Агрохимия и плодородие земель

При дефиците калия  растения отстают в росте, а при  остром дефиците – может наступить  их гибель.

Калий стимулирует  прорастание семян, более интенсивное  развитие корневой системы. Увеличивает  количество зерен в колосе. Повышает содержание белка, жиров и углеводов в продукции, повышает устойчивость растений  к засухе и заморозкам; увеличивает устойчивость растений к заболеваниям; снижает поражаемось насекомыми.

Стимулирует ферменты, ответственные за азота. Повышает содержание углеводов. Стимулирует образование масел (рапс, конопля, подсолнечник, лён).

 

Калия больше в  вегетативной массе, чем в плодах и зернах.

 

Дефицит К – краевой ожег листа у большинства растений.

Состояние коллапса – перед отбрасыванием листьев.

Мучнистая роса – вторичный признак при недостатке К.

Злаки – ржавчина.

Помидоры –  сажистый гриб.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Питание растений КАЛЬЦИЕМ

 

Цикл  кальция

 

Атм. осадки                                              Отчуждение

 

                             Растения

Орг. в-во                                                     Известь, доломит, орг. и мин. удобр.

 

Почв. минералы          ПР            Са, Mg, ППК

                        

                            Вымывание                     Эрозия

 

Если вносить только СаСО₃, а не доломитовую муку, будет недостаток магния.

При внесении 60 т/га навоза вносится 1 т/га Са. Са присутствует и в фосфоритной  муке. Использование дификата –  отхода сахарной промышленности, содерж. Са, ­ оструктуренность  П.

Вымыванию Са способствуют – использование физ. кислых удобрений (NH₄)₂SO₄, хлориды, азотные и калийные удобрения. С ­ урожая ­ кол-во отчужденного Са. Смыв.

 

Роль  Са в растениях

- Растения потребляют кальций только корневой системой в форме Са²⁺.

- В органах растений  содержание Са колеблется от 0,2 до 1,5%.

- Основная доля Са - в  вакуолях (до 70%), в ЦП концентрация  Са на 3-4 порядка ниже.

- Кальций участвует во  второй сигнальной системе растений  – через образование цитокеназ. Его участие в этих системах обеспечивает устойчивость растений к всевозможным стрессам (низкие и высокие температуры, высокие концентрации солей в растворе).

- Кальций играет важную  роль в увеличении резистентности  растительной клетки к проникновению в нее Pythium, Sclerotium, Botrytis и Fusarium. Считется, что эта особенная функция Са также связана с участием его во вторичной сигнальной системе.

- В растительной клетке  кальций входит в состав мембран  и отвечает за их проницаемость (совместно с К⁺ и Na⁺).

- Участвует в процессах  деления и роста клетки.

- Увеличивает потребление  клетками корня К⁺  и NO^3-

 

Кальций в растениях

Кальция больше содержится в вегетативных частях растений. Так, в клубнях картофеля содержится около 7% этого катиона, а в листьях и стеблях – 93%; в семенах кукурузы содержится 3,4% кальция, а в других частях растений – 96,6%.

Большая часть кальция  в отличие от других питательных  веществ не отчуждается с с/х  продукцией, а возвращается на поля.

 

Вынос Са с урожаем

Зерновые культуры при  урожае 20 ц/га выносят около 20 кг СаО  с 1 га,

клевер при урожае 60 ц/га – около 140,

подсолнечник при урожае семян 13 ц/га – 135,

капуста при урожае 500 ц/га – до 300,

горох, вика, фасоль с урожаем 20–30 ц/га зерна – 40–60,

картофель и  сахарная свекла с рожаем 200–300 ц/га корне- и клубнеплодов – 60–120 кг с 1 га.

 

Дефицит Са.

Недостаток кальция прежде всего сказывается на развитии корневой системы. При остром дефиците Са перестают образовываться корневые волоски, корень ослизняется и загнивает.

При резком его  недостатке появляется хлоротичность  листьев, отмирает верхушечная почка  и прекращается рост стебля. 

Появляется  желтый не сухой ободок по краю листа.

Яблоки –  мягкая дряблая мякоть.

Огурцы –  бороздка с 2-х сторон и ломкие, закручивающиеся  внутрь верхушки листьев.

Крестоцветные – закручивание листьев.

Томат – пожелтение листьев.

Злаковые –  последний лист и колос не выпускаются.

Плодовые - ¯ устойчивость. Картофель – парша (грибок).

Неправильная  загнутая форма перца.

 

 

Питание растений МАГНИЕМ

 

Роль  магния в растениях

Растения потребляют Mg из почвенного раствора в виде иона Mg²⁺.

Ca²⁺, K⁺, NH₄⁺, H⁺  - подавляют поступление Mg²⁺  в растения.

От 15 до 30% Mg в растениях сосредоточено в хлорофилле.

Больше его  в семенах и молодых растущих частях растений.

В зерне он локализуется  в зародыше.

Сод-ся в хлорофилле (а – СН₃, b – COOH), фитине (в нем запасаются для ф/с Р, СА, Mg).

 

Mg в растениях

При высоких  урожаях сельскохозяйственными культурами выносится 10–70 кг MgO с 1 га.

Наибольшее  количество магния поглощают: картофель, сахарная и кормовая свекла, табак, зернобобовые и бобовые травы.

Достаточно  чувствительны к недостатку этого  элемента конопля, просо, сорго, кукуруза.

Самый характерный  признак недостатка магния – межжилковый  хлороз.

 

Дефицит магния

Межжилковый хлороз, можно спутать с мозаикой.

Черешня, вишня  – красный кант посередине листа.

картофель при  жестком недостатке магния – морщинистые  темно-фиолетовые листья и темные сосуды в клубнях.

Растение может  реутилизировать Mg, но не Са.

 

 

Питание растений СЕРОЙ

 

Бедны серой  – почвы торфяников, песчаные, супесчаные.

Богаты –  Ч/з, каштановые почвы, почвы маршей; при сульфатном типе засоления.

 

Роль  серы в растении

- Растения потребляют  серу в виде аниона SO₄^2-. Частично сера в виде сернистого газа (SO₂) может поглощаться листьями из воздуха. Окисленная форма серы – исходный продукт для синтеза белков. Она же является и конечным продуктом при их распаде.

- В молодых растущих органах растений, где преобладают синтетические процессы, сера находится главным образом в восстановленной форме. По мере старения растений, когда начинают преобладать процессы гидролиза над синтезом, возрастает количество окисленной формы соединений серы.

- Сера входит  в состав всех белков, содержится  в таких аминокислотах, как  цистин, метионин, в растительных  маслах (горчичном, чесночном и  др.), в витаминах (тиамине и  биотине). Она является составным  элементом и некоторых антибиотиков, в частности пенициллина.

- Сера имеет  большое значение в окислительно-восстановительных  процессах, происходящих в растениях,  в активировании энзимов, в  белковом обмене.

- В растении  чаще всего представлены дисульфидная  группа (–S–S–) и сульфогидрильная (–SH). Эти группы играют важную роль в окислительно-восстановительных реакциях. Например, сульфогидрильная группа при окислении теряет водород и превращается в дисульфидную группу.

- Сера стимулирует  фиксации азота из атмосферы,  усиливая образование клубеньков  у бобовых растений.

 

Сера  в растениях

Потребность в  сере различных растений неодинакова. Больше всего ее содержится в бобовых  растениях, подсолнечнике, горчице, капусте  и в других культурах семейства  крестоцветных.

Больше всего  серы потребляют крестоцветные.

 

Признаки  недостатка серы

При недостатке серы задерживается синтез белков, так как затрудняется синтез аминокислот, содержащих этот элемент. В связи  с этим проявление признаков недостаточности  серы сходно с признаками азотного голодания. Развитие растений замедляется, уменьшается размер листьев, удлиняются стебли, листья и черешки становятся деревянистыми. При серном голодании листья не отмирают, хотя окраска их становится бледной.

 

 

 

Питание растений ЖЕЛЕЗОМ

 

Дефицит на южных  почвах (оно там в недоступной форме).

 

Железо  в растениях

- Растения потребляют  железо в виде Fe³⁺  и Fe²⁺.

- Железо участвует  в образовании хлорофилла, являясь  составной частью ферментов, катализирующих  синтез зеленого пигмента.

- Входит в  состав дыхательных ферментов. 

- Железо-содержащий белок ферредоксин, участвует в фотосинтезе и превращении азот-содержащих веществ в растениях.

- В клубеньках  бобовых растений обнаружен железосодержащий  белок – гемоглобин.

- Железо участвует  в синтезе ростовых веществ  (ауксинов).

- Содержание железа в общей массе урожая зерновых культур составляет около 1,5 кг/га, зернобобовых – до 2,2, сахарной свеклы и картофеля – до 12 кг/га.

- В корнях  и вегетативных органов содержится  до 90% железа.

- С товарной  частью урожая отчуждается от 1 до 15 кг/га железа.

 

Признаки  недостатка железа

Недостаток  железа чаще всего наблюдается на карбонатных почвах, а также на почвах с высоким содержанием  усвояемых фосфатов, что можно  объяснить переводом железа в  малодоступное состояние.

- Признаки дефицита  – желтая окраска, отставание в росте.

- Чаще всего  железистый хлороз наблюдается  у плодовых культур на юге  РФ.

 

 

Микроэлементы

 

Микроэлементы составляют ничтожную долю в составе  почв, но они важны в качестве микрокомпонентов питания растений.

Содержание  микроэлементов в почвах составляет 0,01 и менее процента.

Микроэлементный состав почвы наследуются от материнских  пород, но их распределение в почвенном  профиле и между компонентами почвы отражает действие различных  почвообразующих процессов, а также  вмешательство внешних факторов (например, сельскохозяйственной деятельности, антропогенного загрязнения и т.п.).

Микроэлементы – физиологически необходимы для  нормального развития растений, при  их недостатке ¯ урожай, со временем – заболевания. При избытке – накопелние в тканях растений. Гипераккумуляторы – ярутка сизая (крестоцветное) – абсолютный лидер по способности никапливать в своем организме микроэл-ты. Древесные растения (кофе) – до 1% Zn в коре. Наиболее загрязненные почвы очищаются этими растениями.

 

В агроценозе м/эл – приток за счет оседания пыли из возудха; было от материнской породы. Более мощный поток – агрохимикаты – примеси в удобрениях и пестицидах.

Потери –  вымывание из корнеобитаемого слоя с осадками. Дефляция и водная эрозия. Большая доля – отчуждение с урожаем.

 

Баланс  м/эл в агроценозе

 

                       П = МП + (Атм. + АХ + ПМ ) – (У + ВПС + Д) – Эс           

где  П - запасы МЭ  в некотором слое  почвы,

МП - запасы МЭ исходно  содержащиеся в аналогичном слое материнской породы.

Положительные статьи баланса -  Атм., АХ, ПМ - количество МЭ, поступающее в почву за единицу времени, соответственно: с атмосферными выпадениями, агрохимикатами и посевным материалом. Отрицательные статьи баланса - У, ВПС и Д - соответственно отчуждение МЭ с урожаем, внутрипочвенным стоком и с продуктами дефляции, Эс- отчуждение МЭ с жидким и твердым поверхностным стоком.

 

Нуждаемость пахотных почв России в применении микроудобрений

- Пахотные почвы  РФ не обеспечены на 95,5% цинком, 84,7% Со и 79,8% Мо.

- Нечерноземная зона – то же + недостаток В на 62,5%.

- Св и Зап  регионы – то же + недостаток  меди и марганца.

 

Причины:

почвы легкого  гр. состава, заболоченность и п. торфяников изначально содержат малое кол-во м/эл. Известкование и внесение мин. удобрений  способствуют закреплению и ¯ доступности м/эл.

Сейчас не производятся микроудобрения.

 

Содержание  м/эл в удобрениях и мелиорантах, мг/кг

Свинец –  больше всего в суперфосфатах, известняковой муке и навозе.

Цинк – фосфоритная  мука, навоз, суперфосфаты.