азотно-фосфорно-калийное питание растений как фактор плодородия почв[1]

Главнейшие элементы почвенного питания растений - азот, фосфор и калий.

Основная масса азота почв сосредоточена в органическом ве­ществе. Количество азота находится в прямой зависимости от содержания в почве органического вещества, прежде всего гуму­са.

Поглощаясь в больших количествах растениями, фосфор акку­мулируется в верхних горизонтах почвы. Фосфор в почвах содер­жится в органических и минеральных соединениях. Органические представлены фитином, нуклеиновыми кислотами, нуклеопротеи- дами, фосфатидами, сахарофосфатами и др., минеральные - соля­ми кальция, магния, железа и алюминия ортофосфорной кислоты. Также фосфор в почве входит в состав апатита, фосфорита и ви­вианита. Апатит встречается во многих магматических породах и составляет 95 % соединений фосфора в земной коре.

Присутствует калий чаще в глинистых минералах тонкодис­персных фракций, особенно в гидрослюдах, а также в составе та­ких первичных минералов крупной фракции, как биотит, муско­вит, калиевые полевые шпаты. Подобные формы калия является практически недоступными для питания растений и представля­ют своего рода резерв. Растения усваивают наиболее подвижные формы (калий почвенного раствора, обменный).

В процессе оценки почвенного плодородия обычно определяют общее (валовое) количество элемента, его доступные (обменные) формы для растений, а также иногда и водо-растворимые формы.

Вынос с урожаем химических элементов обычно называют их отчуждением. На основе этого строятся расчеты их необходимо­го восполнения минеральными и органическими удобрениями для поддержания эффективного плодородия почвы. Например, при урожае озимой пшеницы 40 ц/га и соломы 60 ц/га вынос азота с урожаем составит 130 кг. С навозом в поле должно возвратиться примерно 15 кг азота, с семенами - 5. Следовательно, из 130 кг вынесенного азота возвратится только 20, или 15,4 %. Оставшееся количество (110 кг) необходимо пополнить внесением органических и минеральных удобрений.

Выявлены географические закономерности выноса сельско­хозяйственными культурами азота, фосфора и калия (табл. 3.6). Содержание азота в кукурузе на серых и темно-серых лесных поч­вах по сравнению со светло-каштановыми изменяется на 10 %, по фосфору - на 43 % и по калию - на 71 %. По овсу при переходе от дерново-подзолистых к черноземным почвам вынос азота возрастал на 40 %, фосфора - на 11 % и калия - на 98 %.

Таблица 3.6

зависимость выноса азота, фосфора и калия от типа почвы (Справочник агрохимика, 1976)

Оценка почв по содержанию азота, фосфора и калия.

Таблица 3.7

Среднее содержание азота, фосфора и калия в почвах в слое 0-25 см

В агрохимии и почвоведении разработаны методы и придержки оценки агрохимической обеспеченности почв, которые позволяют планировать, нормировать и регламентировать применение удобре­ний с учетом их оптимальности для растений, почв, окружающей среды и здоровья человека и животных.

При оценке плодородия почв по агрохимической обеспеченно­сти обычно используют 3 уровня сведений.

Потенциальное плодородие, оценка которого идет по валовым запасам и сопоставима с изменением содержания органического вещества. Этот уровень обычно приурочивается к смене систем земледелия и антропогенным изменениям почвенного покрова. В СССР этому уровню приурочивались почвенные обследования, про­водимые каждые 20 лет.

Эффективное плодородие, которое определяется по содержа­нию доступного резерва питательных элементов для растений. Сюда относятся все формы химических элементов, поглощаемых растениями, включая и водорастворимые. Этот уровень является рабочим инструментом по разработке мероприятий по внесению минеральных и органических удобрений, и его повторные исследо­вания проводятся каждые 5 лет.

Сезонное плодородие объединяет те формы химических эле­ментов, которые отличаются высокой динамичностью в зависимо­сти от интенсивности микробиологических и погодных условий и меняются в течение сезона. Обычно это водорастворимые формы азота, фосфора и калия. Этот уровень используют при научных исследованиях для определения сезонной динамики питательных элементов. Оценка потенциального плодородия разных почв и ее горизонтов по уровню обеспеченности приведена в табл. 3.8.

Таблица 3.8

оценка потенциального плодородия почв азотом, фосфором и калием, %

Эффективное плодородие почв по содержанию доступных расте­ниям соединений азота, фосфора и калия показаны в табл. 3.9-3.11.

Таблица 3.9

Оценка содержания в почвах гидролизуемого азота (NO₂), мг на 100 г почвы

Таблица 3.10

Оценка содержания в почвах подвижного фосфора (Р₂О₅), мг на 100 г почвы

Требования отдельных растений по содержанию в почвах эле­ментов питания не одинакова, что важно учитывать при внесении удобрений (табл.

Таблица 3.11

оценка содержания в почвах обменного калия (К ₂о), мг на 100 г почвы

Таблица 3.12

отзывчивость некоторых растений на обеспеченность почв азотом, фосфором и калием

Растения имеют свойство накапливать в своих организмах нитра­ты, содержащиеся в почве в избыточных количествах.

В России приняты ПДК нитратов растительного происхожде­ния. Допустимая суточная доза (ДСД) для человека составляет 5 мг на 1 кг веса (табл. 3.13).

Сами нитраты не оказывают токсичного действия, но под влия­нием некоторых кишечных бактерий они могут переходить в нитри­ты, обладающие значительной токсичностью. Нитриты, соединяясь с гемоглобином крови, переводят его в метгемоглобин, который пре­пятствует переносу кислорода по кровеносной системе. Развивается заболевание - метгемоглобинемия, особенно опасное для детей. Симптомы заболевания: полуобморочное состояние, рвота, диарея.

Таблица 3.13

Допустимые уровни содержания нитратов в продуктах растительного происхождения, мг/кг.

3.4.