Книга: Биологические основы получения высоких урожаев овощных культур

8.5. Пищевой режим

8.5. Пищевой режим

Для большинства овощных растений наиболее пригодны высокоплодородные, богатые органическим веществом почвы. Наиболее благоприятное содержание органического вещества (гумуса) в почвах для овощных культур 3–4 %, при содержании его вдвое меньшем (1,5–2 %) урожай овощей при прочих равных условиях снижается на 12–27 %.

Из почвы растения потребляют макро и микроэлементы: азот, фосфор, калий, магний, серу, железо, марганец, бор, молибден, медь, цинк и йод.

Потребность овощных культур к минеральному питанию характеризуют общим выносом растениями элементов минерального питания с 1 га из почвы в течение одного вегетационного периода. Уровень выноса зависит от величины урожая, продолжительности вегетационного периода и содержания в почве элементов питания.

В. И. Эдельштейн по выносу элементов минерального питания разделил овощные культуры на четыре группы.

1. С большим выносом элементов питания (до 600 кг/га) — поздние и среднепоздние сорта белокочанной капусты, свекла, сельдерей, брюква, морковь, средние и поздние сорта картофеля.

2. Со средним выносом элементов питания (до 400 кг/га) — раннеспелые сорта капусты белокочанной, цветная капуста, лук порей, репчатый лук, томат.

3. С малым выносом элементов питания (до 200 кг/га) — салат листовой и кочанный, огурец, шпинат, кольраби, листовые овощные культуры и рассада.

4. С очень малым выносом элементов питания — редис.

Требовательность растений к элементам минерального питания характеризуется выносом на единицу урожая и зависит от биологических особенностей растений — скороспелости, темпов роста и развития, мощности корневой системы, чувствительности растений к реакции среды и концентрации солей в почве. По требовательности к элементам минерального питания овощные культуры условно подразделяются на три группы.

1. Очень требовательные растения со слабо развитой корневой системой, малоустойчивые к высокой концентрации и кислотности почвенного раствора — огурец, лук, морковь, чеснок, петрушка, перец, баклажан, капуста цветная и ранняя белокочанная, капуста брюссельская, салат, рассада, брокколи.

2. Требовательные растения с более развитой корневой системой, которые выдерживают относительно высокую концентрацию солей и кислотность почвы, — среднеспелые и поздние сорта белокочанной капусты, томат, свекла, шпинат, кольраби, сельдерей, хрен, фасоль, бобы, тыква, кабачок, дыня.

3. Среднетребовательные растения могут расти при широком диапазоне плодородия почв, их кислотности и концентрации почвенного раствора — щавель, репа, редька, горох, брюква, редис.

Потребность овощных растений в минеральном питании неодинакова в течение онтогенеза. Зародыш прорастающего семени расходует запасные вещества и не нуждается в минеральном питании из почвы. По мере истощения запасов семени проросток быстро переходит на корневое питание. Потребление минеральных веществ в это время мало, но молодые растения очень чувствительны к составу и концентрации почвенного раствора. Недостаточное содержание какого либо элемента питания может отразиться на последующем росте и развитии растения. Корни молодых растений усваивают калий и особенно фосфор хуже, чем азот. Поэтому в это время растения особенно нуждаются в фосфоре и калии. По мере роста и развития корневой системы и надземной массы, поглощение элементов питания усиливается. Во время активного роста особенно быстро увеличивается интенсивность поглощения азота. Для образования листовой массы необходимо повышенное азотное питание, однако потребность в азоте уменьшается у большинства овощных растений к началу формирования плодов, при этом значение фосфора и калия в питании растений возрастает. Например, огурец требователен к питанию азотом в период формирования ассимиляционного аппарата, а к питанию фосфором — перед цветением. В период плодоношения огурец нуждается в усиленном обеспечении азотом и калием. Во время формирования плодов у плодовых овощных культур и запасающих вегетативных органов (кочанов, корнеплодов, луковиц и т. д.) у двулетних культур им необходимы повышенные дозы фосфорных и калийных удобрений.

Недостаток фосфора задерживает переход к цветению и замедляет созревание плодов. Завершение роста и созревания плодов или вегетативных органов запаса идет за счет передвижения питательных веществ внутри растения из листьев.

В таблице 5 приведено количество минеральных элементов (кг), потребляемых овощными растениями при формировании 1 ц продукции.

Таблица 5. Потребность овощных культур в питательных веществах в зависимости от урожая (Г.Круг)

На основе приведенных данных можно определить потребность любой культуры в питательных элементах. Так, чтобы товарный урожай капусты белокочанной составил 500 ц/га, необходимо внести следующие дозы удобрений (кг/га): N — 175, P2O5 — 75, K2O — 225, MgO — 35. С ростом урожая возрастает потребление питательных веществ растениями, поэтому — чем выше планируемая урожайность, тем больше требуется удобрений.

Корневое питание растений зависит не только от их биологических особенностей, обеспеченности продуктами фотосинтеза, но и от интенсивности роста корневой системы, структуры и аэрации почвы, влажности, реакции среды, содержания питательных веществ, форм и соотношений минеральных элементов в почве, деятельности почвенной микрофлоры, корневых выделений и т. д.

Мощность и характер развития корневой системы в значительной мере определяют способность растений к усвоению питательных веществ. Основную массу питательных веществ поглощают молодые, растущие участки корня. Поглощающую поверхность корня очень сильно увеличивает наличие корневых волосков, которые являются зоной поглощения. Поглотительная деятельность корней может осуществляться только в условиях достаточной аэрации. Аэрация почвы оказывает сильное воздействие на почвенные микроорганизмы и связанные с их жизнедеятельностью процессы превращения питательных веществ в почве.

Температура существенно влияет не только на прорастание семян и развитие всходов, но и на поступление в растительный организм элементов питания. При пониженных температурах (10–11 °C) использование растениями фосфора затрудняется. Поступление азота ухудшается при температуре ниже 5–6 °C. Понижение температуры также оказывает отрицательное действие на поступление калия в растения.

В условиях оптимального минерального питания температура около 5–6 °C является критической для поступления основных элементов минерального питания в растения. Скорость поглощения элементов минерального питания возрастает для различных овощных культур с повышением температуры до оптимальной.

Содержание достаточного количества влаги в почве — необходимое условие нормального роста и развития растения, оказывает большое влияние и на поступление в них элементов питания. Установлено увеличение общего поступления в растение N, P, K, Ca, Mg, Zn, Cu, Mn, Co, Fe, Mo и В при оптимальном увлажнении почвы.

При дефиците влаги усвоение растением элементов питания затрудняется.

Расход воды, необходимый для создания единицы сухого вещества, значительно уменьшается в условиях достаточного обеспечения растений элементами минерального питания.

Избыток влаги, приводящий к угнетению корневой системы, вызывает голодание растений, хотя элементов минерального питания может быть достаточно.

Минеральное питание растений в значительной степени зависит от почвенных микроорганизмов, на деятельность которых влияет кислотность почвы. Растения очень чувствительны к кислой реакции почвенного раствора в начальный период роста. Повышенная кислотность отрицательно влияет на проницаемость корневых клеток, в результате чего ухудшается использование питательных веществ и замедляется рост корневой системы. На кислых почвах в растениях замедляется углеводный и белковый обмены, ухудшается питание фосфором, калием, кальцием, магнием, молибденом, марганцем и др. элементами, снижается деятельность микроорганизмов.

Все овощные растения лучше растут, развиваются и дают высокие урожаи на почвах со слабокислой реакцией среды (pH около 6,5). На кислых почвах урожай резко снижается. Наиболее чувствительны к кислотности почвы все виды капусты и лука, свекла, сельдерей, пастернак, шпинат, спаржа, перец, дыня (оптимальное значение pH 6,5–7,0); среднеустойчивы к кислотности почвы бобовые культуры, чеснок, морковь, петрушка, репа, редька, редис, баклажан, томат, кукуруза, тыква, огурец, арбуз (оптимальное значение pH 6,0–6,5); устойчивы к кислотности среды щавель, ревень (оптимальное значение pH 5,5–6,0).

Кислотность почвы можно регулировать с помощью известкования, внесения органических удобрений, применения мульчирующих материалов и промывания. Известкование обычно проводят один раз за ротацию севооборота или через 4–5 лет согласно картограмме агрохимического обследования почв. Норма внесения извести зависит от кислотности почвы, степени насыщенности ее основаниями, механического состава и биологических особенностей овощных культур. Внесение 1 т извести на 1 га уменьшает pH почвы в среднем на 0,1. Известкование должно проводиться в комплексе с внесением повышенных доз минеральных, органических удобрений.

Овощные культуры существенно различаются по отношению к концентрации солей в почвенном растворе. По солеустойчивости их делят на три группы.

1. Высокосолеустойчивые (выдерживают засоленность до 1 %): столовая свекла, тыква, баклажан, сельдерей, арбуз.

2. Среднесолеустойчивые (до 0,4–0,6 %): капуста, дыня, томат, репа, брюква.

3. Соленеустойчивые (до 0,1–0,4 %): огурец, морковь, лук, редис, чеснок, кукуруза, рассада всех овощных культур.

Все овощные культуры очень хорошо отзываются на сочетание органических и минеральных удобрений. Нормы внесения органических удобрений должны быть дифференцированы в зависимости от содержания гумуса и элементов минерального питания в почве, типа севооборота и биологических особенностей возделываемых культур. Лучшим удобрением для овощных культур является навоз различной степени разложения, перегной или компост. Органические удобрения благоприятно влияют на физические свойства почвы. Их рекомендуется вносить подтыквенные культуры и капусту. Второй культурой по органическому удобрению обычно размещают корнеплоды, раннюю белокочанную и цветную капусту, ранний картофель, морковь, лук. Все виды капусты и столовая свекла одинаково отзываются на органические и минеральные удобрения. Под тыквенные культуры наиболее эффективен свежий (неразложившийся) навоз, под капусту — полуразложившийся (полуперепревший), а под корнеплоды — перепревший навоз, компост или перегной. Органические, фосфорные и калийные удобрения вносят осенью под основную обработку почвы, а азотные — под весеннюю культивацию.

Определение оптимальных доз удобрений под овощные культуры с учетом их биологических особенностей и чередования, почвенно-климатических условий — важный этап для получения планируемого урожая. Их определяют с учетом показателей по выносу элементов минерального питания на единицу продукции, данных агрохимического анализа почвы, коэффициента использования питательных элементов из почвы и удобрений. Для корректировки минерального питания в период вегетации используют листовую диагностику.

Различают три главных способа внесения удобрений: основное — до посадки при основной и предпосевной подготовке почвы; припосевное или припосадочное — локально в рядки или около них (оно играет роль стартового удобрения, обеспечивающего питание молодых растений со слабой корневой системой, и позволяет более эффективно использовать удобрения); послепосевное (подкормка). Основное внесение органических и фосфорно-калийных удобрений обычно осуществляют осенью, а азотных — весной под предпосевную обработку почвы в зонах достаточного увлажнения. Для подавляющего большинства овощных культур оно составляет 60–90 %. Припосевное или припосадочное внесение удобрений предназначено для удовлетворения потребности растений в элементах питания в период от прорастания семян до появления полных всходов. Оно редко превышает 2–10 % общей дозы. Это локальный способ внесения удобрений одновременно с посевом семян. Подкормки вносят для удовлетворения потребностей растений, чаще всего в азоте, реже в калии в период максимального поглощения их в период вегетации. На долю их приходится до 20 % общей дозы. Подкормки проводят поверхностно, с заделкой в почву, вразброс и локально, сухими и жидкими удобрениями, корневые и внекорневые. Эффективность подкормок зависит от увлажнения почвы.

При возделывании овощных культур важное значение имеет форма применяемых удобрений. Нитратные формы азота эффективны при выращивании культур с коротким вегетационным периодом. Аммонийные формы азотных удобрений можно вносить под все остальные культуры в качестве основного удобрения и в подкормках.

Лучшими формами фосфорных удобрений для большинства овощных культур являются аммонизированный суперфосфат, аммофосфат, аммофос. Их можно применять для основного внесения в рядки и для подкормок. В овощеводстве особенно эффективны удобрения, содержащие все три основных элемента (нитрофоска, нитроаммофоска).

Для нормального роста и развития растений необходимо наличие микроэлементов, которые принимают участие в окислительно-восстановительных процессах, углеводном и азотном обмене, повышают устойчивость растений к болезням и неблагоприятным условиям внешней среды. Под влиянием микроэлементов в листьях увеличивается содержание хлорофилла, улучшается фотосинтез, усиливается ассимилирующая деятельность всего растения.

Недостаток элементов минерального питания проявляется у растений по внешнему виду.

При недостатке азота листья становятся бледными, затем желтеют и отмирают, а в случае его избытка растения становятся темно зелеными. У томата верхние листья закручиваются по центральной жилке, у других растений развивается большая вегетативная масса, но цветение и образование плодов задерживаются.

Недостаток фосфора можно определить по фиолетово-красному оттенку листьев на нижней стороне. Фосфорное голодание сильно ограничивает рост корней и надземной части, листья становятся мелкими, завязывание и созревание плодов задерживаются.

При недостатке калия наблюдается пожелтение, побурение, а затем отмирание ткани краев листьев.

Хлороз проявляется при недостатке магния, когда между жилками листьев появляется бледно желтая окраска.

Недостаток кальция приводит к повреждению и отмиранию верхушечных почек и корней.

Недостаток железа проявляется в пожелтении листьев (хлороз). Бледная окраска листьев при слабом недостатке железа бывает такой же, как и при недостатке азота. Острый недостаток железа приводит к сильному хлорозу молодых листьев.

Применяя под овощные культуры минеральные удобрения, особенно азотные, необходимо учитывать опасность последующего накопления в них нитратов. Накопление нитратов в растении связано с уровнем их содержания в почве и темпами поглощения корневой системой. Оптимальное водообеспечение снижает накопление нитратов по сравнению с условиями водного стресса. Повышению накопления нитратов способствует слабая освещенность.

Содержание нитратов снижается в течение онтогенеза.

Снизить содержание нитратов можно с помощью выбора сорта и создания условий, препятствующих их избы точному накоплению — прежде всего оптимизировать минеральное питание за счет снижения содержания NO3 в почве.

Исследованиями установлена относительно высокая способность к накоплению нитратов листовыми культурами (шпинат, салат, пекинская капуста, листья сельдерея и петрушки). Много нитратов накапливают корнеплоды свеклы и редиса. Среднее положение по накоплению нитратного азота занимают белокочанная капуста и цветная капуста, морковь, огурец, корнеплоды репы, брюквы, петрушки, сельдерея, пастернака. Относительно немного нитратов накапливают лук репчатый, перец, томат, брюссельская капуста, картофель, горох, фасоль, спаржа.

Специфические условия минерального питания складываются в защищенном грунте, где используют почвенные смеси и искусственные субстраты, обеспечивающие снабжение растений водой и элементами минерального питания. Небольшой объем субстрата, интенсивное потребление элементов минерального питания, воды и кислорода требуют постоянного контроля за составом питательного раствора и его корректировки.

Контрольные вопросы

1. На какие группы делятся овощные культуры по выносу элементов минерального питания?

2. Каково отношение овощных растений к условиям питания азотом, фосфором и калием в онтогенезе?

3. Какие факторы среды влияют на корневое питание растений?

4. Какие овощные культуры наиболее чувствительны к кислотности почвы?

5. На какие группы делятся овощные культуры по отношению к концентрации почвенного раствора?

6. Каковы основные способы внесения удобрений и их роль в питании растений?

7. Назовите внешние признаки недостатка отдельных элементов питания у овощных растений.