Основи агрохімії
Зміст
1.У якій формі надходять основні живильніречовини в рослину
2. Агрохімічна характеристика основнихпідтипів чорноземів (вилужених, типових, звичайних, південних). Ефективністьдобрив на цих ґрунтах
3. Джерела фосфору для рослин. Виносфосфору із урожаєм
4. Роль бору, молібдену, марганцю длярослин
1. У якій формі надходять основні живильні речовини в рослину
Азоті зольні елементи поглинаються із ґрунту діяльною поверхнею кореневої системирослин у вигляді іонів (аніонів і катіонів). Так, азот може поглинатися увигляді аніона й катіона (тільки бобові рослини здатні в симбіозі ізклубеньковыми бактеріями засвоювати молекулярний азот атмосфери), фосфор ісірка — у вигляді аніонів фосфорної й сарною киснув лот-калій, кальцій, магній,натрій, залізо — виді катіонів, а мікроелементи — у вигляді відповідних аніонівабо катіонів.
Рослинизасвоюють іони не тільки із ґрунтового розчину, але й поглинені колоїдами.Більше того, рослини активно (завдяки розчинюючій здатності кореневих виділень,що включають вугільну кислоту, органічні кислоти й амінокислоти) впливають натверду фазу ґрунту, переводячи необхідні живильні речовини в доступну форму.
Упроцесі надходження живильних речовин у рослини проявляється синергизм іонів,коли поглинання одних іонів сприяє кращому поглинанню інших.
Фізіологічнаврівноваженість легше всього відновлюється при введенні в розчин солей кальцію.При наявності в розчині кальцію створюються нормальні умови для розвиткукореневої системи, тому в штучних живильних сумішах катіон кальцію повиненпереважати над всіма іншими іонами. Особливо сильно погіршуються розвитоккорінь і надходження в них живильних елементів при високій концентрації іонівводню, тобто при підвищеній кислотності розчину.
Коріньрослин мають дуже високу засвоювану здатність і можуть поглинати живильніелементи із сильно розведених розчинів. Більшість рослин нормально розвиваєтьсяпри змісті N і ДО20 по 20—30 мг і Р2Оз 10—15 мг на 1 л розчину й навіть при значно більше низькій концентрації, якщо вона підтримується на тім же рівні.
Длянормального розвитку корінь важливе значення має також співвідношення солей урозчині, його фізіологічна врівноваженість. Фізіологічно врівноваженимназивається розчин, у якому окремі живильні елементи перебувають у такихспіввідношеннях, при яких відбувається найбільш ефективне використання їхньоюрослиною. Розчин, представлений який-небудь однією сіллю, фізіологічно неврівноважений.
Елементи,що надійшли в рослини, мінерального харчування у вигляді катіонів і аніоніввикористовуються на синтез органічних сполук і забезпечення різнихфізіологічних функцій. Зі збільшенням рівня харчування яким-небудь іоном йогоконцентрація в рослинах у мінеральній формі також зростає в певних межах. Так,що надійшов у рослини нітратний азот відновлюється вже в кореневій системі, аамонійний азот швидко використовується на синтез органічних азотистих сполук.Значні кількості нітратів виявляється в надземні органах рослин звичайно лишепри підвищеному рівні постачання азотом. Поглинений коріннями фосфор такожінтенсивно включається до складу органічних сполук і накопичується в тканинахрослин у мінеральній формі тільки при рясному харчуванні. Концентрація іншихмінеральних іонів у рослинних тканинах відбиває ступінь забезпеченості рослинвідповідними елементами.
Підвищенийзміст мінеральних сполук окремих елементів у рослинах може спостерігатися й приобмеженні синтезу органічних речовин внаслідок недоліку інших елементівхарчування, інших несприятливих умов для росту й розвитку рослин.
2. Агрохімічнахарактеристика основних підтипів чорноземів (вилужених, типових, звичайних,південних). Ефективність добрив на цих ґрунтах
чорноземагрохімічний рослина живильний
Чорноземи.Агрохімічні властивості основних підтипів чорноземів характеризуютьсяпоказниками, наведеними в таблиці
Чорноземивід інших ґрунтів відрізняються більше високою природною родючістю, маютьпотужний гумусовий обрій, значно більше містять гумусу й загального азоту(0,2-0,5 %) в орному обрії з поступовим зниженням їх по профілі. Валовий запасгумусу й азоту в шарі 0-20 див становить відповідно 60-220 і 3-15 т/га, а вметровому шарі — в 3-4 рази більше. Загальний зміст фосфору коливається від 0,1до 0,3%, а валовий запас його становить 2-4,5 т/га. Всі підтипи чорноземівбагаті калієм, загальний зміст його становить 2,5-3 %, а валовий запас- 75-90т/га. Чорноземи мають високі ємність поглинання й ступінь насиченостіпідставами.
Утипового чорнозему найбільша потужність гумусового обрію, більше високийвідносний зміст гумусу й загального азоту, а також фосфору й валові їхні запаси(відповідно 120-220; 7-15 і 3,5-4,5 т/га) і ємність поглинання. До півночі увилуженого чорнозему й до півдня у звичайного й особливо в південногочорноземів значення цих показників знижуються. У вилуженого чорнозему реакціяґрунту слабокисла, обмінна кислотність, як правило, відсутній, але гідролітичнакислотність може досягати значних величин. У звичайного й південного чорноземівреакція нейтральна або слаболужна.
Незважаючина високу потенційну родючість чорноземів, забезпеченість їхніми засвоюванимиформами азоту й рухливим фосфором (особливо старопахотних і слабко, щовдобрювалися чорноземів) дуже часто невисока. Тому тут ефективні фосфорнідобрива, а при більше сприятливих умовах зволоження й азотні. На старопахотнихі слабко, що вдобрювалися чорноземах, у порівнянні із цілинними зменшуютьсязапаси загального й обмінного калію. На таких ґрунтах, особливо під культури(цукровий буряк, картопля, соняшник і ін.), доцільно вносити калійні добрива(разом з азотними й фосфорними). Застосування мінеральних добрив дає найкращірезультати в більше зволожених західних районах Чорноземної зони, у східнихрайонах (паралельно з погіршенням умові зволоження) ефективність добрив знижується.
3.Джерела фосфору для рослин. Винос фосфору із урожаєм
Зорганічних сполук фосфору найбільш важливу роль у рослинах грають нуклеїновікислоти — складні високомолекулярні речовини, що складаються з азотистихпідстав, молекули вуглеводів (рибози або дезоксирибози) і фосфорної кислоти.Вони беруть участь у найважливіших процесах життєдіяльності організмів — синтезі білка, росту й розмноженні, передачі спадкоємних властивостей. Нуклеїновікислоти утворять комплекси з білками — нуклеопротіди, що беруть участь упобудові цитоплазми і ядра кліток. Фосфор входить до складу фосфатидів(фосфоглицеридів), які утворять белково-ліпідні клітинні мембрани й регулюютьїхня проникність для різних речовин. Значна кількість фосфору в рослинахперебуває в складі фітину — запасної речовини насіння, використовуваного якджерело цього елемента під час проростання. Важлива група фосфорорганічнихсполук у тканинах рослин — сахарофосфати, що утворяться в процесах фотосинтезу,синтезу й розпаду вуглеводів. Фосфор входить також до складу вітамінів ібагатьох ферментів.
Мінеральніфосфати присутні в тканинах рослин звичайно в невеликих кількостях, алевідіграють важливу роль у створенні буферної системи клітинного соку й служатьрезервом для утворення органічних фосфоровмістких сполук.
Фосформає велике значення в енергетичному обміні й про різноманітні процеси обмінуречовин у рослинних організмах. Він бере участь у вуглеводному й азотномуобміні, у процесах фотосинтезу, подихи й шумування. Енергія сонячного світла впроцесі фотосинтезу й енергія, виділювана при окислюванні в процесі подихураніше синтезованих органічних сполук, акумулюється в рослинах у вигляді енергіїфосфатних зв'язків макроергичних сполук. Найважливіше з таких сполук — АТФ.Накопичена в АТФ енергія використовується для всіх життєвих процесів росту йрозвитку рослини, у тому числі для поглинання живильних речовин із ґрунту,синтезу органічних сполук, їхнього транспорту. При недоліку фосфору порушуєтьсяобмін енергії й речовин у рослинах.
Фосфору,як і азоту, найбільше втримується в репродуктивному й молодому зростаючомуорганах і частинах рослини, де інтенсивно йдуть процеси синтезу органічноїречовини. З більше старих листів фосфор може пересуватися до зон росту йвикористовуватися повторно, тому зовнішні ознаки його недоліку проявляються врослин, насамперед на нижніх листах.
Рослининайбільш чутливі до недоліку фосфору в самому ранньому віці, коли їхслаборозвинена коренева система має низку здатністю. Негативна дія недолікуфосфору в цей період не може бути виправлено наступним навіть рясним фосфорнимхарчуванням.
Важливуроль грає забезпечення рослин фосфором і в період формування репродуктивнихорганів. Його недолік у цей період гальмує розвиток і затримує дозріваннярослин, викликає зниження врожаю й погіршення якості продукції.
Принедоліку фосфору рослини різко сповільнюють ріст, листи їх здобувають (спочаткуіз країв, а потім по всій поверхні) сіро-зелене, пурпурне або червоно-фіолетовефарбування. У зернових злаків при дефіциті фосфору зменшуються кущіння йутворення плодоносних стебел. Ознаки фосфорного голодування звичайнопроявляються вже в початковий період розвитку рослин, коли вони маютьслаборозвинену кореневу систему й не здатні засвоювати важкорозчинних фосфатиґрунту.
Виносживильних речовин із урожаєм — важливий показник, якому необхідно враховуватипри визначенні потреби культур у добривах, розрахунку доз добрив у конкретнихумовах.
Загальнапотреба сільськогосподарських культур в елементах мінерального харчуванняхарактеризується розмірами біологічного виносу — кількістю цих елементів у всійформованій біомасі рослин, тобто в надземних органах і коріннях. Отже,біологічний винос включає зміст живильних речовин як у відчужуваній з поляосновної й побічної продукції (господарський винос), так і в кореневих іпожнивних залишках, листовому опаде (залишковий винос). Якщо нетоварну частинуврожаю (солому або бадилля) залишають у поле, то живильні елементи, щовтримуються в ній, не враховують у господарському виносі. Залишкова частинавиносу становить значну частку від біологічного виносу, особливо в багаторічнихтрав (50-60 %) і овочевих культур (40-60 % у капусти белокочанної і огірка,70-80 % у капусти кольоровий). У зернових культур, картоплі, кукурудзи на силосна залишкову частину виносу звичайно доводиться 20-35 % загального, тобтобіологічного виносу цими культурами. Живильні елементи з пожнивно-кореневихзалишків, що обпали листів знову утягуються в круговорот і надалі часткововикористовуються рослинами.
4. Роль бору,молібдену, марганцю для рослин
Бор. Сильно впливає навуглеводний, білковий, нуклеїновий обмін і інші біохімічні процеси в рослинах.При його недоліку порушуються синтез і особливий пересування вуглеводів,формування репродуктивних органів, запліднення й плодоносіння. Бор не може утилізуватисяв рослинах тому при його недоліку страждають насамперед молоді зростаючіоргани, відбувається відмирання крапок росту.
Більшевимогливі до бору й чутливі до його недоліку коренеплоди, соняшник, бобовікультури, льон, картопля й овочеві рослини. У цукрового, кормового й столовогобуряка дефіцит бору викликає поразка гнилизною серденька й поява дуплистостикоренеплодів. Льон при недоліку бору дивується бактеріозом. Відмиранняверхівкової крапки росту приводить до посиленого утворення бічних втеч, якітакож зупиняються в росту, різко знижуються вихід і якість волокна. У соняшникагострий дефіцит бору викликає повне відмирання крапки росту, при більшепізньому прояві недоліку бору спостерігаються ненормальний розвиток квіток,пустоцвіт і зниження врожаю насінь. При борному голодуванні бобових культур порушуєтьсярозвиток клубеньків на коріннях і знижується симбіотична фіксація молекулярногоазоту з атмосфери, уповільнюються ріст і формування репродуктивних органів.Картопля при недоліку бору дивується паршою, у плодових дерев з'являєтьсясуховершинність, розвиваються зовнішня плямистість і опробкування тканинплодів. Недолік бору частіше проявляється на вапнованих дерено-підзолисті йсірих лісових, дерново-гліївих і темноколірних заболочених ґрунтах.
Молібден.Йомуналежить виняткова роль в азотному харчуванні рослин: він бере участь упроцесах фіксації молекулярного азоту (бобовими в симбіозі із клубеньковимибактеріями й ґрунтовими мікроорганізмами) і відновлення нітратів у рослинах. Урослинах утримується молібден (мг на 1 кг сухої речовини): у зерні вівса й пшениці — 0,16-0,19, у коренеплодах і листах цукрового буряка — 0,16-0.6, у сініконюшини -0,91, у зеленій масі люпину- 1,12.
Особливовимогливі до наявності молібдену в ґрунті в доступній формі бобові культури йовочеві рослини (капуста, листові овочі, редис).
Зовнішніознаки недоліку молібдену подібні з ознаками азотного голодування — різкогальмується ріст рослин, внаслідок порушення синтезу хлорофілу вони здобуваютьблідо-зелене фарбування (листові пластинки деформуються, і листи передчасновідмирають).
Дефіцитмолібдену також обмежує розвиток клубеньків на коріннях бобових культур, різкознижує врожай і зміст білка в рослинах. Недолік молібдену при більших дозах азотуможе приводити до нагромадження в рослинах, особливо в овочеві й кормових,підвищених кількостей нітратів, токсичних для людини й тварин. Рослинам невистачає молібдену звичайно на кислих ґрунтах, особливо легені гранулометричноїсполуки.
Марганець.Входитьдо складу окислювально-відновних ферментів, що беруть участь у процесах подиху,фотосинтезу, вуглеводного й азотного обміну рослин, відіграє важливу роль узасвоєнні рослинами нітратного й амонійного азоту. Найбільш чутливі до недолікумарганцю й вимогливі до його наявності в доступній формі в ґрунті буряк і іншікоренеплоди, картопля, злакові, а також яблуня, черешня й малина.
Характернийсимптом марганцевого голодування — крапковий хлороз листів. На листовихпластинках між жилками з'являються дрібні жовті хлоротичні плями, потім ураженіділянки відмирають. Недолік марганцю буває, як правило, на болотних,нейтральних і лужних, а також на легких ґрунтах.