Диссертация (Эколого-биологическая оценка эффективности микроэлементов и биопрепаратов при оптимизации питания роз в условиях защищенного грунта), страница 12

Калий улучшает использование солнечной энергии и оттокассимилянтов, снижает транспирацию и поддерживает тургор клеток.Источникомкалиядлярастенийявляетсякалийсиликатныхминералов, обменный или поглощенный, и водорастворимый калий.При недостатке калия наблюдается: завядание растения, резкоеснижениефотосинтеза,хотяприэтомсодержаниехлорофилланеизменяется; прекращение превращения моноз в более сложные формыуглеводов – дисахариды и полисахариды; задержка синтеза белков,сопровождающуюсянакоплениемнебелковогоазота;повышениеинтенсивности протеолитического процесса (процесса распада белка), чтосоздает особо благоприятные условия для развития в тканях растенийпатогенных организмов – грибов и бактерий (Ягодин, 1980).69При избытке этого элемента ухудшаетсяокраскацветов,возникают укороченные цветоносы, часто желтеют нижние листья, растениемедленно растет.

Кроме того, возникает дефицит кальция. Отмечается, чтодаже при оптимальном калийном питании увеличение доз азотныхудобрений не всегда ведет к увеличению продуктивности растения, а нередковызывает заболевания растений фитопатогенными грибами (Минеев, 2004).Роль кремния в питании растений и его влияние на устойчивостьрастений к фитопатогенам. Кремний относится к биоэлементам, играющимсущественную роль в растительном и животном мире (Куликова и др., 2004),и является одним из основных компонентов педоценозов (Самсонова, 2005).Первые вегетационные испытания кремниевых удобрений были проведеныЛайбигом в 1840 г.

(Liebig, 2008). Начало систематическим полевымисследованиям по определению роли кремния в формировании биомассырастения было положено в 1856 г. на Ротамстедской опытной станции, гдебыли проведены эксперименты с ежегодным внесением силиката натрия(Школьник, 1974а; Rothamsted…,1991). По вопросу о роли кремния длярастений было немало разногласий и кремний долгое время не был включенв перечень элементов, необходимых для растений (Прянишников 1965,Тимирязев, 1936). Только в 1922 году он был отнесён к элементам –биофилам (Вернадский, 1967).

На основании многолетних исследований,кремний уже не считается только инертным элементом, а совершенносправедливо отнесён к биогенам, необходимым для нормального роста иразвития растений, животных и человека (Воронков и др., 1978; Воронков,Кузнецов, 1983; Воронков, Кузнецов, 1984). Различают два типа воздействиякремниевых удобрений на растения в агроэкосистеме: прямое его влияние нарастения и опосредованное – через почву (Ma, Takahashi, 1993; Suntheim,1986).Кремний в почвах представлен различными модификациями диоксидакремния – кристаллическими (кварц, кристаболит) и аморфными (опал,70халцедон), а также силикатами и алюмосиликатами.Впочвенномрастворе этот элемент находится в виде силикат – ионов мономеров идимеров ортокремниевой кислоты, кремнийорганических соединений, атакже в коллоидной форме в виде гидрозоля кремниевой кислоты. Длянормального развития растений концентрация монокремниевой кислоты впочвенном растворе должна быть не менее 20 мг/кг почвы (Красноперова идр., 2003), однако ее содержание во многих почвах редко превышает этозначение (Матыченков и др., 2002).

Доступного кремния растениям нехватает на сильнокислых почвах, где в условиях промывного режима идётего миграция в нижние почвенные горизонты (Приходько, 1979), а так же насильно выщелоченных и на низкокремниевых ферралитовых почвах(Водяницкий, 1984).Факт улучшения фосфорного питания растений при внесениикремниевых добавок в почву известен давно (Орлов, 1992). Однако, ихдействие двояко.

С одной стороны, доказано, что кремний способствуетвысвобождению фосфора в доступной для растений форме (Матыченков,Бочарникова, 2003; Чумаченко, Алиев, 2001; Гладкова, 1982) за счетвытеснения ионов фосфора из трудно растворимых фосфатов почвы(Матыченков, Амосова, 1994). При этом анион кремниевой кислоты способенблокировать свободные карбонаты почвенного раствора, что снижаетретроградациюрастворимыхЭкспериментальнымпутемфосфатовустановили,(Елешевчтоидр.,1990).кремнегельсодержащиеудобрения (белая сажа, диатомит и силикат натрия) повышали подвижностьфосфат – иона в почве. Повышение дозы кремнегельсодержащих удобренийувеличивало подвижность фосфат – иона (Швейкина, 1988).С другой стороны, соединения кремниевой кислоты влияют наповедение фосфат – ионов в почвенно – поглощающем комплексе.CaHPO4 + Si(OH)4 = CaSiO3 +H2O + H3PO4,2Al(H2PO4)3 + Si(OH)4 + 5H+ = Al2Si2O5 + 5H3PO4 + 5H2O,712FePO4 + Si(OH)4 + 2H+ = Fe2SiO4 + 2H3PO4.Было проведено моделирование влияния силикатов натрия и кальцияна доступность водорастворимых соединений фосфора для растений.Выявлено, что силикаты повышают значения показателя рН почвы иувеличивают содержание в почве водорастворимых соединений фосфорнойкислоты.

Установлено, что сорбция фосфора из состава фосфорныхудобрений снижается уже при наличии в почве силиката натрия в количестве0,6 мг/г. Для достижения подобного эффекта концентрация в почве силикатакальция должна быть в 2 раза выше (Domning, Amberger, 1988).Результатыопытовпозволяютпредположить,чтокремнийпрепятствует поглощению фосфат – ионов полуторными оксидами.Коллоидная форма кремнекислоты адсорбирует поглощенные основания,ослабляя их связь с фосфорной кислотой, что повышает ее подвижность.Чтобы восполнить запас подвижного кремния в почвах, необходимоиспользовать растворимые кремнийсодержащие удобрения.

Эффективностьприменения фосфоритной муки увеличивается с использованием в качествеудобрений минерального сырья и отходов производства, содержащихрастворимыеформыисследованияпосоединенийизучениюкремния.роливВероятно,перспективныповышенииурожайностисельскохозяйственных культур сырья, содержащего биогенный кремний(диатомит), или промышленных минеральных удобрений, в составе которыхприсутствует кремний (фосфорных на основе апатита и фосфоритов, а такжетомасшлака, плавленых фосфатов, доломита).

Из калийных удобренийбольшой интерес представляют сыннириты, содержащие 25% кремнезема.Необходимакомплекснаяоценкафосфор-икремнийсодержащегоминерального сырья, запрещение экспорта апатитового концентрата ифосфорных удобрений, стимулирование их применения, поддержаниепредложения о переводе всех видов фосфорсодержащего сырья в разрядстратегическихматериалов(Чумаченко,Капранов,1999).Расчёты72показывают, что внесение кремниевых удобренийодновременносфосфорными могут снизить расход последних на 30-50% (Матыченков и др.,1997).Так, установили, что влияние кремния на урожай кукурузы зависит оттипа и дозы его соединения.

Оптимальная доза кремния – 0,5 г/кг почвы ввиде силиката натрия и 2 г/кг почвы в виде кремнекислоты – сравнима поэффекту с внесением 0,2 г Р2О5/кг почвы. В почве кремний обоих соединенийоказывал мобилизирующее действие на нерастворимые фосфаты почвы.Кремнекислота не изменяла, а силикат натрия снижал кислотность почвы сувеличением дозы внесения. В связи с необеспеченностью земледелияфосфорнымиудобрениямиизучениеприемовмобилизациизапасовпочвенных фосфатов с помощью соединений кремния заслуживает внимания(Самсонова, Астахова, 1986).Кремниевая кислота может снижать активность гидроксидов алюминияи железа, что благоприятно действует на рост сельскохозяйственныхрастений (Горбунов, 1974; Корбридж, 1982).

Показано также, что подвижныйкремний влияет на доступность магния и марганца для растений (Lindsay,1979). Кремниевые удобрения, как правило, обладают высокой сорбционнойспособностью (Матыченков и др., 1997; Matichenkov et. al., 2000),следовательно, при их применении повышается адсорбционная способностьпочв не только к фосфору, но и к калию, нитратному и аммонийному азоту(Тарановская, 1939, 1940).

В исследованиях трепел и диатомит, каккремниевые удобрения сорбционного типа, снизили их потери из пахотногослоя на 30-40% за счет перевода аммонийного азота и калия в поглощенноесостояние (Лобода, Яковлева, 2003).Известно, что кремниевые соединения способны связывать почвенныечастицы кремниевыми мостиками между зернами ила (Munk, 1982), при этомулучшается агрегированность, влагоёмкость, ёмкость обмена и буферностьлегких почв (Matichenkov et.

al., 2000). При совместном внесении73кремниевых удобрений с кальцием эта способностьможетбытьиспользована при борьбе с ветровой эрозией (Mays, Anaele, 1993).Существуют две точки зрения на формы соединения кремния, способныхпоглощаться растениями: только мономеры кремниевой кислоты (Yoshida et.all, 1959) или низкомолекулярные формы коллоидов кремневой кислоты и ееэфира (Барсукова, Рогачев, 1979).Кремнийявляетсянеотъемлемымкомпонентомрастений.Дикорастущие растения и сельскохозяйственные культуры потребляютзначительное количество кремния, сопоставимое с выносом основныхмакроэлементов – азота, фосфора, калия (Капранов, Камский, 2006), егосодержание в золе колеблется от 0,16 до 8,4% (Воронков и др., 1978).Наибольшее количество кремния содержится в растениях, произрастающих встепных, полупустынных, пустынных и горных регионах с наименееблагоприятными условиями к существованию (Воронков, Кузнецов, 1984),что характеризует его как элемент-адаптер для растений и, возможно,земледелия в целом (Ермолаев, 1992).