ГЛАВА VII. ВЛИЯНИЕ ПРАВИЛЬНОГО СООТНОШЕНИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ОРАНЖЕРЕЙНОЙ ГВОЗДИКИ

Разные декоративные растения неодинаково относятся к наличию кальция в почве. По этому признаку их можно разделить на кальциефилы (любящие кальций) и кальциефобы (избегающие избытка кальция). Гвоздика оранжерейная относится к кальциефилам. Финские цветоводы считают, что под гвоздику следует обязательно вносить доломитовую муку, мел или кальциевую селитру, чтобы соотношение Са:Mg составляло 8:1. Разное отношение растений к кальцию тесно связано с их отношением к реакции среды, которая зависит от наличия кальция в почве (Авдонин, 1972). Кальций оказывает большое влияние на рост корней растений. Без кальция происходит разрушение клеток в зоне роста корней. Объясняется это тем, что пектины и липиды, пропитывающие клеточные стенки, дают с кальцием малорастворимые и малонабухающие соединения.

Кальций играет большую роль в создании так называемых физиологически уравновешенных растворов и в антагонизме ионов. Н. С. Авдонин (1972) указывает, что для нормального роста и развития растений большое значение имеет не только количество питательных веществ, но и правильное соотношение между ними. Одностороннее внесение питательного элемента, даже очень необходимого, вызывает заболевания, а иногда и гибель растений. Необходимо создавать физиологически уравновешенный раствор, т. е. раствор с таким сочетанием солей, при котором все ионы взаимно ограничивают избыточное поступление друг друга в растения.

В создании уравновешенных растворов кальцию принадлежит большая роль. Он является энергичным антагонистом по отношению к одновалентным катионам. Одна из самых важных функций кальция — его влияние на физико-химическое состояние протоплазмы — ее вязкость, проницаемость и другие свойства, от которых зависит нормальное протекание биохимических процессов. Соединения кальция с пектиновыми веществами склеивают между собой стенки отдельных клеток.

В настоящее время установлено, что гвоздика исключительно требовательна к калийному питанию (Журбицкий, Егорова, 1971; Маитрова, 1975, 1978). В производственных условиях часто чрезмерно увлекаются калийными удобрениями и недостаточное значение придают фосфорным, кальциевым и магниевым, при этом также не учитывается правильно сбалансированное соотношение питательных элементов. Эти вопросы являются в декоративном садоводстве практически важными и малоизученными.

С целью выяснения оптимальных соотношений в удобрении между калием и кальцием, а также кальцием и магнием нами были поставлены вегетационные опыты (Ботанический сад МГУ) и опыты в грунте (совхоз декоративных культур, Абхазия) с оранжерейной гвоздикой Red Sim. На фоне разных соотношений питательных элементов вносили мергель, содержащий Са и Mg. В опытах определяли поступление азота, фосфора и калия, кальция и магния в растения гвоздики, а также оптимальное соотношение между ними.

Почва составлялась из двух частей дерновой земли, двух частей перегноя, одной части торфа и 0,5 части песка. Агрохимические показатели следующие: рН водной среды 6,8, солевой — 6,6; гидролитическая кислотность 1,75 мэкв/100 г почвы; степень насыщенности основаниями 95,2, гумуса 5,86%; Р₂О₅ —75,8, К₂О — 25,2 мг на 100 г почвы. Все удобрения в вегетационных опытах вносили из расчета 0,1—0,5 г/кг почвы, в грунте — 20—40 кг/га. Повторность восьмикратная, в каждый сосуд на 8,5 кг почвы высаживали по 4 растения из расчета на взятие растительных проб.

Полученные данные показали, что внесение калийных удобрений в больших дозах способствует более интенсивному поступлению азота, в растения. Последнее ведет к разрастанию <куста>, увеличению вегетативных побегов за счет снижения продуктивных.

Внесение калийных удобрений в высоких дозах способствует также и усиленному поступлению калия, что в свою очередь ведет к резкому понижению кальция и магния в растениях гвоздики. Калий и кальций, как известно, — антагонисты: при усиленном поступлении одного из них не поступает другой. Катионы кальция оказывают сильное антагонистическое действие на катионы Н^., Na^., К^., Mg^.., Аl^... и др., которые препятствуют избыточному их поступлению в растения. В результате недостатка кальция создается неправильное соотношение питательных элементов, в частности нарушается соотношение между калием, кальцием и магнием.

Опыты показали, что если в цветоносных побегах содержится очень высокое количество К₂О (до 4—5%), то поступление кальция, как правило, замедляется, не поднимается выше 0,6—0,8%, что ведет к резкому увеличению отношения К₂О:Са.

Вследствие недостатка кальция и избытка калия и азота гвоздика имеет чрезмерно вытянутый вид, цветоносные побеги рыхлого и непрочного строения, что приводит к образованию слабых и утонченных побегов, измельчению цветка и преждевременному, полеганию растений. Недостаток кальция вызывает отмирание нижнего и частично среднего яруса листьев. Д. Н. Прянишников (1964) указывает, что при недостатке кальция задерживается рост листьев, сначала на них появляются светло-желтые пятна (хлоротичность), затем они отмирают.

Кальций способен соединяться с пектиновыми веществами и образовывать так называемый пектинат кальция, с наличием которого связана прочность растений и упругость цветоносных побегов. В растениях кальций находится в форме солей пектиновой кислоты, сульфата, карбоната, фосфата и щавелевокислого кальция. При недостатке кальция и резком преобладании в питательном растворе одновалентных катионов (Н^., Na^., К^.) или катионов Mg^.. нарушается физиологическая уравновешенность раствора (Прянишников, 1964). При этом сильно страдает корневая система, которая теряет способность образовывать корневые волоски, она ослизняется и темнеет. Кроме того, при недостатке кальция у гвоздики плохо развивается цветочная почка, происходит преждевременное растрескивание чашечки цветков.

Характерно, что в растениях оранжерейной гвоздики, в отличие от многих декоративных культур, содержание кальция в листьях выше, чем в стеблях, а содержание азота, наоборот, выше в стеблях, чем в листьях. Столь низкое содержание Са в цветоносных стеблях и высокое — азота одна из причин их непрочного строения (гвоздика быстро полегает и уже на ранних этапах роста нуждается в подвязке растений).

Таким образом, сильное преобладание калия над кальцием ведет к нарушению правильного соотношения питательных элементов, вследствие чего Са теряет способность поступать в растения, последнее приводит к тому, что гвоздика страдает от недостатка Са, несмотря на то что в почве его имеется достаточное количество.

Таблица 47. Содержание кальция и магния в оранжерейной гвоздике Red Sim (% на воздушно-сухое вещество, совхоз декоративного садоводства)

Избыточное содержание калия в растениях ведет к замедленному поступлению не только Са, но и Mg, что понижает отношение Са:Mg. Так на фоне N₂K₁ оно составляет 1,80, а на фойе N1K₂ — 1,64. Данные табл. 47 показывают, что интенсивное питание азотом и калием в течение вегетации уже в фазе интенсивного вегетативного роста вызывает резкое понижение отношения Са:Mg. Причем этот период роста, когда происходит формирование цветоносных побегов, для гвоздики является очень важным. Не менее важна роль кальция в фазе образования 5—6-й пары листьев, когда у гвоздики закладываются цветочные почки. Оптимальное отношение в это время, так же как и в фазе цветения, наблюдается в тех растениях, под которые удобрения вносились с фосфором, а самое низкое — при интенсивном азотно-калийном питании. Это объясняется тем, что поступление того или иного питательного элемента зависит не только от концентрации Н и ОН ионов, но и от концентрации других сопутствующих ионов и их свойств.

Таблица 48. Влияние удобрений на содержание Ca и Mg в оранжирейной гвоздике (% на воздушно-сухое вещество)

Внесение мергеля под гвоздику, содержащего в своем составе Са и Mg, позволяет несколько устранить подавляющее действие калия на кальций и магний (табл. 48). Следует обратить внимание, что внесение кальций-магнийсодержащих удобрений оказывает заметное влияние и на поступление азота, фосфора и калия в растения гвоздики и несколько изменяет направленность их поступления в течение вегетации. При этом уровень потребления калия, как показывают данные табл. 49 и рис. 14, в сумме всех питательных веществ несколько понижается, особенно ко времени цветения, и возрастает удельный вес фосфора, что очень важно для гвоздики. Д. Н. Прянишников (1964) указывает, что при известковании улучшается питание растений не только Са, Mg, но и фосфором, а также молибденом. Улучшение питаний объясняется также и тем, что на известкованных почвах растения развивают более мощную корневую систему и способны усваивать больше питательных веществ из почвы. Последнее обстоятельство имеет немаловажное значение для оранжерейной гвоздики, так как ее корневая система слабо развита, состоит из придаточных корней, лишенных корневых волосков, и располагается в поверхностном горизонте почвы.

Таблица 49. Влияние мергеля на потребление питательных элементов оранжирейной гвоздики Red Sim на фоне разных удобрений

Рис. 14. Потребление (I) и соотношение (II) питательных элементов у гвоздики Red Sim (с С а и Mg): 1 - К₂0, 2 - N, 3 - Р₂0₅

Внесение кальций-магнийсодержащих удобрений благоприятно влияет прежде всего на повышение содержания фосфора, особенно в цветоносных побегах (до 1,5—2,02%) (табл. 50). Однако ко времени цветения от внесения кальций-магнийсодержащих удобрений заметно понижается содержание азотистых веществ в листьях и цветоносных побегах, что в свою очередь также способствует повышению упругости растений. Таким образом, процесс накопления питательных веществ у гвоздики в значительной мере зависит от степени обогащения почвы питательными элементами. Наиболее благоприятные условия, при которых понижается уровень калия и возрастает удельный вес фосфора в растениях, создаются при внесении NP, NPK и РК. Внесение калийных удобрений под гвоздику следует проводить очень осторожно; при этом нельзя не учитывать, что интенсивное калийное питание способствует усиленному поступлению азота и калия во все органы растения, прежде всего в цветоносные побеги, и резко понижает в них содержание Са и Mg, особенно при неблагоприятных условиях света. Поэтому внесение удобрений с учетом правильных соотношений питательных элементов, особенно в период формирования цветоносных побегов и цветения гвоздики, имеет первостепенное значение, а величина отношения калия к кальцию должна выражаться в это время наименьшими величинами.

Таблица 50. Влияние удобрений на содержание питательных элементов в оранжерейной гвоздике (%)

Относительно низкое значение отношения калия к кальцию во время цветения гвоздики отмечается при внесении NPK (К₂О:Са=2,09 и NP (КаО:Са=3,65) (табл. 51). Интенсивное же питание азотом и калием понижает содержание Са в растениях гвоздики и приводит к резкому увеличению отношения калия к кальцию в цветоносных побегах (К₂О:Са= =6,50:8,31). При столь высоком значении отношения калия к кальцию высокую продуктивность гвоздики, как правило, получить не удается. Причем систематическое внесение азотно-калийных подкормок способствует уменьшению отношения кальция к магнию. Так, на фоне N:К=2:1 оно составляет Са:Mg=1,80 и еще ниже, на фоне N:К=1:2 — Са:Mg=1,64. Внесение удобрений в виде дифференцированной подкормки, при которой растения получают в первой половине вегетации азот и азот с калием, ко времени бутонизации и цветения — азот, фосфор и калий (N, NK, NK, NPK, NPK), обусловливает повышенную величину в цветоносных стеблях Са:Mg=2, а в листьях — Са: Mg=2,59.

Таблица 51. Изменение соотношений калия и кальция в оранжерейной гвоздике под влиянием удобрений (%)

Таким образом, в результате избыточного внесения калийных и азотных удобрений нарушается правильное соотношение питательных веществ в растениях, при котором резко возрастает величина отношения калия к кальцию (К₂0:Са=4) и понижается отношение кальция к магнию (Ca:Mg=2).

Известно, что между К^., Сa^.., Mg^.. в растениях существует определенная коррелятивная зависимость. Нарушение этой связи (сдвиг в ту или иную сторону) ведет к нарушению правильного соотношения питательных элементов, которое в конечном счете вызывает понижение продуктивности. Причем в связи с понижением Са и Mg, как правило, происходит и понижение фосфора в растениях.

Неправильное соотношение калия и кальция, а также кальция и магния — одна из причин понижения продуктивности гвоздики: образуется меньше цветоносных побегов, цветки мелкие. Поэтому очень важно при внесении удобрений установить правильное соотношение азота, фосфора и калия, калия и кальция, а также кальция и магния.

Данные табл. 52 показывают, что кальций в растения гвоздики поступает равномерно в течение всего вегетационного периода. В отличие от многих культур его общее содержание по мере роста не возрастает, а очень часто понижается или остается на одном и том же уровне. Это объясняется тем, что у ремонтантной гвоздики в связи с периодическим нарастанием цветоносных побегов непрерывно активизируются ростовые процессы в течение вегетации, т. е. происходит как бы «омолаживание», обновление растений, а кальций, как правило, больше накапливается в стареющих органах. В потреблении же кальция явно выраженных максимумов не отмечается.

Таблица 52. Содержание Са и Mg в разных органах оранжерейной гвоздики

Что же касается действия удобрений на содержание Са и Mg в растениях гвоздики, то хотя столь заметных изменений не обнаружено, но тем не менее тенденция в сторону повышенного поступления Са под влиянием фосфора прослеживается. Последнее более выражено при внесении кальций-магнийсодержащих удобрений, здесь содержание Са в листьях и цветоносных побегах в большинстве случаев возрастает на фоне NP, NPK и РК. Меньше всего содержится Са на вариантах с NK, что связано с антагонистическим действием калия, кальция и магния. Роль кальция, по-видимому, тесно связана с фотосинтезом, хотя кальций не входит в состав хлорофилла, однако зеленые растения всегда богаче этим элементом (Прянишников, 1964).

Что же касается магния, то его содержание в растениях гвоздики колеблется в течение всей вегетации, несколько возрастает ко времени образования цветоносных побегов и понижается по мере окончания цветения. Магний находится главным образом в молодых растущих частях растений. Так же как и кальций, магний больше сосредоточивается в листьях, чем в стеблях и корнях гвоздики. Магний, как и кальций, входит в состав пектиновых веществ и, следовательно, усиливает прочность побегов. Кроме того, Mg способствует поступлению фосфора в растения, активизирует некоторые ферменты, например фосфатазу, ускоряет образование углеводов, влияет на окислительно-восстановительные процессы.

Больше всего поступает Са и Mg во время цветения на фоне NP и РК: в листьях до 2,85—2,90% и в стеблях — до 2,35—2,56%. Возрастает отношение кальция к магнию в цветоносных стеблях (4,10—5,12). Самое высокое отношение кальция к магнию наблюдается при внесении азотно-фосфорных удобрений.

Само собой разумеется, что внесение кальций-магнийсодержащих удобрений влияет на изменение соотношения между калием и кальцием, отношение К₂О:Са выражается более низкими величинами (табл. 53).

Таблица 53. Изменение соотношений между калием и кальцием в оранжерейной гвоздике под влиянием удобрений

Однако следует отметить, что внесение мергеля вызывает некоторое угнетение роста гвоздики в первой половине вегетации. Это объясняется тем, что под влиянием кальций-магнийсодержащих удобрений происходит понижение поступления азота и калия в растения, а следовательно, и уменьшение вегетативного роста. Особенно это заметно в первой половине вегетации, но уже во второй половине первого цветения начинает заметно проявляться положительное действие кальций- и магнийсодержащих удобрений на рост растений и образование цветоносных побегов. Примерно с середины декабря под влиянием фосфора и калия начинают образовываться более крепкие цветоносы со сравнительно крупными цветками. На фоне РК наблюдается более длительное цветение, образуются наиболее крупные цветки (8,5—9 см).

Что же касается динамики образования цветоносных побегов под влиянием разных удобрений на первом и втором годах жизни гвоздики, внесенных совместно с мергелем, то данные показывают, что максимум образования цветоносных побегов падает на сентябрь и октябрь. В декабре, январе, феврале происходит резкое понижение интенсивности цветения, понижается количество цветоносных побегов на растении оранжерейной гвоздики, ухудшается их качество. Наивысшее количество цветоносных побегов образуется под влиянием NP и NK. Внесение мергеля способствует активизации образования цветоносных побегов, и прежде всего на вариантах, где вносили фосфор NP и РК (табл. 54).

Таблица 54. Влияние удобрений на продуктивность оранжерейной гвоздики Red Sim (Ботанический сад МГУ)

Таким образом, продуктивность оранжерейной гвоздики в значительной степени зависит от правильного соотношения питательных элементов = не только азота, фосфора и калия, но и калия с кальцием, а также кальция и магния. Внесение калийных удобрений в высоких дозах способствует усиленному поступлению калия прежде всего в цветоносные стебли и резкому понижению Са и Mg в них, т. е. создается дефицит этих элементов, что приводит к неправильному соотношению питательных элементов между калием, кальцием и магнием, отношение К₂О:Са резко возрастает и уменьшается отношение Са:Mg. Вследствие избытка калия и недостатка кальция и магния растения гвоздики чрезмерно вытягиваются, образуют слабые, хрупкие и утонченные цветоносные побеги и мелкие цветы, часто с растреснутой чашечкой. Внесение под гвоздику кальций-магнийсодержащих удобрений (мергель) устраняло подавляющее действие калия, увеличило поступление кальция и магния в растения гвоздики, особенно на фоне РК и NP.