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



Скачати 494.2 Kb.
Сторінка1/3
Дата конвертації11.05.2016
Розмір494.2 Kb.
  1   2   3


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

Живлення рослин цими елемента­ми здійснюється за допомогою двох обумовлених та тісно пов'язаних про­цесів — повітряного і кореневого. З по­вітря вони через зелені органи одер­жують вуглець у вигляді вуглекисло­го газу. Всі інші елементи надходять через кореневу систему.

Між живою та неживою природою існує матеріальна спільність: хіміч­на основа живих організмів сформо­вана з елементів, що є у навколиш­ньому середовищі. Практична цінність відомостей про особливості елемент­ного хімічного складу рослин полягає у можливості правильно оцінювати родючість ґрунту, величину урожаю, рослинної продукції, програмувати її.

Вивчення хімічного складу рослин методом рослинної діагностики дає змо­гу вирішити питання раціонального використання добрив, своєчасного за­безпечення рослин необхідним збалан­сованим живленням, визначити за­бруднення ґрунту надлишковими іона­ми тощо.

У складі рослин виявлено понад 70 елементів, які залежно від кількісно­го 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 ха­рактеризує їхнього значення у житті рослин, оскільки кожен з них відіграє свою фізіологічну роль і не може бу­ти замінений іншим. Тому нестача або надлишок будь-якого з елементів при­зводить до порушення життєдіяльно­сті рослин.

Одна з причин зниження ефектив­ності 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 орга­нах 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 ін­тенсивно і в більшій кількості, ніж необхідно в цей період. Відкладені рослиною в запас елементи наприкін­ці вегетації, переважно в період цві­тіння та плодоутворення, частково ви­діляються через кореневу систему в ґрунт. Тому винос елементів з урожа­єм дає зменшене уявлення про їх кіль­кість, дійсно необхідну для росту і розвитку рослин.
ФІЗІОЛОГІЧНА РОЛЬ ОСНОВНИХ МАКРО-I МІКРОЕЛЕМЕНТІВ

Азот. Матеріальна основа протоплазми рослинних клітин значною мірою ство­рюється атомами азоту. Він входить до складу амінокислот, білків, нуклеї­нових кислот нуклеопротеїдів, росто­вих речовин, алкалоїдів, багатьох фер­ментів, ліпоїдів, хлорофілу. Синтез і ресинтез білка — основ­ні процеси обміну речовин.

Потреба в азоті в усіх сільсько­господарських культур проявляється частіше і в більшій мірі, ніж у інших елементах. При недостатній забез­печеності азотом затримується ріст рослин, зменшується розмір асиміля­ційної поверхні листків та тривалість їх функціонування в активному стані, зменшується урожай і погіршується його якість. Надлишок азоту (віднос­но інших елементів) призводить до надмірного розвитку вегетативної ма­си, знижує стійкість рослин проти не­сприятливих кліматичних умов, гриб­них і бактеріальних хвороб, подовжує період розвитку та достигання, змен­шує кількість репродуктивних органів і може призвести до погіршення якос­ті продукції.

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

Нормальне живлення рослин амі­ачною формою азоту відбувається при забезпеченості вуглеводами, нейт­ральній реакції ґрунту, підвищеному вмісті в ньому кальцію та магнію.

У навколишній атмосфері знахо­диться 75,7 % азоту, але з польових культур лише бобові завдяки симбіо­зу з бульбочковими бактеріями мо­жуть засвоювати молекулярний азот атмосфери. Більшість сільськогоспо­дарських культур потребу в азоті за­довольняють лише за рахунок азоту ґрунту, запаси якого досить обмеже­ні — доступні рослинам мінеральні спо­луки становлять 1—2 % загальних за­пасів і майже не перевищують 20 кг/га азоту.

У рік внесення мінеральних добрив коефі­цієнт використання азоту становить 50-75 %, втрачається його внаслідок денітрифікації 10-35%, переходить у недоступний стан 5-25 %. Внесення азотних добрив сприяє підвищенню ви­користання рослинами азоту ґрунту. Вважається, що втрати, пов'язані з ви­миванням, 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 по­дальшої реутилізації.

Зовні нестача фосфору проявляє­ться у відставанні в рості й розвитку, появі пурпурового, багряного та фіо­летового відтінків у забарвленні ниж­ніх листків, їх скручуванні та перед­часному засиханні, затримці дости­гання, зниженні врожаю і погіршенні його якості.

Надлишкове фосфорне живлення може призводити до зниження врожаю внаслідок передчасного розвитку, від­мирання листя та раннього дости­гання.

У природних умовах джерело фос­фору для рослин у ґрунті — його мі­неральні сполуки. Доступними для всіх рослин є водорозчинні солі одно­валентних катіонів, але у ґрунті їх дуже мало. Обмінно-адсорбційно зв'я­зані фосфат-аніони також добре за­своюються рослинами. Доступність ін­ших розчинних у слабких кислотах і важкорозчинних сполук фосфору, у вигляді яких переважно і знаходиться він у ґрунті, залежить від властивос­тей самих рослин і реакції ґрунту.

Сірка — важливий компонент ба­гатьох білків. Наявність сульфгідриль­них груп (SН) завдяки їх різноякіс­ним молекулярним зв'язкам забезпе­чує білковій молекулі тривимірову структуру. Сірка входить до складу деяких коферментів, вітамінів (ліпоєва кислота, тіомін, біотин), гір­чичного масла, деяких глюкозидів. Із ґрунту в рослини сірка надходить в окисній формі у вигляді іону SO4--, менш окислені іони (SO2--) та від­новлені 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 блідо­го забарвлення. Нестача може спосте­рігатися на легких, бідних на гумус супісках та піщаних ґрунтах, в умовах тривалого затоплення, де сірка знахо­диться у відновлених токсичних спо­луках. Сірку звичайно в достатніх для рослин кількостях вносять у складі різних добрив (суперфосфату, сульфа­ту амонію, сульфату калію та ін.)

Калій належить до найбільш по­живних елементів, разом з тим його фізіологічні функції до цього часу не розкриті повністю. У рослинах знахо­диться переважно у формі іону, зв'я­заного з протоплазмою, частково він представлений тут солями органічних кислот.

Цей елемент підтри­мує необхідний водний баланс кліти­ни, що сприяє придбанню білками пев­ної, сприятливої для метаболічних процесів конформації і надає фермен­там високоактивного стану.

Калій специфічно каталізує понад 40 ферментів та ферментних систем. Він підвищує холодостійкість і стій­кість 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 над­ходження калію розтягнуто до дости­гання або збирання. З віком відносна кількість цього елемента в рослині зменшується.. Він концентрується в мо­лодих частинах рослин та реутилізує-ться, пересуваючись з старіших орга­нів у. молоді. При достиганні значну частину калію рослини можуть виді­ляти в ґрунт, він також легко вими­вається опадами з надземної частини. Порівняно високий вміст калію у стеб­лах та листі, особливо в корене- та бульбоплодах.

Нестача калію спостерігається на легких піщаних ґрунтах, торфовищах, а також при насиченні сівозміни ко­ренебульбоплодами та овочевими куль­турами. При нестачі цього елемента гальмується транспортування вуглево­дів у рослині, знижується інтенсив­ність фотосинтезу і синтез білків. Зов­ні нестача проявляється в побурінні країв листків та появі на них некро­тичних плям іржавого кольору, листки жовкнуть і відмирають, в першу чергу старі, затримується розвиток та достигання рослин.

Магній є поліфункціональним еле­ментом. Деякі його функції близькі до кальцію та калію. Як і кальцій, він входить до складу запасної речо­вини фітину, який використовується рослиною в енергетичному обміни.

При високих врожаях, особливо картоплі, коренеплодів та бобових ви­нос магнію (МgО) може досягати 80 кг/га. Магнієве голодування зовні проявляється в припиненні росту, за­тримці цвітіння, появі специфічного «мармурового» хлорозу. Ділянки лист­кової пластинки між жилками жовк­нуть, а самі жилки залишаються зеле­ними. Спершу це спостерігається на старих, а потім на інших листках. Пос­тупово ці ділянки листка буріють і відмирають. Нестача магнію може бу­ти на легких супіщаних та піщаних кислих ґрунтах, де він легко вилужується, а також за високої забезпеченос­ті рослин іншими елементами, особли­во калієм. Поліпшення живлення рос­лин магнієм досягають внесенням доло­мітового борошна в разі вапнування кислих ґрунтів та внесенням калійних добрив, що містять магній.

Кальцій відіграє різнобічну роль у процесі обміну. Від співвідно­шення концентрацій калію та кальцію значно залежить водний баланс клі­тин і функціональний стан рослин. Майже всі реакції, що активуються ка­лієм, інгібуються кальцієм, але він ак­тивує деякі важливі ферменти. Кальцій виконує функцію будівельного матеріа­лу, входячи до складу пектинових ре­човин, що склеюють стінки окремих клітин. Він впливає на транспортуван­ня 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 бо­бові, капуста, тютюн, махорка, а та­кож рослини з великою вегетативною масою — соняшник, цукрові буряки, картопля. Відомо ряд рослин, які не­гативно реагують на надлишок вапна у ґрунті (люпин, льон, картопля).

Вміст кальцію в ґрунті звичайно достатній для задоволення потреб рос­лин, але на дуже кислих ґрунтах, особливо піщаних, та на лужних со­лонцевих надходження його в росли­ни утруднюється через підвищену кількість відповідно іонів водню або натрію. За таких умов рослини мо­жуть зазнавати нестачу кальцію, що проявляється у відмиранні верхівкових бруньок та коренів, утворенні розеток дрібного листя, значній розгалуженос­ті коренів.

У зернових колосових при нестачі кальцію дуже сповільнюється ріст, зріджуються сходи, у капусти з'являє­ться хлоротична плямистість, скручую­ться та відмирають листки. На кислих ґрунтах листки рослин можуть вкри­ватися коричневими плямами внаслі­док токсичної дії марганцю, який при нестачі кальцію надходить у рослини в надмірній кількості.

Низький вміст кальцію в кормах погіршує ріст та знижує продуктив­ність тварин. При вапнуванні кислих і гіпсуван­ні солонцевих грунтів вапно та гіпс є не тільки меліоруючими засобами, а й джерелом кальцію для живлення рос­лин.

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

Залізо. Участь його у процесах об­міну речовин надзвичайно важлива і позначається на ефективності та ха­рактері обміну інших елементів. Залі­зо насамперед виконує в клітині ка­талітичну функцію. Ферменти, до яких входить залі­зо, беруть участь в різних окислюваль­но-відновних реакціях дихання, фото­синтезу, азотфіксації, відновлення ніт­ратів і нітритів у аміак та в деяких інших.

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

У разі нестачі заліза не створюєть­ся 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 двовалент­ної форми (закисної), шкідливий.

Мікроелементи. Бор — позитивно впливає на багато культур, але фізіо­логічна роль цього елемента остаточ­но не розкрита. З ґрунту він погли­нається в аніонній формі та в наступ­них хімічних реакціях валентності не змінює. Створюючи рухомі комплекси з цукрами, він бере участь у їх перетворенні та переміщенні до місця споживання. Сприяє син­тезу 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 ак­тивних груп 10 ферментів, що каталі­зують різні ланки метаболічних про­цесів. В цьому од­на з головних функцій марганцю у рослинній клітині. Він впливає на син­тез амінокислот, поліпептидів, багато-фракційних білків і вітамінів, ростові процеси. Сприяє вибірковому погли­нанню іонів з навколишнього середо­вища. За умов нітратного живлення Мn діє як сильний відновник, за аміачно­го — як сильний окисник. Вміст марганцю в рослинах коли­вається від 15 до 400 мг на 1 кг су­хої речовини, а винос з урожаями — 0,35—4,5 кг/га.

У разі нестачі марганцю в ґрунті на рослинах з'являється сіра плямис­тість листків у злакових культур, хло­роз у кукурудзи, цукрових буряків, зернобобових, тютюну, хмелю та ба­вовнику. У цукрових буряків хлороз супроводжується почорнінням і під­горанням 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, впли­вають на азотний обмін у рослинах. Винос міді врожаями культур ста­новить 10—170 г/га, а вміст у росли­нах досягає 12—20 мг на 1 кг сухої речовини.

У плодових дерев нестача міді викли­кає суховершинність, а у злаків так звану «білу чуму» з характерним по­білінням кінчиків листків: Злакові рослини при голодуванні на мідь по­силено кущаться, в них пригнічено формування зернівок, з'являється пус­тозерність.

Цинк активує не менш як 13 металоферментних комплексів і входить до складу 17 ферментів. Однак в рос­линах його знайдено лише в трьох ферментах. Цинкове голодування рос­лин викликає затримку росту, особливо листків (дрібнолистість), побіління та хлороз листків, скручування листкових пластинок.

У рос­линах його міститься 15—22 мг на 1 кг сухої речовини. Позитивно впливає на формування зернівок пшениці при су­ховіях, сприяючи нагромадженню в квітках органічних кислот як захисних речовин, підвищує жаростійкість баш­танних та інших рослин.

Кобальт в клітинах виконує ряд специфічних і неспецифічних функцій. Він активує багато ферментів, входить до складу вітаміну ВІ2 та його похід­них, має важливу роль в фіксації мо­лекулярного азоту, ростових процесах, впливає на дихання, енергетичний об­мін в процесі фосфорилювання. Оскіль­ки кобальт нагромаджується в гене­ративних органах, можна вважати до­веденим його значення у процесах за­пліднення.

Молібден бере участь у азотному обміні. Бере участь у фіксації молекулярного азоту бульбоч­ковими бактеріями. Молібден впливає на синтез вітамінів та хлорофілів, обмін фосфо­ру і вуглеводів.

Хлор має електрохімічну функцію, бере участь у електронейтральності клітини. Має значення в процесі фото­синтезу та можливо в азотному й енергетичному обміні.

Кремній активує поглинання рос­линами фосфору з ґрунту та добрив. Вважають також, що він знижує над­лишкову транспірацію, оскільки від­кладається під кутикулою.
КЛАСИФІКАЦІЯ МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ

Мінеральні добрива можна класифіку­вати за походженням або способом ви­робництва, характером дії на ґрунт, хімічним складом, фізичним станом.

За характером дії на ґрунт і на рослини мінеральні добрива поділяють на дві групи: посередні та прямодіючі.

Посередні добрива е засобами хі­мічної меліорації ґрунтів, що мають несприятливі для рослин фізико-хімічні властивості. Сюди належать вапняні добрива, які вносять на кислих ґрунтах, гіпс, що застосовують для поліп­шення солонців і солонцюватих ґрунтів.

Прямодіючі добрива — безпосеред­ні джерела поживних (здебільшого легкозасвоюваних) для рослин речовин. Це переважна більшість мінеральних добрив.

Класифікація добрив на посередні та прямодіючі досить умовна, бо біль­шість їх діють посередньо і прямо. На­приклад, вапно не тільки зменшує кис­лотність ґрунту, а й збільшує в ньому вміст кальцію, іноді магнію. Внесення мартенівського фосфатшлаку (фосфор­ного добрива) супроводжується і по­середнім впливом на ґрунт — дещо зменшується кислотність останнього. У зв'язку з цим належність добрива до відповідної групи визначають на під­ставі головної властивості добрива, за­ради якої його вносять у ґрунт.

Прямодіючі добрива класифікують за хімічним складом на такі групи:

прості добрива, що містять лише один елемент живлення;

комплексні добрива, що містять два або більше поживних елементів.

Прямодіючі добрива можна класи­фікувати і за характером їх посеред­ньої дії на ґрунт та рослини.

Хімічно кислі — містять поживні речовини у формі кислих солей і част­ково вільну кислоту (суперфосфат).

Фізіологічна кислі — кислотність яких виявляється внаслідок більш швидкого використання рослинами ка­тіону порівняно з аніоном, який і під­кислює ґрунт (сірчанокислий амоній, хлористий амоній та аміачна селітра).

Біологічно кислі — підкислюють ґрунтовий розчин в результаті мікро­біологічних процесів перетворення амідного й аміачного азоту добрив у нітратний (синтетична сечовина, рідкі азотні добрива). Рідкі азотні добрива тимчасово підлужують ґрунті.

Хімічно лужні — містять окисли лужних металів — кальцію, магнію, натрію та калію (мартенівський фосфатшлак і термофосфати).

Фізіологічна лужні — з яких рос­лини швидше вбирають аніон, а катіон, залишаючись у ґрунті, підлужує його (натрієва та кальцієва селітри).

Фізіологічна нейтральні — істотно не впливають на реакцію ґрунтового розчину (калійна селітра, сірчанокис­лі та хлористі калійні солі).

За фізичним станом всі мінераль­ні добрива поділяють на рідкі (вод­ний аміак, аміакати, рідкий аміак, комплексні добрива) та тверді, до яких належить переважна більшість добрив.

Тверді (сипкі) добрива залежно від розміру їх часток поділяють на порошкоподібні (або дрібнокристаліч­ні) та гранульовані (крупнокристалічні), що мають форму зерен, кульок або лусок діаметром 1—4 мм.
АЗОТНІ ДОБРИВА

Азотні добрива виробляють в твердо­му і рідкому стані. Основна сировина для виробництва азотних добрив — азотна кислота та аміак, який одер­жують синтезом молекулярного азоту повітря з воднем. Половина витрат на виробництво добрива припадає на во­день. Його одержують з природного супутнього або коксового газів, а та­кож з вуглекислих газів нафтопере­робки.

Хімічна промисловість виробляє добрива, в яких азот зв'язаний у ви­гляді аміаку, іонів амонію, нітратів або амінів.

Азотні добрива поділяють на такі основні групи:

Аміачно-нітратні — містять азот в нітратній і аміачній формах — аміач­на селітра, вапнисто-аміачна селітра.

Нітратні — містять азот в окисле­ній формі (МО3-) у вигляді солей азотної кислоти: натрієва селітра, кальцієва селітра.

Амонійні — азот представлений іоном амонію (МН4+) і зв'язаний з кислотним залишком — сульфат амо­нію, сульфат амонію-натрію, хлористий амоній.

Аміачні, в яких азот міститься у формі вільного аміаку (NH3) — рідкі азотні добрива (безводний аміак, амі­ачна вода).

Амідні — містять азот, зв'язаний в амідну форму (NH2) — сечовина, ціан­амід кальцію.

Деякі азотні добрива виробляють також у змішаній формі (амонійно-
аміачно-нітратні, амонійно-амідно-нітритні), які входять до складу різ­них видів аміакатів і азотних розчи­нів.


Аміачно-нітратні добрива — ста­новлять найбільшу питому вагу у ви­робництві азотних добрив.

Аміачна селітра (амоній азотно­кислий, нітрат амонію NH4NO3) містить не менше 34% азоту. Виробляють її в основному в гранульо­ваному виді. Гранульована аміачна селітра — фізіологічне слабокисле добриво біло­го кольору, іноді, залежно від домі­шок, жовтуватого або червонуватого. Добре розчиняється у воді, отже, азот цього добрива легкодоступний для рос­лин. Розчиняється також і в аміачній воді, що використовується в промис­ловості для одержання рідких азот­них добрив — аміакатів. Гранульована аміачна селітра зберігає свою сипкість, порівняно з іншими азотними добрива­ми рівномірніше розсіюється розкида­чами мінеральних добрив. Недоліком аміачної селітри є знач­на гігроскопічність, злежуваність, здат­ність вибухати і розкладатися. Аміачну селітру вважають універ­сальним і швидкодіючим добривом. Се­ред азотних добрив вона найбільш ефективна, а її підкислююча дія на грунт майже в 2 рази менша, ніж у сульфату амонію. Наявність в аміачній селітрі по­ловини азоту в рухомій швидкозасвоюваній нітратній формі й половини у повільно і тривалодіючій аміачній формі дає можливість широко дифе­ренціювати способи, норми і строки її застосування залежно від властивостей ґрунтів, кліматичних умов і біоло­гічних особливостей удобрюваних культур.

  1   2   3


База даних захищена авторським правом ©res.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка