Анспок П.И. Микроудобрения

Подождите немного. Документ загружается.

СПРАВОЧНИК

П. И. Анспок

доктор сельскохозяйственных наук

МИКРОУДОБРЕНИЯ

ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ

И ДОПОЛНЕННОЕ

ЛЕНИНГРАД ВО «АГРОПРОМИЗДАТ»,

ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ 1990

УДК 631.81.095.337

Редактор Алексеева В. А.

Анслок П. И.

А 71 Микроудобрения: Справочник.— 2-е изд.,

иерераб. и доп.— Л.: Агропромиздат. Ленингр.

отд-ние, 1990.— 272 с.

!SBN 5—10—001085—

Показано влияние микроудобрений на урожайность и качество

продукции. Во втором издании (первое вышло в 1978 г.) расширен

раздел комбинированного применения макро- и микроудобрений.

Особое внимание обращено на оптимизацию минерального питания

различных сельскохозяйственных культур и повышение качества

приду

MUl

и.

Для агрономов и агрохимиков.

3702050000-088

ББК 40.40

035(01)-90

С) Издательство «Колос». 1978

ISBN 5—10—001085—

@ ВО «Агропромиздат», !990,

с изменениями

ВВЕДЕНИЕ

Оптимизация питания растет: », повышение эффективно-

сти внесения удобрений в огромной степени связаны с обеспе-

чением оптимального соотношения в почве макро- и микро-

элементов. Причем это важно не только для роста урожая,

но и повышения качества продукции растениеводства и жи-

вотноводства. Следует учитывать также и то, что новые

высокопродуктивные сорта имеют интенсивный обмен ве-

ществ, который требует достаточной обеспеченности всеми

элементами питания, включая и микроэлементы. При возделы-

вании сельскохозяйственных культур по интенсивным техно-

логиям их потребность в микроэлементах повышается, и при

этом изменяются коэффициенты использования растениями

макроудобрений. Вместе с тем на подвижность микроэлемен-

тов, а значит, и на их поступление в растения значительное

влияние оказывают свойства почвы, применение органических

и минеральных удобрений.

Потребность в микроудобреннях растет также и в связи

с расширением применения высококонцентрированных макро-

удобрений, которые лучше очищены и почти не содержат

примесей микроэлементов. Кроме того, внесение повышенных

доз азота, фосфора и калия сдвигает ионное равновесие

почвенного раствора часто в сторону, неблагоприятную для

поглощения растениями микроэлементов.

В настоящее время в нашей стране определено содержание

микроэлементов в почвах основных зон СССР. По данным

ВПНО «Союзсельхозхимия» и ЦИНАО, в 1975—1984 гг. агро-

химическое обследование почв СССР на содержание микро-

элементов проведено на 18 млн га. В результате выявлено, что

во внесении цинковых удобрений нуждалось 78 % обследован-

ных пахотных земель, медных — 67 %, марганцевых — 48 %,

кобальтовых — 91 %, молибденовых — 87 % земель. Высокий

дефицит меди отмечается в торфяно-болотных почвах; молиб-

дена — в кислых дерново-подзолистых и серых лесных;

бора — в дерново-подзолистых и красноземах; марганца,

железа, цинка — в карбонатных почвах. Наиболее эффектив-

но применение молибденовых, медных и борных удобрений

в Северо-Западном, Центральном и Волго-Вятском районах,

в Прибалтике, Белоруссии и на Украине; цинковых, марганце-

вых и кобальтовых удобрений — на Украине, в ряде районов

Сибири и в Средней Азии; цинковых — на Кавказе, в Красно-

дарском крае и Молдавии.

В СССР применяют главным образом борные удобрения

(около 9 тыс. т в 1986 г.). В целом потребность земледелия

в микроудобрениях не удовлетворяется.

Изучение роли микроэлементов в азотном обмене растений

позволило разработать метод оптимизации питания растений

с применением микроудобрений, обосновать ряд практических

мероприятий по борьбе с некоторыми заболеваниями расте-

ний. в основе которых лежит недостаток микроэлементов.

Результаты изучения обеспеченности микроэлементами био-

геохимических регионов и провинций позволили разработать

мероприятия по соответствующему качественному улучшению

рационов кормления сельскохозяйственных животных.

Применение микроудобренкй технологически несложно и

не требует больших затрат труда и средств. Помимо непосред-

ственного внесения в почву, необходимо как можно шире

использовать их для обработки семян перед посевом, совме-

щая эту операцию с протравливанием инсектофунгицидами.

Это повышает не только урожайность культур, но и качество

продукции.

В настоящее время на значительных площадях в СССР

дефицит микроэлементов в почве может служить барьером,

препятствующим получению наибольшего эффекта от приме-

нения основных минеральных удобрений. Объясняется это тем,

что недостаток микроэлементов приводит к нарушению важ-

нейших биохимических процессов в организме растений. Не

исключено, что наблюдаемая во многих случаях низкая отдача

от применения основных минеральных удобрений обусловлена

наряду с другими причинами дефицитом микроэлементов

в почвах. В то же время химическая промышленность не

удовлетворяет потребность сельского хозяйства в микроудоб-

рениях и поэтому применение их крайне ограничено. Отсюда

остро стоит вопрос их рационального использования.

Практическим результатом определения микроэлементов

в почвах являются крупномасштабные картограммы содержа-

ния их подвижных форм. Выполнение таких работ является

трудоемким и дорогостоящим мероприятием. Поэтому учре-

ждения, занимающиеся изучением микроэлементов в почвах,

ограничиваются, как правило, составлением мелкомасштаб-

ных карт. Они являются по существу обзорными и служат

материалом для составления заявок на мнкроудобрення и

распределения их по районам.

Рациональное использование микроудобрений, как и

макроудобрений, в совхозах и колхозах может быть обеспече-

но только на основе крупномасштабных картограмм содержа-

пия подвижных форм микроэлементов в почвах хозяйств

с учетом биологических особенностей возделываемых культур.

Основой для выбора территорий, подлежащих первоочередно-

му картографированию, должны служить мелкомасштабные

обзорные карты. Выполнение таких работ особо важное зна-

чение имеет для нечерноземной зоны, почвы которой отли-

чаются низкой концентрацией микроэлементов.

Настоящая книга знакомит читателя с опытом применения

микроудобрений под основные сельскохозяйственные культу-

ры. В ней использованы результаты исследований, которые

уже более 30 лет ведутся автором и его сотрудниками в науч-

но-исследовательских учреждениях Латвийской ССР. Исполь-

зованы также опубликованные данные других научно-ис-

следовательских учреждений Советского Союза и ряда

зарубежных стран.

В предлагаемой книге автор стремился дать необходимые

практические сведения по теории и практике применения

микроудобрений. Книга не является сводкой всех имеющихся

по этому вопросу литературных данных; в ней приведены

лишь наиболее характерные примеры и практические ре-

комендации.

АГРОХИМИЧЕСКАЯ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ

РОЛЬ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ

Общие сведения

Агрохимическая и физиологическая роль микроэлементов

многогранна. Они улучшают обмен веществ в растениях,

устраняют его функциональные нарушения и содействуют

нормальному течению физиолого-биохимических процессов,

влияют на процессы синтеза хлорофилла и повышают интен-

сивность фотосинтеза. Под действием микроэлементов возра-

стает устойчивость растений к грибным и бактериальным

болезням, к таким неблагоприятным условиям внешней среды,

как недостаток влаги в почве, пониженные или повышенные

температуры, тяжелые условия зимовки и т. д.

Микроэлементы и ферменты. В настоящее время выяснено,

что микроэлементы входят в состав большого числа ферментов

(табл. 1), роль которых в жизни растений велика: они уско-

ряют биохимические реакции, обеспечивая их протекание

при обычной температуре организма. Все биохимические реак-

ции синтеза, распада и обмена органических веществ проте-

кают при участии ферментов.

При недостатке отдельных микроэлементов, входящих в

состав ферментов, активность последних резко снижается.

Например, А. С. Оканенко и Л. К. Островская установили,

что при недостатке меди резко падает активность ферментов,

содержащих медь — полифенолоксидазы и аскорбинаток-

еидазы.

По данным НИИСХ Юго-Востока (1987), бор, молибден

и цинк в составе полимикроудобрения (ПМУ) повышали

активность пероксидазы и полифенолоксидазы в семядолях

и корнях гороха и не изменяли их активность в проростках.

При этом, как и у кукурузы, пероксидазная окислительная

система преобладала над полифенолоксидазой. Благодаря

окислительно-восстановительным лроцессам ферменты оказы-

вали регулирующее действие на дыхание растений, поддержи-

вая его при неблагоприятных условиях на оптимальном

уровне.

Связи микроэлементов с ферментами могут быть прочными

к непрочными. Непрочные связи имеют те микроэлементы,

которые оказывают сходное действие на направленность окис-

1. Участие микроэлементов в ферментативных системах

Микроэлемент

Ферменты и ферментативные системы,

активируемые микроэлементами

Медь Полифенолоксидаза, аскорбинатоксидазз, .;ак

(

альдолаза

Цинк Энолаза, карбоангидраза, щелочная фосфатазз.

пирофосфатаза. лецитиназа и др.

Молибден Нитратредуктаза, гидрогеназа, ксантиноксидазз

лительно-восстановнтельных процессов, на фотосинтез, дина-

мику углеводов, накопление витаминов и на ряд других

ферментативных процессов, т. е. те микроэлементы, которые

вступают в биохимические реакции как двухвалентные метал-

лы (например, Zn

+, СО

+).

Ниже приводится в качестве примера несколько фермен-

тов, в которых макро- и микроэлементы выполняют приблизи-

тельно сходные функции:

Фермент Макро- и микроэлементы

Фосфоглюкомутаза Mg" . Co

2 +

Энолаза Mg

2 +

. Zn

2 +

Аргиназа Со

", Mn

+, Ni

I c" "

Лецитиназа Ca

2 +

Аминопептидаза Mgf

, Mn

Полипептидаза Zn"". Co

2 +

Карбоксилаза Mn

, Cu

2 +

", Ca

' .

2 +

Приведенные примеры характеризуют неспецифическую,

или множественную, активацию ферментов, когда один фер-

мент может быть активирован несколькими макро- и микро-

элементами. В то же время один и тот же макро- и микроэле-

мент может активировать различные ферменты.

Я. В. Пейве указывает, что при решении вопроса о примене-

нии того или иного микроэлемента необходимо учитывать

наличие в почве не только подвижных форм этого элемента,

но и других, главным образом имеющих одинаковую валент-

ность и способных частично заменять друг друга в составе

молекул растительных ферментов. В то же время существуют

ферменты и витамины, с которыми микроэлементы связаны

очень прочно. Они входят в состав молекул или структурного

комплекса, отличаются высокой специфичностью и, следова-

тельно, незаменяемостью. Например, медь прочно связана

с полифенолоксидазой и аскорбинатоксидазой, цинк —

с карбоангидразой и т. д.

Микроэлементы в ферментативных процессах играют

многообразную роль. Тот или другой микроэлемент может

быть либо структурным, либо функциональным их ком-

понентом.

Синтез самих ферментов в растительных клетках может

быть связан с биохимическими реакциями, в которых прямо

или косвенно участвуют микроэлементы. В практике примене-

ния микроудобрений необходимо учитывать также явления

антагонизма между отдельными микроэлементами. Степень

выраженности и направленность явлений синергизма и

антагонизма с возрастом растений изменяются, поскольку

изменяются потребность растений в питательных веществах

и обмен веществ в клетках.

Микроэлементы и обмен веществ. Большим достижением

последних лет является определение функции микроэлементов

в азотном обмене, что связано с открытием в составе флаво-

протеиновых ферментов металлов, некоторые из которых игра-

ют главную роль в азотистом обмене. Отдельные микроэлемен-

ты позволяют направленно усиливать фиксацию молекуляр-

ное азота, что имеет огромное практическое значение.

Более 55 лет назад (Bortels H., 1933) была доказана

важная роль молибдена в фиксации молекулярного азота бак-

териями Azolobacier chroococcum. Позже этим же автором

была установлена необходимость молибдена для анаэробной

азотфиксирующей бактерии Clostridiurn pasteurianum. В

дальнейших исследованиях было выявлено значение в этом

процессе меди, бора, ванадия, вольфрама. Выяснилось, что

ванадий и вольфрам могут частично заменить молибден.

Одной из причин положительного влияния молибдена на

фиксацию молекулярного азота клубеньковыми бактериями

является повышение в его присутствии активности дегидро-

геназ. которые обеспечивают непрерывный приток активиро-

ванного водорода, необходимого для восстановления атмо-

сферного азота.

Молибден и медь положительно влияют на синтез амино-

кислот и белков в клубеньках бобовых культур. Недостаток

бора, меди, цинка ведет к значительному увеличению содержа-

ния свободных аминокислот, что указывает на нарушение

синтеза белка при недостатке указанных микроэлементов.

Ряд микроэлементов (а также макроэлементов) положи-

тельно влияет на фотосинтез. Например, бор, цинк, молибден

и др. повышают активность фотосинтеза. Такие элементы, как

медь, молибден, бор, марганец, кобальт, положительно дейст-

вуют на синтез хлорофилла в листьях растений и уменьшают

его распад в темноте.

Микроэлементы способствуют увеличению количества

хлорофилла, что имеет важное практическое значение, особен-

но при использовании кормовых культур в качестве зеленого

корма для животных.

Поданным Г. Н. Попова и Б. В. Егорова (1987), при внесе-

нии микроэлементов, входящих в суперфосфат, под подсолнеч-

ник в различные периоды его развития значительно изменя-

лась интенсивность фотосинтеза (табл. 2).

2. Продуктивность фотосинтеза подсолнечника при внесении микро-

элементов в составе суперфосфата сплошным способом, г/(см -сут)

(в среднем за 3 года)

Фаза развития растения

Суперфосфат

4—5 пар

листьев

Образование

корзинки

Цветение Созревание

Простой 6,6 9.2 7,2 2,1

Борный 8.1 12,3 9,5 3,1

Марганизированный 7,7 12.1 9.3 2,9

Цинковый 7,3 Ii,8 8.8 2,5

Кобальтовый 6,8 9,8 7,9 2,2

Под влиянием микроэлементов отмечено изменение содер-

жания первичных продуктов фотосинтеза — углеводов. Так,

количество крахмала, сахарозы и моносахаров в семядолях

по мере прорастания семян гороха уменьшалось и особенно

значительно у обработанных микроэлементами, что связано

с усиленным оттоком их в проростки и корни и дополнительным

расходом на дыхание, которое шло у них более интенсивно.

Повышенное содержание Сахаров в корнях и молодых про-

ростках сохранялось и в дальнейшем в течение первой полови-

ны вегетации, но затем уменьшалось.

В листьях кукурузы с начала вегетации до формирования

зерна под влиянием микроэлементов количество углеводов

постепенно возрастало и лишь при созревании несколько сни-

зилось (Попов Г. Н. и др., 1987).

Бор, медь, цинк, молибден и др. улучшают передвижение

углеводов, особенно сахарозы, из листьев в стебли и репродук-

тивные органы.

Установлено, что бор, медь, цинк, молибден и марганец

обеспечивают энергетическую сторону передвижения веществ

и вступают в комплексные соединения не только с сахаром,

но и с большим количеством других органических соединений,

поэтому можно предполагать, что они способны улучшить

подвижность не только углеводов, но и других органических

веществ. Сахар является исходным материалом для синтеза

белков, жиров, алкалоидов, витаминов, стимуляторов роста

и других органических соединений, играющих важную роль

в обмене веществ.

На белковый обмен оказывают влияние бор, медь. Недоста-

ток молибдена снижает количество аминокислот в растениях.

Наблюдающиеся при недостатке некоторых микроэлементов

хлорозы растений, по-видимому, в значительной степени так-

же являются результатом нарушений в синтезе белка.

Имеются данные о влиянии микроэлементов на передвиже-

ние и перераспределение минеральных элементов в растении.

При помощи [леченых атомов установлено, что бор ускоряет

передвижение фосфора из стеблей а листья. Под его влиянием

повышается содержание фосфора в верхних молодых листьях

и снижается в нижних. Этим в значительной степени можно

объяснить положительную роль бора в синтезе и передвиже-

нии углеводов.

Имеются многочисленные данные, характеризующие вза-

имное влияние макро- и микроэлементов. Например, бор

уменьшает поступление анионов, а катионов повышает. При

повышенной концентрации кальция увели':: i- : ; поступле-

ние молибдена и уменьшается поглощение и устое мне бора

и т. д.

Микроэлементы и развитие растений. Доказ

но поло,-:::

тельное влияние микроэлементов (В, Cu, Mo. Со и др.) на

способность растений противостоять неблагоприятным у :о-

виям зимовки, а также на холодостойкость, жаростойкость,

устойчивость к полеганию, содеустойчизость. засухоустой-

чивость.

Некоторые макро- и микроэлементы способны ускорять

развитие растений и созревание семян. Например, опытами

с суданской травой, льном и пшеницей доказано, что бор уско-

ряет развитие цветков и увеличивает их количество.

В опыта:-; М. П. Мироновой и Н. Н. Каргаполовой на томате

и огурце было установлено, что бор и марганец ускоряют

развитие растений в условиях Ленинграда и Карельской

АССР и значительно повышают урожай первых сборов, что

имеет большое практическое значение. Установлено, что бор

и медь ускоряют развитие кукурузы (сорт Воронежская 76)

на 10—14 дней, в результате чего урожай початков в полевых

условиях увеличивается на 9,5—27,6 %.

Сходные результаты были получены Г. Я. Жизневской.

в опытах которой медь ускорила развитие кукурузы на 12 дней

и увеличила урожай початков кукурузы на 87 %, причем

в варианте с медью было получено 60 % початков в фазе пол-

ной спелости и 40 % — в фазе восковой спелости. Без этого

микроэлемента початки к моменту уборки достигли лишь

молочной спелости. Применение борных и медных удобрении

ускоряет цветение и образование початков кукурузы, что еле

дует иметь в виду при выращивании кукурузы в северо-

западных районах нечерноземной полосы.

Роль микроэлементов в борьбе с грибными и бактериальны-

ми болезнями. Микроэлементы повышают устойчивость расте-

ний к грибным и бактериальным болезням. Например, под

влиянием меди повышается устойчивость картофеля к фито-

фторозу; бор предотвращает заболевание льна бактериозом,

а сахарной свеклы — сердцевинной гнилью.

В. П. Нилова и В. Ф. Рашевская обнаружили, что пред-

посевная обработка семян яровой и озимой пшеницы рядом

макро- и микроэлементов положительно влияет на устойчи-