
   
6. 
   Сапожникова Т.А., Бирюкова Н.В. Математика в микробиологии (пример реализации межпредметных связей в процессе обучения математики студентов биологических направлений). В сборнике: Актуальные вопросы науки и хозяйства: новые вызовы и решения. Сборник материалов LII Международной студенческой научно-практической конференции. 2018. С. 239-243.
   
7. 
   Фараджев Р.Н., Отекина Н.Е. Цифровизация растениеводства
   В сборнике: Актуальные вопросы науки и хозяйства: новые вызовы и решения. Сборник материалов LIV Студенческой научно-практической конференции, посвящённой 75-летию Победы в Великой Отечественной войне . 2020. С. 335-338.
   
8. 
   Аксёнов А.И., Каюгина С.М. Цифровые технологии в аквакультуре. В сборнике: Актуальные вопросы науки и хозяйства: новые вызовы и решения. Сборник материалов LIV Студенческой научно-практической конференции, посвящённой 75-летию Победы в Великой Отечественной войне . 2020. С. 277-281.