При нормальном уровне содержания элементов минерального питания в почве нет прямой зависимости размера их поступления в растение от интенсивности транспирации. Однако при избыточном содержании во внешней среде макро- и микроэлементов их поступление в растение возрастает с повышением скорости транспирации.
Влияние влажности почвы на поступление в растение элементов питания определяется в основном следующими физиологическими и физическими факторами.
1. Улучшением общего физиологического состояния растений, так как нормальная оводненность тканей способствует улучшению фотосинтеза, биосинтеза белков и некоторых других процессов обмена веществ, которые во многом определяют поглощение растениями питательных элементов.
2. Улучшением развития и расположения корней при нормальном содержании влаги в почве и увеличением в связи с этим их общей поглотительной способности.
3. Универсальностью воды как среды диффузии ионов из почвенного раствора и почвенного поглощающего комплекса к корневым волоскам растений.
С этими факторами связано положительное влияние влаги почвы на поступление в растения макро- и микроэлементов.
Установлено увеличение общего поступления в растение N, Р, К, Са, Mg, Zn, Си, Mn, Со, Fe, Мо и В при оптимальном увлажнении почвы.
При дефиците влаги усвоение растением элементов питания затрудняется.
Отрицательное влияние избыточной влажности почвы на поглощение элементов питания может проявиться в одностороннем повышении доступности некоторых ионов, в частности оксидов железа и марганца, накопление которых в растении в этом случае достигает токсичного уровня.
При дефиците влаги нарушается согласованность в работе ферментных систем, усиливаются процессы гидролиза и распада органических веществ, резко снижается интенсивность фотосинтеза, прекращается рост растений.
В летний жаркий день растение за 1 ч испаряет воды примерно столько же, сколько ее содержится во всем растении. Испарение воды происходит в основном через устьица. Но через устьица поступает диоксид углерода, необходимый для фотосинтеза.
В полуденные часы жаркого летнего дня даже огромная всасывающая поверхность корневой системы при недостаточном содержании влаги в почве не может обеспечить необходимого количества воды для транспирации. Наступает «полуденная депрессия процесса фотосинтеза» — устьица закрываются, растения перестают испарять воду, при этом прекращается и поступление в растение диоксида углерода.
Следует отметить, что только около 0,2 % поглощаемой корнями воды расходуется на построение тела растения, свыше 99 % ее испаряется.
Расход воды, необходимый для создания единицы сухого вещества, значительно уменьшается в условиях достаточного обеспечения растений элементами минерального питания (табл. 19).
Вариант опыта | Пшеница | Лен |
Без удобрений | 800 | 1092 |
N | 917 | 1198 |
NP | 545 | 1000 |
NPK | 480 | 787 |
В опытах Д. Н. Прянишникова расход воды на единицу сухого вещества на удобренном фоне уменьшался на 36,5 % при низкой влажности почвы и на 20 % — при высокой.
Испарение воды растениями значительно снижается при высокой относительной влажности воздуха. Одновременно при высокой влажности воздуха увеличиваются интенсивность роста растений и поглощение ими элементов питания (табл. 20).
20. Влияние влажности воздуха на испарение воды растениями подсолнечника, урожай и поглощение элементов питания (водные культуры) | |||||
---|---|---|---|---|---|
Влажность | Испарение воды | Урожай сухого | Поглощено, мг на 1 л испаренной воды | ||
воздуха | растением, л | вещества, г | Са | К | р |
Низкая | 42,3 | 65,4 | 32,0 | 133 | 13,2 |
Высокая | 32,8 | 70,4 | 37,3 | 160 | 15,9 |
На запас воды в почве значительное действие оказывает применяемая агротехника. Так, в опытах запас воды в поле «химического пара», т. е. при многократных обработках гербицидами, увеличился в 4 раза по сравнению с запасом воды при механической обработке почвы парующего поля.
Лимитирующее действие влажности почвы на урожай сельскохозяйственных культур находится в определенной зависимости от обеспеченности элементами питания. Известно, что даже в водной культуре в случае высокой концентрации питательного раствора проявляется физиологическая сухость.
При высоких дозах удобрений необходимо обязательно учитывать обеспеченность посевов достаточным количеством влаги, а в засушливых условиях — обращать внимание на дозы азотных и калийных удобрений, «ответственных» в основном за создание общей ионной силы раствора.
Лучшие условия питания способствуют более продуктивному использованию влаги. В свою очередь, при достаточной обеспеченности влагой повышается отдача от внесения удобрений, что показано практикой применения удобрений в условиях орошаемого земледелия.