Файл: 1. Органическое вещество почвы, его значение для питания растений. Применение органических удобрений.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.11.2023
Просмотров: 235
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
9. Химический состав растений. Содержание основных элементов питания в растениях.
Растение строит свой организм из определённых химических элементов , находящихся в окружающей среде. Оно состоит из сухого вещества и содержит значительное количество воды. В большинстве вегетативных органов сельскохозяйственных культур содержание воды составляет 70-95%, а в семенах – от 5 до 15%в состав сухого вещества растений входит 90-95% органических соединений и 5-10% минеральных солей.
Основные органические вещества представлены в растениях белками и другими азотистыми соединениями, жирами, крахмалом, сахарами, клетчаткой, пектиновыми веществами.
Содержание белков в вегетативных органах растений обычно составляет 5-20% их массы, в семенах хлебных злаков – 6-20%, а в семенах бобовых и масличных культур – 20-35%.
Количество структурных липидов обычно небольшое – 0,5-1% сырой массы, среднее содержание жира в семенах важнейших масличных культур и сои: клещевина – до 60; кунжут, мак, маслина – 45-50; подсолнечник – 24-50.
Сахара содержатся в небольших количествах во всех сельскохозяйственных растениях, а в корнеплодах и отдельных органах овощных культур, плодах винограда, ягодах и фруктах могут накапливаться в качестве запасных веществ. Преобладающими моносахаридами в большинстве растений являются глюкоза (8-15% в ягодах винограда) и фруктоза(6-10% в косточковых плодах), а олигосахаридами – дисахарид сахароза(14-22% в корнях сахарной свёклы, 11-25% в соке стеблей сахарного тростника).
Крахмал в небольших количествах содержится во всех зелёных органах растений, но в качестве основного запасного углевода накапливается в клубнях, луковицах и семенах. В клубнях картофеля ранних сортов содержится крахмала 10-14%, средне- и позднеспелых – 16-22%. В расчёте на сухую массу клубней это составляет 70-80%. В зерне хлебных злаков крахмала обычно 55-70%.
Пектиновые вещества содержатся в растениях в сравнительно небольших количествах.
Из диоксида углерода, поглощаемого в основном листьями, и воды, поступающей через корни, в растении в процессе фотосинтеза образуются простые безазотистые органические вещества, состоящие из углерода, кислорода и водорода; в состав белков входит ещё и азот. На долю углерода, водорода и азота приходится 95% сухой массы растений (углерод 45%, кислород 42, водород 6,5, азот 1,5%). Эти четыре элемента называются органогенными.
При сжигании растения остаются зольные элементы, на долю которых приходится около 5% массы сухого вещества.
Содержание азота и зольных элементов в растении зависит от биологических особенностей и условий выращивания и неодинаково в различных органах. Например, в конях, стеблях и листьях больше зольных элементов, чем в семенах.
Состав золы различных растений различен и отражает неодинаковую потребность культур в элементах минерального питания. Содержание фосфора и калия в золе принято выражать в форме соответствующих оксидов. На долю калия в золе листьев большинства растений приходится 30-50%, а в люцерне, клевере, вике содержание кальция значительно выше, чем калия. Содержание фосфора, калия и серы снижается в старых листьях, а кальция повышается от 20-40 до 50-60%от массы золы.
10. Состояние и перспективы химизации земледелия в стране.
Химизация земледелия – важнейшее средство повышения урожайности сельскохозяйственных культур, экономически наиболее эффективный путь интенсификации сельского хозяйства.
К сожалению, в нашей стране химизация находится в плачевном состоянии. Обладая достаточными ресурсами для производства минеральных удобрений, Россия потребляет минимум удобрений, основная же часть сырья отправляется на экспорт. Химизация набирает обороты и эффективно применяется лишь в передовых хозяйствах, количество которых значительно меньше по сравнению с общей массой, в целом же по стране ситуация практически противоположная.
11. Соотношение элементов питания в растениях. Вынос основных элементов питания (N,P,K) с урожаем важнейших с/х культур.
Биологические особенности растений, а также условия их выращивания определяют вынос элементов минерального питания с урожаями различных культур.
Различают биологический и хозяйственный вынос элементов питания. Биологический вынос – это вынос питательных веществ из почвы всеми частями растения: основной и побочной продукцией, убираемой с поля, пожнивными остатками, корнями, опавшими листьями, оставшимися на поле.
Под хозяйственным выносом подразумевается вынос питательных веществ с урожаем убираемой с поля основной и побочной продукции (например, зерно и солома).
Хозяйственный вынос основных элементов питания урожаем с/х культур, % от биологического:
Многолетние травы(клевер с тимофеевкой) N 48, P48, K52, однолетние травы(вика, горох с овсом) N61,P68,K66; зерновые N75,P79,K64; картофель N71,P72,K79; кукуруза на силос N80,P82,K71.
Соотношение элементов питания, расходуемых на создание с/х продукции, может значительно меняться в зависимости от культуры и структуры урожая. Например, при увеличении в биологическом урожае зерновых доли соломы на создание 1т продукции (зерна) затрачивается значительно больше элементов питания. У картофеля, подсолнечника, капусты, сахарной свёклы гораздо больше потребление калия по сравнению с зерновыми культурами, клеверу присуще высокое потребление кальция.
Среднее соотношение питательных веществ в урожае различных культур: зерновые N2,5-3, P 1,0 ,K1,5-2,2, Ca0,5; лён N2,0,P1,0,K1,5,Ca1,0; клевер N3,5,P1,0,K3,0,Ca4,0; картофель N2,5-3,5,P1,0,K4,0-4,5.
Обычно в зерне содержится примерно в 4 раза больше азота и фосфора, чем в соломе, а калия и кальция в соломе в 2-3 раза больше, чем в зерне.
Вынос элементов питания товарной продукции зависит от условий выращивания. Так, для образования 10т корней и соответствующего количества ботвы в лесостепных районах сахарная свёкла потребляет 50кг азота, 15 кг фосфора и 60 кг калия. при выращивании в Нечернозёмной зоне у сахарной свёклы сильнее развиты листья, и на каждые 10т корней потребляется 80-100 кг азота, 35 кг фосфора и 145 кг калия.
Интенсивное применение минеральных удобрений значительно повышает вынос всех элементов минерального питания возрастающими урожаями с/х культур.
12. Отношение с/хо астений и микроорганизмов к реакции почвы и известкованию.
Оптимальной для большинства возделываемых культур и почвенных микроорганизмов является слабокислая и близкая к нейтральной (pH 6,0-7,5) реакция почв. Однако есть культуры, оптимальная реакция почв для которых более кислая или находится в широком интервале pH. Следует подчеркнуть, что все растения в течение первых 2-3 нед с момента прорастания семян особенно чувствительны к неблагоприятной реакции среды. С возрастом они приобретают устойчивость к ней.
По отношению к кислотности почвы (среды) и, следовательно, к эффективности известкования возделываемые растения подразделяются на несколько групп.
Наиболее чувствительны к кислотности почв люцерна, эспарцет, сахарная, столовая и кормовая свёкла, белокочанная капуста, соя, конопля, хлопчатник. Оптимальное значение рН среды для этих культур составляет 6,5-7,5, и нуждаемость в известковании наблюдается уже на слабокислых почвах.
К повышенной кислотности чувствительны огурец, лук, чеснок, салат, цветная капуста, кукуруза, подсолнечник, вика, клевер, донник, фасоль, горох, кормовые бобы, озимая и яровая пшеница, ячмень, райграс, ежа сборная, костёр. Оптимальным для них является рН 6-7. Поэтому эти культуры хорошо отзываются на известкование среднекислых почв.
Устойчивы к повышенной кислотности почв тимофеевка, гречиха, рожь, овёс, просо, томат, редис, морковь. Причём эти культуры хорошо растут при большом интервале кислотности – рН 5,0-7,5, но оптимальной для них является слабокислая среда (рН 5,5-6,0). Известкование почв под эти культуры проводят на сильно- и даже среднекислых почвах. Это позволяет снизить кислотность почв и одновременно мобилизовать почвенные запасы питательных элементов.
Устойчивы к повышенной кислотности почвы, но трудно переносят избыток кальция лён и особенно картофель. Лён хорошо развивается при рН 5,5-6,0, а картофель и ягодные культуры – в более широком интервале (рН 4,5-6,5). При избытке кальция снижается не только урожайность, но и ухудшается качество продукции. Кроме того, при нейтрализации кислотности снижается доступность растениям бора, меди, цинка и других элементов, а избыток ионов кальция затрудняет усвоение растениями калия и магния. Известкование почвы под эти культуры эффективно при сильно- и очень сильнокислой реакции.
Максимально устойчивы к кислой среде люпин, чайный куст, щавель и сераделла, хорошо растущие на почвах с рН 4,0-6,0, оптимальным для них является рН 4,5-5,0. Для этих культур необходимость в известковании возникает только на очень сильнокислых почвах, так как катионы кальция могут отрицательно влиять на эти культуры, особенно при прорастании семян и в начале роста.
Под влиянием антропогенной деятельности и других условий интервалы оптимальных значений рН могут изменяться.
Почвенные микроорганизмы также неодинаково реагируют на кислотность и, следовательно, на эффективность известкования кислых почв. Плесневые грибы, среди которых немало паразитов и возбудителей различных болезней с/х культур, лучше развиваются кислых (рН 3-6) средах. Положительно влияющие на питание растений микроорганизмы, например аммонификаторы, свободноживущие и симбиотические азотфиксаторы
, нитрифицирующие бактерии, наиболее активно развиваются в близких к нейтральной (рН 6,5-7,5) средах. Таким образом, известкование кислых почв улучшает питание растений и за счёт активации полезной и подавления нежелательной микрофлоры.
13. Содержание и формы соединений фосфора в почве. Химическое поглощение фосфора.
Фосфор по среднему содержанию в земной коре среди всех элементов занимает 13-е место (0,12%), причём в верхнем слое почвы его значительно больше, чем в нижележащих и в материнской породе. Валовые запасы фосфора в пахотном горизонте различных почв зависят от гранулометрического и минералогического состава и содержания органического вещества и колеблются от 0.03-0.12% в дерново-подзолистых почвах до 0.10-0.30% в чернозёмах.
Минеральные фосфаты, как правило, преобладают над органическими во всех почвах. Доля органических фосфатов наиболее высока в пахотном горизонте серых лесных почв и мощных чернозёмов (до 35-40%), но к югу и северу она уменьшается, а минеральныхврзрастает: в среднеоподзоленных до 69%, в сильнооподзоленных до 73, в каштановых почвах до 75 и в серозёмах до 86%. Чем больше в почве органического вещества, тем выше доля органических и валовых фосфатов.
Органические фосфаты содержатся в гумусе, неразложившихся остатках живых организмов и фитатах. Кальциевые и магниевые соли фитина (фитаты) преобладают в нейиральных, а алюминия и железа – в кислых почвах. Фитаты составляют наибольшую часть (до 50%) органических фосфатов. Органические фосфаты минерализуются различными микроорганизмами, причём часть фосфора (до 24 кг/га), как и азота, находится в массе их тел, а оставшаяся может быть усвоена растениями и (или) поглощена почвой.
Минеральные фосфорнокислые соли одновалентных катионов любой степени замещения, а также однозамещённые фосфаты кальция и магния растворимы в воде и легко усваиваются всеми культурами. Однако из-за быстрого химического и физико-химического поглощения почвой водорастворимых соединений фосфора в почве очень мало – редко более 1 мг/кг почвы.
Растения благодаря корневым выделениям способны усваивать и растворимые в слабых кислотах фосфорнокислые соли.
В слабых кислотах хорошо растворимы двухзамещённые фосфаты двухвалентных катионов и малорастворимые трёхзамещённые фосфаты двух- и трёхвалентных катионов. Минимальная растворимость фосфатов железа и алюминия наблюдается при рН соответственно 2,2 и 3,7, а трёхзамещённых фосфатов кальция и магния – при рН 6,5 и 10. Неудивительно, что слабокислая реакция (рН 6) наиболее благоприятна для питания растений фосфором.