Влияние органических удобрений на почву. Как влияют удобрения на почву

Из отдельных элементов питания на формирование генеративных органов зимующих глазков винограда и на повышение морозоустойчивости растений положительное влияние оказывают калийные и фосфорные удобрения, которые способствуют более раннему созреванию винограда и быстрому завершению периода вегетации. При недостатке калия в растении наблюдается накопление растворимых форм азота, а синтез белковых веществ и накопление углеводов замедляются. Такое изменение в процессе обмена веществ у растений приводит к снижению их морозоустойчивости.
Следовательно, большое значение для повышения морозоустойчивости виноградного растения имеет режим почвенного питания. Морозоустойчивость растений повышается при обеспеченности всеми необходимыми элементами питания, в противном случае она снижается. Из-за недостатка или избытка отдельных элементов питания нарушается нормальный ход развития растений. При недостатке любого из элементов питания растения плохо ассимилируют и вследствие этого не откладывают на зиму необходимых запасов пластических веществ. Закаливание таких растений осенью проходит неудовлетворительно. Поэтому удобрение виноградников надо рассматривать как необходимый агротехнический прием, улучшающий их морозоустойчивость.
В повышении морозоустойчивости виноградных кустов большое значение имеют и другие агротехнические мероприятия: нагрузка кустов, зеленые операции, подвязка побегов и т. д. Перегрузка кустов урожаем на низком агротехническом фоне ослабляет рост побегов, ухудшает их вызревание, что также снижает их морозоустойчивость. У недостаточно нагруженных кустов рост может оказаться чрезмерно сильным и продолжительным, в результате чего общая задержка вегетации может также привести к невызреванию лозы и, следовательно, к снижению устойчивости растений к низким температурам. Таким образом, низкими температурами особенно повреждаются те растения, которые по той или иной причине оказались недостаточно подготовленными к зиме.
Исследования по влиянию режима минерального питания на морозоустойчивость виноградного растения, проведенные в условиях Армении на сорте Воскеат, показали, что кусты, которые удобряли смесью NPK, во время зимних морозов сохранились лучше, чем кусты, которые получали лишь азотное или неполное удобрение (табл. 10).

Агротехника выращивания овощных, плодово-ягодных и декоративных культур предусматривает обязательное внесение в почву органических и неорганических подкормок. Положительное влияние минеральных удобрений на рост и развитие растений давно не вызывает ни у кого сомнений.
Даже ярые приверженцы органического земледелия вынуждены признать необходимость использования соединений азота, фосфора, калия, микроэлементов для наращивания зеленой массы и полноценного вызревания плодов.

Влияние азотных удобрений на растения

Азот - один из самых существенных элементов для роста растений. Удобрения вносят прямо в почву при весенней перекопке (мочевина) и в растворенном виде (аммиачная селитра).
Первые признаки недостатка азота - слабые и чахлые побеги, листья с желтизной или бледно-зеленого цвета. Уже через два-три дня после подкормки растения буквально «оживают» на глазах. Стебли становятся более крепкими, а зеленая масса приобретает характерный насыщенный цвет.
Также недостаток азота может проявиться и в слабой созреваемости плодов. Низкое содержание белка приводит к резкому ухудшению их вкуса и внешнего вида.

К основным преимуществам азотных удобрений можно отнести:

• их можно использовать на разных типах почв;
• обеспечивают быстрый рост растений;
• способствую повышению урожайности и качества созревших плодов.

Влияние азотных удобрений на рост и развитие растений особенно важно в фазе наращивания зеленой массы, так как ее недостаток приведет к дальнейшему сбрасыванию цвета и плодов.
Следует учитывать, что, начиная с момента завязывания плодов, применение азота следует исключить, так как естественный рост растений замедляется, а плодовые деревья и кустарники должны подготовиться к зиме.

Калийные удобрения - влияние на растения

Калий как элемент необходим для повышения урожайности, устойчивости к засухе, низким температурам, грибным заболеваниям. Первые признаки калийного голодания - еле заметное увядание листьев и снижение их упругости, появление белой каемки по краю листа, которая впоследствии становится коричневой.
При вовремя внесенной подкормке растения быстро восстанавливаются и нормализуют рост и плодоношение.
Влияние удобрений на урожайность картофеля и его качество
Картофель - одна из самых популярных культур в России. Как правило, выращивают его на одних и тех же площадях, что требует соблюдения определенной агротехники. Для получения хороших урожаев рекомендуется выращивание сидератов и своевременное внесение удобрений. Осенью при перекопке добавляют обычный или двойной суперфосфат, весной при посадке - калийные или комплексные удобрения с высоким содержанием активного элемента. Картофель относится к калиелюбивым растениям, при его недостатке вкус и качество клубней ухудшается.

Влияние фосфорсодержащих минеральных удобрений на урожайность

Влияние минеральных удобрений на почвенные микроорганизмы

Научно доказанный факт - минеральные удобрения при благоприятных климатических условиях способствует увеличению активности микроорганизмов. Физические свойства почвы при этом не изменяются, уровень гумуса практически остается прежним (исследования были начаты на базе ТСХА академиком Прянишниковым Д.Н.).

Органические удобрения представляют собой вещества растительно-животного происхождения, вносимые в почву с целью улучшения агрохимических свойств почвы и увеличения урожайности. В качестве органических удобрений применяют различные виды навоза, птичий помет, компосты, зеленое удобрение. Органические удобрения оказывают разностороннее влияние на агрономические свойства:

• в их составе в почву поступают все необходимые растениям питательные вещества. Каждая тонна сухого вещества навоза КРС содержит около 20 кг азота, 10 – фосфора, 24 – калия, 28 – кальция, 6 – магния, 4 кг серы, 25 г бора, 230 – марганца, 20 – меди, 100 – цинка и т.д. – такое удобрение называют полным.
• в отличие от минеральных удобрений органические удобрения по содержанию питательных веществ менее концентрированные,
• навоз и другие органические удобрения служат для растений источником СО2. При внесении в почву 30 – 40 т навоза за день в период интенсивного разложения выделяется за день 100 – 200 кг/га СО2.
• органические удобрения – энергетический материал и источник пищи для почвенных микроорганизмов.
• значительная часть питательных веществ в органических удобрениях становятся доступной растениям лишь по мере их минерализации. То есть органические удобрения обладают последействием, так как элементы из них используются на протяжении 3-4 лет.
• эффективность навоза зависит от климатических условий и снижается с севера на юг и с запада на восток.
• внесение органических удобрений довольно дорогостоящее мероприятие – имеется большие затраты на транспортировку, внесение ГСМ, амортизацию и технический уход.

Подстилочный навоз – составные части – твердые и жидкие экскременты животных и подстилка. Химический состав в значительной степени зависит от подстилки, ее вида и количества, вида животных, потребляемых кормов, способа хранения. Твердые и жидкие выделения животных неравноценны по составу и удобрительным качествам. Почти весь фосфор попадает в твердые выделения, в жидких его очень мало. Около 1/2 - 2/3 азота и почти весь калий находящийся в кормах выделяются с мочой животных. N и Р твердых выделений становятся доступными растениям лишь после их минерализации, в то время как калий находится в подвижной форме. Все питательные вещества жидких выделений представлены в легкорастворимой или легкоминеральной форме.

Подстилка – при добавлении к навозу увеличивает его выход, улучшает его качество и уменьшает в нем потери азота и жижи. В качестве подстилки используют: солому, торф, опилки и др. Во время хранения в навозе происходит при участии микроорганизмов процессы распада твердых выделений с образованием более простых. В жидких выделениях содержится мочевина СО(NН2)2, гипуровая кислота С6Н5СОNНСН2СООН и мочевую кислоту С5Н4NО3 которые могут разлагаться до свободного NН3 две формы N-белковый и аммиачный –нитратов нет.

По степени разложения различают свежий, полуперепревший, перепревший и перегной.

Перегной – богатая органическим веществом черная однородная масса 25 % от исходного.

Условия применения – навоз повышает урожай в течении нескольких лет. В засушливой и крайне засушливой зоне последействие превышает действие. Наибольший эффект от навоза достигается при внесении его под зяблевую вспашку, с немедленной заделкой в почву. Внесение навоза в зимнее время приводит к значительным потерям NО3 и NН4 и на 40 – 60 % снижается его эффективность. Нормы удобрений в севообороте следует устанавливать с учетом повышения или сохранения содержания гумуса на исходном уровне. Для этого на черноземных почвах насыщенность 1 га севооборота должна составлять 5 – 6 т, на каштановых – 3 – 4 т.

Доза навоза 10 – 20 т/га – засушливых, 20 – 40 т. – в недостаточного обеспечения влагой. Наиболее отзывчивы технические культуры – 25 – 40 т/га. под озимую пшеницу 20 – 25 т/га под предшественник.

Солома – важный источник органических удобрений. Химический состав соломы довольно широко изменяется в зависимости от почвенных и погодных условий. Она содержит около 15 % Н2О и примерно на 85 % состоит из органического вещества (целлюлюзу, пенгозаны, гемоциллюлоза и гигнин), которая является углеродистым энергетическим материалом для почвенных микроорганизмов, основой строительного материала для синтеза гумуса. В соломе имеется 1-5 % протеина и всего лишь 3-7 % золы. В состав органических веществ соломы входят все необходимые растениям питательные вещества, которые микроорганизмами почвы минерализируется в легко доступные формы в 1 г. соломы в среднем содержится 4-7 N, 1-1,4 Р2О5, 12-18 К2О, 2-3 кг Са, 0,8-1,2 кг Мg, 1-1,6 кг S, 5 г бора, 3 г Сu, 30 г Мn. 40 г Zn, 0,4 Мо и т.д.

При оценке соломы как органического удобрения большое значение имеет не только наличие тех или иных веществ, но и соотношение C:N. Установлено, что для нормального ее разложения отношение C:N должно быть 20-30:1.

Положительное действие соломы на плодородие почвы и урожай с.-х. культур возможно при наличии необходимых условий для ее разложения. Скорость разложения зависит: от наличия источников питания для микроорганизмов, их численности, видового состава, типа почвы, ее окультуренности, температуры, влажности, аэрации.

Навозная жижа представляет собой в основном перебродившую мочу животных за 4 месяца из 10 т подстилочного навоза при плотном хранении выделяется 170 л, при рыхло- плотном- 450 л и при рыхлом- 1000 л. В среднем в навозной жиже содержится N- 0,25 –0,3 %, Р2О5- 0,03-0,06 % и калия – 0,4-0,5 %- преимущественно азотно- калийное удобрение. Все питательные вещества в ней находятся в легкодоступной для растений форме, поэтому она считается быстродействующим удобрением . Коэффициент использования 60-70 % для N и К.

Птичий помет – это ценное быстродействующее органическое, концентрированное удобрение, содержащее все основные питательные вещества, необходимые растениям. Так в курином птичьем помете содержится 1,6 % N, 1,5 Р2О5, 0,8 % К2О, 2,4 СаО, 0,7 МgО, 0,4 SО2. Кроме микроэлементов, в его состав входят микроэлементы, Mn, Zn, Co, Cu. Количество питательных веществ в птичьем помете в значительной степени зависит от условий кормления птицы и содержания птицы.

Основных способ содержания птицы два: напольное и клеточное . При напольном содержании довольно широко применяется глубокая несменяемая подстилка из торфа, соломы, стержней кукурузы. При клеточном содержании птицы его разбавляют водой, чем снижается концентрация питательных веществ и значительно повышает затраты на использование в качестве удобрения. Сырой птичий помет характеризуется неблагоприятными физическими свойствами, затрудняющими механизацию использования. Обладает рядом других отрицательных свойств: распространяет на большие расстояния неприятный запах, содержит огромное количество сорняков, источником загрязнения окружающей среды и рассадником патогенной микрофлоры.

Зеленое удобрение – свежая растительная масса, запахиваемая в почву для обогащения её органическим веществом и азотом. Часто этот прием называют сидерацией, а растения, выращиваемые на удобрение, сидератами. В качестве сидератов в южно-русской степи возделывают бобовые растения – сераделла, донник, маш, эспарцет, чина, вика, горох посевной озимый и зимующий, вика озимая, горох кормовой (пелюшка), астрагал; капустные – рапс озимый и яровой, горчица, а также их смеси с бобовыми культурами. По мере снижения доли бобового компонента в смеси, снижается поступление азота, что компенсируется значительно большим количеством биологической массы.

Зеленое, как любое органическое удобрение, оказывает многостороннее положительное влияние на агрохимические свойства почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. В зависимости от условий возделывания на каждом гектаре пашни наращивается и запахивается от 25 до 50 т/га зеленой массы сидератов. В биологической массе зеленых удобрений содержится заметно меньшее количество азота и особенно фосфора и калия по сравнению с навозом.

Разные биогенные элементы, попадая в почву с удобрениями, претерпевают существенные превращения. Одновременно они оказывают значительное влияние на плодородие почвы.

Да и свойства почвы, в свою очередь, могут оказывать на вносимые удобрения как позитивное, так и негативное влияние. Эта взаимосвязь удобрений и почвы является весьма сложной и требует глубоких и обстоятельных исследований. С превращениями удобрений в почве связаны и различные источники их потерь. Эта проблема представляет собой одну из основных задач агрохимической науки. Р. Kundler et al. (1970) в общем виде показывают следующие возможные превращения различных химических соединений и связанные с ними потери питательных элементов путем вымывания, улетучивания в газообразной форме и закрепления в почве.

Вполне понятно, что это лишь некоторые показатели превращения различных форм удобрений и питательных элементов в почве, они еще далеко не охватывают многочисленные пути превращения различных минеральных удобрений в зависимости от типа и свойств почвы.

Поскольку почва является важным звеном биосферы, она прежде всего подвергается сложному комплексному воздействию вносимых удобрений, которые могут оказывать следующее влияние на почву: вызывать подкисление или подщелачивание среды; улучшать или ухудшать агрохимические и физические свойства почвы; способствовать обменному поглощению ионов или вытеснять их в почвенный раствор; способствовать пли препятствовать химическому поглощению катионов (биогенных и токсических элементов); способствовать минерализации или синтезу гумуса почвы; усиливать или ослаблять действие других питательных элементов почвы или удобрений; мобилизовать или иммобилизовать питательные элементы почвы; вызывать антагонизм или синергизм питательных элементов и, следовательно, существенно влиять на их поглощение и метаболизм в растениях.

В почве может быть сложное прямое или косвенное взаимовлияние между биогенными токсичными элементами, макро — и микроэлементами, а это оказывает значительное влияние на свойства почвы, рост растений, их продуктивность и качество урожая.

Так, систематическое применение физиологически кислых минеральных удобрений на кислых дерново-подзолистых почвах повышает их кислотность и ускоряет вымывание из пахотного слоя кальция и магния и, следовательно, увеличивает степень ненасыщенности основаниями, снижая почвенное плодородие. Поэтому на таких ненасыщенных почвах применение физиологически кислых удобрений необходимо сочетать с известкованием почвы и нейтрализацией вносимых минеральных удобрений.

Двадцатилетнее применение удобрений в Баварии на иловатой, плохо дренированной почве в сочетании с известкованием под травы привело к повышению pH с 4,0 до 6,7. В поглощаемом комплексе почвы обменный алюминий заменился кальцием, что привело к значительному улучшению свойств почвы. Потери же кальция в результате выщелачивания составили 60-95% (0,8-3,8 ц/га в год). Как показали расчеты, ежегодная потребность в кальции составила 1,8-4 ц/га. В этих опытах урожай сельскохозяйственных растений хорошо коррелировал со степенью насыщенности почвы основаниями. Авторы пришли к выводу, что для получения высокого урожая необходимы pH почвы >5,5 и высокая степень насыщенности основаниями (V = 100%); при этом удаляется обменный алюминий из зоны наибольшего размещения корневой системы растений.

Во Франции выявлено большое значение кальция и магния в повышении плодородия почв и улучшении их свойств. Установлено, что выщелачивание приводит к обеднению запаса кальция и магния

в почве. В среднем ежегодные потери кальция составляют 300 кг/га (200 кг на кислой почве и 600 кг на карбонатной), а магния - 30 кг/га (на песчаных почвах они достигали 100 кг/га). Кроме того, некоторые культуры севооборота (бобовые, технические и др.) выносят значительные количества кальция и магния из почвы, поэтому следующие за ними зерновые культуры часто обнаруживают симптомы недостаточности этих элементов. Не нужно забывать также, что кальций и магний выполняют роль физико-химических мелиорантов, оказывая благоприятное влияние на физические и химические свойства почвы, а также на ее микробиологическую деятельность. Это косвенно влияет на условия минерального питания растений другими макро — и микроэлементами. Для поддержания плодородия почвы необходимо восстановление уровня содержания кальция и магния, потерянных в результате выщелачивания и выноса из почвы сельскохозяйственными культурами; для этого ежегодно следует вносить 300-350 кг CaO и 50-60 кг MgO на 1 га.

Задача заключается не только в восполнении потерь этих элементов вследствие выщелачивания и выноса сельскохозяйственными культурами, но и в восстановлении плодородия почвы. В этом случае нормы внесения кальция и магния зависят от первоначального значения pH, содержания в почве MgO и фиксирующей способности почвы, т. е. прежде всего от содержания в ней физической глины и органического вещества. Подсчитано, что для повышения pH почвы на одну единицу нужно внести извести от 1,5 до 5 т/га, в зависимости от содержания физической глины (<10% - >30%), Чтобы повысить содержание магния в пахотном слое почвы на 0,05%, нужно внести 200 кг MgO/га.

Очень важно установить правильные дозы извести в конкретных условиях ее применения. Этот вопрос не настолько прост, как часто его представляют. Обычно дозы извести устанавливают в зависимости от степени кислотности почвы и насыщенности ее основаниями, а также разновидности почвы. Эти вопросы требуют дальнейшего, более глубокого изучения в каждом конкретном случае. Важен вопрос о периодичности внесения извести, дробности внесения в севообороте, сочетании известкования с фосфоритованием и внесением других удобрений. Установлена необходимость в опережающем известковании как условии для повышения эффективности минеральных удобрений на кислых почвах таежно-лесной и лесостепной зон. Известкование существенно влияет на подвижность макро — и микроэлементов внесенных удобрений и самой почвы. А это сказывается на продуктивности сельскохозяйственных растений, качестве продуктов питания и кормов, а следовательно, на здоровье человека и животных.

М. Р. Sheriff (1979) считает, что о возможном переизвестковании почв можно судить по двум уровням: 1) когда продуктивность пастбищ и животных не повышается при дополнительном внесении извести (это автор называет максимальным экономическим уровнем) и 2) когда известкование нарушает баланс питательных веществ в почве, и это отрицательно сказывается на продуктивности растений и здоровье животных. Первый уровень на большей части почв наблюдается при pH около 6,2. На торфяных почвах максимальный экономический уровень отмечается при pH 5,5. Некоторые пастбища на легких вулканических почвах не обнаруживают каких-либо признаков отзывчивости на известь при их природной величине pH 5,6.

Необходимо строго учитывать требования возделываемых культур. Так, чайный куст предпочитает кислые красноземы и желтоземно-подзолистые почвы, известкование угнетает эту культуру. Внесение извести отрицательно влияет на лен, картофель (подробности ) и другие растения. Наиболее хорошо отзываются на известь бобовые культуры, которые угнетаются на кислых почвах.

Проблема же продуктивности растений и здоровья животных (второй уровень) чаще всего возникает при рН = 7 и более. Кроме того, почвы различаются по скорости и степени отзывчивости на известь. Например, согласно М. Р. Sheriff (1979), чтобы изменить pH с 5 до 6 для легких почв, ее требуется около 5 т/га, а для тяжелой глинистой почвы в 2 раза большее количество. Важно учитывать также содержание карбоната кальция в известковом материале, а также рыхлость породы, тонину ее помола и т. д. С агрохимической точки зрения весьма важно учитывать мобилизацию и иммобилизацию макро — и микроэлементов в почве под действием известкования. Установлено, что известь мобилизует молибден, который в избыточных количествах может отрицательно влиять на рост растений и здоровье животных, но одновременно наблюдаются симптомы недостаточности меди у растений и скота.

Применение удобрений может не только мобилизовывать отдельные питательные элементы почвы, но и связывать их, превращая в недоступную для растений форму. Исследования, проведенные в нашей стране и за рубежом, показывают, что одностороннее использование высоких доз фосфорных удобрений часто значительно снижает содержание подвижного цинка в почве, вызывая цинковое голодание растений, что отрицательно сказывается на количестве и качестве урожая. Поэтому применение высоких доз фосфорных удобрений часто вызывает необходимость внесения цинкового удобрения. Больше того, внесение одного фосфорного или цинкового удобрения может не дать эффекта, а совместное их применение привести к значительному положительному их взаимодействию.

Можно привести немало примеров, свидетельствующих о положительном и отрицательном взаимодействии макро- и микроэлементов. Во Всесоюзном научно-исследовательском институте сельскохозяйственной радиологии изучали влияние минеральных удобрений и известкования почвы доломитом на поступления радионуклида стронция (90 Sr) в растения. Содержание 90 Sr в урожае ржи, пшеницы и картофеля под влиянием полного минерального удобрения снижалось в 1,5-2 раза по сравнению с неудобренной почвой. Наименьшее содержание 90 Sr в урожае пшеницы было в вариантах с высокими дозами фосфорных и калийных удобрений (N 100 P 240 K 240), а в клубнях картофеля - при внесении высоких доз калийных удобрений (N 100 P 80 K 240). Внесение доломита снизило накопление 90 Sr в урожае пшеницы в 3-3,2 раза. Внесение полного удобрения N 100 P 80 K 80 на фоне известкования доломитом уменьшало накопление радиостронция в зерне и соломе пшеницы в 4,4-5 раз, а при дозе N 100 P 240 K 240 - в 8 раз по сравнению с содержанием без известкования.

Ф. А. Тихомиров (1980) указывает на четыре фактора, влияющие на размеры выноса радионуклидов из почв урожаем растений: биогеохимические свойства техногенных радионуклидов, свойства почвы, биологические особенности растений и агрометеорологические условия. Например, из пахотного слоя типичных почв европейской части СССР выводится в результате миграционных процессов 1-5% содержащегося в нем 90 Sr и до 1 % 137 Cs; на легких почвах скорость удаления радионуклидов из верхних горизонтов существенно выше, чем на тяжелых. Лучшая обеспеченность растений питательными элементами и их оптимальное соотношение снижают поступление радионуклидов в растения. Культуры с глубоко проникающими корневыми системами (люцерна) меньше накапливают радионуклидов, чем с поверхностными корневыми системами (райграс).

На основе экспериментальных данных в лаборатории радиоэкологии МГУ научно обоснована система агромероприятий, реализация которых существенно снижает поступление радионуклидов (стронция, цезия и др.) в продукцию растениеводства. Эти мероприятия включают: разбавление поступающих в почву радионуклидов в виде практически невесомых примесей их химическими аналогами (кальций, калий и др.); уменьшение степени доступности радионуклидов в почве внесением веществ, переводящих их в менее доступные формы (органическое вещество, фосфаты, карбонаты, глинистые минералы); заделка загрязненного слоя почвы в подпахотный горизонт за пределы зоны распространения корневых систем (на глубину 50-70 см); подбор культур и сортов, накапливающих минимальные количества радионуклидов; размещение на загрязненных почвах технических культур, использование этих почв под семенные участки.

Эти мероприятия могут быть использованы и для снижения загрязнения сельскохозяйственной продукции и токсическими веществами нерадиоактивной природы.

Исследованиями Е. В. Юдинцевой и др. (1980) также установлено, что известковые материалы снижают накопление 90 Sr из дерново-подзолистой супесчаной почвы в зерне ячменя примерно в 3 раза. Внесение повышенных доз фосфора на фоне доменных шлаков снижало содержание 90 Sr в соломе ячменя в 5-7 раз, в зерне - в 4 раза.

Под влиянием известковых материалов содержание цезия (137 Cs) в урожае ячменя снижалось в 2,3-2,5 раза по сравнению с контролем. При совместном внесении высоких доз калийных удобрений и доменных шлаков содержание 137 Cs в соломе и зерне снижалось в 5-7 раз по сравнению с контролем. Действие извести и шлаков на уменьшение накопления радионуклидов в растениях более резко выражено на дерново-подзолистой почве, чем на серой лесной.

Исследованиями ученых США установлено, что при использовании для известкования Ca(OH) 2 токсичность кадмия снижалась в результате связывания его ионов, применение же для известкования CaCO 3 было неэффективным.

В Австралии изучали влияние двуокиси марганца (MnO 2) на поглощение свинца, кобальта, меди, цинка и никеля растениями клевера. Установлено, что при добавлении в почву двуокиси марганца сильнее снижалось поглощение свинца и кобальта и в меньшей степени никеля; на поглощение же меди и цинка MnO 2 оказывала незначительное влияние.

В США также были проведены исследования по влиянию различного содержания свинца и кадмия в почве на поглощение кукурузой кальция, магния, калия и фосфора, а также на сухую массу растений.

Из данных таблицы видно, что кадмий оказывал негативное влияние на поступление всех элементов в 24-дневные растения кукурузы, а свинец замедлял поступление магния, калия и фосфора. Кадмий также отрицательно влиял на поступление всех элементов в 31-дневные растения кукурузы, а свинец оказывал положительное действие на концентрацию кальция и калия и отрицательное - на содержание магния.

Эти вопросы имеют важное теоретическое и практическое значение, особенно для земледелия в индустриально развитых районах, где увеличивается накопление ряда микроэлементов, в том числе и тяжелых металлов. В то же время возникает необходимость в более глубоком изучении механизма взаимодействия различных элементов на поступление их в растение, на формирование урожая и качество продукции.

В университете штата Иллинойс (США) также изучали влияние взаимодействия свинца и кадмия на поглощение их растениями кукурузы.

У растений отмечена определенная тенденция повышать поглощение кадмия в присутствии свинца; почвенный кадмий, наоборот, снижал поглощение свинца в присутствии кадмия. Оба металла в испытанных концентрациях подавляли вегетативный рост кукурузы.

Представляют интерес выполненные в ФРГ исследования по влиянию хрома, никеля, меди, цинка, кадмия, ртути и свинца на поглощение фосфора и калия яровым ячменем и перемещение этих питательных элементов в растении. В исследованиях были использованы меченые атомы 32 Р и 42 К. Тяжелые металлы в питательный раствор добавляли в концентрации от 10 -6 до 10 -4 мол/л. Установлено значительное поступление тяжелых металлов в растение с повышением их концентрации в питательном растворе. Все металлы оказывали (в разной мере) ингибирующее действие как на поступление фосфора и калия в растения, так и на перемещение их в растении. Ингибирующее действие на поступление калия проявлялось в большей мере, чем фосфора. Кроме того, перемещение обоих питательных элементов в стебли подавлялось сильнее, чем поступление в корни. Сравнительное действие металлов на растение происходит в следующем нисходящем порядке: ртуть → свинец → медь → кобальт → хром → никель → цинк. Этот порядок соответствует электрохимическому ряду напряжений элементов. Если действие ртути в растворе отчетливо проявлялось уже при концентрации 4∙10 -7 мол/л (= 0,08 мг/л), то действие цинка - только при концентрации выше 10 -4 мол/л (=6,5 мг/л).

Как уже отмечалось, в индустриально развитых районах происходит накопление в почве различных элементов, в том числе тяжелых металлов. Вблизи крупных автострад Европы и Северной Америки весьма ощутимо влияние на растения соединений свинца, поступающих в воздух и почву с выхлопными газами. Часть соединений свинца попадает через листья в ткани растений. Многочисленными исследованиями установлено повышенное содержание свинца в растениях и почве на расстоянии до 50 м в сторону от автострад. Отмечены случаи отравления растений в местах особенно интенсивного воздействия выхлопных газов, например елей на расстоянии до 8 км от крупного Мюнхенского аэропорта, где производится около 230 вылетов самолетов в день. В хвое ели содержалось свинца в 8-10 раз больше, чем в хвое в незагрязненных районах.

Соединения других металлов (меди, цинка, кобальта, никеля, кадмия и др.) заметно влияют на растения вблизи металлургических предприятий, поступая как из воздуха, так и из почвы через корни. В таких случаях особенно важно изучение и внедрение приемов, предотвращающих избыточные поступления токсических элементов в растения. Так, в Финляндии определяли содержание свинца, кадмия, ртути, меди, цинка, марганца, ванадия и мышьяка в почве, а также салате, шпинате и моркови, выращиваемых вблизи промышленных объектов и автострад и на чистых участках. Исследовали также дикорастущие ягоды, грибы и луговые травы. Установлено, что в зоне действия промышленных предприятий содержание свинца в салате колебалось от 5,5 до 199 мг/кг сухой массы (фон 0,15-3,58 мг/кг), в шпинате - от 3,6 до 52,6 мг/кг сухой массы (фон 0,75-2,19), в моркови - 0,25-0,65 мг/кг. Содержание свинца в почве составило 187-1000 мг/кг (фон 2,5-8,9). Содержание свинца в грибах достигало 150 мг/кг. По мере удаления от автострад содержание свинца в растениях снижалось, например, в моркови с 0,39 мг/кг на расстоянии 5 м до 0,15 мг/кг на расстоянии 150 м. Содержание кадмия в почве менялось в пределах 0,01-0,69 мг/кг, цинка - 8,4-1301 мг/кг (фоновые концентрации соответственно были 0,01-0,05 и 21,3-40,2 мг/кг). Интересно заметить, что известкование загрязненной почвы снижало содержание кадмия в салате с 0,42 до 0,08 мг/кг; калийные же и магниевые удобрения не оказывали на него заметного влияния.

В зонах сильного загрязнения содержание цинка в травах было высокое - 23,7-212 мг/кг сухой массы; содержание мышьяка в почве 0,47-10,8 мг/кг, в салате - 0,11-2,68, шпинате - 0,95-1,74, моркови - 0,09-2,9, лесных ягодах - 0,15-0,61, грибах - 0,20-0,95 мг/кг сухого вещества. Содержание ртути в окультуренных почвах было 0,03-0,86 мг/кг, в лесных почвах - 0,04-0,09 мг/кг. Заметных различий в содержании ртути в разных овощах не обнаружено.

Отмечается действие известкования и затопления полей на снижение поступления кадмия в растения. Например, содержание кадмия в верхнем слое почвы рисовых полей в Японии составляет 0,45 мг/кг, а его содержание в рисе, пшенице и ячмене на незагрязненной почве соответственно 0,06 мг/кг, 0,05 и 0,05 мг/кг. Наибольшей чувствительностью к кадмию отличается соя, у которой снижение роста и массы зерен происходит при содержании в почве кадмия 10 мг/кг. Накопление же кадмия в растениях риса в количестве 10-20 мг/кг вызывает подавление их роста. В Японии ПДК кадмия в зерне риса - 1 мг/кг.

В Индии существует проблема токсичности меди вследствие большого накопления ее в почвах, расположенных около медных рудников в Бихаре. Токсичный уровень цитрат ЭДТА-Си > 50 мг/кг почвы. Ученые Индии изучали также влияние известкования на содержание меди в дренажной воде. Нормы извести были 0,5, 1 и 3 от требуемой для известкования. Исследования показали, что известкование не решает проблему токсичности меди, поскольку 50-80% выпавшей в осадок меди оставалось в доступной для растений форме. Содержание доступной меди в почвах зависело от нормы известкования, первоначального содержания меди в дренажной воде и свойств почвы.

Исследованиями установлено, что типичные симптомы недостаточности цинка наблюдались у растений, выращиваемых в питательной среде, содержащей этого элемента 0,005 мг/кг. Это приводило к подавлению роста растений. В то же время цинковая недостаточность у растений способствовала значительному увеличению адсорбции и транспорта кадмия. С повышением концентрации цинка в питательной среде поступление кадмия в растения резко снижалось.

Большой интерес представляет изучение взаимодействия отдельных макро — и микроэлементов в почве и в процессе питания растений. Так, в Италии изучали влияние никеля на поступление фосфора (32 Р) в нуклеиновые кислоты молодых листьев кукурузы. Опыты показали, что низкая концентрация никеля стимулировала, а высокая подавляла рост и развитие растений. В листьях растений, выращиваемых при концентрации никеля 1 мкг/л, поступление 32 Р во все фракции нуклеиновых кислот было более интенсивное, чем на контроле. При концентрации никеля 10 мкг/л поступление 32 Р в нуклеиновые кислоты заметно снижалось.

Из многочисленных данных исследований можно сделать вывод, что для предотвращения отрицательного влияния удобрений на плодородие и свойства почвы научно обоснованная система удобрения должна предусматривать недопущение или ослабление возможных негативных явлений: подкисления или подщелачивания почвы, ухудшения агрохимических ее свойств, необменного поглощения биогенных элементов, химического поглощения катионов, чрезмерной минерализации гумуса почвы, мобилизации повышенного количества элементов, приводящей к токсическому их действию и т. д.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Удобрения пополняют запасы элементов питания в почве в доступной форме и снабжают ими растения. Вместе с этим они оказывают большое влияние на свойства почвы и тем самым влияют на урожай еще и косвенно. Повышая урожай растений и массу корней, удобрения усиливают положительное действие растений на почву, способствуют увеличению в ней гумуса, улучшению ее химических, водно-воздушных и биологических свойств. Большое непосредственное положительное действие на все эти свойства почвы оказывают органические удобрения (навоз, компосты, зеленое удобрение).
Кислые минеральные удобрения, если они систематически применяются без органических удобрений (а на кислых почвах без извести), могут оказывать отрицательное влияние на свойства почвы (табл. 123). Длительное применение их на кислых неизвесткованных почвах приводит к снижению насыщенности почвы основаниями, повышает содержание токсичных соединений алюминия и токсичных микроорганизмов, ухудшает водно-физические свойства почвы, увеличивает объемный вес (плотность), уменьшает порозность почвы, ее аэрацию и водопроницаемость. В результате ухудшения свойств почвы снижаются прибавки урожаев от удобрений, проявляется «скрыто отрицательное действие» кислых удобрений на урожай.

Главная » Строительные элементы и конструкции » Влияние органических удобрений на почву. Как влияют удобрения на почву