ЛЕКЦИЯ 7 ОБ УДОБРЕНИЯХ

ЛЕКЦИЯ 7 ОБ УДОБРЕНИЯХ

После освоения этого урока вы сможете:

1. Объяснить концепцию «скрытого голода» у растений.

2. Понять, как удобрения влияют на урожайность.

3. Уяснить разницу между органическими и неорганическими удобрениями.

4. Понять и определить, что такое «осмос».

5. Объяснить, почему избыток удобрений вреден для растений.

6. Идентифицировать соединения, обычно используемые в качестве удобрений.

ЧТО ПРЕДСТАВЛЯЮТ СОБОЙ УДОБРЕНИЯ?

Как уже говорилось ранее, ни органические соединения, уже присутствующие в почве, ни промышленные удобрения, добавляемые в почву, не являются истинным питанием для растений. Растения просто используют это сырье для производства углеводов, жиров и белков. Эти сложные органические вещества и служат источником питания и энергии для растения. Имеется 16 необходимых для растений элементов питания. В их число входят и следующие элементы, обычно находящиеся в почве: железо, медь, цинк, марганец, кальций, азот, фосфор, сера, магний, хлор, бор и молибден (см. лекцию. 4)

Ни один из 17 необходимых элементов, требующихся растению, не может поглощаться растениями в элементарной форме. Перед тем как растение сможет их использовать, эти элементы должны вступить в реакцию с другими элементами, должны быть переведены в окисленные или восстановленные формы. Вот свойства некоторых элементов:

• Чистый азот является инертным газом и не может быть использован растениями.

• Чистый фосфор при контакте с воздухом самовозгорается и не может быть использован растениями.

• Чистый металлический калий для предотвращения его окисления должен храниться под слоем керосина. На воздухе калий быстро окисляется и, соединяясь с водой, образует едкое соединение — каустическую соду. Следовательно, имеющиеся в продаже промышленные удобрения представляют собой соединения азота, фосфора и калия.

Растения поглощают элементы питания в форме неорганических солей (соединений), растворенных в воде. Поэтому для растений нет разницы, какие именно удобрения используются: промышленные удобрения или такие органические материалы, как навоз животных, компост, растительные (пожнивные) остатки. Действительно важным для поддержания роста растений и получения урожая является другое — важно, чтобы растения получали необходимые элементы питания в точном и правильном соотношении.

В последнее время в ряде регионов все чаще и чаще земледельцы сталкиваются с дефицитом кобальта. Это семнадцатый элемент, абсолютно необходимый растениям. Он требуется в макроколичествах, и часто хватает того количества кобальта, которое вносится в виде примесей с основными удобрениями. Однако овощеводы должны быть готовы к внесению этого микроэлемента, как только появится такая необходимость.

Для химиков минералы, находящиеся в горных породах или их фрагментах, — это химикаты или химические соединения. Другие называют эти соединения минералами. По большей части химические удобрения и представляют собой минералы, находящиеся в различных концентрациях в почве и горных породах.

ИСТОЧНИКИ УДОБРЕНИЙ

Из 17 элементов питания, требующихся растениям, 13 добываются из горных пород. Это калий, фосфор, магний, сера, марганец, бор, кальций, цинк, медь, железо, молибден, кобальт и хлор. Три элемента питания поступают из воздуха и воды: углерод, водород и кислород. Один элемент, азот, исходно поступает из воздуха путем сложной биологической или химической фиксации и в конце концов возвращается в воздух, когда цикл завершается.

Гниющие и перегнившие органические материалы, находящиеся в почве, являются возможным источником азота, которым могут пользоваться растения. В настоящее время промышленные азотные удобрения производятся из побочных продуктов, получаемых при переработке ископаемого топлива, и из атмосферы.

СРАВНЕНИЕ ОГОРОДНИЧЕСТВА НА ОРГАНИКЕ И ОГОРОДНИЧЕСТВА С ПРИМЕНЕНИЕМ НЕОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ

Практикует ли д-р Миттлайдер огородничество на органике и верит ли в него? Те, кто растят овощи исключительно на органике, обычно придерживаются следующих догм:

• Неорганические (химические) удобрения и пестициды отравляют почву и почвенные организмы.

• Овощи, выращенные с применением неорганических удобрений и пестицидов, вредны для людей, во всяком случае, менее полезны, чем овощи, выращенные только с применением органических удобрений.

Люди, выступающие в защиту огородничества на органике, обычно заявляют об исключительных и необычайных достоинствах естественных органических источников.

Д-р Миттлайдер полагает:

• Независимо от того, как удобряется почва, компостом ли, органическими веществами или промышленным удобрением, элементы, используемые растениями, — те же самые. На молекулярном уровне азот есть азот независимо от его происхождения. Растения используют один и тот же химический процесс, чтобы превращать исходные вещества в углеводы, белки и жиры, независимо от того, получены ли эти исходные вещества из химического или органического источника.

• Элементы питания, используемые д-ром Миттлайдером, получены из промышленных источников. Вещества, входящие в большинство промышленных удобрений, встречаются в естественной почве и добываются из горных пород. Затем эти удобрения расфасовываются и продаются.

• Нет никаких данных в поддержку мнения, что использование промышленных удобрений наносит вред здоровью. Напротив, люди дольше живут и обладают более крепким здоровьем там, где такие удобрения применяются.

• Обычно д-р Миттлайдер не обучает студентов некоторым агротехническим приемам, таким, как компостирование, поскольку трудно определить, какое количество конкретных элементов питания содержится в органических материалах. Какое бы удобрение ни использовалось, необходимо точно знать, какие элементы питания вносятся с этим удобрением и в каком количестве.

• Такие приемы, как компостирование, часто приводят и к другим осложнениям для растений: к болезням, гнилям, чрезмерному развитию сорняков. Можно свести к минимуму использование пестицидов, применяя способы возделывания огорода, изложенные в этом курсе. Огороды д-ра Миттлайдера очень чистые и не привлекают много насекомых. Однако возникают ситуации (см. лекцию 6), когда трудно предложить альтернативу применению пестицидов, которая могла бы спасти урожаи. В таких ситуациях необходимо соблюдать осторожность при использовании пестицидов и руководствоваться прилагаемыми инструкциями.

КАК УДОБРЕНИЯ РАСФАСОВЫВАЮТСЯ И ПРОДАЮТСЯ

Повсюду в мире удобрения продаются со стандартными этикетками. Маркировка на удобрении 10-10-10 означает, что в нем содержатся 10 % азота, 10 % фосфора и 10 % калия.

В сумме это дает 30 % элементов питания растений. Следовательно, в 100 кг удобрения 10-10-10 (К-Р-К) содержится 10 кг азота, 10 кг фосфора (в пересчете на Р2О5) и 10 кг калия (в пересчете на К20), что составляет в сумме 30 кг из 100 кг.

Упакованное удобрение

Остальные 70 % (70 кг из 100 кг) состоят из сопутствующих ионов и инертных материалов, которые служат носителями и наполнителями. Например, в сульфате калия вес сульфатного иона составляет часть рассматриваемых 70 %. Действительные количества элементов питания К-Р-К всегда указаны на мешках с удобрением. Подобным же образом на мешке с сульфатом аммония будет стоять маркировка 21 % азота, означающая, что в 100 кг удобрения содержится 21 кг азота.

Если вам требуется добавить 170 кг азота на гектар земли, помните, что каждые 100 кг удобрения содержат только 21 кг азота. Чтобы получить 170 кг азота (при содержании азота 21 кг в 100 кг удобрения), вам придется приобрести 809 кг удобрения.

Удобрение мочевина, помеченное 46 % азота, содержит 46 кг азота в каждых 100 кг удобрения. Если требуется внести 170 кг азота на гектар, то фермеру, который использует мочевину, потребуется приобрести (170:46) х 100=370 кг мочевины для внесения на один гектар.

ПОЧЕМУ НУЖНО УДОБРЯТЬ?

Вместе с каждой сельскохозяйственной культурой из почвы выносится определенное количество элементов питания. Например, с одного гектара при урожае кукурузы 90 ц/га вместе с урожаем выносится: 260 кг азота, 100 кг фосфата (Р205), 200 кг калия (К2O), 27 кг серы, 44 кг магния, 55 кг кальция, 2.7 кг железа, 2.2 кг марганца, 1.1 кг бора, 550 г цинка, 110 г меди.

Такое количество питательных веществ удаляется с гектара почвы с урожаем кукурузы 90 ц/га

Дожди и эрозия вызывают дополнительное истощение почвы. Почвы не всегда можно восстановить просто внесением органических материалов. Хотя такие органические материалы, как навоз животных или зеленое удобрение (сидерат), весьма полезны, остается фактом, что они не всегда полностью могут восстановить баланс питательных элементов в почве. Из-за их неопределенного состава нельзя полностью полагаться на органические материалы при возмещении дефицитов питательных элементов в почве.

СКРЫТЫЙ ГОЛОД

Когда растения не обнаруживают каких-либо явных симптомов голодания, но и не растут как следует, поскольку уровень содержания в почве доступных элементов питания ограничивает их рост, тогда растения страдают от скрытого голода. Например, поле кукурузы при скрытом голодании может дать только 19–30 центнеров кукурузы, тогда как хорошо накормленные растения на том же поле могут дать от 45 до 55 центнеров кукурузы. Скрытый голод сильно понижает качество и количество урожая.

(стрелки: вверх — повышение урожайности, вправо — повышение плодородия почвы)

При скрытом голоде растений невозможно достигнуть максимального результата

КАК ДЕЙСТВУЮТ УДОБРЕНИЯ

Земля не может произвести больше того, что ей позволяет основной лимитирующий фактор, будь то удобрение, вода, тепло или солнечный свет. Растения даже будут расти более или менее удовлетворительно в широких пределах нехватки удобрений, при условии, что содержание всех удобрений одинаково низкое. Разгадка этого явления — лимитирующий фактор. Например, если на поле размером в один гектар нет никаких дефицитов удобрений, ограничивающих рост растений, и имеются все необходимые факторы для получения хорошего урожая, то с этого гектара будет получено 100 тонн кочанной капусты. Однако, если одного из удобрений (одного питательного элемента) слишком мало, то этот питательный элемент становится лимитирующим фактором и будет сдерживать рост растений. Урожай будет не больше, чем позволит этот лимитирующий фактор. Допустим, что в нашем случае первым лимитирующим фактором является фосфор. В почве имеется только 1/8 требуемого количества фосфора. Это означает, что если удобрения не будут применены, урожай с одного гектара земли не превысит 12.5 тонн (100:8=12.5).

Наиболее лимитирующим фактором Является фосфор

Чтобы устранить это препятствие и сделать хозяйство более прибыльным, фермер разбрасывает по своей земле 330 кг двойного суперфосфата. Благодаря внесению суперфосфата фермер устранил дефицит фосфора, и теперь фосфор больше не является лимитирующим фактором. Урожай достигает 50 % от максимально возможного уровня, т. е. 50 тонн. Путем внесения удобрения фермер увеличил свой урожай на 37.5 тонны.

Это уже близко к потенциальному урожаю 100 т/га, однако фермер стремится достигнуть наивысшего урожая. Следующее удобрение, которое он вносит, — это 330 кг хлористого калия. Сделав этот шаг, фермер обнаруживает, что его урожай возрос до 75 тонн. Увеличение урожая сделало приобретение калия разумным вкладом средств.

Воодушевленный успехом, фермер стремится к еще большему урожаю. Фермер приобретает удобрение с маркировкой 16-8-16. Это означает, что удобрение содержит 16 % азота, 8 % фосфора и 16 % калия. Фермер вносит дополнительно 440 кг этого удобрения на гектар земли. Но требуется ли земле этот тип удобрения? На самом деле, следующим лимитирующим фактором может быть кальций, а не азот, фосфор или калий.

Теперь наиболее лимитирующим фактором является кальций

Так как кальций теперь является фактором, который лимитирует урожай, внесение удобрения 16-8-16 было ошибкой; это удобрение не содержит кальция и потому не даст увеличения урожая. Фактически фермер встал на рискованный путь, ведущий к снижению урожая. Чтобы понять, почему это так, мы должны в первую очередь получить общее представление об осмосе.

ОСМОС

Осмос имеет место, когда солевой раствор движется через полупроницаемую мембрану из области с меньшей концентрацией соли к области с большей концентрацией соли. Например, если сосуд разделен пополам непроницаемой для воды перегородкой и с одной стороны от нее налита вода, а с другой стороны точно такой же объем концентрированного раствора сахара, то никакого движения жидкости между растворами не происходит, т. к. стенка не проницаема для жидкости. Однако, если стенка между двумя жидкостями полупроницаемая, то вода будет вытягиваться концентрированным раствором сахара. Уровень раствора сахара будет подниматься, а уровень воды понижаться, и в конце концов вся вода будет перетянута в раствор сахара.

Проделаем такой опыт. Возьмем яблоко. Очистим кожицу. Разрежем яблоко на четыре или большее число долек. Затем посыпем дольки очищенного яблока сахаром (или солью). Дольки со всех сторон должны быть покрыты сахаром.

Что же мы увидим?

• Через 5 минут — сахар на очищенных от кожуры кусочках начнет растворяться.

• Через 10 минут — капли яблочного сока будут скапывать с долек.

• Через 4 часа — почти весь ябочный сок из долек вытечет и останется только мякоть.

Это — эффект осмоса. Сахар, будучи более концентрированным, вытягивает сок из кусочков яблока.

СЛИШКОМ БОЛЬШОЕ КОЛИЧЕСТВО УДОБРЕНИЙ МОЖЕТ БЫТЬ ПРИЧИНОЙ ГИБЕЛИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

В приведенном выше примере 440 кг удобрения 16-8-16 были разбросаны по гектару земли. Это не привело к увеличению урожая. Поскольку все ингредиенты были солями, это означает, что сотни килограммов реальных солей были разбросаны на гектаре земли. Растения не нуждались в этих солях и не могли использовать их.

В исключительных случаях избыточные соли могут привести к полной гибели урожая, но в любом случае они вредны для него. Избыток удобрений скорее приведет к снижению урожая, чем к его увеличению. Это происходит потому, что растения поглощают питательные вещества и воду из почвенного раствора благодаря осмосу. Это значит, что раствор находящийся в растении (сок), должен быть более соленым, чем почвенный раствор. Если концентрации солей в почвенном растворе и в растворе, находящемся в растении, будут одинаковыми, то растение прекратит поглощение воды из почвы.

Если концентрация солей в почвенном растворе выше, чем концентрация солей в растительных соках, то почвенный раствор будет вытягивать жидкость из растений. Тогда растение завянет, и если его не спасти, то погибнет. Чтобы пояснить, как это происходит, предположим, что фермер видит, что состояние его растений ухудшается. Он совершает очень серьезную ошибку, предположив, что требуется еще больше удобрений. Фермер приобретает мочевину и разбрасывает 200 кг солей по земле, которая уже переудобрена. Ранее фермер внес 440 кг избыточной соли в землю. Теперь, после добавления еще 200 кг, он имеет избыток солей в количестве 640 кг. Этого достаточно не только для того, чтобы снизить урожай, но и чтобы обезводить растения (вытянуть из них влагу), вызвать завядание и, возможно, даже гибель культуры.

Этот пример отчетливо показывает, что может произойти, когда удобрения применяют неосторожно. При применении удобрений опасно руководствоваться только благими намерениями и неопределенными догадками. Если удобрения убивают растения, это происходит не потому, что вещества ядовиты. Удобрения не более чем сырье, из которого растения создают необходимые им питательные вещества. Процентное содержание веществ, отмеченное на мешках с удобрениями, указывает, что это концентрированные вещества. Если их вносить точно, в правильных соотношениях и в подходящее время, результатом будет высокое качество, высокий урожай и доходные культуры. Догадки могут обернуться разочарованием и даже оказаться роковыми для выращиваемых культур.

НАЗВАНИЯ ОБЫЧНО ПРИМЕНЯЕМЫХ УДОБРЕНИЙ

АЗОТ Нитрат аммония (аммиачная селитра)

Сульфат аммония — также содержит серу

Нитрат кальция (кальциевая селитра) — также содержит кальций

Диаммонийфосфат — также содержит фосфор

Мочевина Жидкий аммиак

Нитрат калия (калийная селитра) — также содержит калий

ФОСФОР Диаммонийфосфат — также содержит азот

Простой суперфосфат — также содержит серу и кальций

Двойной и тройной суперфосфаты

Фосфорная кислота

Моноаммонийфосфат — содержит также азот

КАЛИЙ Хлорид калия — содержит также хлор

Сульфат калия — содержит также серу

Нитрат калия (калийная селитра) — содержит также азот

КАЛЬЦИЙ Сульфат кальция (гипс) — содержит также серу

Карбонат кальция (известь)

Доломитовая известь — содержит также магний

Нитрат кальция (кальциевая селитра) — содержит также азот

Хлорид кальция — содержит также хлор

МАГНИЙ Сульфат магния (горькая, или английская соль) — содержит также серу

Оксид магния (жженая магнезия)

Доломитовая известь — содержит также кальций

СЕРА Простой суперфосфат — также содержит кальций и фосфор

Сульфат аммония — также содержит азот

Сульфат калия — также содержит калий

Сульфат магния — содержит также магний

Сульфат железа — содержит также железо

Сульфат кальция (гипс) — содержит также кальций

БОР Борная кислота

Борат натрия (бура)

ЖЕЛЕЗО Сульфат железа — содержит также серу

Хелаты железа

МАРГАНЕЦ Сульфат марганца — содержит также серу

Оксид марганца

МЕДЬ Сульфат меди (медный купорос) — содержит также серу

ЦИНК Сульфат цинка (цинковый купорос) — содержит также серу

Оксид цинка

Хелаты цинка

МОЛИБДЕН Молибдат натрия — содержит также натрий

Молибдат аммония — содержит также азот

Молибденовая кислота

НАУЧИТЕСЬ ПОЛЬЗОВАТЬСЯ УДОБРЕНИЯМИ

Обучиться, как правильно пользоваться удобрениями, не так уж трудно и сложно, как это может показаться на первый взгляд. За долгие годы исследований растений и их потребностей в питании многие трудные проблемы были решены. Стала доступной заслуживающая доверия информация относительно количества удобрений, которое различные культуры выносят с единицы площади за один вегетационный период.

Хорошо известны признаки нехватки каждого из элементов питания растений. Растения всегда обнаруживают симптомы недостаточности питательных элементов до того, как урожаю нанесен серьезный урон. Растения также указывают на избыток питательных веществ. Здоровые растения также узнают по их здоровому виду. Вы сможете научиться выращивать здоровые растения, если обучитесь хорошей технологии и будете разумно следовать ей на практике.

Не жалейте времени на то, чтобы лучше познакомиться с растениями. Узнавайте язык растений, изучая их и наблюдая за ними внимательно день за днем. Если у растений развиваются дефициты питания, они сами вам это покажут. Избегайте избыточного внесения удобрений. Если вы сделали ошибку и внесли лишние удобрения, однократно полейте землю большим количеством воды, чтобы вымыть удобрения из верхнего слоя почвы на глубину ниже 20 см, и снова посадите растения. После того как следующая культура посажена, при нескольких следующих поливах давайте избыток воды, чтобы сохранить удобрения на глубине 20 см или ниже. Если придерживаться такой процедуры, то обычно результаты бывают хорошими. Правильность внесения удобрений зависит от точности взвешивания. Каждый человек должен разработать хорошую систему учета, которая для него понятна.

ПРОВЕРЬТЕ ВАШИ ЗНАНИЯ

Выберите правильный ответ:

1. «Скрытый голод» у растений подразумевает

а) видимые признаки голодания

б) избыточное внесение удобрений

в) отсутствие видимых признаков голодания, но сниженный урожай

г) ни одно из перечисленных выше.

2. Если фермеру требуется 33 кг азота, какое количество удобрения 34-0-0 должен купить фермер?

а) 45 кг в) 135 кг

б) 90 кг г) 180 кг

3. Что вы будете делать, если внесете слишком много удобрения?

а) добавите в почву известь

б) обильно польете, чтобы вымыть избыток удобрений

в) добавите опилки или песок в почву

г) удалите культуру и начнете все снова.

РЕЗЮМЕ

1. Чтобы достигнуть максимально быстрого роста и максимального урожая, растения должны получать точное количество необходимых элементов питания в правильно сбалансированном соотношении.

2. Многие промышленные удобрения добывают из земли. Промышленные удобрения легко использовать, потому что вы можете точно определить, сколько каждого элемента питания следует внести.

3. Для растения безразлично, используете ли вы органические или неорганические удобрения, и в том и в другом случае растения поглощают элементы питания в виде неорганических солей, растворенных в воде.

4. Когда удобрение твердое, большая его часть состоит из инертных материалов. Действительное количество удобрения указано в процентах от общего веса.

5. Почвы требуют постоянного пополнения. Вынос питательных веществ с урожаем, дожди и эрозия являются причиной того, что почвы истощаются. Но если питательные вещества восполняются, то почвы не истощаются никогда.

6. Растения могут и не обнаруживать каких-либо видимых признаков нехватки питательных элементов, уже страдая от «скрытого голода». Если одного или нескольких элементов питания недостает, урожай не сможет достигнуть максимальных размеров. Объем производства достигнет уровня, определяемого наиболее лимитирующим фактором.

7. Избыточное удобрение вредно для растений и может погубить культуру. Если почва излишне засолена, то из растений будет вытягиваться вода.

ЛЕКЦИЯ 7.

1. в.

2. б.

3. б.