Электрическая проводимость почвы в развитии растений

Источник фото: https://www.mexicampo.com.mx

Развитиекультур обусловлено многими факторами,как биотическими, так и абиотическими,среди последних можно выделить физико- химические свойства почв. Фактором,определяющим качество и плодородиепочв сельскохозяйственного назначенияявляется содержание присутствующихсолей. Эти соли уменьшают осмотическийпотенциал почвенного раствора, приодновременном снижении доступностиводы для растений, даже при том, чтовлажность почвы показывает разумныеуровни. Проблемы засоленности наиболеевыражены в засушливых и полузасушливыхрайонах. Засоленность почвы измеряетсяс помощью электропроводности (EC).

Что такоеэлектропроводность (EC) почвы?

EC измеряет способностьпочвы проводить электрический ток,используя свойство солей проводитьего, таким образом, ЕСизмеряет концентрацию растворимыхсолей, присутствующих в почвенномрастворе. Еезначение тем выше, чем проще указанномутоку проходить через ту же почвупосредством более высокой концентрациейсоли.

Фото 1. Прогрессияповреждения растений земляники вследствиезасоленности почвы.Здоровые растения (справа) и пораженные(слева). Фото: Koike.

Единицейизмерения EC является dS/m(децисименс на метр,дСм/м). Эта единица эквивалентнаприменяемой ранее mmhos/cm.

Засоленность в сельскохозяйственных почвах

Засоленностьчасто путают с солонцеватостью почв,но это совершенно разные вещи, потомучто эти почвы имеют существенные различияв их химических свойствах, как показанов таблице 1.

Таблица1. Классификацияпочв, подверженных воздействию солейв соответствии с их химическимисвойствами. Источник: Havlin, 2013.

В засоленных почвах накапливаютсякатионы, такие как натрий (Na ⁺),калий (K ⁺), кальций (Ca⁺²) имагний (Mg ⁺²), а также анионы: хлор(Cl ^-), сульфат (SO₄^-2),бикарбонат (HCO ₃^-)и карбонат (CO ₃^-2). С другойстороны, натриевые почвы имеют высокоесодержание Na, а не других солей,перечисленных выше.

Управление. Засоленные почвы регулируют промыванием,в то время, как на натриевых почвахприменяются мелиораторы на основекальция (гипс сельскохозяйственный)или формирующие кальций (сера, сернаякислота, полисульфид кальция илиаммония), с последующим орошениемдля удаления избытка сульфата натрияиз почвенного раствора.Улучшение физических характеристиктаких почв связано с отсутствием натрия(Castellanos,2000). Кроме того, в случае засоленно-солонцеватыхпочв, вначале применяют мелиораторы,как указано выше, а затем используютпромывание.

Происхождение. Процессами, которые вызывают засолениепочвы, могут быть:

• Выветривание пород или родительских материалов.
• Повышенные водные столы, которые не препятствуют вертикальному перемещению воды.
• Плохое качество оросительной воды (высокое содержание солей).

• Плохое управление орошением, когда дренаж является недостаточным для смыва солей.

• Когда озера или пруды для орошения подвергаются испарению в течение длительного времени.

• Чрезмерное использование удобрений, навоза или компоста.

Фото 2. В соответствии стребованиями по промыванию можетпонадобиться от 5 до 10% воды дополнительнок объему для орошения. Фото: Intagri.

Методыизмерения засоленности. Засоленностьпочвы измеряется с помощью двух методов:1) электропроводность в экстрактенасыщения (ЕС _е); 2) электропроводностьв экстракте 1:2, то есть, когда на каждуюединицу почвы добавляют две единицыводы. Последний способ является практичными простым. В большинстве отчетовпоказывают ЕС _е. В таблице 2представлена эквивалентность междузначениями обоих методов.

Таблица2. Соотношение между ЕС_е иэлектрической проводимостью в экстракте1:2, для почв различных текстур центральнойМексики. Источник: Agrolab, 1999.

Что нам даетзнание ЕС почвы?

Определение ЕС имеетважное значение, чтобы принять решениепо управлению почвами, например, естьнеобходимость в мелиораторах почвы илинет, и какую часть воды необходимоиспользовать дополнительно для промывки.Также знание этогопараметра почвы облегчает определениесельскохозяйственной культуры и сортадля выращивания в соответствии с ихтолерантностью к уровням засоленности,присутствующим в почве.Системакультивирования, например, борозды,также может быть определена, знаязасоленность почвы и даже управлениеводой в ирригационных системах иместонахождение ленты капельногоорошения, если она есть. Содержаниесолей, выраженное через значение ЕС,позволяет принимать решение обиспользовании почвы для сельскохозяйственныхцелей (таблица 3), в зависимости от системыорошения. Система фертигации помогаетуправлять засоленностью почвылокализованно, потому что через этусистему можно перемещать соли из влажнойзоны, где расположена большая частькорневой системы растений, уменьшаянегативное воздействие на культуру.Капельноеорошение обеспечивает большую гибкостьдля управления солями почвы.

Таблица 3. Классификация почв на основе их EC_е и общее воздействие на культуры. Источник:Castellanos, 2000.

Электропроводность и ее влияние насельскохозяйственные культуры

Симптомызасоленности и ущерб для растений. Засоленность уменьшает рост растений,вызывая снижение доступности воды исимптомы, похожие на вызванные засухой,даже когда в почве поддерживаютсядостаточные уровни влажности. Симптомыварьируются вместе с фенологическимистадиями культур, и являются болеесерьезными на начальных стадиях ростарастений, особенно во время прорастаниясемян. Другими симптомами, которые могутбыть замечены на культурах при высокихконцентрациях солей являются задержкароста и/или присутствие различныхизменений цвета в зависимости от вида,в основном зелено-голубоватая окраскарастения. Голубоватый внешний видявляется результатом воскового покрытияс малой толщиной на листе, а болееинтенсивный зеленый цвет возникаетиз-за концентрации хлорофилла на единицуплощади листвы. Иногда на листьяхпоявляется хлороз при высокомсодержании солей, связанным с использованиеморосительной воды с высоким содержаниембикарбонатов.

Фото3. Симптомы засоленности почвы на листьяххурмы. Фото: IVIA

Унекоторых видов, растущих на засоленныхпочвах развиваются некротическиеучастки на кончике и по краям листьев.

Урожайностьсельскохозяйственных культур. Не все культуры будут иметь одинаковуюреакцию на один и тот же уровеньзасоленности, некоторые виды даютприемлемый урожай при высоких уровнях.Чувствительные культурыдают плохие урожаи при малейшем увеличенииEC (таблица 4).Отличие этих видов тесно связанно с ихфизиологией, а точнее, с осмотическойадаптацией (уменьшается их осмотическийпотенциал, как в соленой воде) корнейдля поддержания потока воды из почвы к ним.

Таблица 4. Толерантностьсельскохозяйственных культур кзасоленности, выраженная в процентахурожайности. Источники: Mass и Hoffman (1977) иCarter (1981).

Другими физиологическими механизмами, влияющимина толерантность некоторых видов, могутбыть их емкость ионной эксклюзии (главнымобразом, натрия и хлора) или накоплениеорганических веществ в цитоплазме.Обычно рекомендуются почвы с EC _е 1 dS/m дляправильного развития культур.

Инга Костенко , Mivena Украина

Анна Устименко , Клуб SiriusAgro Plant