Основи агрохімії

Основи агрохімії

Зміст

1.У якій формі надходять основні живильні речовини в рослину

2. Агрохімічна характеристика основних підтипів чорноземів (вилужених, типових, звичайних, південних). Ефективність добрив на цих ґрунтах

3. Джерела фосфору для рослин. Винос фосфору із урожаєм

4. Роль бору, молібдену, марганцю для рослин

1. У якій формі надходять основні живильні речовини в рослину

Азот і зольні елементи поглинаються із ґрунту діяльною поверхнею кореневої системи рослин у вигляді іонів (аніонів і катіонів). Так, азот може поглинатися у вигляді аніона й катіона (тільки бобові рослини здатні в симбіозі із клубеньковыми бактеріями засвоювати молекулярний азот атмосфери), фосфор і сірка - у вигляді аніонів фосфорної й сарною киснув лот-калій, кальцій, магній, натрій, залізо - виді катіонів, а мікроелементи - у вигляді відповідних аніонів або катіонів.

Рослини засвоюють 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 на тверду фазу ґрунту, переводячи необхідні живильні речовини в доступну форму.

У процесі надходження живильних речовин у рослини проявляється синергизм іонів, коли поглинання одних іонів сприяє кращому поглинанню інших.

Фізіологічна врівноваженість легше всього відновлюється при введенні в розчин солей кальцію. При наявності в розчині кальцію створюються нормальні умови для розвитку кореневої системи, тому в штучних живильних сумішах катіон кальцію повинен переважати над всіма іншими іонами. Особливо сильно погіршуються розвиток корінь і надходження в них живильних елементів при високій концентрації іонів водню, тобто при підвищеній кислотності розчину.

Корінь рослин мають дуже високу засвоювану здатність і можуть поглинати живильні елементи із сильно розведених розчинів. Більшість рослин нормально розвивається при 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.

Для нормального розвитку корінь важливе значення має також співвідношення солей у розчині, його фізіологічна врівноваженість. Фізіологічно врівноваженим називається розчин, у якому окремі живильні елементи перебувають у таких співвідношеннях, при яких відбувається найбільш ефективне використання їхньою рослиною. Розчин, представлений який-небудь однією сіллю, фізіологічно не врівноважений.

Елементи, що надійшли в рослини, мінерального харчування у вигляді катіонів і аніонів використовуються на синтез органічних сполук і забезпечення різних фізіологічних функцій. Зі збільшенням рівня харчування яким-небудь іоном його концентрація в рослинах у мінеральній формі також зростає в певних межах. Так, що надійшов у рослини нітратний азот відновлюється вже в кореневій системі, а амонійний азот швидко використовується на синтез органічних азотистих сполук. Значні кількості нітратів виявляється в надземні органах рослин звичайно лише при підвищеному рівні постачання азотом. Поглинений коріннями фосфор також інтенсивно включається до складу органічних сполук і накопичується в тканинах рослин у мінеральній формі тільки при рясному харчуванні. Концентрація інших мінеральних іонів у рослинних тканинах відбиває ступінь забезпеченості рослин відповідними елементами.

Підвищений зміст мінеральних сполук окремих елементів у рослинах може спостерігатися й при обмеженні синтезу органічних речовин внаслідок недоліку інших елементів харчування, інших несприятливих умов для росту й розвитку рослин.

2. Агрохімічна характеристика основних підтипів чорноземів (вилужених, типових, звичайних, південних). Ефективність добрив на цих ґрунтах

чорнозем агрохімічний рослина живильний

Чорноземи. Агрохімічні властивості основних підтипів чорноземів характеризуються показниками, наведеними в таблиці

Чорноземи від інших ґрунтів відрізняються більше високою природною родючістю, мають потужний гумусовий обрій, значно більше містять гумусу й загального азоту (0,2-0,5 %) в орному обрії з поступовим зниженням їх по профілі. Валовий запас гумусу й азоту в шарі 0-20 див становить відповідно 60-220 і 3-15 т/га, а в метровому шарі - в 3-4 рази більше. Загальний зміст фосфору коливається від 0,1 до 0,3%, а валовий запас його становить 2-4,5 т/га. Всі підтипи чорноземів багаті калієм, загальний зміст його становить 2,5-3 %, а валовий запас- 75-90 т/га. Чорноземи мають високі ємність поглинання й ступінь насиченості підставами.

У типового чорнозему найбільша потужність гумусового обрію, більше високий відносний 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 у вилуженого чорнозему й до півдня у звичайного й особливо в південного чорноземів значення цих показників знижуються. У вилуженого чорнозему реакція ґрунту слабокисла, обмінна кислотність, як правило, відсутній, але гідролітична кислотність може досягати значних величин. У звичайного й південного чорноземів реакція нейтральна або слаболужна.

Незважаючи на високу потенційну родючість чорноземів, забезпеченість їхніми засвоюваними формами азоту й рухливим фосфором (особливо старопахотних і слабко, що вдобрювалися чорноземів) дуже часто невисока. Тому тут ефективні фосфорні добрива, а при більше сприятливих умовах зволоження й азотні. На старопахотних і слабко, що вдобрювалися чорноземах, у порівнянні із цілинними зменшуються запаси 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 найкращі результати в більше зволожених західних районах Чорноземної зони, у східних районах (паралельно з погіршенням умові зволоження) ефективність добрив знижується.

3. Джерела фосфору для рослин. Винос фосфору із урожаєм

З органічних сполук фосфору найбільш важливу роль у рослинах грають нуклеїнові кислоти - складні високомолекулярні речовини, що складаються з азотистих підстав, молекули вуглеводів (рибози або дезоксирибози) і фосфорної кислоти. Вони беруть участь у найважливіших процесах життєдіяльності організмів - синтезі білка, росту й розмноженні, передачі спадкоємних властивостей. Нуклеїнові кислоти утворять комплекси з білками - нуклеопротіди, що беруть участь у побудові цитоплазми і ядра кліток. Фосфор входить до складу фосфатидів (фосфоглицеридів), які утворять белково-ліпідні клітинні мембрани й регулюють їхня проникність для різних речовин. Значна кількість фосфору в рослинах перебуває в складі фітину - запасної речовини насіння, використовуваного як джерело цього елемента під час проростання. Важлива група фосфорорганічних сполук у тканинах рослин - сахарофосфати, що утворяться в процесах фотосинтезу, синтезу й розпаду вуглеводів. Фосфор входить також до складу вітамінів і багатьох ферментів.

Мінеральні фосфати присутні в тканинах рослин звичайно в невеликих кількостях, але відіграють важливу роль у створенні буферної системи клітинного соку й служать резервом для утворення органічних фосфоровмістких сполук.

Фосфор має велике значення в енергетичному обміні й про різноманітні процеси обміну речовин у рослинних організмах. Він бере участь у вуглеводному й азотному обміні, у процесах фотосинтезу, подихи й шумування. Енергія сонячного світла в процесі фотосинтезу й енергія, виділювана при окислюванні в процесі подиху раніше синтезованих органічних сполук, акумулюється в рослинах у вигляді енергії фосфатних зв'язків макроергичних сполук. Найважливіше з таких сполук - АТФ. Накопичена в АТФ енергія використовується для всіх життєвих процесів росту й розвитку рослини, у тому числі для поглинання живильних речовин із ґрунту, синтезу органічних сполук, їхнього транспорту. При недоліку фосфору порушується обмін енергії й речовин у рослинах.

Фосфору, як і азоту, найбільше втримується в репродуктивному й молодому зростаючому органах і частинах рослини, де інтенсивно йдуть процеси синтезу органічної речовини. З більше старих листів фосфор може пересуватися до зон росту й використовуватися повторно, тому зовнішні ознаки його недоліку проявляються в рослин, насамперед на нижніх листах.

Рослини найбільш чутливі до недоліку фосфору в самому ранньому віці, коли їх слаборозвинена коренева система має низку здатністю. Негативна дія недоліку фосфору в цей період не може бути виправлено наступним навіть рясним фосфорним харчуванням.

Важливу роль грає забезпечення рослин фосфором і в період формування репродуктивних органів. Його недолік у цей період гальмує розвиток і затримує дозрівання рослин, викликає зниження врожаю й погіршення якості продукції.

При недоліку фосфору рослини різко сповільнюють ріст, листи їх здобувають (спочатку із країв, а потім по всій поверхні) сіро-зелене, пурпурне або червоно-фіолетове фарбування. У зернових злаків при дефіциті фосфору зменшуються кущіння й утворення плодоносних стебел. Ознаки фосфорного голодування звичайно проявляються вже в початковий період розвитку рослин, коли вони мають слаборозвинену кореневу систему й не здатні засвоювати важкорозчинних фосфати ґрунту.

Винос живильних речовин із урожаєм - важливий показник, якому необхідно враховувати при визначенні потреби культур у добривах, розрахунку доз добрив у конкретних умовах.

Загальна потреба сільськогосподарських культур в елементах мінерального харчування характеризується розмірами біологічного виносу - кількістю цих елементів у всій формованій біомасі рослин, тобто в надземних органах і коріннях. Отже, біологічний винос включає зміст живильних речовин як у відчужуваній з поля основної й побічної продукції (господарський винос), так і в кореневих і пожнивних залишках, листовому опаде (залишковий винос). Якщо нетоварну частину врожаю (солому або бадилля) залишають у поле, то живильні елементи, що втримуються в ній, не враховують у господарському виносі. Залишкова частина виносу становить значну частку від біологічного виносу, особливо в багаторічних трав (50-60 %) і овочевих культур (40-60 % у капусти белокочанної і огірка, 70-80 % у капусти кольоровий). У зернових культур, картоплі, кукурудзи на силос на залишкову частину виносу звичайно доводиться 20-35 % загального, тобто біологічного виносу цими культурами. Живильні елементи з пожнивно-кореневих залишків, що обпали листів знову утягуються в круговорот і надалі частково використовуються рослинами.

4. Роль бору, молібдену, марганцю для рослин

Бор. Сильно впливає на вуглеводний, 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 утилізуватися в рослинах тому при його недоліку страждають насамперед молоді зростаючі органи, відбувається відмирання крапок росту.

Більше вимогливі до бору й чутливі до його недоліку коренеплоди, соняшник, бобові культури, льон, картопля й овочеві рослини. У цукрового, кормового й столового буряка дефіцит бору викликає поразка гнилизною серденька й поява дуплистости коренеплодів. Льон при недоліку бору дивується бактеріозом. Відмирання верхівкової крапки росту приводить до посиленого утворення бічних втеч, які також зупиняються в росту, різко знижуються вихід і якість волокна. У соняшника гострий дефіцит бору викликає повне відмирання крапки росту, при більше пізньому прояві недоліку бору спостерігаються ненормальний розвиток квіток, пустоцвіт і зниження врожаю насінь. При борному голодуванні бобових культур порушується розвиток клубеньків на коріннях і знижується симбіотична фіксація молекулярного азоту з атмосфери, уповільнюються ріст і формування репродуктивних органів. Картопля при недоліку бору дивується паршою, у плодових дерев з'являється суховершинність, розвиваються зовнішня плямистість і опробкування тканин плодів. Недолік бору частіше проявляється на вапнованих дерено-підзолисті й сірих лісових, дерново-гліївих і темноколірних заболочених ґрунтах.

Молібден. Йому належить виняткова роль в азотному харчуванні рослин: він бере участь у процесах фіксації молекулярного азоту (бобовими в симбіозі із клубеньковими бактеріями й ґрунтовими мікроорганізмами) і відновлення нітратів у рослинах. У рослинах 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 сіні конюшини -0,91, у зеленій масі люпину- 1,12.

Особливо вимогливі до наявності молібдену в ґрунті в доступній формі бобові культури й овочеві рослини (капуста, листові овочі, редис).

Зовнішні ознаки недоліку молібдену подібні з ознаками азотного голодування - різко гальмується ріст рослин, внаслідок порушення синтезу хлорофілу вони здобувають блідо-зелене фарбування (листові пластинки деформуються, і листи передчасно відмирають).

Дефіцит молібдену також обмежує розвиток клубеньків на коріннях бобових культур, різко знижує врожай і зміст білка в рослинах. Недолік молібдену при більших дозах азоту може приводити до нагромадження в рослинах, особливо в овочеві й кормових, підвищених кількостей нітратів, токсичних для людини й тварин. Рослинам не вистачає молібдену звичайно на кислих ґрунтах, особливо легені гранулометричної сполуки.

Марганець. Входить до складу окислювально-відновних ферментів, що беруть участь у процесах подиху, фотосинтезу, вуглеводного й азотного обміну рослин, відіграє важливу роль у засвоєнні рослинами нітратного й амонійного азоту. Найбільш чутливі до недоліку марганцю й вимогливі до його наявності в доступній формі в ґрунті буряк і інші коренеплоди, картопля, злакові, а також яблуня, черешня й малина.

Характерний симптом марганцевого голодування - крапковий хлороз листів. На листових пластинках між жилками з'являються дрібні жовті хлоротичні плями, потім уражені ділянки відмирають. Недолік марганцю буває, як правило, на болотних, нейтральних і лужних, а також на легких ґрунтах.