Дефицит Азота У Растений: Диагностика и Устранение

Значение Азота Для Роста Растений

Азот (N) критически важен для растительности: он необходим для образования хлорофилла, без которого невозможен фотосинтез — по сути, способ получения пищи растениями. Кроме того, N является «строительным блоком» для аминокислот, ДНК, мембранных белков, ферментов, большинства коферментов, ауксинов, цитокининов и просто клеток. Другой существенный недостаток азотного голодания — низкий уровень белка в зерновых, например в кукурузе и пшенице. Именно поэтому важно предотвращать и устранять дефицит азота у растений, который замедляет рост и снижает урожайность. И напротив, правильный уровень содержания этого элемента и азотфиксация обеспечивают оптимальное развитие и продуктивность растений.

Что Вызывает Дефицит Азота В Растениях И Влияет На Его Содержание В Почве?

Недостаток азота у растений может быть спровоцирован рядом факторов. Чтобы держать ситуацию под контролем, необходимо понимать причины возникновения проблемы. Вот наиболее типичные из них:

• Неподходящий тип почвы: например, для песчаных и хорошо дренированных земель характерно быстрое вымывание питательных веществ.
• Переувлажнение вследствие чрезмерного полива и проливных дождей.
• Недостаток влаги в почве, который препятствует поглощению водорастворимых питательных веществ корнями растений.
• Правильная аэрация почвы обеспечивает достаточным количеством O2 аэробные и факультативные аэробные азотфиксирующие бактерии, которые поставляют органический N растениям. Если содержание воздуха в почве низкое, денитрифицирующие бактерии начнут вместо него поглощать NO2 или NO3. Кроме того, нехватка аэрации приводит к расщеплению полезных для растений нитратов до N2O, который является парниковым газом.
• Температура почвы влияет на растворение питательных веществ и активность микроорганизмов для высвобождения усвояемого растениями N. Чем холоднее почва, тем меньше питания получают культуры.
• Высокий уровень содержания цинка (Zn), марганца (Mn), калия (K), хлоридов также является одной из причин дефицита азота у растений.
• Засоленность почв препятствует поглощению питательных веществ из-за осмотического давления.
• Высокий или низкий уровень кислотности почвы (pH) также может вызывать дефицит азота.
• Заражение сорняками лишают растения жизненно важных элементов, что также провоцирует азотное голодание.
• Поврежденные вредителями или больные корни растений плохо усваивают питательные вещества, в том числе N.
• Высокая растворимость N также является одной из причин его дефицита, поскольку элемент легко вымывается из почвы.
• Низкий уровень органического вещества, поскольку оно является естественным источником N для растений.

Симптомы И Признаки Недостатка Азота У Растений

Дефицит азота у растений можно определить по характерным изменениям цвета или формы листьев и стебля, вынужденному раннему цветению, признакам некроза и т.д.

Как Быстро Проявляются Признаки Азотного Голодания Растений?

Недостаток азота можно выявить достаточно рано по состоянию листьев. Их бледно-зеленый цвет и пожелтение являются симптомами дефицита азота у растений, наряду с нехваткой других питательных веществ. При обнаружении проблемы, следует немедленно заняться ее устранением, иначе легкая начальная стадия перейдет в тяжелую.

Каковы Симптомы Азотного Голодания

Недостаток азота свидетельствует о недостаточном содержании хлорофилла в растениях, который придает им яркий зеленый цвет. Именно поэтому на ранних стадиях дефицит азота проявляется в потускнении зелени. Затем листья, в первую очередь старые, начинают желтеть. Дальнейшее нарушение питания растений приводит к более серьезным симптомам, таким как некроз или увядание.

Также признаки дефицита азота можно заметить в начале цветения. Стебли приобретают фиолетовый оттенок, побеги укореняются медленно, культуры становятся тонкими и слабыми.

На последней стадии дефицита азота растения погибают, что приводит к полной потере урожая.

Рост Корней В Условиях Дефицита Азота

Нехватка азота в растениях влияет на развитие корней: они растут быстрее, чем побеги. Это реакция корней на азотное голодание: так растения стараются охватить больше территорий в поисках жизненно важного питательного вещества. Напротив, при переизбытке N рост корней замедляется, чтобы минимизировать насыщение им.

Проявления Недостатка Азота

Последствия дефицита азота у растений отличаются в зависимости от степени нарушения питания культуры.

Ранние признаки азотного голодания начинаются с легкого обесцвечивания зрелых листьев: они светлее, чем обычно. В целом растение выглядит бледным и тонким. Затем появляются более серьезные симптомы:

• крупные листья из бледно-зеленых превращаются в желтые и белые;
• корешки и мелкие листья становятся красноватыми или пурпурными;
• жилки и черешки краснеют;
• на стеблях появляются вертикальные пурпурные полосы;
• форсируется период цветения;
• хлороз переходит от нижних частей к верхушке растения;
• листья скручиваются и опадают;
• дефицит азота проявляется в виде некротических тканей на посевах;
• значительно снижается урожайность;
• растения преждевременно увядают и погибают.

При сильном дефиците азота — без воды, питания, строительных материалов для клеток, при слабом фотосинтезе и, как следствие, отсутствии энергии — культуры в конечном итоге погибнут.

Примеры Признаков Азотного Голодания У Растений

Несмотря на некоторые общие признаки недостатка азота в растениях, у разных культур симптомы голодания могут визуально отличаться.

Признаки Нехватки Азота У Огурцов

Огурцы крайне чувствительны к химическому составу почвы, поэтому быстро реагируют на нехватку азота. В качестве основных признаков азотного голодания огурцов можно выделить следующие:

• плоды и листья теряют цвет — становятся светло-зелеными;
• на верхушках зеленцов появляются клювоподобные ростки;
• нижняя часть листовых пластин желтеет;
• прекращают развиваться пасынки и плети.

При обнаружении одного из симптомов недостатка азота огурцы необходимо подкормить азотсодержащими минеральными или органическими удобрениями. Однако следует помнить, что частые добавки провоцируют избыток N, что может активизировать размножение грибка и привести к калийному голоданию.

Недостаток Азота У Томатов

Азотное голодание у томатов проявляется в замедлении роста и потере зеленой окраски. Первыми страдают молодые листья в верхней части растения. Они становятся тонкими и мелкими, а стебли — твердыми и волокнистыми; жилки, особенно на нижней стороне приобретают темнокрасный оттенок. Также вследствие нехватки азота у помидор отмирают цветочные почки, либо они мельчают и становятся деревянистыми; в результате растение перестает плодоносить.

Дефицит Азота У Кукурузы

Проростки кукурузы не нуждаются в большом количестве N, поэтому симптомы азотного голодания обычно не проявляются в начале сезона. Позже проблему можно обнаружить по характерным бледно-зеленым или желтоватым листьям и тонким стеблям. К специфическим симптомам дефицита азота у кукурузы относятся:

• V-образное пожелтение ^{Adotey, McClure, Raper and Florence. (2021). Visual Symptoms: A Handy Tool in Identifying Nutrient Deficiency in Corn, Cotton and Soybean. University of Tennessee, Institute of Agriculture.}: начинается с кончиков листьев, распространяется вдоль главной жилки к основанию листа и в конце концов становится коричневым;
• маленькие початки, плохо наполненные или с неестественно тонкой верхушкой;
• лоснящиеся зерна (из-за недостатка белков и избытка жиров).

Также в конце сезона пострадавшие стебли кукурузы приобретают буроватый оттенок.

Дефицит Азота У Риса

Ухудшение развития рисовых культур вследствие недостатка азота проявляется в более меньших, бледно-зеленых стеблях и коротких головках. Дефицит азота в листьях риса можно определить по светло-зеленому и желтоватому цвету нижних молодых листьев; пожелтению кончиков старых листьев; низкой продуктивности и кустистости.

Дефицит Азота У Сои

Бобовые известны как азотфиксирующие растения, которые обеспечивают N другие культуры. Тем не менее бобовая соя также может страдать от азотного голодания. Среди первых симптомов — бледно-зеленая растительность и светло-желтая листва с явными зелеными прожилками (межжилковый хлороз), на последней стадии дефицита азота начинается некроз. Цвет листьев сои меняется от бледно-желтого к коричневому.

Симптомы Дефицита Азота У Пшеницы

Азотное голодание влияет на развитие всей пшеницы, что визуально проявляется в желтоватой или светло-зеленой листве. Как и в рисовых культурах, дефицит азота в пшенице снижает количество побегов и замедляет их рост. К характерным симптомам относятся:

• обесцвечивание: начинается с кончиков старых листьев, цвет которых желтого становится светло-зеленым, а затем белым;
• стебли могут приобретать светло-розовый оттенок.

В то же время обесцвечивание не всегда означает дефицит азота — у пшеницы оно может являться следствием недостатка K или молибдена (Mo), а также заболачивания ^{Diagnosing nitrogen deficiency in wheat. (2017, February 27). Department of Primary Industries and Regional Development, Agriculture and Food division.}. Поэтому, наряду с тестированием тканей и правильным анализом ситуации, при определении причин проблемы важно помнить не только о сходстве нарушений, но и о различиях.

Чем Дефицит Азота Отличается От Его Избытка?

Оба явления связаны с доступностью N для растений. Разница заключается в том, что при дефиците посевы страдают от недостатка азота, а при избытке — от его чрезмерного количества. Несмотря на все отличия, результаты обоих нарушений — ухудшение роста и снижение урожайности.

Таким образом, дефицит и переизбыток N требуют принятия разных мер. При недостатке азота необходимо добавлять питательное вещество в растения, соблюдая правильный баланс рН почвы. При превышении нормы N его можно попробовать вымыть более слабыми растворами удобрений.

Как Устранить Дефицит Азота В Растениях

Когда растениям не хватает N, необходимый объем питательного вещества можно обеспечить органическими или химическими методами. Профилактика дефицита азота у растений решает эту проблему заблаговременно.

Органические Методы Лечения Дефицита Азота

Органическое вещество не только обеспечивает растения жизненно важными питательными веществами, но также улучшает структуру почвы и помогает удерживать почвенную влагу. Основные источники поступления N широко используются в органическом земледелии и включают:

• компост;
• навоз животных;
• азотфиксирующие растения (например бобовые);
• роговую, костную, рыбную или кровяную муку;
• крапивный шлак;
• шелуху арахиса;
• кокосовый торф (кокосовую стружку);
• съедобные и несъедобные жмыхи;
• сидераты;
• листья деревьев;
• золу и т.д.

Существует множество удобрений, которые могут решить проблему дефицита азота. Концентрация N в них различна ^{Krishan Chandra. (2005, January). Organic manures. Regional Centre of Organic Farming.}. В частности, кровяная мука, шелуха и жмых арахиса, кокосовый торф содержат гораздо больше N, чем уголь, древесная зола, свежий птичий или зеленый коровий помет. Покровные культуры, севооборот, а также промежуточные посевы помогают предотвратить дефицит азота у бобовых культур.

Химические Методы Устранения Дефицита Азота

Неорганические поправки предполагают использование синтезированных азотсодержащих удобрений для восстановления растений вследствие дефицита азота, например NPK-удобрений, цианамида кальция, аммиачной селитры, мочевины и т.д. Тестирование почвы перед началом сельскохозяйственного сезона поможет понять необходимые корректировки pH и содержания питательных веществ.

Большинство химических удобрений имеют сбалансированную формулу с конкретным соотношением NPK. Первое число обозначает количество азота. Чем выше потребность в питательных веществах, тем выше должен быть данный показатель.

Как Не Допустить Дефицита Азота

Профилактические меры позволяют избежать азотного голодания. Среди них:

• правильный дренаж почвы;
• сбалансированное использование удобрений;
• внесение органических веществ;
• тестирование почвы перед посевом;
• анализ тканей растений на предмет азотного голодания.

Кроме того, некоторые сельскохозяйственные методы обогащают почву N, например:

• Регулярная сбалансированная ирригация предотвращает как ожоги растений, так и утечку N.
• Фертилизация и фертигация повышают концентрацию N в почве. В частности, при капельном орошении питательные вещества поступают непосредственно в корневую зону растений.

Существуют разные способы, как восполнить недостаток азота в почве. В любом случае необходимо соблюдать правильный баланс, так как у каждой культуры свои потребности. Когда он смещается в какую-либо сторону, урожайность падает. В частности, насыщение азотом замедляет развитие сладкого картофеля. Это связано с тем, что N стимулирует рост побегов, а сладкий картофель выращивается для корнеплодов.

Использование EOSDA Crop Monitoring Для Борьбы С Дефицитом Азота

Выявление визуальных признаков дефицита азота далеко не единственный способ обнаружить проблему. Дистанционное зондирование и спутниковая аналитика являются эффективными инструментами контроля состояния посевов. Особенно спутниковый мониторинг полезен для агропромышленного сектора, оперирующего тысячами гектаров земли. Помимо кооперативов к ним относятся агроконсультанты, страховые компании и поставщики сельскохозяйственного программного обеспечения, государственные организации и т.д.

Мониторинг Погоды

Баланс N в сильной мере зависит от погодных условий. Например, на него негативно влияют засухи и ливни. EOSDA Crop Monitoring позволяет агроконсультантам и другим участникам аграрной промышленности следить за погодными аномалиями с помощью двухнедельных прогнозов. Таким образом, платформа облегчает планирование полевых работ для поддержания необходимого уровня разных питательных веществ, в том числе N. Также агроконсультанты могут использовать данные EOSDA Crop Monitoring для составления рекомендаций клиентам по устранению дефицита азота в почве.

Идентификация Подтопления

Наводнение или заболачивание полей может произойти не только из-за сильных дождей или особенностей рельефа, но и из-за чрезмерного орошения. Это также может привести к дефициту азота у растений. Индекс NDMI показывает уровень влаги в посевах, что помогает оценить, насколько влажным является поле. Если дождей не было, но NDMI демонстрирует высокие значения, существует высокая вероятность чрезмерного орошения.

Также EOSDA Crop Monitoring помогает организовать сельскохозяйственный процесс для каждого поля или даже его отдельных зон. Для этого подойдет журнал полевых работ. В системе фиксируется каждое действие, поэтому крупные агрокомпании всегда будут знать обо всех событиях на каждом участке поля. Это позволяет контролировать огромные массивы земли: исключить ошибки в организации полива, фертигации или любой другой сельскохозяйственной деятельности, экономить ресурсы и сохранить здоровье урожая.

Мониторинг Здоровья Растений На Активных Этапах Их Развития

Несмотря на то, что пожелтение и отставание в росте происходят под воздействием различных факторов, N напрямую влияет на уровень хлорофилла. Именно поэтому его нехватка отрицательно сказывается на посевах. Поскольку на стадии активного роста потребность растений в N возрастает, для выявления дефицита азота можно использовать индекс ReCl, который используется для мониторинга растений в период их активного роста. Низкие значения индекса указывают на отклонения в развитии посевов, возможно, из-за дефицита азота.

Используя функцию мониторинга поля с помощью разных вегетационных индексов, производители азотных удобрений могут отследить непосредственное влияние их продукции на изменение состояния растительности. Эти данные можно использовать для внутренних процессов, для оценки эффективности внесения азотных удобрений на полях клиентов или как иллюстрацию результативности продукта для привлечения новых заказчиков.

Баланс Азота — Ключ К Здоровью Растений

Дефицит азота негативно сказывается на урожае, но его избыток также снижает продуктивность. При недостатке N растения страдают от хлороза, начиная с более старых листьев, поскольку растения перераспределяют элемент от зрелых листьев к новым. Азотное голодание тормозит общий рост культур и завязывание плодов.

При избытке N плоды созревают медленно, становятся слишком мягкими и быстрее портятся. Высокое содержание N особенно нежелательно для корнеплодов, поскольку побеги растут быстрее корней. Также это делает культуры более чувствительными к водному или холодному стрессу и атакам патогенов.

Таким образом, необходимо поддерживать правильный баланс, чтобы избежать как дефицита азота, так и его переизбытка. EOSDA Crop Monitoring помогает вовремя заметить любые отклонения в развитии урожая, что позволяет решить проблему на ранней стадии и избежать потерь урожая из-за дефицита или избытка азота.