Питание растений и микроорганизмы почвы

В.Б. Колесник

ВПИТАНИИ растений существуют определенные закономерности, обусловленные условиями внешней среды и протекающими в ней процессами.

Рост и развитие растений происходят нормально, если они в достаточном количестве получают макроэлементы: калий, кальций, железо, магний, серу, фосфор и азот. Если из питания растений исключить калий, то их рост прекращается. Без кальция не развивается корневая система. Магний и железо необходимы растению для образования хлорофилла. Без азота, серы и фосфора не будет белков, входящих в состав протоплазмы и ядра клетки.

Растению для нормального развития нужны не только макроэлементы, но также и очень небольшие количества других элементов, которые поэтому и назвали микроэлементами. Например, для сахарной свеклы совершенно необходим бор: без него растение заболевает гнилью сердечка. На плодородных торфяных почвах пшеница и рожь часто не образуют зерна, но если в такую почву внести вместе с удобрениями медь, то растения развиваются нормально. К наиболее важным в жизни растений микроэлементам относятся марганец, бор, медь, цинк, молибден.

Если растение сжечь, то в его золе останутся те минеральные вещества, которые оно поглотило из почвы. У разных растений количество зольных элементов неодинаково, в среднем зола составляет 5% сухого вещества растения. Следует учесть, что лишь незначительная часть входящих в золу минеральных веществ необходима растению. Например, у ряда растений зола на 80% состоит из кремния, который не нужен растениям в таком количестве. Кальций также поглощается корнями из почвы в избыточном количестве.

Наиболее важным элементом питания, определяющим рост и развитие растений, является азот, который поглощается из почвы и входит в состав важнейших для жизни белковых веществ. В общем весе растения количество азота достигает 1,5%.

Если уменьшить или исключить в питании растений азот, то рост их замедляется или вообще прекращается. В листьях такого растения образуется меньше хлорофилла, в состав которого входит азот, и окраска листьев становится светло-зеленой или светло-желтой.

Азот поглощается растением из почвы в виде аммиачных или азотнокислых солей. Однако в почве много и органических соединений азота, входящих в состав белковых веществ, которые остались от умерших растений и животных. Эти сложные органические соединения азота растениями непосредственно не усваиваются.

Органический азот не остается в почве без изменений, а превращается в минеральные соединения. В этом процессе участвуют живые существа, населяющие почву - почвенные микроорганизмы, которые, питаясь органическими веществами, разлагают их.

При разложении белка остатков растений и животных в почве образуются азотистые соединения. Большая их часть окисляется особыми микробами-нитрификаторами - сначала до азотистой, а затем и до азотной кислоты. Часть азотной кислоты разрушается другими микроорганизмами - бактериями-денитрификаторами. Освободившийся при этом газообразный азот уходит из почвы в атмосферу. В круговороте веществ азот может снова вернуться в почву и стать пищей для растений. Но таким путем в почву возвращается лишь незначительное количество азота. Большое количество свободного атмосферного азота связывается в почве особыми микроорганизмами - бактериями-азотфиксаторами.

Это группа микробов, обладающих свойством поглощать азот из воздуха и закреплять (фиксировать) его в своем теле в виде различных органических соединений. Все культивируемые растения земного шара за год выносят из почвы с урожаем около 100 млн т азота, а почвенные микроорганизмы ежегодно возвращают в почву большую его часть. Возможность управлять азотофиксирующей деятельностью почвенных микробов открывает перед земледелием значительные перспективы.

Процессы фиксации атмосферного азота в почве очень сложны и зависят от множества условий. Определить на практике, какое количество азота накапливают в почве свободноживущие микробы помогло применение изотопа азота (N¹⁵). Ученые пришли к выводу, что на каждом гектаре посевной площади за вегетационный период накапливается 5-1 0 кг азота.

Таким образом, было установлено, в каких микро- и макроэлементах нуждаются растения и в каких количествах эти потребности удовлетворяют микроорганизмы почвы. Оказалось, что, несмотря на обилие микробов в почве, далеко не все они снабжают растения питательными веществами, особенно азотом, как основным элементом, формирующим урожай. Простой расчет показывает, какой дефицит азота ежегодно создается в почве. Например, при выращивании пшеницы и формировании суммарного урожая в пределах 100 ц (суммарный урожай -солома + зерно) на один гектар необходимо 150 кг азота, учитывая, что среднее содержание азота в растениях 1,5%. Свободноживущие азотофиксирующие бактерии накапливают 5-10 кг/га азота (клубеньковых бактерий на корнях пшеницы нет). За счет чего же растение должно удовлетворять свои потребности в азоте? Определенные резервы для этого в почве имеются: это органика почвы, а остальное необходимо компенсировать внесением удобрений прежде всего органических.

Но, к сожалению, сегодня в нашей стране удобрений в сельском хозяйстве не хватает, не говоря уже о средствах доставки и внесения. Поэтому заранее как бы планируется недополучение урожая как минимум на 50-60 %, так как естественным путем растение может обеспечить себя азотом на 20, максимум на 30 %. Таким образом, возникает тяжелое положение в производстве основных продуктов питания.

Существует ли выход из создавшегося положения? Да. Стимулировать рост естественной микрофлоры почвы и растений можно путем внесения в почву эффективных микроорганизмов, которые побуждают микроорганизмы почвы и растения к более активной жизнедеятельности. Известно, что микроорганизмы почвы обеспечивают растение переработанными питательными веществами более чем на 60 %, остальное количество пищи растения перерабатывают самостоятельно. Но растения и микроорганизмы в естественных условиях находятся в несколько инертном состоянии, т.е. они не проявляют своих потенциальных возможностей.

Исследованиями, проведенными с начала 30-х годов во многих странах, особенно в Англии, установлено, что применение стимуляторов роста (типа гиббериллинов) даже в очень незначительных концентрациях (растворы 0,005-0,001%) усиливало рост и развитие растений в несколько раз. Также значительно усиливалась жизнедеятельность почвенных микроорганизмов. В итоге продуктивность растений возрастала более чем в два раза. При совместном действии микроорганизмов и гиббериллинов получены аналогичные результаты. Исследованиями установлено, что основное влияние обусловлено прежде всего биостимуляцией, а не усиленным питанием, так как количество питательных веществ, полученное от микроорганизмов, является несущественным для питания растений.

Теперь становится понятным механизм действия эффективных микроорганизмов, содержащих биологически активные вещества - различные ферменты, аминокислоты, витамины, гормоны, которые в общей сложности и представляют стимуляторы роста. Внося эффективные микроорганизмы равномерно в наиболее активный слой почвы (до1 5 см) в виде водного раствора, мы стимулируем к активной жизнедеятельности почвенные микроорганизмы и растения. Поэтому не удивительно, что на 2-3-й день после внесения эффективных микроорганизмов визуально заметны морфологические изменения растений, которые проявляются прежде всего в изменении окраски листьев и молодых побегов от светло-зеленой к более интенсивно окрашенной - темно-зеленой. Дальнейшие позитивные изменения проявляются в утолщении корней и стеблей, усиливается рост боковых побегов, увеличивается листовая поверхность. Все это положительно сказывается на продуктивности растений.

Учитывая буферность самой почвы, почвенных микроорганизмов в ней и растений, действие эффективных микроорганизмов непродолжительно. Активность микроорганизмов через определенное время снижается. Поэтому возникает необходимость повторного заселения почвы эффективными микроорганизмами.

Внося систематически ЭМ-препарат в почву, мы усиливаем жизнедеятельность почвенных микроорганизмов, вследствие чего повышается поступление в растения необходимых веществ.

Следовательно, ЭМ-технология - весьма существенный фактор повышения продуктивности растений. Главное, научиться ее правильно применять.