Розділ «9.4. Діагностика живлення рослин і визначення потреби в добривах»

9.4.1. Методи діагностики живлення рослин

Свого часу К. А. Тимірязєв писав: "Усі завдання агрономії, якщо вникнути в їхню сутність, зводяться до визначення і, по можливості, своєчасного забезпечення правильного живлення рослин". Тому одним із найдоступніших чинників регулювання росту й розвитку рослин є зміна їх мінерального живлення. Це можливо лише за належної діагностики живлення рослин, тобто завчасного виявлення нестачі чи надлишку елементів живлення.

За постійного сільськогосподарського використання ґрунтів без достатнього внесення добрив вони виснажуються і створюється дефіцит елементів живлення. Щоб мати високу продуктивність культур, потрібно враховувати запаси рухомих сполук елементів живлення в ґрунті, а їх дефіцит компенсувати потрібною нормою добрив.

Основою для планування системи удобрення є аналіз вмісту в ґрунті доступних для рослин елементів живлення. Дані аналізів ґрунту під час вегетації мають серйозні обмеження для планування удобрення культури: вони вказують лише на можливу доступність елементів живлення з ґрунту, але не дають відповіді, як і в якій кількості вони використовуватимуться певними видами рослин.

Ефективність добрив залежить від потреби рослин в елементах живлення і здатності ґрунту задовольняти цю потребу на різних стадіях їх розвитку. Цей взаємозв'язок Д. М. Прянишников зобразив у вигляді відомого трикутника ґрунт– рослина – добриво. Щоб визначити нормальність розвитку рослин і формування ними врожаю, широко застосовують методи рослинної діагностики. За допомогою цих методів установлюють закономірності надходження елементів живлення із зовнішнього середовища та їх використання разом із продуктами фотосинтезу в процесі відтоку речовин і формування врожаю.

План застосування добрив у господарстві розробляють на основі типових для даного регіону погодних умов. Однак погода часто буває нетиповою. Оскільки засвоєння елементів живлення, як відомо, тісно пов'язане з температурою, вологістю та іншими умовами зовнішнього природного середовища, то живлення рослин потрібно контролювати упродовж вегетації, відстежуючи ситуацію щодо кожного елемента: як нестачу, так і надлишковий вміст. Найчастіше це здійснюють лабораторними методами (систематичне відбирання зразків і проведення їх аналізу в лабораторії), польовими (визначення дефіциту живлення в полі візуальним оглядом рослин або за допомогою портативних приладів) та дистанційними (контроль розвитку рослин і визначення їх реакції на підживлення за допомогою сенсорів на полі або супутникових систем).

Методів рослинної діагностики є багато, зокрема: біометрична й морфологічна діагностика, фенологічні спостереження; візуальна діагностика; метод рослин- індикаторів; листкова (тканинна) діагностика; хімічна діагностика; метод ін'єкцій та обприскування; дистанційне зондування.

Аналіз рослин включає як швидку польову діагностику тканин, так і лабораторні дослідження складу елементів у рослинних зразках. В обох випадках вважають, що концентрація елементів у тканинах рослин пропорційна їх доступності в ґрунті і є показником його родючості. Візуальною діагностикою та дистанційним зондуванням нині неможливо визначати кількість елементів живлення в рослинах, так як вони ґрунтуються на залежності між кольором або показником росту рослин та родючістю ґрунту.

Польові методи – це насамперед візуальний огляд рослин, а в деяких випадках ще й використання приладів, які полегшують і пришвидшують цей процес. За допомогою біометричної та морфологічної діагностики і фенологічних спостережень реєструють зміни росту рослин, пов'язані з утворенням тих або інших органів – листків, стебел, квіток, плодів.

Припинення росту і розвитку (безсумнівно) – основна причина великих втрат урожаю. Порушення росту й розвитку культури спостерігається по зовнішньому вигляду рослини загалом і по площі листка. У разі виявлення вад розвитку листків важливо звернути увагу на такі чинники: де чіткіші ознаки порушення розвитку – на молодих чи на старих листках; чи ознаки мають вигляд хлорозу (пожовкнення) і де він виявився – у прожилках листків, по краях чи рівномірно по поверхні у вигляді некрозу тканин та яка закономірність розподілу хлорозних плям, чи у вигляді таких деформацій листка, як чашоподібність, скрученість. ущільненість. Інші ознаки, на які потрібно звертати увагу: тріщини і ламкість, порожнистість, коричневі вологі плями на стеблах і коренях, нетиповість квіток і плодів, особливості розвитку рослин – нехарактерна піднятість або вкорочення міжвузлів, плямистість.

Простим і поширеним є метод візуальної діагностики. Він ґрунтується на виявленні зміни зовнішнього вигляду рослини або окремого її органа за нестачі або токсичного надлишку того чи іншого елемента живлення, що виявляється у зміні забарвлення та форми листків, появі на них плям. смуг, порушенні нормального розвитку органів тощо. Ознаки дефіциту залежать і від ступеня рухливості елемента в рослині. Якщо він здатний перемішуватися зі старіючих у молоді частини рослини (реутилізуватися), то ознаки дефіциту спочатку з'являються на старих тканинах. Подібне спостерігається у разі дефіциту азоту, фосфору, калію, магнію. Є також елементи живлення, які в рослині утворюють міцні хімічні зв'язки і повторно не використовуються (кальцій, сірка, всі мікроелементи). Тому їх нестача насамперед помітна на молодих тканинах. Дуже часто ці прояви досить специфічні. Наприклад, нестача фосфору на кукурудзі легко діагностується за синьо-фіолетовим забарвленням листків. Дефіцит заліза на плодових культурах і винограді спричинює дуже характерне міжжилкове пожовкнення листків (залізний хлороз), нестача кальцію на помідорові й перці призводить до появи верхівкової гнилі.

Таких типових ознак є дуже багато для кожного елемента на всіх рослинах.

Для основних сільськогосподарських культур складено кольорові атласи- визначники, довідники і навіть електронні програми ознак дефіциту елементів живлення, за допомогою яких визначення можна провести швидко і без помилок. Проте слід пам'ятати, що візуальна діагностика буває досить складною, оскільки зовнішні зміни рослин можуть зумовлюватись дефіцитом не одного, а кількох елементів живлення, іноді їх можна сплутати з ознаками інфекційних захворювань або фізіологічних порушень. Основним недоліком цього методу є те, що він дає запізнілі дані. Якщо з'являються зовнішні ознаки мінерального голодування, то в рослині вже можуть відбутися незворотні зміни обміну речовин, які спричиняють зниження продуктивності, а іноді й загибель рослин. Тому таке визначення варто розцінювати не як основну практику керування мінеральним живленням рослин, а як засіб додаткового контролю, сигнал для швидкого реагування на раптово виявлену проблему.

Прилад для швидкого і точного визначення вмісту елементів живлення в рослинах безпосередньо в полі – давня мрія агрономів. Нині це вже стало реальністю для азоту. Такий прилад має назву N-тестер.

Між вмістом азоту і хлорофілу в листках існує тісна кореляційна залежність. Інтенсивність зеленого забарвлення листків залежить від вмісту хлорофілу, отже, вказує на забезпеченість рослин азотом. На цій основі розроблено портативні N-тестери. Фактично вимірюється не вміст азоту, а концентрація хлорофілу в листках. Для багатьох культур встановлено певну кореляцію між цими показниками, тому саме для них розроблено таблиці інтерпретації отриманих даних, які дають змогу визначити потребу і розрахувати потрібну кількість азотних добрив для підживлення рослин задля отримання запланованого врожаю. Вада приладу полягає в тому, що не завжди бліде забарвлення листків пов'язане з дефіцитом азот)'. Так, за дефіциту сірки й ураження деякими хворобами першими жовкнуть не нижні листки, а верхні. Інфекційний хлороз рослин спричинюють віруси (наприклад. верхівковий хлороз тютюну і махорки, хлороз малини), гриби та інші мікроорганізми. Переносниками його збудників часто є шкідники (трипси, попелиці). Неінфекційний хлороз виникає за несприятливих ґрунтових і погодних умов. Зазвичай це залізний або кальцієвий хлороз рослин, на який вони хворіють на карбонатних (лужних) ґрунтах. Трапляються також магнієвий, цинковий та інші хлорози. За різних хлорозів листки жовкнуть по-різному: з'являються плями, спочатку жовкнуть нижні або верхні листки, або лише міжжилкові ділянки. Без лабораторних досліджень точно встановити, чого саме не вистачає рослині, неможливо.

Едафічний хлороз спричинюють несприятливі умови – підвищений вміст карбонатів у ґрунті, які порушують засвоєння заліза і блокують його переміщення в рослині; надмірна вологість; надмірне засолення ґрунту; порушення оптимального вмісту в ґрунті окремих елементів живлення – міді, мангану, фосфору та ін.

Оскільки різні види і сорти рослин різняться за вмістом хлорофілу, виміряні показники потрібно уточнювати. Не можна користуватися показами приладу за нестачі сірки, магнію і за стресу від нестачі вологи (в'янення рослин, закручування листків). На результати вимірювань не впливають час дня, покриття листків засобами захисту рослин або вологою (дощ, роса). Вимірювання щонайменше 30 вимірів у різних точках поля) проводять на наймолодших, повністю розвинених листках у відповідну фазу розвитку рослин.

Метод рослин-індикаторів

Відомо, що потреба різних видів рослин в елементах живлення неоднакова. Є види рослин, які чітко реагують на нестачу доступних форм елементів живлення в ґрунті: азоту – капуста білоголова, смородина чорна; фосфору і сірки – бруква, агрус; калію – картопля, порічки; бору – помідор, яблуня; кальцію – капуста цвітна, агрус; магнію – капуста цвітна; мангану – овес, буряк цукровий, малина; натрію – буряк цукровий. На цій основі розроблено метод рослин-індикаторів: у посіві висаджують кілька таких рослин і за особливостями їх росту й розвитку роблять висновок, чи добре ґрунт певного поля забезпечений тим або іншим елементом живлення. Так, нестачу азоту і калію на полі для зернових культур легко розпізнати за допомогою кукурудзи. Припускають, що дані про дефіцит елементів живлення, отримані із застосуванням кукурудзи, можна використовувати й стосовно інших культур сівозміни.