Анспок П.И. Микроудобрения

Подождите немного. Документ загружается.

нию процессов превращения углеводов. Установлено, что при

недостатке цинка в листьях и корнях томата, цитрусовых

и других культур накапливаются фенольные соединения, фито-

стеролы или лецитины. Некоторые авторы рассматривают

эти соединения как продукты неполного окисления углеводов

и белков и видят в этом нарушение окислительно-восстанови-

тельных процессов в клетке. При недостатке цинка в расте-

ниях томата и цитрусовых накапливаются редуцирующие

сахара и уменьшается содержание крахмала. Имеется указа-

ние, что недостаток цинка сильнее проявляется у растений,

богатых углеводами.

Цинк участвует в активации ряда ферментов, связанных

с процессом дыхания. Первым ферментом, в котором был

открыт цинк, является карбоангидраза, катализирующая

реакцию СО2 + Н2О

^fc

Н2СО3. Карбоангидраза содержит

0,33—0,34 % цинка. Она определяет различную интенсивность

процессов дыхания и выделения СОг животными организмами.

Активность карбоангидразы в растениях значительно слабее,

чем в организме животных.

Цинк входит также в состав других ферментов — триозо-

фосфатдегидрогеназы, пероксидазы, каталазы, оксидазы,

полифенолоксидазы и др.

Обнаружено, что большие дозы фосфора и азота усилива-

ют признаки недостаточности цинка у растений. В опытах

со льном и другими культурами установлено, что цинковые

удобрения особенно необходимы при внесении высоких доз

фосфора.

Многими исследователями доказана связь между обеспе-

ченностью растений цинком и образованием и содержанием

в них ауксинов. Цинковое голодание вызывается отсутствием

активного ауксина в стеблях растений и пониженной его

деятельностью в листьях. По данным F. Skoog, в стеблях

томата и подсолнечника при недостатке цинка активность

ауксина понизилась более чем вдвое. Другие микроэлементы

такого действия не оказали. Добавление цинка привело к

увеличению концентрации в растениях подсолнечника и тома-

та ауксинов и возобновлению роста растений.

Исследования М. Я. Школьника и В. Н. Давыдовой еще

полнее раскрывают условия, при которых происходит образо-

вание ауксина в растениях. По данным этих авторов, синтез

триптофана (одной из важнейших аминокислот) и других

аминокислот происходит под влиянием витаминов В, и Вб.

В опытах эти витамины оказали почти такое же влияние на

синтез триптофана в растениях, как и цинковые удобрения.

Следовательно, можно предположить, что при недостатке

цинка в растениях нарушается биосинтез витаминов Bi и Вв.

Значение цинка для роста растений тесно связано с его

участием в азотном обмене. Дефицит цинка приводит к зничи-

тельному накоплению растворимых азотных соединений —

амидов и аминокислот, что нарушает синтез белка. Многие

исследования подтвердили, что содержание белка в растениях

при недостатке цинка уменьшается.

Под влиянием цинка повышаются синтез сахарозы, крах-

мала, общее содержание углеводов и белковых веществ.

Применение цинковых удобрений увеличивает содержание

аскорбиновой кислоты, сухого вещества и хлорофилла в

листьях кукурузы. Цинковые удобрения повышают засухо-,

жаро- и холодоустойчивость растений.

Марганец

Роль марганца в обмене веществ у растений сходна с функ-

циями магния и железа. Марганец активирует многочислен-

ные ферменты, особенно при фосфорилировании. Благодаря

способности переносить электроны путем изменения валентно-

сти он участвует в различных окислительно-восстановитель-

ных реакциях. В световой реакции фотосинтеза он участвует

в расщеплении молекулы воды.

Поскольку марганец активизирует ферменты в растении,

его недостаток сказывается на многих процессах обмена

веществ, в частности на синтезе углеводов и протеинов.

Признаки дефицита марганца у растений чаще всего

наблюдаются на карбонатных, сильноизвесткованных, а так-

же на некоторых торфянистых и других почвах при рН

выше 6,5.

Недостаток марганца становится заметным сначала на

молодых листьях по более светлой зеленой окраске или

обесцвечиванию (хлорозу). В отличие от железистого хлороза

у однодольных в нижней части пластинки листьев появляются

серые, серо-зеленые или бурые, постепенно сливающиеся

пятна, часто с более темным окаймлением. Признаки марган-

цевого голодания у двудольных такие же, как при недостатке

железа, только зеленые жилки обычно не так резко выделя-

ются на пожелтевших тканях. Кроме того, очень скоро

появляются бурые некротические пятна. Листья отмирают

даже быстрее, чем при недостатке железа.

Марганец участвует не только в фотосинтезе, но и в синтезе

витамина С. При недостатке марганца понижается синтез

органических веществ, уменьшается содержание хлорофилла

в растениях, и они заболевают хлорозом. Внешние симптомы

марганцевого голодания: серая пятнистость листьев у злаков;

хлороз у сахарной свеклы, зернобобовых, табака и хлопчат-

ника; у плодово-ягодных насаждений недостаток марганца

вызывает пожелтение краев листьев, усыхание молодых веток.

Марганцевая недостаточность у растений обостряется при

низкой температуре и высокой влажности. Видимо, в связи с

этим озимые хлеба наиболее чувствительны к его недостатку

ранней весной. При недостатке марганца в растениях накапли-

вается избыток железа, который и вызывает хлороз. Избыток

марганца задерживает поступление железа в растение, след-

ствием чего также является хлороз, но уже от недостатка

железа. Накопление марганца в токсических для растений

концентрациях наблюдается на кислых дерново-подзолистых

почвах. Токсичность марганца устраняет молибден.

Исследователи определяли оптимальные соотношения мар-

ганца и железа в питательной смеси для некоторых растений.

Для кукурузы это соотношение равно 1:7, для пшеницы 1:2,5.

Выявлено наличие антагонизма между марганцем и кальцием,

марганцем и кобальтом; между марганцем и калием антаго-

низм отсутствует.

На песчаных почвах нитраты и сульфаты уменьшают

подвижность марганца, а сульфаты и хлориды заметного

влияния не оказывают. При известковании почв марганец

переходит в малодоступные для растений формы. Поэтому

путем известкования можно устранить токсическое действие

этого элемента на некоторых подзолистых (кислых) почвах

нечерноземной полосы СССР.

Доля марганца в первичных продуктах фотосинтеза

составляет 0,01—0,03% (Власюк П. А.). Повышение под

влиянием марганца интенсивности фотосинтеза в свою оче-

редь оказывает действие на другие процессы жизнедеятель-

ности растений: увеличивается содержание в растениях Са-

харов и хлорофилла и повышается интенсивность дыхания,

а также плодоношения растений.

Кобальт

В настоящее время можно считать доказанным, что ко-

бальт необходим для усиления азотфиксирующей деятель-

ности клубеньковых бактерий. Он входит в состав вита-

мина В)2, который имеется в клубеньках. Поступление кобаль-

та, как и других микроэлементов (кроме молибдена), усили-

вается с подкислением среды. Недостаток его в кормах

вызывает потерю аппетита и резкое падение продуктивности

у крупного рогатого скота и овец. Для ликвидации кобальто-

вой недостаточности в рацион животных вводят соли хлори-

стого кобальта. С дефицитом этого микроэлемента- в живот-

новодстве сталкиваются в Прибалтике и некоторых других

районах Советского Союза. Районы бедных кобальтом почв

совпадают с районами наибольшего распространения заболе-

ваний животных сухоткой.

В ряде полевых и вегетационных опытов, проведенных под

руководством О. К. Кедрова-Зихмана, было выявлено, что

этот микроэлемент влияет на накопление Сахаров и жиров

в растениях. Кобальт благоприятно действует на процесс

синтеза хлорофилла в листьях растений, уменьшает его распад

в темноте, увеличивает интенсивность дыхания, содержание

аскорбиновой кислоты в растениях. В результате некорневых

подкормок кобальтом в листьях картофеля повышается общее

содержание нуклеиновых кислот. Кобальт оказывает заметное

положительное действие на активность фермента гидро-

геназы, а также увеличивает активность нитратредуктазы

в клубеньках бобовых культур. Доказано положительное

действие кобальта на томаты, горох, гречиху, ячмень, овес

и другие культуры.

Установлено, что известкование почвы ведет к резкому

снижению подвижности соединений кобальта, и внесение

этого микроэлемента в этих случаях повышает урожайность

сельскохозяйственных культур: льна, ячменя, озимой ржи,

сахарной свеклы и других растений. Ячмень под влиянием

кобальта быстрее созревает, в семенах льна накапливается

больше жира, в томатах и капусте — Сахаров и витамина С

и т. д.

Кобальт принимает активное участие в реакциях окисле-

ния и восстановления, стимулирует цикл Кребса и оказывает

положительное влияние на дыхание и энергетический обмен,

а также биосинтез белка нуклеиновых кислот.

Кобальт благодаря способности изменять свою валент-

ность и вхождению в биологически активные соединения

выполняет важные функции во многих окислительно-восстано-

вительных реакциях. При недостатке в кормах соединений

кобальта в организме животных уменьшается образование

витамина В12, необходимого для кроветворения, в результате

чего они заболевают малокровием. Витамин В12, содержащий

кобальт, — надежное средство борьбы со злокачественным

малокровием у людей. Кроме того, благодаря своему положи-

тельному влиянию на обмен веществ, синтез белков, усвоение

углеводов и т. п. он является могучим стимулятором роста.

Кобальт представляет большой практический и научный инте-

рес не только для целей животноводства и медицины, но и не-

посредственно для растениеводства.

Иод

Роль иода в организме растений пока еще недостаточ-

но выяснена. Установлено, что без него невозможно нормаль-

ное функционирование организма животных и человека.

Недостаточное содержание иода в пище человека и животных

служит основной причиной появления признаков эндемическо-

го зоба. Внесение хлорсодержащих удобрений и известкова-

ние кислых дерново-подзолистых почв вызывают уменьшение

поступления иода в растения и, следовательно, способствуют

усилению йодной недостаточности в районах с низким содер-

жанием этого элемента в почвах и растениях. Убедительных

данных о пользе иода для растений еще немного; в ряде

районов страны (Кабардино-Балкария, Восточное Забай-

калье, Азербайджанская CCP и др.) отмечается ничтожное

содержание его в почвах и водах, а отсюда и в растительных

кормах и продуктах. Здесь известны случаи воспаления щито-

виднои железы — опасного заболевания людей и животных.

Эта эндемическая болезнь не встречается в приморских райо-

нах, где немного иода вносится в почву с осадками. Для

обогащения почвенного раствора иодом применяют сырые

калийные соли, содержащие наряду с другими микроэлемента-

ми и следы иода.

Ванадий

С биологической точки зрения между ванадием и молибде-

ном в процессах фиксации азота существует определенная

взаимосвязь. Молибден необходим для ассимиляции молеку-

лярного азота, и ванадий, как считают многие исследователи,

может в какой-то степени заменить молибден при усвоении

азота различными организмами. Исследования (Bortels H.,

Burk D.) показали, что ванадий стимулировал фиксацию

атмосферного азота и рост Azotobacter в культурах, в которые

азот в связанном виде не добавляли. Внесение ванадия

увеличивало содержание Azotobacter chroococcum в почве,

усиливало фиксацию атмосферного азота и улучшало рост

бобовых растений. Ванадий оказывает положительное влия-

ние на активность нитратредуктазы и каталазы, увеличивает

интенсивность фотосинтеза и дыхания, способствует повыше-

нию содержания хлорофилла в листьях, а также белка.

МИКРОЭЛЕМЕНТЫ В ПОЧВАХ

И РАСТЕНИЯХ

Содержание микроэлементов в почве

Источники поступления микроэлементов в почву и законо-

мерности изменения их содержания. Основными источниками

поступления микроэлементов в почву являются материнские

почвообразующие породы. Хотя в процессе длительного почво-

образования наступает известное перераспределение хими-

ческих элементов исходной горной породы, однако специфи-

ческие свойства и химические особенности микроэлементов

горных пород крайне долго (практически навсегда) сохра-

няются в почвах. Чем больше микроэлементов в материнской

породе, тем, как правило, больше их в почве.

В почвообразующих породах в Белоруссии с увеличением

содержания частиц физической глины растет количество

микроэлементов. В моренных и лёссовидных суглинках содер-

жится кобальта, хрома, стронция в 2—2,5 раза, а никеля,

ванадия, титана, бария, бора, марганца в -3—4 раза больше,

чем в песках. Самые высокие конпентргцтш ее?:; кеслед.оха-

ных микроэлементов, за нс.ддо'д. :-: Ga

. .:., :•;..; д. -о

для озерно-ледниковых глик. Кар;'*-, -'д_-;ое1 •:.. к-:

важным фактором, определяющ:,..; >роведд еоддд:

микроэлементов в породах. Пески с реан:^

- , г.;ииг„ ;

нейтральной, содержат больше марганца, ; арбой

супеси—больше валового и подвижного :. . ьт:..

кислые.

Почвообразующие породы, находя:.' тсгл в зоне актгз; о

воздействия почвенно-грунтовых вод, к,-; д •: вликнн:

процессов заболачивания, приводящих к об::. д-е с,

ных горизонтов, которые приобретают иеконд д:

в содержании микроэлементов по сравнению с по; .

нормального увлажнения. Оглеение несков приводит к накоп-

лению в них ванадия, хрома, марганца, подвижных фо;~д

марганца и кобальта, а оглеение суглинков - подзижнь'ч

марганца и меди.

В пределах одного района закономерность возрастания

от песков к глинистым породам содержания микроэлементов

в общем выдерживается, но между породами различных

областей наблюдаются значительные региональные различия.

Так, содержание меди и кобальта в суглинках и глинах

Новгородской области значительно выше, чем в ее песчаных

породах, по ниже, чем в песках и песчаниках Дагестана

или Верхнего Приамурья. В связи с тем, что породы различных

регионов отличаются по содержанию микроэлементов, эти

различия отражаются и на составе связанных с ними почв

В Эстонии (Ka л мет Р. Я , 1975) в моренных отложениях

наблюдается тесная связь между механическим составом,

содержанием полуторных оксидов и содержанием микроэле-

ментов. Чем больше содержится в породе илистой фракции

и полуторных оксидов, тем больше в ней микроэлементов.

В процессе подзолообразования происходит и вымывание

микроэлементов из почвы, особенно из подзолистого горизон-

та. По данным Р. Я. Калмета, в среднем за год с 1 га вымы-

вается 27.2 г меди, 286,6 г марганца, 18,8 г цинка, 2,6 г молиб-

дена, 2,8 г кобальта.

Содержание микроэлементов увеличивается с накоплением

в почве органического вещества. Внесение навоза, компостов

и других органических удобрений обогащает почву не только

макро-, но и микроэлементами. По данным Я. В. Пейве, в сред-

нем различные почвы содержат следующие общие запасы

микроэлементов и марганца, мг/кг сухой почвы: бора —

1,5—55; меди — 1,5—30; цинка — 25—65; кобальта — 0,4—4:

молибдена — 0,2—7,5; марганца — 10—2500.

Но по общим запасам микроэлементов в почвах еще нельзя

судить о тех их количествах, которые находятся в подвижных,

или усвояемых, формах. Тот или иной элемент может присут-

ствовать в почве и в недоступном для растений состоянии.

3. Содержание усвояемых форм микроэлементов и марганца в почвах СССР, мг/кг почвы

Почва

В Cu Zn

Mn Mo

Со

Дерново- подзолист а я

Чернозем

Серозем

Каштановая

Бурая

0,08—0,38

0,38—1,58

0,23—0,62

0,30—0,90

0,38—1,95

0,05—5,0

4,5—10,0

2,5— 10,0

8,0—14,0

6,0—12,0

0,12-20,0

0,10-0,25

0,09—1,12

0,06—0,14

0,03—0,20

50,0-

1,0-

1,5-

-150

-125

-75

0,04 —0,97

0,02—0,33

0,03—0,1!)

0,09—0,62

0,06 — 0,12

0,12-

1,10-

0,90-

0,10-

0,57-

3,0

-6,0

-2,2!;.

Примечание. Усвояемые формы элементов определялись следующим образом: бор в водной вытяжке; медь, марганец

и кобальт — в вытяжках нормальных растворов кислот (соляной, серной, азотной); цинк — в вытяжке хлористого калия, молибден

в вытяжке щавелевокислого аммония.

4. Содержание валовых и надвижных форм микроэлементов и марганца в почвах Белоруссии, мг/кг почвы

Почва

Валовые

Подвижные

Почва

В Cu Mo

Со

Zri В

Mn Со Zn

Дерново-подзолистая:

песчаная на песках

7,8 4,7 0,70 250 3,0

18,4 0,17

0,70

0,06

39,7 0,34

1,10

74 31

91 67 144 116

41 120 91

супесчаная, подстилаемая песком

13,2 5,7 0,74 400 3,5 16,0

0,19 1,05 0,09 37,0

0,41 1,02

36 54 40 42 56

155

104

54 153

су песчаная,

ода ил а е и а я с

г л ин ко

14,0 6,3

0,87 490 4,4 27,6 0,20 1,50 0,08

48,1 0,41 0..»

40 35

57 186 207 33 179

71 51

Окончание

табл.

Почва

Валовые

Подвижные

Почва

В Cu

Со

Zn Ii Cu

Mo Mn

Со

на моренных суглинках

19,0 8,5 0,90 610 5,4 46,6

0,25

1,31 0,07 63,2

0,48

0,52

28 34 36

31 24 104 98

40 97 23 24

на лёссовидных суглинках 23,4 9,6 1,07 700

5,5 37,6 0,23 1,32 0,08

73,1 0,58 0,59

45 50

~43Т

"50

32 56 К39~

189 55 165 50 56

тяжелосуглинистая на озерных отло-

27,0

10,5 460

5,8

0,31

56,2 0,69

жениях

6 9 8 6 14

Дерново-подзолистая заболоченная:

песчаная 7,0 2,9

290

27,1 0,24 0,92

31,8

1,46

20 18 ~20~

23 8 36

___

супесчаная 4,2

0,66 0,25

1,49 0,08 36,8 0,43

6 24 TT

48 25" "ТГ 1о~

суглинистая 8,8

6,4

1,78 0,73

14 ~49~~

Дерново-болотная:

супесчаная 13,0 8,0

0,42 1,63 0,07 52,1

45~ ~5Г ~23

48"

суглинистая

19,6 11,0 700 40,6 0,47

2,79

0,09

74,6

1,37

0.28

12 6

30 40 ~35~ 61

Торфяио-болотная низинного тип;)

16,5 13,9 1,60 350

3.1

76,6

1,85

0,28 92,0 2,10

1,24

38 48

~45~

58 1кГ

"58~ 100 TfT"

Примечания: 1. Подвижные формы микроэлементов определялись химическим методом но Пойве—Ринькиеу; валовые

в основном спектральным методом с точностью ± 10 %• 2. В числителе — содержание микроэлементов, в знаменателе - количество

образцов.

Поэтому важно учитывать не только общее содержание микро-

элементов в почве, но и их усвояемые формы.

В табл. 3 приведены результаты определения содержания

усвояемых форм микроэлементов и марганца в важнейших

почвенных типах СССР. Они показали, что в относительно

доступном состоянии в почвах находится лишь сравнительно

небольшая часть общих запасов микроэлементов. Содержание

усвояемых микроэлементов изменяется как по почвенным ти-

пам, так и в пределах каждого типа, что необходимо учитывать

при использовании микроэлементов в сельском хозяйстве.

По данным Г. П. Дубиковского (1975), в автоморфных

и полугидроморфных почвах Белоруссии содержание валовых

и подвижных форм микроэлементов возрастает от песчаных

и супесчаных почв к легко- и тяжелосуглинистым (табл. 4).

Почвообразующие породы Поволжья по содержанию вало-

вых форм микроэлементов неравноценны. Более богаты ими

глины. За ними следуют тяжелые, средние и легкие суглинки.

Самой низкой концентрацией микроэлементов отличаются

пески и известняки. В Волгоградской области, например,

глины содержат 21,9 мг/кг меди, тяжелые суглинки —

20,5 мг/кг; средние и легкие — 16,9 мг/кг; пески и супеси —

тоько 5,7 мг/кг. Содержание кобальта в глине доходит до

10,4 мг/кг, в тяжелых суглинках — до 9,5 мг/кг; в средних

и легких суглинках — до 6,1 мг/кг; в четвертичных ал-

лювиальных и делювиальных песках и супесях — до 1,8 мг/кг.

В глинах обнаружено цинка в 1,3 раза, молибдена — в 2,1

раза, иода — в 2,6 раза больше, чем в песках.

На содержание микроэлементов в материнских породах

влияет также минералогический состав. Наибольшей концен-

трацией их отличаются монтмориллонит, наименьшей —

кварц. Монтмориллонит входит в состав глин, а кварц —

в состав песков и супесей, поэтому глины более богаты

микроэлементами.

Важный фактор, определяющий уровень содержания

микроэлементов в почве, — ее гумусированность. Это объяс-

няется тем, что в растительных остатках и плазме микро-

организмов находится значительное количество этих элемен-

тов. Кроме того, гумусовые вещества имеют большую адсорб-

ционную способность и могут поглощать ионы микроэлементов

из окружающей среды. В результате почвы, характеризую-

щиеся повышенным накоплением органического вещества,

как правило, хорошо обеспечены микроэлементами, т. е.

существует тесная связь между содержанием гумуса и количе-

ством микроэлементов.

Содержание микроэлементов в почве зависит также от

наличия в ней водорастворимых солей, которые поступают

как с поверхностными потоками, так и в результате подпиты-

вания грунтовыми водами. Например, солонцы,солонцеватые

и засоленные почвы нередко содержат от 10 до 20 % подвиж-

ного бора (от валового содержания).

Орошаемые земли Поволжья сосредоточены где; зим::

образом в зонах сухой и частично черноземной степи

Саратовской и Волгоградской областей. Здесь преобладают

обыкновенные южные выщелоченные и типичные черноземы,

а также каштановые, светло- и темно-каштановые почвы

Обеспеченность черноземов микроэлементами неодинакова.

Наименьшей концентрацией всех элементов отличаются опод-

золенные, выщелоченные и карбонатные черноземы. Темно-

каштановые и каштановые почвы Саратовской и Волгоград-

ской областей по сравнению с южным черноземом "с

обеспечены марганцем, молибденом, цинком и кобальтом

Содержание бора и меди в них, наоборот, выше, что объясня-

ется засоленностью и солонцеватсстью этих почв. Количество

бора и меди при переходе от темно-каштановых к светло-

каштановым почвам и солонцам возрастает, в то время как

других микроэлементов снижается.

Более низкое содержание марганца, молибдена, цинка

и кобальта в каштановых и светло-каштановых почвах кор-

релирует с общим понижением плодородия в результате- сни-

жения в них количества гумуса и ухудшения водно-физичееккч

свойств. Содержание подвижных форм микроэлементов (по

Пейве—Ринькиеу) в почвах Саратовской области по обобщен-

ным данным Г. Н. Попова и Б. В. Егорова (1987) приводится

в табл. 5.

5. Содержание подвижных форм микроэлементов в почвах Саратов-

ской области, мг/кг почвы

Пичва В Mn Cu

Zn ; ль |

Серая лесная 0,30 42

5,0

0,22

0,15 0.41,'

Чернозем:

выщелоченный

0,50

3,3 0,16 0,12 0,55

типичный

0,90

44 4.5

0.24

0,35 о ж

обыкновенный 6,"

31 4,3

0.18

0.20

0.43

южный

0,0;¾

3,3 0,

i 7

0,16 0.57

карбонатный

0,30 14 1,5 0,13

0,50 0.40

щебенчатый

0,20

2,0 0,07 0,05

0,40

Темно-каштановая 0,40 28 3,3

0.15 0,15

0,37

Каштановая

0,40

3,0

0,12 0,10

0,40

Южный чернозем солонце-

0,60

50 3,4

0,14 0,05 0,50

ватый

Каштановая солонцеватая

1,8 50 3,5 0,09

0,05 0,30

Солонец среднестолбчатый

2,7 55 2,6

0,18 0,10

0,60

Специфика почвообразования Калининградской области

накладывает свой отпечаток на количественные параметры

содержания микроэлементов в почвах. В не том валовое

содержание бора колеблется в пределах 8.5- 13,6 мг/кг;