Вплив добрив на врожайність

Вплив добрив на врожайність

1

Елементарний склад . вищих рослин такий: вуглецю -- 45%, кисню -- 42, водню -- 6,5, азоту--1,5 та золи -- 5%.

Живлення рослин цими елемента-ми здійснюється за допомогою двох обумовлених та тісно пов'язаних про-цесів -- повітряного і кореневого. З по-вітря вони через зелені органи одер-жують вуглець у вигляді вуглекисло-го газу. Всі інші елементи надходять через кореневу систему.

Між живою та неживою природою існує матеріальна спільність: хіміч-на основа живих організмів сформо-вана з елементів, що є у навколиш-ньому середовищі. Практична цінність відомостей про особливості елемент-ного хімічного складу рослин полягає у можливості правильно оцінювати родючість ґрунту, величину урожаю, рослинної продукції, програмувати її.

Вивчення хімічного складу рослин методом рослинної діагностики дає змо-гу вирішити питання раціонального використання добрив, своєчасного за-безпечення рослин необхідним збалан-сованим живленням, визначити за-бруднення ґрунту надлишковими іона-ми тощо.

У складі рослин виявлено понад 70 елементів, які залежно від кількісно-го вмісту в рослинах (у процентах від сухої речовини) поділяють на макро- (101 - 102), мікро- (10-3 - 10-5) та ультрамікроелементи (менше 10-5). Але такий розподіл елементів не ха-рактеризує їхнього значення у житті рослин, оскільки кожен з них відіграє свою фізіологічну роль і не може бу-ти замінений іншим. Тому нестача або надлишок будь-якого з елементів при-зводить до порушення життєдіяльно-сті рослин.

Одна з причин зниження ефектив-ності застосування добрив в умовах інтенсивної хімізації та зменшення темпів росту запланованих урожаїв полягає у недостатній забезпеченості рослин необхідними мікроелементами внаслідок виносу їх з урожаєм.

Вміст та розподіл макро-, мікро- і ультрамікроелементів в окремих орга-нах різних рослин варіює в широких межах залежно від їх біологічних особливостей, умов вирощування та фізіологічного стану.

Більшість рослин у молодому віці вбирають елементи живлення дуже ін-тенсивно і в більшій кількості, ніж необхідно в цей період. Відкладені рослиною в запас елементи наприкін-ці вегетації, переважно в період цві-тіння та плодоутворення, частково ви-діляються через кореневу систему в ґрунт. Тому винос елементів з урожа-єм дає зменшене уявлення про їх кіль-кість, дійсно необхідну для росту і розвитку рослин.

ФІЗІОЛОГІЧНА РОЛЬ ОСНОВНИХ МАКРО-I МІКРОЕЛЕМЕНТІВ

Азот. Матеріальна основа протоплазми рослинних клітин значною мірою ство-рюється атомами азоту. Він входить до складу амінокислот, білків, нуклеї-нових кислот нуклеопротеїдів, росто-вих речовин, алкалоїдів, багатьох фер-ментів, ліпоїдів, хлорофілу. Синтез і ресинтез білка -- основ-ні процеси обміну речовин.

Потреба в азоті в усіх сільсько-господарських культур проявляється частіше і в більшій мірі, ніж у інших елементах. При недостатній забез-печеності азотом затримується ріст рослин, зменшується розмір асиміля-ційної поверхні листків та тривалість їх функціонування в активному стані, зменшується урожай і погіршується його якість. Надлишок азоту (віднос-но інших елементів) призводить до надмірного розвитку вегетативної ма-си, знижує стійкість рослин проти не-сприятливих кліматичних умов, гриб-них і бактеріальних хвороб, подовжує період розвитку та достигання, змен-шує кількість репродуктивних органів і може призвести до погіршення якос-ті продукції.

Основними джерелами живлення рослин азотом є іон амонію та нітрат-ний іон, які утворюються в ґрунті при мінералізації його органічних речовин чи їх вносять з добривами.

Нормальне живлення рослин амі-ачною формою азоту відбувається при забезпеченості вуглеводами, нейт-ральній реакції ґрунту, підвищеному вмісті в ньому кальцію та магнію.

У навколишній атмосфері знахо-диться 75,7 % азоту, але з польових культур лише бобові завдяки симбіо-зу з бульбочковими бактеріями мо-жуть засвоювати молекулярний азот атмосфери. Більшість сільськогоспо-дарських культур потребу в азоті за-довольняють лише за рахунок азоту ґрунту, запаси якого досить обмеже-ні -- доступні рослинам мінеральні спо-луки становлять 1--2 % загальних за-пасів і майже не перевищують 20 кг/га азоту.

У рік внесення мінеральних добрив коефі-цієнт використання азоту становить 50-75 %, втрачається його внаслідок денітрифікації 10-35%, переходить у недоступний стан 5-25 %. Внесення азотних добрив сприяє підвищенню ви-користання рослинами азоту ґрунту. Вважається, що втрати, пов'язані з ви-миванням, компенсуються кількістю азотних сполук, які потрапляють в ґрунт з опадами (близько 5 кг/га за рік).

Фосфор відіграє величезну роль у метаболічних процесах. Він бере участь у синтезі білків, енергетичному обміні, репродуктивному процесі, передачі генетичної інформації, в створенні клітинних мембран. Виключно велике значення цього елемента у фотосинтезі та аеробному диханні. Фосфор входить до складу переважно складних органічних сполук.

Більшість сільськогосподарських культур основну кількість фосфору споживають у перший період життя, створюючи певний запас його для по-дальшої реутилізації.

Зовні нестача фосфору проявляє-ться у відставанні в рості й розвитку, появі пурпурового, багряного та фіо-летового відтінків у забарвленні ниж-ніх листків, їх скручуванні та перед-часному засиханні, затримці дости-гання, зниженні врожаю і погіршенні його якості.

У природних умовах джерело фос-фору для рослин у ґрунті -- його мі-неральні сполуки. Доступними для всіх рослин є водорозчинні солі одно-валентних катіонів, але у ґрунті їх дуже мало. Обмінно-адсорбційно зв'я-зані фосфат-аніони також добре за-своюються рослинами. Доступність ін-ших розчинних у слабких кислотах і важкорозчинних сполук фосфору, у вигляді яких переважно і знаходиться він у ґрунті, залежить від властивос-тей самих рослин і реакції ґрунту.

Сірка -- важливий компонент ба-гатьох білків. Наявність сульфгідриль-них груп (SН) завдяки їх різноякіс-ним молекулярним зв'язкам забезпе-чує білковій молекулі тривимірову структуру. Сірка входить до складу деяких коферментів, вітамінів (ліпоєва кислота, тіомін, біотин), гір-чичного масла, деяких глюкозидів. Із ґрунту в рослини сірка надходить в окисній формі у вигляді іону SO4--, менш окислені іони (SO2--) та від-новлені неорганічні сполуки її (Н2S) для рослин токсичні.

При нестачі сірки затримується синтез білків, рослини відстають у рості та розвитку, листки набувають світло-зеленого, а іноді зовсім блідо-го забарвлення. Нестача може спосте-рігатися на легких, бідних на гумус супісках та піщаних ґрунтах, в умовах тривалого затоплення, де сірка знахо-диться у відновлених токсичних спо-луках. Сірку звичайно в достатніх для рослин кількостях вносять у складі різних добрив (суперфосфату, сульфа-ту амонію, сульфату калію та ін.)

Калій належить до найбільш по-живних елементів, разом з тим його фізіологічні функції до цього часу не розкриті повністю. У рослинах знахо-диться переважно у формі іону, зв'я-заного з протоплазмою, частково він представлений тут солями органічних кислот.

Цей елемент підтри-мує необхідний водний баланс кліти-ни, що сприяє придбанню білками пев-ної, сприятливої для метаболічних процесів конформації і надає фермен-там високоактивного стану.

Калій специфічно каталізує понад 40 ферментів та ферментних систем. Він підвищує холодостійкість і стій-кість рослин проти грибних хвороб, вміст цукрів у буряках, поліпшує якість картоплі, ягід, плодів, соломки льону. У хлібних злаків і льону основна кількість калію надходить до цвітіння, у картоплі та цукрових буряків над-ходження калію розтягнуто до дости-гання або збирання. З віком відносна кількість цього елемента в рослині зменшується.. Він концентрується в мо-лодих частинах рослин та реутилізує-ться, пересуваючись з старіших орга-нів у. молоді. При достиганні значну частину калію рослини можуть виді-ляти в ґрунт, він також легко вими-вається опадами з надземної частини. Порівняно високий вміст калію у стеб-лах та листі, особливо в корене- та бульбоплодах.

Нестача калію спостерігається на легких піщаних ґрунтах, торфовищах, а також при насиченні сівозміни ко-ренебульбоплодами та овочевими куль-турами. При нестачі цього елемента гальмується транспортування вуглево-дів у рослині, знижується інтенсив-ність фотосинтезу і синтез білків. Зов-ні нестача проявляється в побурінні країв листків та появі на них некро-тичних плям іржавого кольору, листки жовкнуть і відмирають, в першу чергу старі, затримується розвиток та достигання рослин.

Магній є поліфункціональним еле-ментом. Деякі його функції близькі до кальцію та калію. Як і кальцій, він входить до складу запасної речо-вини фітину, який використовується рослиною в енергетичному обміни.

При високих врожаях, особливо картоплі, коренеплодів та бобових ви-нос магнію (МgО) може досягати 80 кг/га. Магнієве голодування зовні проявляється в припиненні росту, за-тримці цвітіння, появі специфічного «мармурового» хлорозу. Ділянки лист-кової пластинки між жилками жовк-нуть, а самі жилки залишаються зеле-ними. Спершу це спостерігається на старих, а потім на інших листках. Пос-тупово ці ділянки листка буріють і відмирають. Нестача магнію може бу-ти на легких супіщаних та піщаних кислих ґрунтах, де він легко вилужується, а також за високої забезпеченос-ті рослин іншими елементами, особли-во калієм. Поліпшення живлення рос-лин магнієм досягають внесенням доло-мітового борошна в разі вапнування кислих ґрунтів та внесенням калійних добрив, що містять магній.

Кальцій відіграє різнобічну роль у процесі обміну. Від співвідно-шення концентрацій калію та кальцію значно залежить водний баланс клі-тин і функціональний стан рослин. Майже всі реакції, що активуються ка-лієм, інгібуються кальцієм, але він ак-тивує деякі важливі ферменти. Кальцій виконує функцію будівельного матеріа-лу, входячи до складу пектинових ре-човин, що склеюють стінки окремих клітин. Він впливає на транспортуван-ня іонів у клітину та клітинні органели і нейтралізує органічні кислоти в рослині.

Більше нагромаджується кальцію у вегетативній частині рослин, менше в насінні. Багато його засвоюють бо-бові, капуста, тютюн, махорка, а та-кож рослини з великою вегетативною масою -- соняшник, цукрові буряки, картопля. Відомо ряд рослин, які не-гативно реагують на надлишок вапна у ґрунті (люпин, льон, картопля).

Вміст кальцію в ґрунті звичайно достатній для задоволення потреб рос-лин, але на дуже кислих ґрунтах, особливо піщаних, та на лужних со-лонцевих надходження його в росли-ни утруднюється через підвищену кількість відповідно іонів водню або натрію. За таких умов рослини мо-жуть зазнавати нестачу кальцію, що проявляється у відмиранні верхівкових бруньок та коренів, утворенні розеток дрібного листя, значній розгалуженос-ті коренів.

У зернових колосових при нестачі кальцію дуже сповільнюється ріст, зріджуються сходи, у капусти з'являє-ться хлоротична плямистість, скручую-ться та відмирають листки. На кислих ґрунтах листки рослин можуть вкри-ватися коричневими плямами внаслі-док токсичної дії марганцю, який при нестачі кальцію надходить у рослини в надмірній кількості.

Низький вміст кальцію в кормах погіршує ріст та знижує продуктив-ність тварин. При вапнуванні кислих і гіпсуван-ні солонцевих грунтів вапно та гіпс є не тільки меліоруючими засобами, а й джерелом кальцію для живлення рос-лин.

Натрій, як і калій, знаходиться в рослині у іонній формі. При нестачі калію натрій поліпшує ріст цукрових буряків, бавовнику, вівса. Має вели-ке значення для рослин на засолених ґрунтах. Вміст його у рослинах коли-вається від сотих частин грама до 20 г на 1 кг сухої речовини.

Залізо. Участь його у процесах об-міну речовин надзвичайно важлива і позначається на ефективності та ха-рактері обміну інших елементів. Залі-зо насамперед виконує в клітині ка-талітичну функцію. Ферменти, до яких входить залі-зо, беруть участь в різних окислюваль-но-відновних реакціях дихання, фото-синтезу, азотфіксації, відновлення ніт-ратів і нітритів у аміак та в деяких інших.

Вміст заліза у сухій речовині ста-новить соті частки процента. Більше його у вегетативних органах, особливо коренях. Загальна кількість цього .еле-мента в усій масі врожаю становить від 1,5-2 (зернові) до 10-12 кг/га (картопля, цукрові буряки). Завдяки тому, що залізо знаходиться в росли-нах в малорухомій формі, воно не мо-же бути реутилізовано.

У разі нестачі заліза не створюєть-ся хлорофіл, затримується синтез та розклад ауксинів (ростових речовин). Це проявляється в побілінні листків (хлороз), що починається з верхніх, молодих листків, затримці росту та розвитку рослин.

Заліза в ґрунті звичайно досить для нормального росту та розвитку рослин, які можуть засвоювати його у вигляді дво- і тривалентного іона, але надлишок заліза, особливо двовалент-ної форми (закисної), шкідливий.

Мікроелементи. Бор -- позитивно впливає на багато культур, але фізіо-логічна роль цього елемента остаточ-но не розкрита. З ґрунту він погли-нається в аніонній формі та в наступ-них хімічних реакціях валентності не змінює. Створюючи рухомі комплекси з цукрами, він бере участь у їх перетворенні та переміщенні до місця споживання. Сприяє син-тезу білків, амінокислот. Підвищує врожай та вміст цукру цукрових буряків, волокна льону-довгунця, насіння конюшини і люцерни. Борні добрива ефективні під соняшник, гречку, бавовник, коноплі, олійні, зернобобові та інші культури.

Марганець входить до складу ак-тивних груп 10 ферментів, що каталі-зують різні ланки метаболічних про-цесів. В цьому од-на з головних функцій марганцю у рослинній клітині. Він впливає на син-тез амінокислот, поліпептидів, багато-фракційних білків і вітамінів, ростові процеси. Сприяє вибірковому погли-нанню іонів з навколишнього середо-вища. За умов нітратного живлення Мn діє як сильний відновник, за аміачно-го -- як сильний окисник. Вміст марганцю в рослинах коли-вається від 15 до 400 мг на 1 кг су-хої речовини, а винос з урожаями -- 0,35--4,5 кг/га.

У разі нестачі марганцю в ґрунті на рослинах з'являється сіра плямис-тість листків у злакових культур, хло-роз у кукурудзи, цукрових буряків, зернобобових, тютюну, хмелю та ба-вовнику. У цукрових буряків хлороз супроводжується почорнінням і під-горанням листків.

Мідь входить до складу багатьох ферментів або активує їх дію. Ці ферменти беруть участь в процесах обміну речовин, фотосинтезі, диханні, будові та функціях нуклеїнових кислот, впли-вають на азотний обмін у рослинах. Винос міді врожаями культур ста-новить 10--170 г/га, а вміст у росли-нах досягає 12--20 мг на 1 кг сухої речовини.