Отношение растений к условиям питания в разные периоды роста

В разные периоды роста растения предъявляют неодинаковые требования к условиям внешней среды, в том числе и к питанию. Поглощение растениями азота, фосфора и калия в течение вегетации происходит неравномерно. Следует различать критический период питания (когда размеры потребления могут быть ограниченными, но недостаток элементов питания в STO время резко ухудшает рост и развитие растений) и период максимального поглощения, который характеризуется наиболее интуитивным потреблением питательных веществ.

Рассмотрим общие закономерности в потреблении питательных веществ растениями в течение вегетации. В начальный период развития растения потребляют относительно небольшие абсолютные количества всех питательных веществ, но весьма чувствительны как к недостатку, так и к избытку их в растворе.

Начальный период роста — критический в отношении фосфорного питания. Недостаток фосфора в раннем возрасте настолько сильно угнетает растения, что урожай резко снижается даже при обильном питании фосфором в последующие периоды.

Так, у злаковых зерновых культур уже в период развертывания первых трех-четырех листочков начинается закладка и дифференциация репродуктивных органов — колоса или метелки. Недостаток азота в этот период даже при усиленном питании в последующем приводит к уменьшению числа колосков в метелке или колосе и снижению урожая.

Размеры потребления всех элементов питания растениями значительно возрастают в период интенсивного роста надземных органов — стеблей и листьев. Темпы накопления сухого вещества могут опережать поступление питательных веществ, а относительное их содержание в растениях снижается по сравнению с предшествующим периодом. Ведущая роль в ростовых процессах принадлежит азоту. Повышенное азотное питание способствует усиленному росту вегетативных органов, формированию мощного ассимиляционного аппарата. Недостаток же азота в этот период приводит к угнетению роста, а в последующем — к снижению урожая и его качества.

Ко времени цветения и начала плодообразования потребность в азоте у большинства растений уменьшается, но возрастает роль фосфора и калия. Это обусловлено физиологической ролью последних —их участием в синтезе и передвижении органических соединений, обмене энергии, особенно интенсивно происходящих при формировании репродуктивных органов и образовании запасных веществ в товарной части урожая.

В период плодообразования, когда нарастание вегетативной массы заканчивается, потребление всех питательных веществ постепенно снижается, а затем их поступление приостанавливается. Дальнейшее образование органического вещества и другие процессы жизнедеятельности обеспечиваются в основном за счет повторного использования (реутилизации) питательных веществ, ранее накопленных в растении.

Неодинаковая количественная потребность и интенсивность поглощения растениями отдельных элементов питания должна учитываться при разработке системы применения удобрений. Особенно важно обеспечить благоприятные условия питания растений с начала вегетации и в периоды максимального поглощения. Это достигается сочетанием различных способов внесения удобрений: в основное удобрение до посева, при посеве и в подкормки.

Задача основного удобрения — обеспечение питания растений на протяжении всей вегетации, поэтому до посева в большинстве случаев применяют полную норму органических удобрений и подавляющую часть минеральных. Припосевное удобрение (в рядки, при посадке в лунки, гнезда) в относительно небольших дозах вносят для снабжения растений в начальный период развития легкодоступными формами питательных веществ, прежде всего фосфора. Для снабжения растений элементами питания в наиболее ответственные периоды вегетации применяются подкормки в дополнение к основному и припосевному удобрению (в отдельных случаях в подкормки может вноситься значительная доля общей нормы удобрений, например азота под озимые, хлопчатник и т. д.). Выбор срока, способа внесения удобрений и заделки их в почву зависит не только от особенностей биологии, питания и агротехники культур, по и от почвенно-климатических условий, вида и формы удобрений. Регулируя условия питания растений по периодам роста в соответствии с их потребностью путем внесения удобрений, можно направленно воздействовать на величину урожая и его качество.

11Состав почвы

1. Жидкая и газообразная часть почвы их роль в процессах корневого питания.
2. Твердая часть почвы

а) минеральная часть почвы, ее состав и значение в процессах питания,

б) органическая часть почвы ее состав и значение в процессах питания.

1. Потенциальные и эффективные запасы элементов питания в почве.

Почва- верхний слой земной поверхности образованный под действием природных факторов и производственной деятельности человека и обладающий особым свойством плодородием. Вопросами образования почвы занимался В.В. Докучаев.

Почва это сложный живой организм в котором постоянно идут процессы накопления и превращения элементов питания. Почва состоит и твердой, жидкой и газообразной части. Газообразная часть почвы это почвенный воздух, который по своему составу отличается от атмосферного. В состав его входит от 10 до 20% кислорода, около 1% СО₂, небольшое количество водяных паров, паров аммиака и энертных газов.

Состав почвенного воздуха величина непостоянная. В результате обработки, в почве увеличивается количество кислорода. При внесении органических удобрений увеличивается количество СО_2. нормальным считается состояние, когда половина почвенных капилляров занята Н₂О, а половина воздухом. Если это соотношение разрушается то процесс корневого питания также нарушается.

Почвенный раствор- это жидкая активная или наиболее подвижная часть почвы. Почвенный раствор обеспечивает растения элементами питания. Концентрация почвенного раствора должна быть низкой. Почвенный раствор должен состоять из большого количества катионов и анионов. Чем разнообразнее состав почвенного раствора, тем лучше условия создаются для корневого питания. В состав почвенного раствора обязательно должны входить катионы К, Са, Mg, NO₄, NO₃, SO₄, Cl, H₂PO₄, HPO₄, PO₄. состав почвенного раствора постоянно меняется за счет физико- химического поглощения. В почвенном растворе обязательно должен присутствовать кальций, потому что кальций уравновешивает почвенный раствор, мешает избыточному поступлению одновалентных катионов. Растения всегда легче берут элементы питания из слабых растворов элементы питания в почвенном растворе накапливаются за счет реакций обмена между почвенным раствором и коллоидной частью почвы.

Са- играет наиболее важную роль в процессах питания, если концентрация почвенного раствора повышается до 4-5% то идет процесс обратный питанию -растение отдает свой клеточный сок в почву и увядает. Твердая часть почвы состоит из минеральной части, которая составляет 99% и органическая часть состоящая от 1 до 10%, только торфяники 70-80% органической части. Органическая часть почвы в основном представлена гумусом и органическими остатками растений и животных. Гумус- это основное органическое вещество почвы, которое определяет окраску почв, ее плодородие, структуру. Чем выше % гумуса, тем более плодородная почва. Самые бедные подзолистые почвы, которые содержат 0, 5-1, 5 % гумуса. Богатые гумусом черноземы, которые содержат от 2 до 10% гумуса. наши Крымские почвы содержат 2-3% гумуса. Основным источником пополнения гумуса в почве является внесение навоза и разложение остатков растений и животных. Для того, чтобы повысить на 1% гумуса, необходимо вносить 5лет по 5-10тонн\на 1га, в Крыму 14-15 тонн в год, а мы вносим 1, 5-3 тонн. Минеральная часть почвы составляет 90-98% от твердой части и только на почвах органического происхождения содержание органического вещества достигает 80%. Минеральная часть почвы- это нерастворимые соли, минералы в зависимости от механического состава, они состоят из различных по размеру частиц(например песчаные и супесчаные почвы состоят из полевого шпата, кварца и суммарная емкость поглощения меньше, поэтому эти почвы обладают более низким плодородием. Почвы тяжелые, глинистые состоят из более мелких частиц (каонит, гидрослюда). Суммарная поглотительная способность их больше поэтому эти почвы обладают более высоким плодородием, на эти почвы можно вносить за 1 прием много

элементов питания.

12 Виды поглотительной способности почвы, их роль во взаимодействии почвы с удобрениями и в питании растений.

Способ-ть почвы поглощать ионы и молекулы различных в-в из р-ра и удерживать их называется ее поглот-й способ-ю. Различ-т 5 видов: биол-ю, мех-ю, физич-ю, хим-ю, физико-хим-ю. Биолог-я поглотит-я способ-ть почвы. Она связана с наличием в почве живых корней растений и м-о, кот-е избирательно поглощ-т из почв-го р-ра азот и зольные эл-ы и переводят их в различные орг-е соед-я своих тел. В-ва предохраняются от выщелачивания из почвы. В рез-те биол-й деят-ти в почве накапливается орг-е в-во. Используя в кач-ве источника пищи и энергетического материала орг-е в-ва, м-о разлагают их, переводят содержащиеся в них эл-ты питания в минеральную, доступную для раст-й форму. Биол-е погл-е играет особенно большую роль в превращении азотных удобрений в почве. МЕХАНИЧ-Я ПОГЛ-Я СПОС-ТЬ. Этот вид поглощения обусловлен св-вом почвы, как всякого пористого тела, задерживать мелкие твердые частицы, взвешенные в воде и фильтрующиеся через нее. Механич-й способ-ю обусловливается сохранение в почве наиболее ценной коллоидной фракции. Вносимые в почву тонкоразмолотые удобрения (например, фосфоритная мука) не вымываются из ее верхнего слоя вследствие их механич-го поглощения. ФИЗИЧ-Я ПОГЛ-Я СПОС-ТЬ. Это адсорбция частицами почвы целых молекул различ-х в-в. Так поглощаются молекулы, многих орг-х соед-й — спиртов, орг-х кислот и оснований, высокомолекулярных орг-х в-в. Из минер-х соед-й почва положительно поглощает физически только щелочи. Для растворимых минер-х солей и неорганических кислот хар-на, наоборот, отрицательная молекулярная адсорбция. При взаимодействии р-ра минер-х солей с частицами почвы к их поверхности сильнее притягиваются молекулы воды, поэтому в р-ре, непосредственно прилегающем к поверхности почвенных частиц, концентрация солей будет ниже, чем в окружающем р-ре. Отрицательное физич-е поглощение наблюд-ся при взаимод-вии почвы с р-рами хлоридов и нитратов. Отрицательное физическое поглощение хлоридов и нитратов обусловливает их высокую подвижность в почве. Они легко передвигаются в ней вместе с почвенной влагой. При повышенной влажности из почвы, не занятой растит-тью, возможно вымывание хлоридов и нитратов в нижележащие слои и даже в грунтовые воды, что необходимо учитывать при внес-и удобр-й. Такое вымывание С1~-иона имеет положительное значение, так как избыток его вреден для раст-й. Поэтому удобрения, содерж-е много хлора, предпочтительно вносить с осени, чтобы к посеву произошло хотя бы частичное вымывание хлора из пахотного слоя почвы. Для нитратов такое вымывание нежелательно, и, следовательно, нитратные удобрения лучше вносить весной, незадолго до посева или в подкормку. ХИМИЧ-Я ПОГЛОТИТ=Я СПОС=ТЬ. Это способ-ть почвы переводить и удерживать растворимые эл-ты питания в нерастворимые (недиссоциированные).Механизмы: 1. Образ-е нерастворимых соед-й. Металл2+: Ca, Mg, Sr, Ba, Fe, Cr, Ni, Pb, Cd, Cu, Zn, Mo, Mn. Анион: CO32-, SO42-, HPO42-.2. Хемосорбция3. Хелатирование- образ-е комплексных хелатных соед-й металлов, характерных для орг-х в-в. ФИЗИКО-ХИМИЧ-Я, ИЛИ ОБМЕННАЯ, — это способность мелкодисперсных коллоидных частиц почвы, как минер-х, так и орг-х, несущих отрицательный заряд, поглощать различные катионы из р-ра. При этом поглощение одних катионов сопровождается вытеснением в р-р эквивалентного кол-ва других (Са2+, Мg2+ и др.), ранее поглощенных твердой фазой почвы. Так, если почву, насыщенную кальцием (чернозем), обработать раствором хлористого калия, то катионы калия из раствора поглотятся почвой и одновременно из твердой фазы ее перейдет в раствор эквивалентное кол-во катионов кальция; в растворе вместо КС1 появится СаС12: (почва) Са + 2КС1 → (почва) КК+ СаС12.Поскольку в данном случае происходит обмен катионов, то поглощ-е такого типа назыв-т обменным, а способ-ть почвы к реакциям обменного поглощ-я называют обменной поглотит-й способ-ю. При хим-м поглощ-и в рез-те реакций между отдельными солями образуются нерастворимые соед-я, изменяются состав и общая концентрация р-ра, тогда какпри обменном поглощении концентрация р-ра не меняется, но изменяется его состав (в растворе уменьшается кол-во одних и увеличивается кол-во других катионов, а концентрация анионов остается почти неизменной).Физико-хим-е, или обменное, поглощение катионов играет существенную роль в почв-х процессах, определяет важные физич-е и физико-хим-е св-ва почвы — ее структурное состояние, реакцию, буферность, имеет особенно большое значение при взаимод-и почвы с удобрениями. Превращение в почвах легкорастворимых удобрений, в особенности азотных и калийных, в значительной степени определяется процессами физико-хим-го, или обменного, поглощения.

Необменное поглощение. Наряду с вышеуказанными видами поглотительной способности почв имеется так называемое необменное поглощение катионов, которое в значительной мере определяется механическим и минералогическим составом почвы и имеет место у минералов группы монтмориллонита и гидрослюд с трехслойной кристаллической решеткой. Необменное поглощение характерно дляNН₄, К, Rb, Сs. Калий и аммоний в условиях попеременного увлажнения и высушивания переходят в необменно-поглощенное состояние, при этом аммоний слабо (на 10 – 20%) доступен нитрифицирующим бактериям. На черноземных почвах необменная фиксация выражена сильнее. Для уменьшения этого явления калийные и аммонийные удобрения следует вносить в слой постоянного увлажнения, предпочтительно локально – для уменьшения контакта с почвой.

14Превращение соединений азота. Азот — один из важных элементов на земле, он входит в состав белков и ну­клеиновых кислот; 75, 5% (по массе) его содержится в атмосфере, остальное количество в виде органических и минеральных соединений — в воде и почве. В круговоро­те азота в природе большая роль принадлежит микроор­ганизмам.

Аммонификация белковых веществ.

В ци­топлазме клеток содержатся белковые вещества, кото­рые в виде остатков растений и трупов животных попа­дают в почву, где они подвергаются разложению. В ре­зультате распада белков происходит выделение азота и виде аммиака, отчего процесс получил название аммони­фикации (гниение). Аммонификация белковых ве­ществ—первый микробиологический процесс по превра­щению азотистых соединении в природе. Он протекает при температуре не ниже 10 С в определенной влажности. Роль гнилостных микробов в природе велика: раз­лагая трупы животных и остатки растений, они очищают нашу землю и дают пищу высшим растениям. Процесс аммонификации может проходить как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Аммонификация происходит при участии разнообразных микробов: бацилл, бактерий, актиномицетов, плесневых грибов. По отношению к кис­лороду воздуха их делят на аэробов, факультативных аэробов и анаэробов.