Файл: Академика Д. Н. Прянишникова Агрохимический факультет Кафедра агрохимии Ответы на.doc

Усваиваются органогены (кроме N) в процессе воздушного питания, следовательно, недостатка в них растение не испытывают. Ценность продукции зависит от содержания различных органических соединений. Зерновые и зернобобовые выращиваются ради белка и крахмала. Главный компонент сухого вещества картофеля – крахмал, сахарной свеклы – сахароза, масличных – масла, прядильных – клетчатка. Качество продукции овощных и плодово-ягодных культур определяется содержанием органических кислот.

Содержание органических веществ в составе сухого вещества во многом зависит от условий минерального питания растений, грамотно применяя удобрения можно создать условия питания соответствующие накоплению в продукции необходимых органических соединений. Например: усиление азотного питания повышает содержание белка в зерне и кормах. Фосфорно-калийные удобрения способствуют накоплению крахмала (картофель), сахара (свекла), жиров (масличные). Не сбалансированное питание приводит к ухудшению качества продукции, избыточное применение азота снижает количество крахмала в картофеле, сахара в свекле, ослабляет устойчивость растений к вредителям.

8. Химический состав растений. Макро-, микро- и ультрамикроэлементы, необходимость их для растений. Роль зольных элементов в формировании качества продукции сельскохозяйственных культур.

Классификация химических элементов по содержанию в растениях:

1) Макроэлементы (10-10-2 % на сухое вещество)

2) Микроэлементы (10-3-10-5 %)

3) Ультрамикроэлементы (10-6-10-8 %)

Перечень макроэлементов:

Углерод (С), кислород (О), водород (Н), азот (N), фосфор (Р), калий (К), кальций (Са), магний (Mg), сера (S), железо (Fe), натрий (Na), хлор (Cl).

Перечень микроэлементов:

Марганец (Mn), цинк (Zn), молибден (Мо), медь (Cu), бор (В), ванадий (V), кобальт (Со), йод (I).

При их недостатке растения не могут нормально развиваться. Чаще содержание этих элементов выражается в мг/кг сухого вещества.

В отношении элементов проявляющих металлические свойства при содержании их в растениях и окружающей среде в значительных количествах используют термин – тяжелые металлы. Поэтому неправильное применение микроэлементов может привести к загрязнению окружающей среды.

Физиологическая функция ультрамикроэлементов до сих пор не выяснена из-за слабой изученности вопроса. К ним относятся Ag, Au, Ra, Ac и т.д.
При сжигании растений можно выделить зольные элементы, на долю которых приходится около 5% сухого вещества: P, K, Ca, Mg и т.д. Таким образом азот и зольные элементы применяемые в качестве удобрений составляют всего 6,5% сухого вещества. Всего в растениях найдено около 80 элементов, вполне вероятно, что найдется и больше. Не все 80 нужны растению.

---

Условия, при которых химический элемент считается необходимым для растений:

1) Его отсутствие не позволяет растению завершить свой жизненный цикл

2) Недостаток элемента вызывает специфические нарушения жизнедеятельности растения

3) Элемент непосредственно участвует в процессах превращения веществ и энергии
Выделяются условно необходимые в отношении которых имеются данные о положительном действии, но их роль окончательно не доказана.

Перечень необходимых растениям химических элементов:

Углерод (С), кислород (О), водород (Н), азот (N), калий (К), кальций (Са), фосфор (Р), магний (Mg), сера (S), железо (Fe), натрий (Na), хлор (Cl), марганец (Mn), цинк (Zn), молибден (Мо), медь (Cu), бор (В), ванадий (V), кобальт (Со), йод (I).

Перечень условно необходимых растениям химических элементов:

Кремний (Si), алюминий (Al), хром (Cr), стронций (Sr), титан (Ti), никель (Ni), свинец (Pb), литий (Li), фтор (F), кадмий (Cd), селен (Se), серебро (Ag).
Содержание зольных элементов в растениях, также как количество органических веществ определяет качество продукции. Сбалансированность минерального питания имеет большое значение для животных.

Пример: один из показателей качества кормов является отношение К/Са+Мg которое должно быть около 2,2. Нарушение этого соотношения вызывает болезнь скота. Качество продуктов питания и кормов зависит также и от содержания микроэлементов. Если содержание необходимых минеральных веществ в продукции низкое, то добиться его повышения можно применением удобрений либо в ведение в кормовые рационы минеральных солей.

Пример: почвы Пермского края бедны йодом, соответственно с/х продукция содержит недостаточно йода. Использование йодных удобрений не распространено, поэтому нужно обогащать йодом продукты питания (хлеб, соль) или применять медицинские препараты, содержащие данный элемент. Причиной снижения качества продукции может служить и избыток минеральных веществ (нитраты, тяжелые металлы) который может быть следствием неправильного применения удобрений.

---

9. Вынос элементов питания с урожаем (биологический, хозяйственный, остаточный).

Вынос элементов питания с урожаем – это потребность в них с/х культур для накопления единицы урожая или получения определенной урожайности с единицы площади. Выражается кг/т или кг/га.

Части биологического (общего выноса) показывают общее количество элементов питания необходимых растению для формирования биомассы (включая подземные и надземные органы)

- Хозяйственная часть

- Остаточная часть
Хозяйственный вынос – это вынос питательных веществ с основной и побочной продукцией (зерно и солома). В зависимости от биологических особенностей растения хоз. вынос может составлять 20-85% биологического.

Остаточный вынос – это часть, сосредоточенная в пожнивных и корневых остатках, опавших листьях, побочная продукция если она оставляется в поле. При определении остаточного выноса учитываются и элементы питания, выделяемые корнями в почву в течение вегетации.
В практической деятельности, как правило, пользуются хоз. выносом, т.е. при расчете доз удобрений преследуется цель компенсировать потери питательных веществ отчуждаемых с территории хозяйственной продукцией.

Величина хозяйственного выноса определяется биологическими особенностями, уровнем урожайности и ее структурой. Биологические особенности определяют химический состав сухого вещества и соотношение элементов питания.

Пример: зерновые выносят N:P2O5:K2O=2,5-3:1:1,8-2,6

пропашные выносят N:P2O5:K2O=2,5-4,5:1:3,5-6

Химический состав растений зависит и от условий минерального питания. Недостаток какого-либо элемента в почве вызывает снижение его в растении, повышение – наоборот.

Технические и кормовые культуры накапливают больше сухого вещества, чем зерновые, поэтому характеризуются более высоким выносом элементов питания.

Вынос одной и той же культуры увеличивается с ростом ее урожайности. Основная и побочная продукция растения различается по содержанию элементов питания.

Пример: в зерне хлебных злаков содержится в 4 раза больше N и P и в 3 раза меньше К чем в соломе.

Поэтому изменение структуры урожайности в зависимости от структуры урожая отразится на размере выноса.

---

Влияние на структуру урожайности могут оказывать: почвенно-климатические условия. Так сахарная свекла при возделывании на Пд формирует больше ботвы, чем на черноземах, как следствие вынос элементов питания 1 т корней с соответствующей ботвой увеличится в 2-2,5 раза.
Формула для расчета выноса: Э, кг/га , где

У0 – урожайность основной продукции т/га

Э0 – содержание элемента питания в основной продукции

Уп – урожайность побочной продукции т/га

Эп – содержание элемента питания в побочной продукции

1000 – перевод т в кг

100 – пересчет в %

т.к. урожайность побочной продукции учитывается редко, обычно выражают вынос в расчете на единицу основной продукции с расчетом на побочную.

Э, кг/т , где В – хозяйственный вынос элемента питания кг/га

10. Поступление питательных веществ в растения. Строение корневой системы. Поступление иона в свободное пространство корня.

Р астения поглощают питательные вещества почвы с помощью корневой системы. Корни растений сильно разветвлены, проникают в почву на глубину 1,5-2 м, у некоторых растений 5-10 м. В ширину распространяется на 30-65см.

Каждый корень можно разделить на 3 основные зоны:

1. 
   Роста и растяжения 1,5 мм
   
2. 
   Всасывания 1-2 см
   
3. 
   Боковых корней
   

Зона роста и растяжения. При делении клеток апикальной меристемы расположенной в этой зоне происходит рост корня.

З
I – зона корневых волосков; II – зона растяжения; III – зона меристемы;
IV – корневой чехлик;

она всасывания (корневых волосков) – зона активного поглощения, наружные клетки которой образуют выросты – корневые волоски. Диаметром 5-72 мкм, длиной 80-1500 мкм.

Зона боковых корней (проводящая) – покрыта пробковой тканью.
Наличие большого количества корневых волосков 200-500 шт/мм2 в соответствующей зоне определяет исключительно тесный контакт корневой системы с почвой.

Корневой волосок существует не долго, от 1 до нескольких суток, после их отмирания интенсивность поглощения питательных веществ на данном участке корня резко снижается. По мере нарастания корня происходит

---

перемещение зоны активного поглощения в почве, и растение получает возможность получать новое количество элементов питания. Наблюдается хемотропизм, т.е. корень растет в сторону большей концентрации питательных веществ.
В поступлении питательных веществ можно выделить этапы:

1) поступление иона в кажущееся свободное пространство корня

2) преодоление мембранного барьера

3) транспорт иона по тканям растения
Поступление иона в кажущееся свободное пространство корня

Питательные вещества могут вступать в контакт с поверхностью корня по 3-м механизмам:

1. корневой перехват (к соприкосновению с питательным веществом приводит рост корней)

2. массовый поток (растения поглощают воду, вызывая движение к корню почвенного раствора содержащего питательные вещества)

3. диффузия (потребляя элементы питания растения, уменьшают их концентрацию у поверхности корней, это дает возможность перемещения питательных веществ по градиенту концентрации)

Вклад каждого из этих механизмов зависит от интенсивности поглощения веществ корнем и от обеспеченности элементом почвы. Катионы и анионы элементов питания поступая к поверхности корня обменно адсорбируются в «кажущемся свободном» пространстве – апопласте, образованном клеточными стенками и межклетником и составляющее 5-10% растительных тканей. Благодаря апопласту корни растения также как и почвенные коллоиды облают емкостью поглощения.
В процессе дыхания корневой системы выделяется СО2, который взаимодействуя с Н2О образует Н2СО3 частично диссациирующего на Н+ и НСО3- . Эти ионы адсорбируются в апопласте и составляют постоянно возобновляемый обменный фонд клеток корня. При контакте корня с почвенным раствором и коллоидными частицами происходит обмен Н+ на катион NH4+,K+ и др., НСО3- меняется на NO3-,Cl- и др.

Поглощение элементов питания свободным пространством корня может осуществляться не только обменно на Н+ и НСО3- но и на ионы органических и минеральных соединений выделяемых корнем.

Ионы элементов питания, адсорбированные в апопласте удерживаются силами электростатического притяжения и могут вытесняться другими ионами в окружающий раствор.

Таким образом, поглощение питательных веществ свободным пространством – это предварительный этап поступления их в клетку.

---