Оптимальная или допустимая реакция почвенного раствора для основных сельскохозяйственных культур

Культура рНопг рНдоп Культура рНопТ рНдОП
Люпин 4-5 4-6 Клевер 6-6,5 5-8
Картофель 4-7 Горох 6-7 5-8
Овес 5-6 4-8 Кукуруза 6-7 5-8
Рожь 5-6 4-7 Пшеница 6-7 5-8
Лен 5-6 5-7 Сахарная свекла 6-8
Гречиха 5-6 5-7 Люцерна 7-8 6-8,5

При подкислении реакции среды растворимость фосфатов кальция и магния повышается, а при подщелачивании снижается. Подкисление почвы снижает доступность растениям молибдена и повышает доступность бора. Кислая реакция усиливает поступление анионов, а щелочная — катионов. При кислой реакции ухудшается питание растений фосфором и кальцием. Процентное содержание и вынос этих элементов с урожаем резко снижаются, к тому же нарушаются обмен веществ в растениях, синтез белков, задерживаются процессы превращения моносахаридов в дисахариды и другие, более сложные органические соединения. Повышенная кислотность нарушает и деятельность ферментов в корневой системе: повышается активность каталазы, пероксидазы, возрастает гидролитическая активность протеолитических ферментов. Например, в опытах с разными культурами Н.С. Авдонин отмечал понижение активности в растениях каталазы и повышение активности пероксидазы на кислой почве, а на нейтральной хорошо окультуренной почве повышалась активность каталазы и понижалась активность пероксидазы.
Действие реакции среды на растение зависит не только от его биологических особенностей, но и от ряда внешних факторов. Так, с повышением концентрации почвенного раствора ослабляется вредное влияние кислой реакции на растения. Действие реакции среды зависит от форм азотных удобрений: на фоне аммиачных форм кислая реакция оказывает больший вред, чем на фоне нитратных. Хлор, входящий в состав калийных удобрений, усиливает отрицательное действие водородных ионов. Фосфорные удобрения ослабляют отрицательное действие кислой реакции на растения.
При ослабленном освещении отрицательное действие кислой реакции среды на растение сказывается сильнее, чем при нормальном освещении. Под влиянием избыточной кислотности при ослабленном освещении нарушались закладывание генеративных органов и процесс оплодотворения, понижался продуктивный коэффициент кущения, уменьшалось количество колосков и зерен в колосе, слабее протекал налив зерна.
Действие реакции среды на растения зависит от увлажнения. Более вредное влияние ее на образование генеративных органов, процесс оплодотворения и налив зерна проявляется при избыточном увлажнении. В некоторых опытах урожай зерна при кислой реакции понизился при оптимальной влажности на 47,5%, а при избыточной -на 70,9%.
Излишняя кислотность подавляет деятельность полезной микрофлоры в почве (аммонификаторов, нитрификаторов, азотобактера и др.). В то же время хорошо развиваются многие бактерии и грибы, которые выделяют ядовитые для растений вещества.
Важнейшее условие нормального питания растений — создание в почве оптимального количественного соотношения между катионами и анионами. Почвенный раствор должен иметь различный набор ионов, т.е. должен быть физиологически уравновешенным. Опытами установлено, что при поступлении одноименно заряженных ионов происходит их взаимное торможение, что получило название антагонизма ионов. Например, высокие концентрации ионов N03 затормаживают поступление в растения ионов Р04(3-) и Р03(-), а ионы Р04(3-) и Р03 препятствуют усвоению растениями анионов N03“. Эта закономерность наблюдается и при поглощении растением катионов. Кальций в высоких концентрациях препятствует поступлению калия, а высокие концентрации калия подавляют поступление кальция. Аналогичные антагонистические отношения существуют между ионами К+ и Na+, Са2+ и Mg2+, К+ и Mg2+. Причем антагонизм в большей степени проявляется между более близкими по своим свойствам ионами, например между анионами N03 и Р03 он выражен сильнее, чем между N03(-) и Р04(-3), между катионами К+ и Na+ более резко, чем между К+ и Са2+, и т. д. Ионы, имеющие одинаковый заряд, взаимно тормозят друг друга, и чем ближе зарядность, тем сильнее их взаимное торможение. И наоборот, ионы с противоположными зарядами взаимно ускоряют поступление их в растение. Это явление получило название синергизма. Вредный избыток какого-либо катиона или аниона всегда можно ослабить соответствующим ионом. При необходимости прибавлением противоположного по заряду иона ускоряют поступление полезного иона. Например, поступление иона N03 можно ускорить прибавлением катиона Са2+, вредный избыток Са2+ в известной степени ослабляет Mg2+, а вредное действие ионов Н+ и А13+, которые вызывают кислотность почвы, устраняют прибавлением в раствор Са2+ и Mg2+.
Таким образом, физиологически уравновешенным следует считать такой почвенный раствор, в котором катионы и анионы находятся в оптимальном соотношении, что обеспечивает наиболее эффективное использование растением питательных веществ. При физиологически уравновешенном растворе в растения беспрепятственно поступают все необходимые питательные элементы и в нужном количестве. При внесении удобрений следует учитывать уравновешенность раствора и не допускать ее нарушения. Например, избыток извести может нарушить нормальное питание, и растение погибнет. Поэтому при использовании удобрений важно не только соблюдать принятую дозу и соотношение питательных веществ, но и стремиться равномерно рассеять удобрения по полю, чтобы не было сильно переудобренных участков, на которых неизбежна гибель растений.
На питание растений оказывает влияние и общая концентрация почвенного раствора. При избыточной концентрации растения завядают и погибают. Корни растений обладают высокой поглотительной способностью, они могут использовать питательные элементы при весьма слабой концентрации почвенного раствора. Например, предельная минимальная концентрация фосфорной кислоты, обеспечивающая нормальное питание, составляет всего 0,03-0,1 мг Р205 на 1 л почвенного раствора. Но и здесь существует предел, ниже которого растения начинают страдать. Верхний предел обычно находится в интервале 2-3 г всех питательных солей на 1 л раствора. Особенно вредна повышенная концентрация микроэлементов.
Чувствительность к концентрации у разных растений неодинакова. Наибольшей чувствительностью к повышенной концентрации отличаются лен, люпин, огурцы, морковь. Чувствительность одного и того же растения меняется с возрастом. Более чувствительны к повышенной концентрации молодые растения.
Существенное значение в питании растений имеют воздушный, водный и тепловой режимы почвы. Воздух необходим для дыхания корней, при отсутствии его нарушается питание растений.

Оптимизация обеспечения корневой системы кислородом -важнейшее условие выполнения ею всех жизненно важных функций. Отсюда понятна важность хорошей структуры почвы. В практике земледелия обеспеченность кислородом корневой системы растений достигается правильной обработкой почвы, содержанием ее в рыхлом состоянии, при этом улучшается и аэрация почвы. При чрезмерном же уплотнении вода застаивается на поверхности, что приводит к нарушению газообмена между почвой и атмосферой, а следовательно, и к недостатку кислорода для дыхания корневой системы.
Хотя потребность корней в кислороде небольшая (в среднем 1 мг на 1 г сухого вещества в сутки), однако и этого количества растение может не иметь, если вода на поверхности почвы застаивается продолжительное время. В результате изменяется внешний вид растений. Они начинают желтеть, прекращают рост.
Реализация потенциальной продуктивности культурных растений возможна при оптимальном водном режиме. Вода необходима для фотосинтеза. Она расходуется растением на испарение и охлаждение надземных органов, а также на передвижение питательных элементов по сосудам. Поэтому особенно эффективно удобрение при орошении. В этом случае лучше используются и пища и вода. Хотя эти два фактора и взаимосвязаны, но следует помнить, что поглощение корнями пищи и воды — разные процессы. Потребление воды растением обусловливается гидрофильностью биоколлоидов клетки, а поступление питательных веществ (катионов и анионов) — адсорбционно-обменным процессом.
Связь между использованием растением воды (транспирацией) и поглощением питательных элементов корневой системой довольно сложная. Установлено, что транспирация имеет значение лишь для неметаболического поглощения питательных элементов, т.е. не связанного с обменом веществ. В то же время опыты показывают, что в разбавленных растворах изменение транспирации не влияет на поглощение растениями многих питательных элементов.
Сами же удобрения, используемые для питания растений, являются одним из внешних факторов, существенно влияющих на водоснабжение растений. В опытах с овсом Д.Н. Прянишников установил, что расход воды растением на создание единицы сухого вещества на удобренном фоне снижается на 20-36,5% в зависимости от влажности почвы. Удобрения, как правило, снижают расход воды на образование единицы урожая на 10-20% и больше. Лучший эффект получается от применения фосфорных удобрений и при их сочетании с азотом и калием. Этим можно в некоторой степени объяснить положительное действие суперфосфата, внесенного в рядки при посеве, эффективность которого обычно не снижается в засушливых районах и в годы с недостаточным увлажнением.
Кроме воды и воздуха для питания растений необходим и определенный тепловой режим. Например, корни растения не могут развиваться и усваивать пищу при низкой температуре. Не случайно поэтому на холодных почвах весной растения медленно развиваются не из-за недостатка пищи и воды, а потому, что корневая система не способна поглотить воду и питательные ионы в холодной среде. Температурный режим определяет накопление подвижных питательных веществ в почве благодаря мобилизации ее потенциального плодородия и поглощения их растениями из почвы и внесенных удобрений. Например, при увеличении температур с 10 до 25° возрастает мобилизация питательных веществ почвы, а ниже 10° эти процессы в значительной мере подавлены. Этим можно объяснить повышенную отзывчивость озимых на азотные удобрения ранней весной. А в районах Сибири, часто даже на черноземах, многие сельскохозяйственные культуры весной используют азот, сохранившийся в почве с осени предшествующего года. На всех почвах Забайкалья наибольший эффект в повышении урожая наблюдается при внесении фосфорных удобрений, что объясняется замедленным поступлением фосфора в растения в условиях низкой температуры и недостатка влаги. Возможно, что при низких температурах подавляется метаболическое поглощение, идущее в активной зоне, но поглощение путем диффузии не испытывает температурного влияния. С повышением концентрации раствора поглощение питательных элементов растениями в меньшей мере зависит от температуры. Так что поглощение элементов питания при низкой температуре можно усилить внесением повышенных доз удобрений.
Низкие температуры в начале роста растения существенно влияют на азотное и фосфорное питание. Это объясняется слабой мобилизацией и недостаточным использованием азота и фосфора запасных веществ семени, менее интенсивным поглощением этих элементов извне и замедленным развитием проростков. Происходит нарушение азотного и фосфорного обмена, снижение интенсивности окислительного фосфорилирования в клетках проростков.
Отрицательное влияние на поступление питательных веществ в растения оказывает и чрезмерно высокая температура. Для поступления азота и фосфора в растения оптимальная температура в большинстве случаев 23-25°С.
Важным фактором, влияющим на питание растений, является свет. Поглощение питательных веществ корневой системой растения и использование их в синтетических процессах на свету происходят активнее, чем в темноте. Это объясняется тем, что фотосинтез интенсивнее протекает при хорошем освещении; образовавшиеся углеводы и другие ассимиляты поступают в корневую систему и вместе с азотом и зольными элементами принимают участие в синтетических процессах образования сложных органических соединений.
При плохом же освещении процесс фотосинтеза протекает слабее, затормаживается поступление ассимилятов в корневую систему, а следовательно, ослабляется поступление питательных элементов в растение. Возможно, более интенсивное поступление питательных веществ через корни днем объясняется не только и не столько возрастанием транспирации, но и усилением фотосинтеза и связанной с ним повышенной потребностью в азоте и зольных элементах. Однако транспирация является важным условием поддержания растений в жизнеспособном состоянии, поглощения питательных элементов корневой системой и обмена веществ между растением и внешней средой.
Большое значение в питании растений, особенно в полевых условиях, имеют микроорганизмы. Корни растений наряду с поглощением воды и пищи из почвы выделяют в нее конечные продукты обмена веществ: углекислоту, избыток солей, органические вещества, а также ферменты — каталазу, амилазу, уреазу, инвертазу, целлюлазу, липазу и др. Ферменты воздействуют на почву и способствуют превращению труднодоступных форм питательных веществ в легкодоступные. А главное, эти органические выделения — прекрасный питательный субстрат для многочисленных почвенных микроорганизмов, поселяющихся около корней растений, в ризосфере.
Роль ризосферных микроорганизмов исключительно важна в почвенном питании растений. В процессе жизнедеятельности растения выделяют вредные токсические вещества. Без ризосферных микроорганизмов растения погибли бы от накопления собственных токсинов. Но этого не происходит лишь потому, что микроорганизмы утилизируют появляющиеся растительные отходы — токсины. Полезные микроорганизмы способствуют переводу многих труднорастворимых соединений, включающих азот, фосфор, калий и другие элементы, в доступные для питания растений. Видная роль в питании растений принадлежит различным азотфиксаторам, как обитающим на корнях бобовых, так и свободноживущим.
В почве имеются водорастворимые питательные вещества, которые сразу не используются растением, а временно закрепляются микроорганизмами. После их отмирания и разложения эти вещества снова переходят в раствор и используются растениями. В этом случае ризосферные микроорганизмы выступают в роли биологических «закрепителей» пищи от вымывания и выноса из корнеобитаемого слоя почвы.
Микроорганизмы выделяют различные ферменты, стимуляторы роста и витамины, которые поглощаются корнями растений и тем самым способствуют более энергичному их росту. Кроме этого, ими выделяется большое количество антибиотиков. Поэтому в ризосфере создается неблагоприятная среда для развития фитопатогенных веществ. Многие антибиотики легко поступают через корни внутрь растений и тем самым предохраняют их от заболеваний.
Но некоторые из микроорганизмов могут выступать и как антагонисты в питании растений. Например, бактерии, разрушающие целлюлозу и гемицеллюлозу, потребляют азот и фосфор из легкодоступных соединений и таким образом ухудшают азотное и фосфорное питание растений. Многие бактерии и грибы, особенно на кислых почвах, выделяют токсичные для растений соединения. Поэтому очень важно применять удобрения и другие агротехнические приемы, способствующие бурному развитию в почве полезной микрофлоры и подавлению развития вредных токсикогенных микроорганизмов.

32.Значение кальция для растений.

Соединения Са с пектиновым веществом участвуют в формировании клеточной стенки и склеивают между собой отдельные клетки. Катионы Са играют важную роль в стабилизации структуры мембран, оказывает влияние на поступление других ионов в клетку. Са на ряду с другими катионами принимает участие в создании необходимого ионного равновесия определяющего оптимальное физико-химическое состояние протоплазмы. Са активизирует ряд ферментных систем клетки, играет важную роль в передвижении углеводов. Оказывает влияние на превращение азот содержащих веществ. Среднее содержание Са в растении – 0,2% сухого вещества. Больше Са содержится в вегетативных органах, концентрация его в старых листьях выше чем в молодых. Вынос Са определяется биологическими особенностями культуры. Зерновые при урожайности 2-3 т/га – 20-40 кг/га СаО; картофель 20-30 т/га – 60-120 кг/га; капуста 50-70 т/га – 300-500 кг/га. Следует отметить что потребность растений в Са и отношение его к кислотности почвы не всегда совпадает. Пример: пшеница выносит мало Са но чувствительна к кислой рН: картофель потребляет много Са, при этом хорошо растет на кислых почвах. Недостаток Са приводит к появлению хлороза в виде светло-желтых пятен. При сильном голодании листья отмирают, прекращается образование боковых корней, разрушаются пектиновые вещества, вызывает ослизнение клеточных стенок и загнивание тканей.

Значении магния для растений.

Mg необходим для фотосинтеза, т.к. входит в состав хлорофилла и стабилизирует структуру хлоропластов. Выполняет структурообразовательную роль. Входит в состав мембран клеток, участвует в создании необходимого равновесия в цитоплазме, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность. Mg активизирует деятельность большого числа ферментов (ок. 300), катализирующих различные биохимические реакции. Играет важную роль в обмене N и Р. Катионы Mg активизируют формирование полирибосом и синтез белка. Mg участвует в передвижении Р в растении, входит в состав хинина, который накапливается в семенах и служит источником Р при прорастании. Mg участвует в процессах обмена углеводов, жиров, эфирных масел, витаминов. Ускоряет отток подвижных углеводов в репродуктивные органы и синтез крахмала. Регулирует направленность ОВ процессов, способствует накоплению восстановленных соединений жиров, эфирных масел. Соединения Mg в растительных тканях составляют 0,2% сухого вещества. Накапливаются в основном в наиболее жизнедеятельных органах растений: листьях, генеративных органах. Культурные растения выносят от 10 до100 кг Mg с га. Зерновые при урожайности 2-3 т/га – 10-15кг. Клевер 4-5 т/га – 30-35кг. Картофель 20-30 т/га – 30-70кг. Mg поступает в растение в виде катиона, является реутелизируемым элементов, поэтому признаки недостатка проявляется на нижних листьях. Наиболее характерен межжилковый хлороз. При сильном голодании листья отмирают

52.Нитратные удобрения.

К нитратным удобрениям относятся натриевая и кальциевая селитры. Производятся в небольших количествах.
Натриевая селитра. Ее называют также азотнокислым натрием, нитратом натрия, содержит 15-16% азота. Синтетическая натриевая селитра получается взаимодействием раствора соды с хвостовыми нитрозными газами — отходами производства азотной кислоты из аммиака. Представляет собой белое или буровато-желтоватое мелкокристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Обладает значительной гигроскопичностью и при неблагоприятных условиях хранения может слеживаться. В сухом виде хорошо рассевается.
При взаимодействии натриевой селитры с почвой натрий поглощается почвой в обмен на кальций, а в растворе остается нитрат кальция. Нитратный ион не поглощается почвой, а находится в подвижном, свободном состоянии и может быстро использоваться растением. Поэтому натриевую селитру с успехом можно использовать как для допосевного внесения, так и для подкормки сельскохозяйственных растений. Особенно благоприятное влияние оказывает она на урожайность сахарной свеклы. Положительное влияние оказывает не только азот, содержащийся в натриевой селитре, но и натрий, который способствует повышению урожайности корней и улучшению их качества.
В качестве основного удобрения натриевую селитру вносят весной в дозах 200-400кг на 1 га (в зависимости от обеспеченности почвы азотом), в подкормках — 150-200кг на 1 га. Осеннее внесение натриевой селитры недопустимо.
Натриевая селитра физиологически щелочное удобрение. Поэтому натриевую селитру хорошо вносить в почвы с повышенной кислотностью.
Кальциевая селитра. Ее называют также нитратом кальция, известковой селитрой. Содержит 15% азота. Удобрение белого цвета, хорошо растворимо в воде, очень гигроскопично: на воздухе переходит в гидратную форму, превращается в раствор. Для улучшения физических свойств в процессе производства кальциевую селитру гранулируют и добавляют к ней гидрофобные вещества. Получают кальциевую селитру нейтрализацией 40-48%-ной азотной кислоты мелом или известью.
Кальциевую селитру получают также при азотнокислом разложении фосфоритной муки или апатита, при этом основным продуктом является преципитат, а побочным — кальциевая селитра. При взаимодействии с почвой катионы кальция частично поглощаются ею (в обмен на другие катионы), тогда как анионы азотной кислоты в составе какой-либо соли остаются в растворе.
Кальциевую селитру, как и натриевую, можно с успехом использовать для подкормок растений. Вступление кальция в поглощающий комплекс почвы положительно влияет на ее свойства. Кроме того, кальциевая селитра является физиологически щелочным удобрением. Кальциевая селитра наиболее пригодна для кислых почв. Вносить ее надо по 200-400кг на 1 га в качестве основного удобрения (до посева); в качестве подкормки — 150-200кг на 1 га.
Основным недостатком кальциевой селитры, как и натриевой, является низкое содержание азота, поэтому в производстве азотных удобрений отдается предпочтение более концентрированным удобрениям — аммиачной селитре и мочевине.

The Choice is Ours (2016) Official Full Version


Похожие статьи.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: