Пейве Я.В. Микроэлементы и их значение в сельском хозяйстве

Подождите немного. Документ загружается.

обработки», которая больше всего проявляется при ос-

воении бедных медью болотных и заболоченных земель.

У заболевших злаковых растений скручиваются и отсы-

хают кончики листьев. У льна приостанавливается рост

и образование бутонов. У яблонь, груш и цитрусовых де-

ревьев недостаток меди вызывает суховершинность или

завядание верхушки.

Медь уменьшает заболеваемость растений грибными

болезнями. Например, внекорневая подкормка карто-

феля солями меди снижает заболеваемость этой куль-

туры фитофторой и ризоктонией и повышает болезне-

устойчивость клубней картофеля.

При недостатке цинка наблюдается побеление вер-

хушки кукурузы, а у плодовых деревьев — яблони, груши,

сливы, абрикоса, персика и других — развивается розе-

точная болезнь, которая резко снижает образование пло-

дов. У цитрусовых культур недостаток цинка вызывает

пятнистость листьев, их побеление и прекращение роста.

У тунговых деревьев развивается бронзовость листьев.

Недостаток молибдена вызывает у цветной капусты

нитевидность листьев, а у цитрусовых культур — желтую

пятнистость.

Микроорганизмы — почвенные грибы и бактерии —

так же как и высшие растения, используют для питания

некоторые микроэлементы, которые участвуют в фермен-

тативных реакциях, протекающих в клетке микробов.

Микроэлементы оказывают огромное влияние на обмен

веществ микроорганизмов,образование витаминов, анти-

биотиков, органических кислот и других соединений.

Чем больше образуется микробной массы, тем больше

микроэлементов требуется для ее создания, так как они

всегда содержатся в органическом веществе тела микро-

бов в определенных пропорциях. Микроорганизмы, в свою

очередь, влияют на содержание в почве доступных рас-

тениям микроэлементов.

СОДЕРЖАНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВЕ

Количество микроэлементов в почве зависит от сте-

пени окультуренности ее и условий почвообразования.

Большее значение имеет содержание микроэлементов

в материнской породе, на которой образовалась почва.

Чем больше микроэлементов в материнской породе, тем,

как правило, больше их в почве. В то же время в про-

цессе подзолообразования происходит и вымывание не-

которых микроэлементов из почвы, особенно из подзо-

листого горизонта. Содержание микроэлементов увели-

чивается с накоплением в почве органического вещества.

Внесение в почву навоза, компостов и других органиче-

ских удобрений обогащает почву не только обычными

элементами питания, но и микроэлементами.

В среднем различные почвы содержат следующие

общие запасы микроэлементов (в мг на 1 кг сухой

почвы):

бора 1,5—55 кобальта . . . 0,4—4,0

меди 1,5—30 молибдена . . 0,2—7,5

цинка 25—65 марганца . . 10—2500

Но по общим запасам микроэлементов в почвах еще

нельзя судить о тех их количествах, которые находятся

в подвижных, или усвояемых для растений формах. Тот

или иной элемент может находиться в почве и в недо-

ступном для растении состоянии. Поэтому важно учи-

тывать не только общее содержание микроэлементов

в почве, но и их усвояемые формы.

В таблице 3 приведены результаты проведенных нами

анализов по определению содержания усвояемых форм

микроэлементов в важнейших почвенных типах СССР.

Таблица 3

Содержание усвояемых форм микроэлементов в почвах СССР

(в мг на 1 кг почвы)

Почва

Бор

Медь

Цинк

Марга

нец

Молибден

Кобальт

Дерново-

подзоли-

стая

0,08—0,38

0,05-

5,0

0,12—20,0

50— 150 0,04- -0,97 0,12- -3,0

Черно-

-0,97 0,12-

земная

0,38—1,58

4,5- 10,0

0,1—0,25

1,0-

75 0,02- -0,33

1,1-

-2,2

Серозем

0,23—0,62

2,5-

•10,0

0,09—1,12

1,5-

125

0,03- -0,15 0,9-

-1,5

Кашта-

новая

0,3-0,9

8,0-

14,0

0,06-0,14

1,5-

75 0,09-

-0,62

1,1-

-6,0

Бурая

0,38—1,95

6,0- 12,0

0,03—0,2

1,5-

0,06- -0,12 0,57

-2,25

Примечание. Усвояемые формы микроэлементов определя-

лись следующим образом: бор в водной вытяжке; медь, марганец и

кобальт в вытяжках нормальных растворов кислот (соляной, серной,

азотной); цинк в вытяжке хлористого калия и молибден в вытяжке

щавелевокислого аммония.

Исследования показали, что в относительно доступ-

ном состоянии в почвах находится лишь сравнительно

небольшая часть общих запасов микроэлементов. Содер-

жание усвояемых микроэлементов изменяется как по поч-

венным типам, так и в пределах каждого типа почв, что

необходимо учитывать при районировании применения

микроэлементов в сельском хозяйстве. На основании ана-

лиза почв проводится картирование содержания усвоя-

емых микроэлементов в почвах.

Ниже приведено описание содержания в почве от-

дельных элементов.

Бор. В почвах бор находится в различных соедине-

ниях, степень доступности которых растениям и микро-

организмам неодинакова. Растения могут усваивать бор

из его воднорастворимых соединений, а также соедине-

ний, растворимых в слабых кислотах.

Почвы, образовавшиеся на древних морских глинах

и других осадочных породах, как правило, богаче бором,

чем по.чвы, образовавшиеся на моренных отложениях.

Сравнительно мало бора в подзолистых почвах средней

полосы СССР.

Богаты бором почвы южных областей СССР — засо-

ленные каштановые, сероземы, солонцы и солончаки при-

каспийских степей и полупустынь. Бор входит в состав

минералов турмалина и датолита, где он находится

в трудно доступных растениям формах.

По нашим данным, содержание воднорастворимого

бора колеблется: в дерново-подзолистых почвах от 0,08

до 0,38 мг на 1 кг почвы, в черноземах — от 0,38 до

1,58 мг, в сероземах — от 0,23 до 0,62 мг, в каштановых

почвах — от 0,3 до 0,9 мг и в бурых от 0,38 до 1,95 мг.

Наименее обеспечены бором почвы нечерноземной зоны,

где можно получить наибольшую эффективность от при-

менения борных удобрений. Почвы южных областей и

республик СССР имеют большие запасы воднораствори-

мого бора, но и здесь, при дифференцированном подходе

к внесению борных удобрений, могут быть выявлены

культуры и почвы, на которых бор окажется эффек-

тивным.

В нечерноземной зоне СССР песчаные и супесчаные

почвы содержат меньше валового и воднорастворимого

бора, чем суглинки и глины.

Относительно много бора в дерново-карбонатных

почвах, а также в дерново-подзолистых, образованных

на тяжелых безвалунных глинах. Количество валового

бора в торфяных почвах варьирует в широких преде-

лах— от 1,5 до 23,0 мг на 1 кг почвы. При этом почвы

низинных болот с хорошо разложившимся нейтральным

торфом содержат бора больше, чем почвы кислых мохо-

вых торфяников. Распределение общего бора по генети-

ческим горизонтам почв связано с их механическим со-

ставом и содержанием гумуса.

Почвенные горизонты тяжелого механического со-

става содержат больше бора, чем горизонты, состоящие

из песка и супеси. Гумусовый горизонт почв, как пра-

вило, богаче бором, чем другие горизонты. В торфяных

почвах распределение общего бора по горизонтам до-

вольно однородно. В отношении воднорастворимого бора

в основном наблюдаются те же закономерности.

По степени обеспеченности усвояемым бором (для

растений с сильно выраженной потребностью в боре)

все почвы можно разбить на следующие 5 групп.

1. Почвы, обеспеченные бором. Растения развиваются

нормально и не требуют внесения борных удобрений.

2. Почвы со слабо выраженным недостатком бора.

Растения развиваются и цветут нормально, но дают по-

ниженный урожай семян.

3. Почвы со средне выраженным недостатком бора.

У растений цветение и оплодотворение протекают ненор-

мально. Урожай семян резко снижен.

4. Почвы, имеющие острый недостаток бора. У расте-

ний наряду с нарушением процессов цветения и оплодо-

творения, увядают также листья и отмирают точки роста

(у стеблей и часто у корней). Растение вынуждено об-

разовывать новые точки роста.

5. Полное или почти полное отсутствие бора в пита-

нии растений, которое вызывает полную или частичную

гибель растений.

Почва должна снабжать растение бором в течение

всего вегетационного периода. В усвояемые формы

может переходить бор почвенных минералов (вследствие

выветривания) и бор органических веществ (вследствие

разложения). Корневая система растений, благодаря

своим корневым выделениям, обладает также известной

активностью при усвоении питательных веществ. На по-

верхности корней всегда кислая реакция — рН около 3,5.

Поэтому растения могут усваивать и кислотораствори-

мые формы питательных веществ, в том числе и бора.

Растворимость бора зависит от форм связи его в почве.

Почвенные коллоидные частицы (гидраты окиси алю-

миния и железа, гуминовые кислоты) могут поглощать

бор. При уменьшении кислотности закрепление бора

почвой усиливается и доступность его растениям не-

сколько снижается.

Бор, находящийся в составе растительных остатков,

становится доступным растениям только после минера-

лизации этих остатков в почве. Органические соедине-

ния бора, образующиеся в результате известкования

почв, весьма нестабильны — они легко минерализуются,

но избыточное известкование почв снижает доступность

бора растениям.

Медь. При внесении медных удобрений необходимо

учитывать не только абсолютное содержание меди в поч-

вах, но и степень ее подвижности, или доступности рас-

тениям.

В подзолистых почвах общее количество меди неве-

лико и составляет, по нашим исследованиям, 1,5—18,5 мг

на 1 кг почвы. Черноземные почвы значительно богаче

медью, чем подзолистые. В этих почвах количество меди

колеблется от 16 до 30 мг на 1 кг почвы.

В почве имеются следующие формы меди: водно-

растворимая; обменная, поглощенная органическими и

минеральными коллоидами; трудно растворимые медные

соли; медьсодержащие минералы; металло-органические

соединения меди.

Наиболее подвижной является воднорастворимая

медь. В процессе нитрификации, когда в почве накапли-

ваются нитраты, растворимость и подвижность меди уве-

личиваются. Однако в целом в воднорастворимой форме

в почвенном растворе содержится очень мало меди.

Медь, как и другие катионы, поглощается органиче-

скими и минеральными коллоидами и глинистыми мине-

ралами почв и вступает в реакцию с почвенными пере-

гнойными кислотами. При этом доступность растениям

поглощенной органическим веществом меди снижается.

Значительно лучше, чем растения, усваивают погло-

щенную органическим веществом почвы медь микроор-

ганизмы, например некоторые грибы.

При минерализации органического вещества почвы

медь освобождается в виде растворимых солей, но при

этом вновь немедленно поглощается органическими или

минеральными коллоидами почвы. Однако многие бога-

тые органическим веществом почвы (например, торфяно-

болотные) в то же время содержат ничтожные абсолют-

ные количества меди, и растения, возделываемые на

таких почвах, страдают от ее недостатка. Минеральные

коллоиды также поглощают ионы меди.

В почвах встречаются и труднорастворимые соли и

окиси меди. При анаэробном разложении органического

вещества с выделением сероводорода медь может связы-

ваться в форме сернистой меди.

В гранитах, гнейсах, песчаниках и сланцах количе-

ство меди небольшое: 0,01—0,001%. Богаче медью

основные породы, которые содержат ее около

0,02%.

Усвояемой для растений является наиболее раство-

римая часть валовых запасов меди, переходящая в вы-

тяжки разбавленных кислот (например, нормальные

растворы соляной и азотной кислот).

Проведенные нами исследования показали, что почвы

подзолистой зоны европейской и азиатской части СССР

содержат по сравнению с другими почвенными зонами

наименьшие количества подвижной меди: от 0,5 до 5,0 мг

на 1 кг почвы. При этом более богаты медью почвы вос-

точных областей нечерноземной зоны. Черноземы цен-

тральных и южных областей содержат уже 4,5—10,0 мг

меди на 1 кг почвы и, по-видимому, не требуют внесения

медных удобрений.

Сероземы Средней Азии и Казахстана занимают

среднее положение между подзолистыми и черноземны-

ми почвами; количество меди в них составляет 2,5—

10,0 мг на 1 кг почвы. В каштановых почвах меди 8—

14 мг на 1 кг и в буроземах — 6—12 мг. Эти почвы так-

же можно отнести к группе обеспеченных медью.

На кислых почвах, обладающих малой емкостью

поглощения (например, песчаные почвы), медь может

вымываться, что ведет к уменьшению валовых запасов

этого элемента в почве.

По нашим данным (Я. В. Пейве и Н. Н. Иванова),

песчаные дерново-подзолистые почвы Латвии содержат

подвижной меди от следов до 2 мг на 1 кг почвы, в то

время как суглинистые и глинистые дерново-подзоли-

стые почвы, обладающие большей емкостью поглоще-

ния,— от 2,0 до 4,6 мг на 1 кг почвы. Богаче медью дер-

ново-карбонатные почвы, из которых медь не вымы-

вается. В процессе подзолообразования особенно

обедняется медью подзолистый горизонт.

В материнской породе дерново-подзолистых почв

меди, как правило, содержится больше, чем в верхнем

гумусовом горизонте. Кислые верховые торфяники зна-

чительно беднее по содержанию меди, чем низинные.

В процессах почвообразования происходит перемеще-

ние меди по различным генетическим горизонтам почвы.

Например, на некоторых дерново-глеевых почвах Лат-

вии в материнской породе больше меди, чем в пе-

регнойном и иллювиальном горизонтах. Меньше всего

валовой меди в подзолистом горизонте. Такие же

закономерности наблюдаются и по содержанию подвиж-

ной меди.

В некоторых дерново-подзолистых глинистых почвах

наибольшие количества валовой меди находятся в ма-

теринской породе и в горизонте вмывания (В). Гори-

зонты A

и А

(перегнойный и подзолистый) почти

в 2 раза беднее медью.

В дерново-среднеподзолистой легкосуглинистой почве

обогащен медью горизонт вмывания, или иллювиальный

(В). Как и в других почвах, в гумусовом горизонте меди

больше, чем в подзолистом.

В процессе почвообразования на кислых, особенно

легких по механическому составу, почвах происходит

обеднение верхних горизонтов почвы медью. Это проис-

ходит как за счет вымывания меди из этих горизонтов,

так и за счет выноса меди урожаями растений. Некото-

рая концентрация меди в гумусовом горизонте не может

компенсировать потери, обусловленные вымыванием и

поглощением этого микроэлемента корневой системой

растений.

Сравнительно много меди в дерново-карбонатных

почвах. Медь в этих почвах закрепляется как в форме

карбонатов, так и в поглощенном органическим веще-

ством состоянии. Чем больше гумуса в этих почвах, тем

выше содержание меди.

2 Я. В. Пейве

Количество меди в болотных почвах также неоди-

наково. Больше меди в низинных болотах и наиболее

бедны ею верховые.

На основе определения количества подвижной меди

в различных почвах нами (Я. В. Пейве и Н. Н. Иванова)

была составлена картограмма содержания меди в почвах

Латвийской ССР. Картограмма способствует райониро-

ванию применения медных удобрений в сельском хозяй-

стве (см. рис. 2). Аналогичные картограммы составлены

также в Украинской ССР и некоторых других республи-

ках и областях СССР.

На дерново-глеевых, торфяно-глеевых, дерново-силь-

ноподзолистых почвах при содержании усвояемой, или

подвижной меди меньше 1 мг на 1 кг почвы полевые

культуры положительно реагируют на внесение медных

удобрений. Средняя обеспеченность растений медью на

этих почвах наблюдается при количестве подвижной

меди 2,5—3,5 мг на 1 кг почвы. При содержании подвиж-

ной меди 4—5 мг на 1 кг почвы нет никакой надобности

в применении медных удобрений.

Марганец. Количество общих запасов и усвояемого

марганца в почвах подвержено большим колебаниям.

Избыток доступного растениям двухвалентного марганца

может оказать вредное влияние на развитие растений.

Но этот избыток устраняется при помощи известкования.

Марганцевые удобрения на кислых подзолистых почвах

не применяются, но с успехом используются на слабо-

выщелоченных черноземах, солонцеватых, каштановых,

серых лесных и других почвах, мало содержащих усвоя-

емого для растений марганца.

В почве марганец находится в разнообразных со-

единениях, что определяется в первую очередь его хими-

ческими свойствами. Динамика различных форм мар-

ганца в почве зависит от окислительно-восстановитель-

ных процессов, происходящих в ней. Растениям доступны

лишь соли двухвалентного марганца. Окисляясь до

четырехвалентных форм, марганец становится недоступ-

ным растениям. Однако четырехвалентный марганец в

результате восстановления может вновь переходить

в соединения двухвалентного. В анаэробных условиях

и при кислой реакции среды растворимость почвенного

марганца резко возрастает. Некоторые почвенные

микроорганизмы при слабокислой и нейтральной реак-

э с

Почвенные

разности

Содержание меди (в мг на 1 кг почвы)

Следы-1,5 0,8-2.3 1,8-3,0

Типичные подзолистые. Дерново-подза- Дерново-подэо- Дерново-подзолистые,

подзолисто-болотные листые.дерно- листые.дериово- дерьово-глеевше и лад-

и болотные почвы на вотлеевые и глеевые и БОЛОТ- золисто-Болотные поч- выщелоченные,опод-

лриморском песке болотные поч- ные почвы на лег- вы на легких и сред- золенные и дерново-

еш на песках ких и средних них суглинках и вез- глеевые почвы на пы*

/О

БЕЛ©

и супесях суглинках валунной глине

леватых безвалунных

суглинках и глинах

Рис. 2. Картограмма содержания меди в почвах Латвийской ССР,

ции среды окисляют марганец. В анаэробных условиях

бактерии используют двуокись марганца как источник

кислорода.

Количество обменных, легковосстанавливаемых и

воднорастворимых форм марганца в почве в течение ве-

гетационного периода неодинаково. При нахождении

почвы под водой или при сильном насыщении ее влагой

содержание воднорастворимого и обменного марганца

увеличивается. В почве происходят изменения реакции

среды, меняется деятельность почвенной микрофлоры,

а также влажность и воздухопроницаемость. Все это

влияет на окислительно-восстановительные процессы,

определяет динамику подвижных форм марганца в почве

и доступность этого элемента растениям.

Различные подзолистые почвы содержат в пахотном

горизонте 0,025—0,150% валового марганца, чернозем-

ные почвы 0,060—0,093%, каштановые — 0,1—0,3%, се-

роземы — 0,041—0,061 % и красноземы —0,05—0,1%.

Это довольно большие общие запасы марганца. Но в

доступной для растений форме находится лишь неболь-

шая часть их.

Большие колебания в содержании в почвах как вало-

вых запасов, так и подвижных форм марганца указы-

вают на необходимость строгой дифференциации в при-

менении марганцевых удобрений в зависимости от почвен-

ных условий, определяющих динамику физиологически

активных соединений этого элемента.

Анализы различных почв СССР показали, что дерно-

во-подзолистые почвы содержат, как правило, наиболь-

шие количества подвижного марганца — 50—150 мг на

1 кг почвы. Количество марганца в черноземах колеб-

лется от 1,0 до 75 мг на 1 кг почвы, в зависимости от

условий почвообразования. Здесь особенно необходим

дифференцированный подход к применению марганце-

вых удобрений. В сероземах подвижного марганца со-

держится 1,5—125 мг на 1 кг почвы при довольно боль-

шом количестве почв, бедных этим микроэлементом.

Каштановые и бурые почвы содержат марганца от 1,5

до 75 мг на 1 кг почвы. На этих почвах марганцевые

удобрения также могут оказать положительное влияние

на урожай сельскохозяйственных культур. Важно, чтобы

увеличение концентрации воднорастворимых и обменных