Контроль питания растений по химическому составу листьев

Определение недостатка или избытка элементов питания в растениях по внешним признакам недостоверно, так как признаки голодания растении 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 внешней среды.

Факторы внешней среды в 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 спо-

собность 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. 5.5, 5.6,).

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. Приведенные уровни содержания неорганических форм питательных элементов можно рассматривать как ори­ентировочные, которые следует уточнять по мере пополнения знаний о вза­имосвязях между химическим составом листьев и урожаем.

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 дает 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 по 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.

Калием 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, на 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-чет-вертый 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.

СУБСТРАТЫ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ ПО МАЛООБЪЕМНОЙ ТЕХНОЛОГИИ