Роль калия в питании растений и признаки его недостатка
Калий, наравне с азотом и фосфором, является необходимым элементом в питании растений. Его физиологическая роль заключается в следующем:
— принимает участие в азотном и углеводном обмене;
— увеличивает гидрофильность коллоидов протоплазмы и регулирует работу устьичного аппарата, поэтому роль калийных удобрений возрастает в условиях засушливого года;
— повышает осмотическое давление в клетках, что ведет к повышению морозоустойчивости растений;
— увеличивает прочность стеблей за счет утолщения клеток, что повышает устойчивость к полеганию;
— увеличивает устойчивость к болезням, так как при недостатке калия усиливается распад белков, что создает условия для развития патогенов – грибков, бактерий и т.д.
— увеличивает устойчивость к вредителям – при достаточном количестве калия стебли и листья растений становятся более жесткими и «не по вкусу» вредителям;
В растениях калий не создает прочных органических соединений, а находится главным образом в ионной форме в вакуолях, клеточном соке. Он легко извлекается водой, поэтому после продолжительных дождей может вымываться из растений. Использование листьев для целей диагностики калийного питания в этот период может показать недостаток калия в растениях при достаточном количестве его в почве. В отличие от азота и фосфора, калия больше в вегетативных органах, чем в генеративных (например, в соломе калия больше, чем в зерне. Исключение составляют корнеплоды). Поэтому значительная часть вынесенного из почвы калия возвращается в почву вместе с навозом.
Благодаря своей высокой подвижности калий постоянно перемещается из старых листьев в молодые, поэтому признаки калийного голодания проявляются прежде всего на листьях нижнего яруса. Самым характерным признаком калийного голодания является так называемый «краевой ожог». Края листьев («каймой») последовательно желтеют, буреют и отмирают. Листья становятся куполообразными, волнистыми, рост растений замедляется. Наиболее заметен недостаток калия на капусте, картофеле, свекле, крыжовнике, красной смородине и яблоне.
Источники калия в почве
Калий содержится в значительных количествах в земной коре и в осадочных породах. Общее его количество в почве выше, чем суммарное содержание азота и фосфора. Калий в основном находится в минеральной части почвы, а в органической части его очень мало. Содержание калия в почвах меняется в зависимости от типа почв и их гранулометрического состава. Мало калия в торфяных почвах, иногда – в пойменных; много – в черноземах, каштановых почвах. Бедны калием легкие почвы, значительно богаче – глинистые. Но валовые запасы калия в почве еще не являются показателем обеспеченности этим элементом растений, так как большая часть калия находится в нерастворимой и малодоступной для растений форме. Соединения калия в почве в зависимости от степени доступности их растениям делятся на следующие группы:
— калий, входящий в состав кристаллической решетки первичных и вторичных минералов (основная часть калия);
— обменный калий, то есть содержащийся в почве в поглощенном состоянии. Хорошо доступен растениям, хотя его содержание невелико – от 0,8 до 1,5% валового (общего) содержания калия;
— водорастворимый калий – наиболее доступен для растений. В почвенном растворе он находится в виде растворимых солей азотной, фосфорной и угольной кислот. Содержание его также невелико, 10 – 20% от обменного калия. Источники водорастворимого калия в почве: а) гидролиз калийных минералов; б) разрушение минералов корневыми выделениями растений; в) действие на минералы азотной кислоты, образующейся при нитрификации; г) переход обменного калия в почвенный раствор в результате обменных реакций; д) калийные удобрения.
— биологически поглощенный калий, т.е. входящий в состав микроорганизмов. Становится доступным для растений после отмирания микроорганизмов и их минерализации;
— необменный калий. В почве наряду с переходом труднодоступных соединений в водорастворимые и обменнопоглощенные, идут обратные процессы — закрепления калия в необменной форме. Особенно интенсивно протекают эти процессы при попеременном увлажнении и высушивании почвы. Фиксация калия почвой весьма ощутимо снижает усвоение калия из удобрений. Однако имеются растения (например, клевер), которые легче, чем другие растения питаются фиксированным калием.
Виды калийных удобрений и их свойства
Сырьем для производства калийных удобрений являются природные калийные соли. В качестве калийных удобрений в сельском хозяйстве в ограниченном количестве используют сырые калийные соли, а также промышленные удобрения (концентрированные и смешанные)
Сырые калийные соли
Сильвинит (КСlNаСl), содержит 12 – 15% К2О. Это размельченная сильвинитовая порода; представляет собой крупные кристаллы (1 – 4мм) розовато-бурого цвета, состоит из КСl с примесью NаCl. Удобрение малогигроскопично, хорошо рассевается, но при хранении слеживается. Крупным недостатком сильвинита является высокое содержание хлора, что сильно ограничивает его применение. Ввиду низкого содержания К2О он применяется в незначительных количествах вблизи месторождений преимущественно под натриеволюбивые культуры (например, сахарную свеклу). Для устранения избытка хлора сильвинит следует вносить с осени под плуг.
Каинит (КСl МgSO4 . 3Н2О), содержит 10% К2О. Крупнокристаллическая соль розовато-бурого цвета, не гигроскопична, не слеживается. Благодаря значительным примесям МgSO4 каинит – хорошее удобрение для сахарной свеклы, овощных культур, картофеля (особенно на легких почвах, бедных магнием). В основном применяется с осени под плуг.
Зола – ценное местное удобрение, несгорающий минеральный остаток от сжигания органических веществ (древесины, торфа, растительных остатков и др.); калийно – фосфорно – известковое удобрение. Представляет собой легкий, мало гигроскопичный порошок. Калий в золе находится в виде легкорастворимого в воде карбоната калия (поташа). Состав золы непостоянен – больше калия находится в золе травянистых растений (в стеблях подсолнечника – до 35% К2О, много калия и в гречихе), в древесных – меньше. В золе лиственных деревьев калия больше, в хвойных – меньше. Кроме калия, в золе присутствует фосфор и известь ( в пшеничной соломе – 9% Р2О5 и 4% СаО), а также магний, сера и около 30 микроэлементов. Каменноугольная зола удобрительной ценности не представляет, так как содержит мало К2О и Р2О (0,1 – 0,4%) и много вредных примесей.
Вследствие легкой растворимости поташа хранить золу следует в сухих складских помещениях, иначе калий может выщелачиваться. Однако выщелоченная зола (отзол) сохраняет свое значение как фосфорное удобрение. Применяют на всех типах почв (кроме солонцов), особенно с повышенной кислотностью, под различные с.-х. культуры (наиболее целесообразно вносить под картофель, бобовые и другие чувствительные к хлору культуры). Способ применения и дозы золы варьируют в зависимости от целей ее применения. В качестве калийного удобрения (внося фосфорные удобрения дополнительно) доза золы составляет 4 – 5ц/га; в качестве фосфорно-калийного – 8 – 10 ц/га. Для устранения почвенной кислотности вносят 3 — 5 т/га золы под зябь. В остальных случаях золу можно вносить под культивацию или локально в лунки при посадке.
Концентрированные калийные удобрения.
Хлористый калий КСl. Самое распространенное и самое концентрированное калийное удобрение, содержит 56 – 60% К2О. Представляет собой мелкие белые или розовые с серым оттенком либо темно-розовые с бурым оттенком кристаллы. Удобрение хорошо растворимо в воде, малогигроскопично, но при хранении слеживается. Физиологически кислое удобрение, хотя его кислотность ниже, чем у аммонийных удобрений. Отрицательным свойством является высокое количество хлора, хотя и в 4 – 5 раз меньшее, чем у сильвинита. Ввиду этого КСl следует применять под культуры, мало чувствительные к избытку хлора, либо с осени под плуг для вымывания Сl. Используется на всех почвах, но на кислых дерново – подзолистых почвах активирует подвижность алюминия и марганца, что угнетает рост свеклы, клевера и других культур. Такие почвы необходимо периодически известковать.
Сульфат калия К2SO4, содержит 46 – 50% К2О. Мелкокристаллическое вещество белого цвета с желтоватым оттенком. Обладает хорошими физическими свойствами – не гигроскопичен, мало слеживается. Применяют на всех почвах и под все культуры, но поскольку это бесхлорное удобрение — оно особо ценно для картофеля, овощных и плодово-ягодных культур. Производство К2SO4 обходится дорого, и он занимает незначительный удельный вес среди калийных удобрений.
Калимагнезия, шенит, (К2SO4 . МgSO4), содержит 29% К2О и 9% МgО. Это сильнопылящий серый порошок с розовым оттенком или серовато-розовые гранулы неправильной формы. Бесхлорное, магнийсодержащее удобрение, обладает хорошими физическими свойствами, не слеживается. Как и сульфат калия, применяется под культуры, чувствительные к хлору. Эффективен на легких почвах, содержащих мало магния.
Поташ, углекислый калий, карбонат калия, К2СО3. Содержит 50% К2О, а в кальцинированном поташе от 63 до 67% К2О. Порошковидное, очень гигроскопичное щелочное удобрение, растворимое в воде. Применяется в основном на кислых почвах под различные культуры (особенно под картофель и другие чувствительные к хлору культуры) как основное удобрение и в подкормки.
Смешанные удобрения
40% и 30% калийные соли (КСl и NаСl)
Получают первое удобрение путем смешивания КСl с размолотым сильвинитом. Мелкокристаллическое вещество серого цвета с включением розовых кристаллов сильвинита. Содержит 40% К2О, слеживается, перевозится без тары. Кроме калия, содержит большое количество Nа (до 35% Nа ), поэтому наиболее пригодно для культур, отзывчивых на этот элемент (сахарная свекла, корнеплоды). Смесь из КСl и каинита дает 30% калийную соль. Эти удобрения цены для культур, потребляющих много магния и почв, бедных ними (супесчаных и песчаных). Вносят с осени под вспашку, но в малых дозах можно вносит и в рядки – под свеклу, морковь.
Взаимодействие калийных удобрений с почвой и повышение
эффективности калийных удобрений
Калийные соли хорошо растворимы в воде, как и их примеси (NаСl, МgCl2 и др.). Поэтому после внесения в почву калийные удобрения быстро растворяются в почвенном растворе и вступают в реакции обменного поглощения с коллоидами почвы. При этом значительная часть калия переходит в поглощенное состояние, а в почвенный раствор вытесняются другие катионы. Вхождение калия в почвенный комплекс почвы предотвращает заметное передвижение его в почве и вымывание из нее. Ион же хлора, обладая высокой подвижностью, вымывается из верхних слоев почвы, что благоприятно для растений.
На почвах, насыщенных основаниями (черноземы) калийные удобрения можно длительно применять калийные удобрений без ухудшения условий роста растений. При внесении калийных удобрений (особенно низкопроцентных) в почву, не насыщенную основаниями, может происходить изменение реакции почвенного раствора в сторону подкисления. Поэтому на сильнокислых почвах применению калийных удобрений должно предшествовать известкование. Очень хорошо на кислых почвах совмещать внесение калийных удобрений с фосфоритной мукой.
Наиболее эффективны калийные удобрения на легких песчаных и супесчаных, а также на торфянистых и пойменных почвах, где все с.-х. культуры сильно отзываются на внесение калийных удобрений. Важным условием эффективного применения калийных удобрений — хорошее обеспечение растений азотом и фосфором, без которых одни калийные удобрения не дают должного эффекта. На черноземных почвах, богатых калием, с целью повышения урожая его необходимо применять только под культуры, потребляющие большое количество этого элемента – сахарную свеклу, картофель, овощи, а на южных черноземах и каштановых почвах – лишь при орошении. В то же время даже на черноземах калийные удобрения способствуют улучшению качества плодоовощной продукции – повышают содержание сахаров, сухого вещества, каротина и т.д. На солонцах, богатых калием, внесение калийных удобрений способствует дальнейшему засолению этих почв.
При систематическом применении азотных и фосфорных удобрений потребность в калийных удобрениях возрастает, в то время как при регулярном внесении навоза – уменьшается, так как навоз относительно богат калием. На тяжелых почвах калийные удобрения лучше вносить осенью (при этом снижается отрицательное действие хлора), а на легких почвах – под предпосевную обработку весной или частично в подкормку. В последнем случае особенно эффективны магнийсодержащие калийные удобрения. На известкованных почвах потребность в калийных удобрениях возрастает.
Интересно и познавательно