ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ И ПРИМЕНЕНИЕ УДОБРЕНИЙ [42]

В агрономической химии и физиологии растений принято прочно установленное положение, что непосредственными источниками азота, фосфора, калия, серы и других элементов, необходимых для жизни растений в обычных условиях их произрат стания, являются неорганические соединения.

В последнее время академиком Т. Д. Лысенко развиваются представления, согласно которым минеральные * удобрения, содержащие питательные элементы в катионах или анионах, не являются готовой пищей для растений. Они — минеральные соли — идут сначала на питание почвенных микроорганизмов', которые перерабатывают их в вещества, непосредственно усваиваемые растениями. При таком взгляде на вещи система удобрений должна строиться с точки зрения наиболее.полноценного их использования бактериями. Так как подавляющее большинство почвенных микроорганизмов не способно синтезировать органическое вещество за .счет ассимиляции углекислоты, то возникает необходимость снабжения этих микроорганизмов не только элементами минерального питания, но и органическим веществом. Для лучшего использования микроорганизмами как органического вещества, так и минеральных веществ они, согласно представлениям Т. Д. Лысенко, должны вноситься в тесном контакте. Отсюда вытекает система удобрений Т. Д. Лысенко, сводящаяся к внесению органического вещества в смеси с фосфорными и известковыми удобрениями в верхний слой почвы на глубину 7—10 см, где находятся корни растений. Бактерии,, находящиеся в прикорневой зоне растений, в этом случае, по -мнению Т. Д. Лысенко, будут обеспечены органическим и минеральным питанием и, в свою очередь, будут хорошо питать культурное растение.

Рассмотрим сначала, в какой степени все эти представления согласуются с результатами экспериментальных данных о поступлении в (растения отдельных питательных элементов и -их использовании растениями.

Напомним прежде всего, что в искусственных водных и песчаных культурах, в том числе и в стерильных условиях, растения растут совершенно нормально, нормально развиваются и плодоносят, если они обеспечены питательными веществами, которые вносятся в виде обычных минеральных солей. Следова-

тельио, принципиально растения при усвоении ими питательных минеральных веществ не нуждаются в каком-либо посредничестве бактерий или сотрудничестве с ними. Но когда мы ссылаемся на эти совершенно достоверные и никем не опровергнутые факты, то сторонники «бактериальной теории» питания растений делают возражения против обобщения результатов этих опытов на реальную обстановку в полевых условиях, где в почве обитает огромное количество различных микроорганизмов, которые, по их мнению, не должны оставаться безучастными к такому важному рроцессу, как питание растений.

Но ведь уже давно в работах многих исследователей было показано, что, анализируя растения, (произраставшие в полевых условиях, мы неизбежно находим в его тканях питательные вещества в той именно форме, в какой они 'были внесены в почву. Если в почву вносился нитратный азот, то и в растениях мы найдем нитраты, фосфор в виде обычных солей ортофосфор- ной кислоты, калий в виде калийных минеральных солей и т. п.

Поступая в растения в виде минеральных солей, питательные элементы претерпевают в организме растений ряд превращений, более глубоких в одних и менее глубоких в других случаях, но при некотором избытке питательных элементов в почве скорость их переработки в растениях в большей или меньшей степени отстает от скорости их поступления. Благодаря этому в растениях, произраставших в полевых условиях, всегда в том или ином количестве находятся питательные элементы в той именно форме, в какой они поступили в растения.

В результате такого рода исследований установлено, например, что фосфорная кислота очень быстро 'поступает в растение и очень быстро используется на построение органических веществ, необходимых для нормального роста и развития растений, Уже через несколько минут после внесения в' почву меченого фосфорного удобрения оно может быть обнаружено во всех органах растения.

Т. Д. Лысенко утверждает, что корневая система растений [43] «с жизненной необходимостью взаимосвязана не с одним только данным, уже выявленным видом почвенных микроорганизмов, но и с рядом других еще пока не выявленных наукой почвенных микроорганизмов, под энзиматическим воздействием которых неудобоусвояемые формы веществ и элементов органической, минеральной и воздушной среды превращаются в формы, удобоусвояемые для растений».

Он проводит аналогию между пищеварительной системой животных, в которых «пища из форм, не пригодных для усвоения, превращается в формы, усвояемые живым телом» и почвенными микроорганизмами, которые выполняют ту же роль в питании растений.

этом достаточно наглядно говорят многочисленные данные различных наблюдений над образованием аммиака и нитратов на паровых полях и под растениями.

Проводимая Т. Д. Лысенко аналогия между пищеварительной системой в литании животных и почвенными микроорганизмами в питании растений принципиально ошибочна. Организм растений не нуждается в предварительной подготовке бактериями его минеральной пищи для того, чтобы она могла быть им усвоена, т. е. переработана в те именно вещества, из которых состоит тело растений. Весь процесс переработки исходных неорганических веществ, необходимых для питания растений, например от аммиака или нитратов до белка протоплазмы, совершается через все промежуточные стадии в самом растении при содействии его собственных ферментных систем.

Применение методов хроматографии при исследовании азот-* нопо питания растений в нашей лаборатории позволило установить, что поступивший в растение аммиачный азот уже через 5—10 минут превращается в корнях растений в аминокислоты. При нормальных условиях роста растений и при концентрации аммиачного азота, не превышающей известные пределы, поступивший в растение аммиачный азот полностью перерабатывается в корнях в аминокислоты и не доходит до надземных органов растений. При некотором избытке аммиачного азота в среде и при недостаточном снабжении калием скорость поступления аммиака в растение заметно превышает скорость его использования на синтез аминокислот в растениях, и в таких случаях аммиак может накапливаться в них в тех или иных количествах. Этим путем установлена последовательность в синтезе отдельных аминокислот в растении.

Показано, что первой аминокислотой, образующейся в растении, является аланин, далее идут дикарбоновые аминокислоты— аспарагиновая и глутаминовая. Основные аминокислоты и ароматические аминокислоты образуются позже, в результате процессов переами'нирования. Тот факт, что первой аминокислотой, синтезируемой в растениях в результате переработки аммиака является аланин, по-видимому, обусловлен тем, что в растениях в качестве постоянного метаболита в процессе дыхания всегда образуется пировиноградная кислота, которая очень легко подвергается восстановительному аминированию аммиаком с образованием аланина. Применяя азотную подкормку, меченную тяжелым изотопом азота N15, удалось показать, что синтезированные за счет внесеннего в подкормку минерального азота аминокислоты быстро идут на синтез белковых веществ растений. Оказалось, что весь 'путь превращений внесенного в подкормку минерального азота, от почвы до конституционных белков протоплазмы листьев растений, измеряется при интенсивно идущем синтезе 3—4 часами. Проведенными в последние годы в нашей лаборатории исследованиями было показано, что

синтезированные в растениях белки постоянно обновляются в своем азотистом составе.

Установление положения об исключительно высокой интенсивности обмена белка в растениях объясняет отмечавшиеся многократно как в опытах, так и. в практике факты высокой эффективности мероприятий по поддержанию высокого уровня снабжения растений азотом на протяжении периода их наиболее интенсивного роста. Но так как в синтезе и обмене белка огромную роль играют и другие необходимые для питания растений элементы (фосфор, калий и т. д.), то степень обеспеченности растений в периоды наибольшей интенсивности их роста и этими элементами должна иметь огромное значение для роста и развития растений, для создания высоких урожаев. Поэтому создание оптимальных условий питания, оптимальной среды для развития самих растений должно явиться основной заботой практического работника сельского хозяйства.

В представлениях же, развиваемых Т. Д. Лысенко, основной упор в мероприятиях по применению удобрений делается не на улучшение непосредственного питания растений, а на улучшение питания бактерий, которые, по его мнению, в свою очередь снабжают пищей растения.

Значение микроорганизмов в жизни почвы, конечно, исключительно велико. Поскольку почва является средой для роста растений, то в этом смысле микроорганизмы имеют огромное значение и для жизни растений. Но сами растения для усвоения питательных элементов из почвы не нуждаются в посредничестве микроорганизмов. На Долгопрудной агрохимической опытной станции НИУИФ с 1937 г. проводятся многолетние опыты, в которых изучается действие различных доз минеральных удобрений, вносимых на безнавозном фоне и на фоне 40 т навоза за четырехпольный севооборот.

Казалось бы, что на хорошем навозном фоне, где микробиологическая активность почвы должна_ быть значительно выше, чем на фоне без навоза, использование растениями вносимых

минеральных удрбрений должно быть более -полноценным, если только почвенные микроорганизмы в какой-то степени действительно участвуют в питании растений.

В действительности же степень полноценности использования растениями различных доз минеральных удобрений как на фоне навоза, так и без навоза во все годы опыта была 'примерно одинаковой. Это можно видеть из данных таблицы 1 для последнего (1953 г.) опыта.

Таблица 1

Эффективность различных доз минеральных удобрений на фоне навоза и без навоза в многолетних опытах Долгопрудной агрохимической опытной станции

(Почва — подзолистая, суглинистая, произвесткованная из расчета на нейтрализацию обменной кислотности)

В вегетационный сезон 1953 г. в этом опыте было проведена -микробиологическое исследование почвы по отдельным вариантам опыта.

Исследовалась почва контрольных вариантов на обоих фонах и вариантов с наиболее высокой дозой минеральных удобрений по фону навоза и без навоза. Исследования выполнены Институтом сельскохозяйственной микробиологии Академии 'сельскохозяйственных наук им. В. И. Ленина У. Г. Оксентьяном под руководством К. И. Рудакова.

Результаты исследований приведены в таблице 2.

В вариантах с внесением навоза почва значительно богаче микрофлорой, чем без навоза. Систематическое внесение наиболее высоких в опыте доз минеральных удобрений в отсутствие навоза повлекло резкое уменьшение численности бактериального населения в почве. Внесение тех же доз минеральных удобрений на навозном фоне вызвало только некоторое понижение количества бактерий в сравнении с вариантом, где вносился один навоз (фон). В общем же количество различных групп бактерий в почве варианта 600 кг/га NPK +навоз было в ты-

Влияние удобрений на микрофлору почвы в полевых опытах ДАОС

(Опыт «Действие навоза и минеральных удобрений при совместном и раздельном их применении». Поле — сахарная свекла, 1953 г.)

сячи и в сотни тысяч раз больше, чем в почве, где вносились в соответствующей дозе только одни минеральные удобрения. Однако, несмотря на такое исключительно резкое различие в численности микроорганизмов, различий в эффективности минеральных удобрений в обоих этих вариантах опыта не было. Внесение минеральных удобрений в обоих случаях давало очень высокие прибавки в урожае всех культур севооборота. При этом увеличение доз минеральных удобрений вызвало и соответственно возрастание урожая.

Академик Т. Д. Лысенко в доказательство правильности высказываемых им положений о роли микроорганизмов в питании растений и преимущества вытекающей из этих положений рекомендуемой им системы удобрения приводит данные опыта с озимой пшеницей, проведенного академиком А. А. Авакяном в 1963 г. в экспериментальном хозяйстве Академии с.-х. наук им. В. И. Ленина.

В таблице 3 приводятся данные по основным вариантам этих опытов.

Таблица 3

Строго говоря, эти опыты не могут рассматриваться как доказательство положений, выдвинутых Т. Д. Лысенко. Из них не вытекает вывода о том, что эффективность суперфосфата и малых доз извести становится более высокой, когда эти удобрения вносятся в смеси с перегноем, а не раздельно. Суммарная прибавка в урожае пшеницы, полученная от раздельного внесения отдельных компонентов смеси, даже выше, чем при внесении их в смеси.

Т. Д. Лысенко развивает весьма своеобразное представление относительно чувствительности растений к кислотности почвы. Он считает, что плохие урожаи на кислой почве обусловлены не чувствительностью самих растений к кислотности почвы, а чувствительностью микроорганизмов к кислой реакции.

«Сама по себе кислотность почвенного раствора для сельскохозяйственных растений и их корневой системы не вредна,— пишет Т. Д. Лысенко, — вредное для сельскохозяйственных растений действие кислой почвенной среды связано с тем, что, как уже говорилось, в ней не могут жить бактерии, продуктами жизнедеятельности которых питаются эти растения».

Отсюда Т. Д. Лысенко делает заключение, что можно и на кислой почве получать ‘высокие урожаи всех культур, если устранить вредное действие кислотности почв на бактерии. Последнее может' быть достигнуто внесением смеси органического вещества (перегноя или торфа) с фосфорными удобрениями и с небольшим количеством извести в тех дозах и соотношениях этих веществ, которые он рекомендует для широкого испытания и внедрения. В этом случае, по мнению автора этого предложения, в почве создаются очажки органического вещества, пропитанные суперфосфатом и известью.

В этих очажках почвенная бактериальная флора находит хорошие усло'вия для своей жизнедеятельности. При такой системе удобрения культурные растения хорошо будут развиваться и на (кислой почве, питаясь содержащими фосфор продуктами жизнедеятельности бактерий.

Весной 1953 г. lt;в нашей лаборатории были заложены в условиях вегетационного павильона опыты по проверке эффективности системы удобрения, рекомендуемой Т. Д. Лысенко, на почве с повышенной кислотностью под такие чувствительные к кислой реакции растения, как яровая пшеница и клевер.

На том поле станции, откуда была взята для опытов почва, рост таких растений, как пшеница, клевер, свекла, был сильно подавлен; менее же чувствительные к кислотности растения,, как рожь, овес, картофель, давали удовлетворительные урожаи* pH солевой вытяжки из этой почвы — 4,0, обменная кислотность— 1,8 мг-экв. на 100 г почвы.

В этих опытах система удобрения, рекомендуемая Т. Д. Лысенко, сравнивалась с обычными приемами использования минеральных удобрений и известкования кислых почв.

Рис. 1. Яровая пшеница в вегетационных опытах на кислой подзолистой почве:

1 — бёз удобрений;. 2 — тройная смесь по Т. Д. Лысенко: 6 г перегноя, 1 г суперфосфата и 1 г извести'; 3 — тройная смесь по Т. Д. Лысенко + 0,6 г азота; 4 — известь по 1!/2 обмен, кислотности, 1 г суперфосфата и 0,6 г азота; 5 — известь по Р/я обмен, кислотности, 0,5 г суперфосфата, местно

0,6 г азота.

В вариантах, где испытывалась* смесь удобрений, рекомендуемая Т. Д. Лысенко, отдельные компоненты смеси были взяты в тех соотношениях, как это было указано в работах Т. Д. Лысенко, ,но в удвоенной норме против полевой дозы. На сосуд с 6 кг почвы в этом варианте опыта вносилась смесь из 6 г хорошо перепревшего перегноя из парников, 1 г 'суперфосфата и 1 г углекислой извести. В качестве общего фона во всех вариантах опыта вносился хлористый калий в количестве 0,6 г К2О на сосуд.

Опыты проведены В. И. Соколовой.

Схема и результаты опыта с яровой пшеницей приводятся в таблице 4. О состоянии растений в опыте во время их роста можно судить по прилагаемым фотографиям (рис. 1, 2У 3,4).

Полученные в этом опыте результаты позволяют прежде всего сделать общий вывод о том, что вредное действие почвенной кислотности на растение не может быть устранено путем внесения малых доз извести в смеси с перегноем и суперфосфатом. Если даже допустить, что внесение этой смеси в кислую почву и гарантирует хорошее развитие почвенной микрофлоры, то это мало что меняет в состоянии растений. Внесение органо-

* Азот в соответствующих вариантах опыта вносился в форме NH4NO3.

минеральной смеси без азота давало незначительное повышение урожая, внесение на фоне этой смеси азота в форме аммиачной селитры, вследствие физиологической. кислотности последней, оказывало отрицательное влияние. В то же время при нейтрализации вредной обменной кислотности внесение тех же доз суперфосфата и азота обеспечивало хорошее развитие и высокий урожай пшеницы и без внесения перегноя.

Коэффициент использования суперфосфата становится еще более высоким, когда он вносится местно, в непосредственной близости от высеваемых семян пшеницы. В этом случае в очаге почвы, где распространяются молодые корни растений, создается повышенная концентрация фосфатов, усиливается их поступление в молодые растения, когда потребность в фосфоре особенно велика.

В следующей таблице (5) приводятся результаты опытов с клевером.

Результаты этого опыта в основном совпадают с данными, полученными в опыте с яровой пшеницей. Тех небольших доз извести, которые вносятся в смеси с перегноем и суперфосфатом, конечно, оказалось совершенно недостаточно, чтобы преодолеть вредное влияние почвенной кислотности на клевер. Урожай клевера в этом случае был так же низок, как и без удобрения. Слабо развивались в этом случае и клубеньки на корнях клевера, и была низка их азотфиксирующая способность. Нормальные условия для роста клевера и для биологического синтеза азота клубеньковыми бактериями создавались только при нейтрализации вредной обменной кислотности.

Рис. 2. Развитие колосьев яровой пшеницы: слева — по тройной смеси Т. Д. Лысенко: 6 кг перегноя, 1 г суперфосфата, 1 г извести + 0,6 г азота; справа — известь по IV2 обменной; кислотности, 1 г суперфосфата и 0,6 г азота.

Таким образом, в основу всех мероприятий по устранению* вредного влияния кислой реакции почв, в основу всех лриемов применения удобрений должно быть положено создание наиболее благоприятных условий литания непосредственно для самих растений, а не для развития почвенных микроорганизмов,, которые якобы питают культурные растения.

Недостатки системы _удобрения, рекомендуемой Т. Д. Лысенко, обусловлены тем, что она построена из расчета на создание в лервую очередь благоприятных условий для развития' почвенных микроорганизмов. Именно это заставляет производить требующее значительных трудовых затрат и в наиболее’ напряженные для сельского хозяйства периоды (в посевную

кампанию) смешение суперфосфата и извести с навозом, перегноем или торфом, хотя никто еще не доказал, что внесение этой смеси дает лучший результат, чем раздельное внесение составляющих ее компонентов. Именно потому, что эта система рассчитана на улучшение развития почвенных микроорганизмов, она дает неправильное решение вопроса об устранении вредного влияния на растения кислотности почв. Наконец, полноценность использования фосфорных удобрений в этой системе будет значительно ниже, чем при применении других способов их внесения, рассчитанных на непосредственное усиление фосфорного питания самих растений.

В последние годы в нашей стране получает все большее распространение удобрение зерновых небольшими дозами гра-

Рис. 3. Клевер в вегетационных опытах на кислой подзолистой почве: 1 — без удобрений; 2 — тройная смесь по Т. Д. Лысенко: 6 г перегноя, 1 г суперфосфата, 1 г извести; 3 — известь по 1 */г обменной кислотности и 1 г суперфосфата; 4 — известь по IV2 обменной кислотности и 0,5 г суперфосфата

местно.

Рис. 4. Развитие корневой системы и клубеньков клевера:

слева — известь по Р/г обменной кислотности и 1 г суперфосфата; справа — тройная смесь по Т. Д. Лысенко: 6 г перегноя, 1 г суперфосфата и 1 г извести.

-нулированного суперфосфата, вносимого в рядки вместе с семенами обычной зерновой сеялкой. Этот прием является весьма эффективным.

Полевые опыты и точные лабораторные исследования с применением меченых атомов установили, что в этом случае внесенные фосфорные удобрения чрезвычайно интенсивно используются растениями.

В производственных опытах Долгопрудной агрохимической опытной станции в 1952 г. в колхозе им. Жданова Краснополянского района Московской области в среднем для четырех опытов на площади в 1,4; 1,45; 9,0 и 10 га были получены такие результаты от внесения в рядки с семенами пшеницы 10 кг

Р205 гранулированного двойного суперфосфата с различным размером гранул *.

Таким образом, 10 \кт Р2О5, что в .пересчете на цростой гранулированный суперфосфат составляет 0,5 ц в натуре, давали прибавку урожая зерна |в 6—7 \ц. Прибавка ,же от всей смеси удобрений в опытах в Горках-Ленинских, куда входит 3 ц суперфосфата, 3 ц извести и 1,8 т перегноя, составляла 10,9 ц. Если условно 'принять всю эту прибавку за счет 3 ц суперфосфата, то и тогда выходит, что оплата 1 ц суперфосфата в этом случае составляет всего около 3,6 ц зерна. В производственных же опытах с рядковым внесением малых доз суперфосфата оплата 1 д суперфосфата составляет 12—14 д.

Наиболее эффективным приемом использования азотных удобрений для озимых зерновых культур является ранняя весенняя их ,подкормка небольшими дозами азота (20 кг).

Сочетание небольших доз суперфосфата при рядковом его внесении с семенами и ранней весенней подкормки озимых зерновых обеспечит значительное повышение урожайности этих культур в нашей стране уже в самое ближайшее время при сравнительно небольших затратах удобрений. В производственных опытах Долгопрудной агрохимической опытной станции, проводившихся систематически в течение 1948—1953 гг. в колхозе им. Жданова, проверялась эффективность этих приемов удобрения зерновых на большей части посевной их площади. В результате амбарный урожай со всей площади (удобренной и неудобренной) зерновых .культур, который за все предшествующие до (проведения опытов ,годы был не выше средних урожаев по району, в 1948—1952 гг. (т. е. в годы, когда минеральные удобрения стали применяться на значительной части площадей зерновых культур) превысил среднерайонные урожаи в среднем за четыре года на 6,3 ц/га (см. «Московский колхозник», 1954, № 3).

Таким образом, при современном уровне снабжения сельского хозяйства минеральными удобрениями более целесообразно внедрять в практику местное внесение небольших доз суперфосфата в рядки или в лунки и внесение небольших доз

азота в подкормку. Местное рядковое внесение небольших доз- суперфосфата позволит удобрить в 5—6 раз большую площадь зерновых, чем lt;при затрате тех же количеств (суперфосфата, используемого в 'качестве компонента органо-минеральной смеси по системе Т. Д. Лысенко.

В соответствии с более высокой оплатой малых доз суперфосфата общий народнохозяйственный эффект от такого использования его будет намного больше, чем при использовании таких же количеств по системе Т. Д. Лысенко. Приготовление компостов является важнейшим мероприятием, позволяющим получить ценные дополнительные ресурсы удобрений. Но приготовлять хорошие компосты можно и вез суперфосфата. Пускать же фосфат на изготовление компостов— это значит отказаться от* таких эффективных приемов использования суперфосфата, как рядковое его внесение.

При более высоком уровне снабжения удобрениями целесообразно такое использование удобрений, которое предусматривает создание лучших условий питания ра|стений как путем внесения малых доз удобрений в рядки или в лунки при посеве для усиления первоначального развития растений, так и путем внесения в предпосевную обработку и в подкормку соответствующих количеств удобрений для обеспечения питания растений на более длительный период.

Использование этих приемов применения удобрений под озимую пшеницу в производственных опытах, проведенных Долгопрудной агрохимической опытной станцией на сортоучастке колхоза им. Жданова (Московская область), давала более высокие прибавки урожая пшеницы, чем использований тех же доз минеральных удобрений и сверх того еще и перегноя по системе Т. Д. Лысенко в Горках-Ленинских (табл. 6).

Решениями сентябрьского и февральско-мартовского Пленумов ЦК КПСС приняты и уже осуществляются мероприятия по новому мощному подъему сельского хозяйства, по увеличению производства ,зерна, картофеля, овощей, продукции технических и других сельскохозяйственных культур. Для повышения урожайности, помимо других мероприятий, будет в несколько раз увеличено производство минеральных удобрений. Долг советских агрохимиков, агрономов, почвоведов, физиологов разработать наиболее эффективные приемы использования удобрений для всех районов и сельскохозяйственных культур нашей страны.

Разнообразие условий, в которых происходит применение удобрений, не позволяет давать единые решения для всего Союза.

Общими являются только методы подхода к решению этих вопросов. В основе всех приемов применения удобрений должны лежать правильные представления о процессах, происходящих в почве и в растении при внесении удобрений, и точный опыт,

Результаты производственных опытов Долгопрудной агрохимической опытной станции НИУИФ с озимой пшеницей на сортоучастке колхоза им. Жданова (площадь под опытом — 6,3 га*)

* Опыт проведен канд. с'.-х. наук Д. Г. Грачевым и научным сотрудником В. И. Соколовой.

имеющий все-необходимые варианты, чтобы выводы его были в достаточной степени достоверны.