РОЛЬ МАГНИЯ И СЕРЫ В ПИТАНИИ РАПСА

Сульфат магния – магниевое, сложное, серосодержащее удобрение. Получают из природных растворов морского типа и твердых солевых отложений.

Магний, входящий в состав хлорофилла, участвует в аккумуляции растениями солнечной энергии в процессе фотосинтеза, а поскольку фотосинтез — основа жизни растений, без магния невозможно само их существование. Содержание магния в растениях составляет в среднем 0,07% от их массы.

Сера – один из самых важных элементов минерального питания растений, без которого их жизнь также невозможна. Как и азот, она входит в состав всех белков растений, являясь незаменимым компонентом ряда аминокислот – цистеина, цистина, метионина. Сера является одним из составляющих витаминов, ферментов, играет важную роль в окислительно-восстановительных процессах, синтезе белка и хлорофилла. Вынос серы многими культурными растениями лишь немного меньше выноса фосфора, а у капустных (рапса, сурепицы, капусты, редиса) даже превосходит его.

По обобщенным литературным данным [1] содержание валового (общего) магния в почвах варьирует от 0,2 до 2,4% в зависимости от минералогического и гранулометрического состава почв, типа почвообразования. Например, в почвах, образовавшихся на суглинках и глинах, больше магния, чем в почвах, возникших на песках; мелкие частицы содержат больше магния, чем крупные. Суглинки и глины, где преобладающим минералом является каолинит, бедны магнием, а где преобладает монтмориллонит – богаче им. Однако для питания растений важен магний, находящийся в почвенном поглощающем комплексе (подвижный, доступный, обменный) и в почвенном растворе (водорастворимый, легкообменный). Наиболее богаты подвижным магнием черноземные, каштановые и сероземные почвы. Ионы магния сильно гидратируются и поэтому очень слабо поглощаются почвой. В условиях влажного климата ионы магния, особенно на легких почвах, в значительной мере вымываются, в результате чего происходит снижение содержания магния в верхних и накопление его в 2 нижних горизонтах почвы. На кислых почвах и на почвах с малой емкостью поглощения после зим с обилием осадков часто наблюдается острый недостаток магния. Магний занимает одно из первых мест в ряду потерь: Ca > Mg > Na > K > NH4. Выщелачивание магния обусловлено не только количеством осадков, оно тесно связано с гранулометрическим и минералогическим составом, реакцией среды и внесением физиологически кислых минеральных удобрений.

В России около 40 млн га пахотных почв имеют низкое и очень низкое содержание подвижного магния (экстрагируемого 1 М KCl), половина из которых расположены в Нечерноземной зоне страны. В Северо-Западном, ВолгоВятском и Уральском экономических районах России со значительным количеством дерново-подзолистых почв облегченного гранулометрического состава доля пашни с низким содержанием подвижного магния (<1,0 моль(экв) кг-1) достигает 55-76%.

В современных условиях, а особенно при переходе на интенсивные технологии возделывания зерновых, картофеля, овощных и кормовых культур, когда на их посевах применяются повышенные дозы азотных, фосфорных и калийных удобрений, значительно увеличивается потребность растений в магнии и отзывчивость их на магнийсодержащие удобрения может проявиться на почвах со средней и более высокой беспеченностью обменным магнием [2].

Рапс нуждается в большем количестве удобрений, чем зерновые. Ориентировочно 10-30% элементов питания рапс может усвоить из почвенных запасов. Остальные потребности обеспечивают минеральными  добрениями. Усвоения минеральных элементов питания к фазе цветения составляет 60-70%, что свидетельствует о потребности растений в фосфоре, магнии, сере до конца вегетации.

Большое количество магния требуется во время цветения и образования семян. Он оказывает существенное влияние на масличность семян. Потребность в нем рапса составляет примерно 20-35 кг Mg/га. Почвы, на которых получают высокие урожаи рапса, как правило, не бедны магнием, однако необходимо систематически контролировать уровень его содержания в почве, так как 3 высокая потребность в нем растений может привести к истощению, снижению урожая.

Дефицит Mg заметно усиливается при переувлажнении почвы, развитии анаэробных процессов и повышении кислотности, и обусловленное этим увеличение концентрации ионов Al3+, Fe3+, Mn2+ и H+ в почвенном растворе. В зависимости от гранулометрического состава почвы для увеличения содержания в ней обменного Mg2+ на 10 мг/кг необходимо сверх выноса растениями вносить с удобрениями 80-120 кг/га магния. Внесение магнийсодержащих удобрений на почвах с низким содержанием магния обеспечивает прибавку урожая семян до 5 ц/га, при среднем содержании — 2-3 ц/га [3].

Чтобы получить 20 ц/га семян, необходимо 14-24 кг магния на гектар. Особенно возрастает потребность в магние при формировании урожайности выше 20 ц / га. Она составляет 30-50 кг д.в./га. Существует прямая корреляционная связь между оптимальным количеством магния в рапсе и содержанием масла и урожайностью этой культуры.

Поврежденные во время зимовки растения рапса быстро отрастают при подкормке сернокислым магнием (MgSO4). Магний с MgSO4 очень быстро проникает в клетки даже при низкой температуре. Он не токсичен для растений, способствует усвоению других элементов питания, одновременно улучшается обеспечение серой.

Установлено, что в России более 90% обследованных пахотных почв недостаточно обеспечены подвижными формами серы. Ее содержание в почвах близко к критическому уровню — 6,3-6,4 мг/кг, а в целом ряде регионов — 1,5-2,0 мг/кг. Основными факторами такого неблагоприятного положения являются: невосполнение выноса серы из почв урожаями сельскохозяйственных культур; систематическое снижение плодородия почв, в том числе запасов гумуса и их подкисление; снижение общего уровня применения удобрений, в том числе органических [4].

Общеизвестно, что серосодержащие удобрения положительно влияют на урожай сельскохозяйственных культур и особенно на качество продукции. По данным М.П. Шкель (1979), ранней весной почти на всех дерновоподзолистых почвах растения испытывают недостаток серы. Известно, что растения рапса содержат самое большое количество серы и проявляют большую потребность в этом элементе. По данным Т.С. Гранитовой (1968), А.И. Коровина и др. (1966), растения, не получившие серу, отставали в росте и не накапливали сухого вещества, особенно ярко разница проявлялась в период весенних заморозков, что свидетельствует о повышении морозоустойчивости растений под влиянием данного элемента.

Для изучения эффективности серосодержащих удобрений была проведена серия опытов [5] с использованием вегетационного метода исследования с почвенной культурой. Во все годы эксперимента применение серосодержащих удобрений обеспечивало прибавку общего веса растений рапса порядка 10-80%. Например, в опыте на дерновоподзолистой легкосуглинистой почве (рис.) внесение 1,5 г/сосуд сернокислого магния (вариант №5) повысило урожай на 14,3г. В вариантах с серосодержащими удобрениями растения выглядели крупнее, имели крепкий наполненный стебель, существенно отличались по высоте и внешнему виду: были ярко-зеленого цвета, характерного для данной культуры.

Возобновление вегетации озимого рапса весной начинается сразу после оттаивания почвы. Поэтому, чем раньше проводятся весенние азотные подкорми, тем выше прибавка урожая и эффективность удобрений. Динамика потребления рапсом серы сопоставима с динамикой потребления азота, поэтому ее лучше вносить в дозе 30 — 50 кг/га вместе с азотными удобрениями.

Рис. Влияние серосодержащих удобрений на продуцирование ярового рапса Надеждинский 92 на серой лесной тяжелосуглинистой почве Тюхтетского района (опыт 4). 2 – NP; 3 – NP+K(KCl); 4 – NP+K(K2SO4); 5 – NP+K(KCl)+MgSO4 (1,5 г); 6 – NP+K(KCl)+CaCO3; 7 – NP+K(KCl)+S (0,33 г)

Установлено [6, 7], что рекомендуемые дозы серы находятся в прямой зависимости от выноса этого элемента урожаями и наиболее высокие дозы серы применяются под крестоцветные (рапс) и лилейные культуры (90-120  кг/га S), среднее положение занимают бобовые и маревые (60-100  кг/га S) и наименьшие дозы серы вносят под зерновые и другие злаковые, некоторые технические и овощные культуры (30-60  кг/га  S). При этом, как правило, на легких почвах серу применяют на 20-40 кг/га меньшими дозами относительно ее норм на тяжелых почвах.

Степень обеспеченности рапса серой устанавливают по результатам визуальной или листовой растительной диагностики. При недостатке серы молодые верхние листья растений становятся более светлыми с мраморным оттенком, лепестки цветков приобретают светлую окраску («линяют») стручки мелкие, часто без семян.

В семенах рапса повышенное содержание жира и белка. Азот (N) и сера (S) как главные минеральные составляющие белка имеют в питании рапса важнейшее значение. Существует прямая зависимость между усваиванием азота и концентрацией серы в клеточном соке.

Признаки недостатка серы похожи на признаки недостатка азота, но появляются особенно на молодых листьях в форме хлороза (светло-зеленые, светло-желтые, иногда красные), а также деформации листьев в форме ложечки. Растение отстает в росте, стручки деформированы.

Наиболее распространенными удобрениями для обеспечения потребностей растений в сере является сульфат аммония и сульфат магния семиводный – высокоэффективный источник серы и магния для посевов рапса.

Источники информации:

1. Нечаева Т. В., Гопп Н.В., Савенков О. A., Смирнова Н.В. Магний в почвах и растениях в условиях склонового агроландшафта на юго-востоке Западной Сибири // Почвы и окружающая среда. 2019. №4. (дата обращения: 07.12.2020).
2. Фирсов С.С. Эффективность магнийсодержащих удобрений на дерновоподзолистых почвах Тверской области // Агрохимический вестник. 2015. №6. (дата обращения: 07.12.2020).
3. Система удобрения рапса.© Зооинженерный факультет МСХА.
4. Аристархов А.Н. Сера в агроэкосистемах России: мониторинг и содержание в почвах и эффективность её применения // Международный сельскохозяйственный журнал. – 2016.-№5. – С. 39-47.
5. Танделов Ю. Л., Быстрова М. С. Влияние серосодержащих удобрений на урожай яровой пшеницы и рапса в Средней Сибири // Вестник КрасГАУ. 2007. №3. (дата обращения: 07.12.2020).
6. Аристархов А.Н. Оптимизация питания растений и применение удобрений в агроэкосистемах. М., 2000. 524 с.
7. Аристархов А.Н. Агрохимия серы. М., 2007. 272 с.