Контроль питания растений по
химическому составу листьев
Определение недостатка или избытка элементов питания в
растениях по внешним признакам недостоверно, так как признаки голодания
растений нередко бывают сходны с признаками отравления минеральными
веществами. Симптомы недостатка разных элементов очень сходны. Например,
недостаток азота, серы и фосфора характеризуется одинаковыми признаками:
общим пожелтением листьев, отмиранием прироста. В таких случаях для
правильного диагноза необходим еще анализ листьев, потому что при недостатке
серы листья содержат много азота, а при недостатке азота в них много серы.
Аналогичная зависимость существует между азотом и фосфором. Если пожелтение и
отмирание побегов происходят вследствие недостатка азота, в листьях бывает
много фосфора и мало азота. Наоборот, если ухудшение роста вызвано
недостатком фосфора, то в листьях накапливается много азота и мало фосфора
(Чемпен X., 1964).
Обесцвечивание (хлороз) листьев или же мелколистье может
быть вызвано не нарушением минерального питания растений, а некоторыми
вирусными болезнями, повреждением корней или же низкой температурой субстрата
и питательного раствора. Анализ листьев в подобных случаях позволяет точно
установить причину хлороза.
Химический анализ растений для диагностики условий
минерального питания основывается главным образом на том, что между выносом
питательных элементов растениями и их урожайностью существует тесная связь.
Высокий урожай возделываемых культур получают только при оптимальной концентрации
клеточного сока растений. Казалось бы, что использование результатов
химического анализа листьев — простая задача, заключающаяся в сравнении
данных анализа с полученными ранее стандартными показателями. Однако оценка
результатов этого анализа значительно усложняется тем, что на химический
состав растений, кроме содержания питательных элементов в питательной смеси,
влияют многочисленные факторы, в частности вид культуры, онтогенетический и
филогенетический возрасты растений, а также условия внещней среды.
Факторы внешней среды с ряде случаев оказывают сильное
влияние на питание растений некоторыми элементами. Так, при пониженной
температуре субстрата (10—12 °С) резко ослабляется поступление в растения
азота, магния и особенно фосфора. Повреждение корней, а также антагонизм
отдельных анионов и катионов в растворе могут понизить поглотительную
способность корневой системы. Кроме того, наличие в субстрате карбонатных
включений приводит к осаждению фосфатов. При изменении рН питательного
раствора в сторону щелочной реакции могут наблюдаться признаки недостатка
железа, так как при высоких значениях рН оно выпадает в осадок. Все это
приводит к нарушению нормального поглощения элементов питания даже в том
случае, если раствор имеет оптимальный состав.
Метод химического анализа листьев приобрел особое значение
при беспочвенной культуре, где можно легко контролировать и корректировать
питание растений. Химический анализ листьев отражает сложный процесс питания
и характеризует степень обеспеченности растений тем или иным элементом
питания в конкретных условиях. Обычно результаты химического анализа листьев
оценивают по критическому уровню питания растений, т. е. по той нижней
границе нормального состава или минимальной концентрации питательных веществ
в растениях, которая обеспечивает получение высокого урожая (Магницкий К- П.,
1964).
Установление критического уровня питания растений строится
на основе опытов и представляет определенные трудности. Наиболее сложно
установить оптимальную концентрацию неорганических форм питательных элементов
в тканях растений в различные периоды роста и развития, тем более, что
нормальный состав питательных элементов в растении, как указывает К. П.
Магницкий (1964), колеблется в значительных пределах. Не всегда высокому
урожаю соответствует повышенное содержание элементов питания.
Повышенное содержание какого-либо элемента в листьях или
черешках может быть обусловлено не потребностью в нем растений, а избыточным
количеством его в питательном растворе, и наоборот, несколько пониженное содержание
того или иного элемента может быть следствием сильного роста растения и
интенсивного использования данного элемента для переработки его в
органические формы. Поэтому путем исследований важно установить минимальную
концентрацию питательных веществ в растениях по периодам роста, которая
обеспечивала бы получение высокого урожая возделываемых культур.
Обобщение результатов многочисленных анализов растений,
проведенных в условиях беспочвенной культуры, позволило установить примерные
концентрации питательных элементов в тканях томата и огурца по периодам роста
(табл. 23, 24). При уравновешенных питательных растворах и других
благоприятных условиях роста урожай томатов за шесть месяцев зимне-весеннего
оборота составил 16—18 кг и огурца 24—26 кг/м2.
При химическом анализе тканей растений определяют валовое
содержание элементов минерального питания или содержание неорганических их
соединений.
Для определения содержания калия метод анализа не имеет
значения, так как он находится в растении в виде ионов или непрочно связан с
органическими веществами, в связи с чем результаты анализа валового его
содержания и неорганических форм одинаковые.
Неорганические формы азота и фосфора составляют небольшую
часть общего количества их в растениях. При валовом определении этих
элементов количественное различие их в листьях растений, хорошо и плохо
обеспеченных питанием, бывает очень незначительным, тогда как различие в
содержании неорганических соединений этих элементов бывает очень большим и
более точно отображает характер питания растений в исследуемый период
Для диагностики минерального питания тепличных культур
первостепенное значение имеет выбор органа или части растения для анализа.
Поскольку в тканях определяют количество растворимых неорганических форм
соединений, то для анализа следует брать те части или органы растений, где
они содержатся в большем количестве. При определении содержания нитратного
азота, калия и натрия более четкие результаты даст анализ черешков листьев,
неорганического фосфора, кальция и магния — анализ листовых пластинок.
У томата и огурца нитратным азотом богаты черешки листьев
и стебли. В черешках листьев содержание этого элемента в 2—3 раза выше, чем в
их пластинках. В этих культурах наблюдается закономерность в содержании
нитратного азота но ярусам растения- в листьях нижнего яруса его больше, чем
в листьях верхнего. Наиболее резкие различия в содержании нитратов у растений
при разном уровне их питания наблюдаются в черешках листьев нижнего яруса.
Неорганического фосфора больше всего в пластинках листьев.
По ярусам растений он распределен сравнительно равномерно. Различие в
содержании фосфора у этих культур при неодинаковом обеспечении их
питательными веществами резче проявляется в пластинках листьев нижнего яруса.
К а л и е м богаты черешки листьев среднего и верхнего
ярусов. При недостаточном обеспечении растений калием этот элемент
перемещается из нижних листьев в верхние и в точки роста. Различия в
содержании калия у растений при разном уровне их питания более четко выражены
в черешках листьев нижнего яруса.
Кальция в пластинках листьев огурца и томата содержится
примерно в три раза больше, чем в черешках и жилках листьев. Этим элементом
богаты листья нижнего яруса.
Магния больше всего имеется в листовых пластинках. При
недостаточном содержании он перемещается из нижних листьев в верхние и к
точкам роста. Обеспеченность растений этим элементом четче выражена в
пластинках листьев нижнего и среднего ярусов.
Таким образом, па основе результатов исследований можно
сделать вывод, что определение потребности огурца в азоте, фосфоре, калии,
магнии и кальции следует проводить по черешкам и листовым пластинкам листьев
нижнего яруса, закончивших рост, но физиологически активных, т. е. таких, в
которых содержание питательных веществ «не разбавляется» приростом их массы.
У томата для анализа следует брать листья, закончившие рост до бутонизации,
т. е. второй—третий, а во время цветения и позже — третий—четвертый лист
снизу.
Отбирать листья для анализа необходимо очень тщательно,
так как химический состав их зависит от времени отбора, внешних условий,
положения листьев на растении, их возраста. Только вовремя и правильно
отобранные образцы могут достоверно характеризовать состояние питания
растений.
|