Калий снижает стресс от засухи

Уменьшить влияние засухи на объем урожая можно разными способами: орошением, безотвальной обработкой почвы, посевом засухоустойчивых культур и сортов. Весомый вклад в защиту посевов от засухи обеспечивает достаточное питание растений калием и магнием.

В последние годы, которые характеризуются выраженными в течение вегетации засушливыми периодами, рост урожайности зерновых замедлился. Именно поэтому сегодня ученые активно ищут способы минимизировать колебания урожайности из-за погодных условий. Орошение часто находится на грани экономической эффективности. По подсчетам специалистов, дополнительный полив выгоден лишь в случае внесения повышенных доз удобрений. Таким образом, орошение посевов не может заменить удобрения и целесообразно лишь в случае оптимального обеспечения растений элементами питания.

Полезная полевая влагоемкость (ППВ) складывается при достаточном обеспечении почвы влагой. Этот показатель характеризует запас влаги, который сохраняется в течение 3-4 дней в почве, насыщенной влагой. Показатель 30% ППВ для культурных растений означает недостаток воды, при котором происходит снижение урожайности (табл. 1). 

Таблица. Полезная полевая влагоемкость (ППВ) почвы

В последние годы четко прослеживается взаимосвязь между урожайностью и обеспеченностью почвы влагой. Стресс от недостатка влаги в сочетании с высокими температурами в начале вегетации, в зависимости от фазы развития всех видов зерновых, приводит к замедленному росту и ограничению фотосинтеза. Кроме уменьшения количества продуктивных побегов, на уровень урожайности влияет снижение числа колосков в колосе и количества зерен. В зависимости от обеспеченности почвы влагой ППВ во многих регионах уменьшается на 10-15%. Это вынуждает использовать все возможности для поддержания и улучшения структуры почвы. Кроме обработки почвы, важную роль в этом играют удобрения. Анализируя результаты испытаний на серых почвах, ученые заметили четкую тенденцию: полевая влагоемкость увеличивается при повышении обеспеченности почвы калием.

В глинистых почвах калий находится в слабо усвояемой растениями форме. Высокодисперсные вторичные глинистые минералы фиксируют и удерживают ионы К+. Они также способны химически связывать воду. Если в почву с низким содержанием калия внести калийное удобрение, то растения не сразу смогут его усвоить. Только после насыщения почвы минеральным калием растения смогут его поглощать. Фиксация калия почвой усиливается, если глинистые минералы уменьшаются в объеме под действием засухи. Вследствие этого требуется повышенная обеспеченность калием на тяжелых почвах, а также в периоды вегетации с ограниченным количеством осадков.

Как и высокодисперсные вторичные глинистые минералы, калий набухает и способствует усвоению воды. Залогом снижения дефицита влаги для растений является капиллярный подъем воды из нижних слоев почвы вверх, обеспечивающий хорошую структуру почвы и высокое содержание калия в почвенном растворе. Об улучшении усвоения калия растениями после внесения калийного удобрения свидетельствует их положительный рост и развитие, повышение содержания калия в растении и увеличение урожайности.

Весомым фактором усвоения почвенной влаги является большое количество в почве корней растений. Об этом свидетельствует слой почвы с высоким содержанием крупных и средних пор. Этого можно достичь с помощью тщательно выбранного способа обработки почвы, заделки соломы и регулировки уровня кислотности почвенной среды (pH).

Длина и объем корней растений формируются в результате их реакции на засушливые периоды. Например, своевременный полив снижает адаптацию растений к засушливым условиям, их корни не имеют основания стремиться в нижние слои почвы. Аккумуляция питательных веществ в верхних слоях почвы требует меньших усилий для развития растений. Поэтому малоподвижный в почве фосфор вносят в основном по стерне с осени. Благодаря этому питательные вещества хорошо распределяются, более доступны для усвоения растениями и положительно меняют строение корневой системы, т.е. образуется большее количество корней в глубоких слоях почвы.

Элементы питания способствуют поддержанию корневой и надземной биомассы, что, в свою очередь, влияет на урожайность. Благодаря большой массе корней в любом случае увеличивается потребление почвенной влаги. Ведущую роль в этом играет калий. Сравнивая внесение полного минерального удобрения МРК с применением только МР, установлено, что недостаток калия приводит к ощутимому снижению интенсивности роста корневой системы. Особенно лимитируется развитие новых боковых корней. В случае уменьшения дозы калийного удобрения на 22% снижался объем корневой системы на единицу массы корней. У пшеницы соотношение корни — росток уменьшалось до 1:0,62 из-за ограничения обмена питательных веществ.

Транспирация означает испарение воды растением, в частности, через устьица листового аппарата. Испарение во многом зависит от наличия доступной влаги, основной гидрофизической характеристики почвы и влажности воздуха. Ученые утверждают, что одно растение пшеницы в процессе транспирации испаряет 95 л воды за вегетацию. Коэффициент транспирации свидетельствует о том, сколько воды используется на единицу сухого вещества. Для зерновых на формирование 1 кг сухого вещества расходуется 250-550 л воды. Хорошо обеспеченные калием растения способны предотвращать непродуктивное испарение влаги. Благодаря проникновению воды в ксилему и регуляции размера устьиц образуется тургор листьев. Таким образом, калий непосредственно способствует накоплению воды и регулирует проявления увядания растений при недостатке влаги.

При отрицательном водном балансе наступает стресс от недостатка влаги, когда растение отдает её больше, чем усваивает. Поэтому возникает потребность регулировать испарение воды, повышать доступность воды из почвы, способствуя росту корневой системы. В этих условиях для ускорения действия калия следует вносить минеральное калийное удобрение в легко усваиваемой форме. В сочетании с магнием и серой калий повышает урожайность, лимитирует её снижение в засушливые годы.

Подготовлено по материалам, опубликованным в журнале «Наше сельское хозяйство» (2015 г., №11)