Поглощение элементов питания растениями. Какие системы потребления питательных веществ имеются у растений
Поглощение элементов питания растениями
Растения потребляют элементы питания из раствора избирательно — в большем количестве поглощаются те элементы, которые необходимы им для роста, в результате чего соотношение поглощенных элементов корнями и оставшихся в почвенном растворе различно.
Пространственное перемещение поглощающей поверхности корня в почве достигается путем непрерывного обновления растущими корневыми окончаниями зоны поглощения. Постоянное линейное перемещение поглощающей зоны корня играет важную роль в конкуренции растений за воду и элементы питания. Поскольку образование корней связано с энергетическими затратами, большое значение для накопления питательных веществ на поглощающей поверхности корня имеет пассивное перемещение (диффузия) ионов. При этом клеточная оболочка и мембрана одновременно являются своеобразным резервуаром катионов и анионов и селективным барьером для ионов почвенного раствора. Наиболее интенсивный рост корневой системы в почве происходит по почвенным порам, полуразложившимся остаткам корней прежних растений, ходам дождевых червей и почвенной фауны.
Выработанная в процессе эволюции растений способность к избирательному поглощению ионов из внешней среды, имеет для них важное физиологическое и экологическое значение. Однако избирательность корневой системы не следует понимать слишком однозначно, независимо от ионного состава почвенного раствора и внешних условий среды. Растениям приходится выбирать элементы питания из того, что есть. Поэтому химический состав растений в определенной мере количественно и качественно отражают всю совокупность содержащихся в почве и воздушной среде биофильных, условно необходимых и токсичных элементов.
Каждый элемент, присутствующий в почвенном растворе, поглощение которого в той или иной степени контролируется (регулируется) корневой системой, будет участвовать в формировании химического состава растений.
При наличии в почвенном растворе токсичных веществ (тяжелых металлов, пестицидов и т. п.) значительная их часть задерживается уже в корнях, та часть из них, которая все же проникает в стебли и листья задерживается в свою очередь в этих надземных органах и лишь незначительная часть токсикантов поступает в семена. Таким образом, механизмы, ограничивающие поступление и накопление токсинных веществ в репродуктивные органы присутствуют не только в корнях, но и в вегетативных органах, что очень важно с точки зрения использования растительной продукции.
Для нормального развития растений необходимо, чтобы их надземные органы и корни находились в богатой кислородом атмосфере. В аэробных условиях корни весьма активно дышат и интенсивно поглощают элементы питания, что проявляется в значительном росте надземных органов растений.
Важно отметить, что складывающиеся в процессе питания взаимоотношения между корневой системой и надземными органами, всегда носят характер обратной связи. Все факторы, повышающие деятельность надземных органов, непосредственно или косвенно влияют на поглощение элементов питания корневой системой. Например, затемнение растений резко уменьшает поглощение корнями азота, фосфора, калия. И напротив, дефицит элементов в почве приводит к падению продуктивности фотосинтеза и уменьшению оттока ассимилятов из листьев в корни. Недостаток азота вызывает относительное увеличение глюкозы и уменьшение содержания аминокислот. Недостаток фосфора, напротив, снижает содержание сахарозы и увеличивает относительное содержание аминокислот.
Корневая система депонирует значительную часть питательных веществ, и выступает в качестве буфера в обеспечении элементами питания надземные органы растений. При снижении содержания элементов питания в листьях и стеблях ниже физиологически необходимого уровня, потребность в них надземных органов покрывается за счет питательных веществ, содержащихся в корнях. Поэтому при диагностике минерального питания растений еще до проявления внешних признаков голодания в надземных органах растений, назревающий дефицит элементов питания в почве можно обнаружить раньше по их содержанию в корнях. Это необходимо учитывать при оценке обеспеченности сельскохозяйственных культур элементами минерального питания. Объективную информацию об условиях минерального питания растений возможно получить, лишь при сопоставлении содержания питательных веществ в листьях и корнях.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
садоводство и ландшафтный дизайн
Ландшафтный дизайн
В наше время очень популярно заниматься благоустройством и озеленением приусадебного участка. Плохо представляется пейзаж загородного дома, города или коттеджного городка без красивых клумб, искусственных насаждений, ровных дорожек или фонтанов. Красиво разработанный и великолепно устроенный ландшафтный дизайн отвлекает от работы и мирских проблем, подымет настроение и вызовет положительные эмоции.
Вы построили дом согласно своих требований и вкусов, он получился красив и уютен, затратили много времени и средств. Но живя в отдельном доме много времени проводишь на улице, на свежем воздухе. Играем с детьми или с готовим шашлык, любуемся закатами и рассветами.
Вот тут не помешает и свой сад. Да еще такой, чтобы радовал глаза и был комфортный, чтоб мог снять усталость и дал свежих сил. Здесь поможет ландшафтное проектирование приусадебного участка.
Само создание участка начинается с проектирования. Умно выполненное ландшафтное проектирование позволит сэкономить время и деньги. Сам проект включает много документов, многие из них являются обязательными, один из них – это смета.
Человек на протяжении всего периода обитания на Земле что-то меняет и улучшает. Вот и ландшафтное проектирование – это искусство изменения местности для удовлетворения своих духовных потребностей.
Современный ландшафтный дизайн включает в себя мероприятия по озеленению, декорированию местности, благоустройству участка с использованием натуральных природных материалов, так и искусственных, включая и использование технических систем (автоматический полив, освещение, подсветка и др.). Он предназначен для создания гармонии человека и среды обитания, поэтому не имеет утилитарного назначения в отличии от садоводства и огородничества.
Индивидуальный ландшафтный дизайн – это круто без преувеличений, это искусство. Грамотно продуманный и водворенный в жизнь ландшафтный дизайн может в корне поменять приусадебный участок, сделать цветущий рай. Само озеленение подымет настроение, улучшит условия проживания, да и изменит отношение человека к природе. В наше время спрос на проектирование приусадебных участков стремительно растет, можно посмотреть статистику запросов в интернете. Это все связано с желанием человека стать ближе к природе, не смотря на разные проблемы.
Ландшафтное проектирование это полет Вашей мысли, ограниченной только забором приусадебного участка.
Садоводство
Предлагается Вам заняться благородным делом, которое превратит кусок земли в цветущий сад, изменит Ваше представление о природе, наполнит Ваши запасы продуктами, выращенными в Вашем саду, своими руками. В саду, где можно прогуляться по красивым дорожкам, вдоль красивых лужаек, послушать журчание ручья, сделанного своими руками. Да и труд облагораживает человека, доставляет удовлетворение, укрепляет здоровье людей, работающих на открытом воздухе. Порядок благоустройства плодового сада рассмотрим в этом разделе.
Кроме того, даже маленький приусадебный участок является существенным материальным подспорьем для семьи, дает разнообразие рациона питания.
Плоды и ягоды содержат ценные витамины, сложные белковые соединения, аминокислоты, простые и сложные углеводы, органические кислоты, ферменты, эфирные и ароматические соединения – все эти вещества легко усваиваются организмом. Плоды и ягоды можно потреблять без вреда для организма практически без ограничений. Установлена физиологическая норма плодов и ягод (свежих и переработанных) – 128 кг на одного человека в год.
Однако фактическое потребление плодов и ягод составляет в среднем 20 – 25 килограмм на человека в год.
В связи с ростом садоводства необходимо сказать о допущенных ранее ошибках, а также о насущных нуждах часного садоводства.
Приусадебное садоводство, отличается интенсивностью: все квадратные метры земли - все для выращивания растений. К сожалению, садоводы несколько густовато сажают различные растения, что они быстренько начинают темнить друг дружку, а это приведет к большому минусу урожая и падению морозостойкости растений. Поэтому при планировке плодового сада садовод должен строго выполнять рекомендаций спец. учреждений по способам планировки посадки.
Еще некоторые крайности: частенько, после суровых зим, происходила гибель плодовых деревьев, особенно которые привезены с питомников расположеных на юге, нерайонированных плодовых культур и сортов; земли сада осваивали за один - два года, это давало плохую подготовку почвы; ну и - покупка некачественного посадочного материала.
В посадке деревьев, да и в подборе сортов, начинающий садовод часто делает ошибки, неуверенно и неверно применяет ядохимикаты. Низкая оценка значимости органических удобрений (рассмотрим их применение здесь) в увеличении плодородия почвы.
С началом освоения участка под сад перед садоводом подымается много вопросов, от правильности выбора решения будет зависеть долговечность и продуктивность плодовых и ягодных растений.
sadovodam.com
Потребление - питательное вещество - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Потребление - питательное вещество
Cтраница 1
Потребление питательных веществ в свою очередь связано с конструктивными и энергетическим процессами в микробных клетках и зависит от затрат на рост клеток и поддержание их жизнедеятельности в популяции. [1]
Потребление питательных веществ из почвы растениями - процесс избирательный. В целом, высокая избирательность движения элементов в процессе круговорота между почвой и растениями привела к тому, что средний химический состав современных почв сильно отличается от состава растений, а также от среднего элементарного состава литосферы. [2]
Потребление питательных веществ бобовыми растениями зависит от особенностей развития. [4]
Потребление питательных веществ кукурузой растягивается почти на весь период вегетации. Раньше всего заканчивается основное потребление азота и калия, поглощение же фосфора продолжается почти до самого созревания. Однако особенно резкую потребность в фосфорном питании кукуруза испытывает в начальный период роста. Это связано с тем обстоятельством, что хотя кукуруза и способна развивать мощную корневую систему, но молодые растения имеют очень слабые корни и вообще вначале растут крайне медленно. Фосфорные удобрения, внесенные перед посевом, способствуют хорошему развитию корневой системы и значительно ускоряют образование початков. [5]
Потребление питательных веществ бобовыми растениями зависит от особенностей развития. У гороха и вики максимум накопления питательных веществ происходит к концу цветения; у растений с более растянутым периодом цветения, например у кормовых бобов и люпина, наибольшее содержа - ние азота, фосфора и калия наблюдается ко времени созревания бобов на главном стебле. [7]
Потребление питательных веществ растениями во многом зависит от плодородия почвы, развития их корневой системы, наличия доступных элементов питания в почве, получаемого урожая. [8]
Величина потребления питательных веществ при том или ином урожае имеет существенное значение для определения дозы удобрений, с учетом плодородия почвы. Чем выше урожай, тем больше должно вноситься элементов пищи растений в виде удобрения. При этом необходимо учитывать, что нет прямой пропорциональности между степенью повышения урожая и выносом питательных веществ растениями. При одной и той же величине урожая вынос азота и зольных веществ может быть весьма различным, однако при различной величине хозяйственно ценной части урожая содержание в нем азота, фосфора и калия может быть весьма близким. Это связано с тем, что растения по ряду причин неодинаково полно используют элементы минеральной пищи для образования органического вещества. При более высоких урожаях и благоприятном сочетании других факторов роста растения меньше потребляют питательных веществ на создание единицы урожая и более эффективно используют удобрения. В результате и получается различная эффективность одних и тех же доз удобрений. [9]
Динамика потребления питательных веществ барды зависит от начальной концентрации в ней сухих веществ. При использовании неразбавленной барды ( содержание сухих веществ 8 - 9 %) 82 - 85 % сухих веществ остаются неиспользованными, но даже разбавление барды в 2 раза повышает использование сухих веществ среды только на 25 %, а 75 % СВ остаются неутилизированными. [10]
Величина потребления питательных веществ при том или ином урожае-имеет существенное значение для определения дозы удобрений, с учетом плодородия почвы. Чем выше урожай, тем больше должно вноситься элементов пищи растений в виде удобрения. При этом необходимо учитывать, что-нет прямой пропорциональности между степенью повышения урожая и выносом питательных веществ растениями. [12]
Существенные различия имеются в скорости потребления питательных веществ травами одного и того же семейства. Поглощение азота и зольных элементов в значительной мере зависит от нарастания органической массы и продолжительности прохождения растением фаз развития. Чем меньше период вегетации и время прохождения фаз развития у растения, тем интенсивней оно накапливает органическое вещество и поглощает элементы минерального питания. Такие растения являются более требовательными к наличию достаточного количества доступных питательных веществ в почве. Недостаток элементов питания в короткий период интенсивного их потребления резко снижает урожай этих трав. Травы, медленно развивающиеся ( тимофеевка и мятлик луговой), в течение первых 16 дней ( табл. 263) от начала отрастания накапливают только 18 - 21 % органической массы и поглощают 50 - 52 % азота от максимального его содержания в урожае. Другие же травы ( овсяница луговая и лисохвост) за этот же период накапливают органической массы 28 - 37 % и содержат соответственно 72 - 84 % азота. Аналогично поглощение у этих трав фосфора и калия. [13]
При проведении подобного рода исследований изучают потребление питательных веществ в различные фазы роста растений, чтобы определить, в какие периоды и с какой интенсивностью они накапливают питательные вещества. [14]
При проведении подобного рода исследований изучают потребление питательных веществ в различные фазы роста растений с тем, чтобы определить, в какие периоды и с какой интенсивностью они накапливают питательные вещества. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
| Отношение растений к условиям питания в разные периоды роста В разные периоды роста растения предъявляют неодинаковые требования к условиям внешней среды, в том числе и к питанию. Поглощение растениями азота, фосфора и калия в течение вегетации происходит неравномерно. Следует различать критический период питания (когда размеры потребления могут быть ограниченными, но недостаток элементов питания в STO время резко ухудшает рост и развитие растений) и период максимального поглощения, который характеризуется наиболее интуитивным потребле иием питательных веществ. Рассмотрим общие закономерности в потреблении питательных веществ растениями в течение вегетации. В начальный период развития растения потребляют относительно небольшие абсолютные количества всех питательных веществ, но весьма чувствительны как к недостатку, так и к избытку их в растворе. Начальный период роста — критический в отношении фосфорного питания. Недостаток фосфора в раннем возрасте настолько сильно угнетает растения, что урожай резко снижается даже при обильном питании фосфором в последующие периоды. Вследствие высокой напряженности синтетических процессов при слаборазвитой еще корневой системе молодые растения особенно требовательны к условиям питания. Следовательно, в прикорневой зоне в этот период питательные вещества должны находиться в легкорастворимой форме, но концентрация их не должна быть высокой, с преоблала-нием фосфора над азотом и калием. Обеспечение достаточного уровня снабжения всеми элементами с начала вегетации имеет важное значение для формирования урожая. Так, у злаковых зерновых культур уже в период развертывания первых трех-четырех листочков начинается закладка и дифференциация репродуктивных органов — колоса или метелки. Недостаток азота в этот период даже при усиленном питании в последующем приводит к уменьшению числа колосков в метелке или колосе и снижению урожая. Размеры потребления всех элементов питания растениями значительно возрастают в период интенсивного роста надземных органов — стеблей и листьев. Темпы накопления сухого вещества могут опережать поступление питательных веществ, а относительное их содержание в растениях снижается по сравнению с предшествующим периодом. Ведущая роль в ростовых процессах принадлежит азоту. Повышенное азотное питание способствует усиленному рос ту вегетативных органов, формированию мощного ассимиляционного аппарата. Недостаток же азота в этот период приводит к угнетению роста, а в последующем — к снижению урожая и его качества. Ко времени цветения и начала плодообразования потребность в азоте у большинства растений уменьшается, но возрастает роль фосфора и калия. Это обусловлено физиологической ролью последних — их участием в синтезе и передвижении органических соединений, обмене энергии, особенно интенсивно происходящих при формировании репродуктивных органов и образовании запасных веществ в товарной части урожая. В период плодообразования, когда нарастание вегетативной массы заканчивается, потребление всех питательных веществ постепенно снижается, а затем их поступление приостанавливается. Дальнейшее образование органического вещества и другие процессы жизнедеятельности обеспечиваются в основном за счет повторного использования (реутилизации) питательных веществ, ранее накопленных в растении. Различные сельскохозяйственные культуры отличаются по размерам и интенсивности поглощения питательных элементов в течение вегетационного периода Все зерновые злаковые (за исключением кукурузы), лен, конопля, ранний картофель, некоторые овощные культуры отличаются коротким периодом интенсивного питания — основное количество питательных веществ потребляют в сжатые сроки. Например, озимая рожь уже за осенний период поглощает 25—30% всего количества питательных веществ, тогда как сухая масса растений за это) период достигает всего лишь 10% конечного урожая. Яровая пшеница за сравнительно короткий промежуток— от выхода в трубку до конца колошения (около месяца) — потребляет 2/3-3/4 всего количества питательных веществ. Средне- и позднеспелые сорта картофеля наибольшее количество питательных вещее IB потребляют в июле: за этот месяц поглощается почти 40% азота, более 50 — фосфора и 60% калия от конечного содержания их в урожае. Ранние сорта картофеля отличаются еще более сжатым сроком интенсивного потребления питательных веществ. Лен имеет ярко выраженный период максимального потребления элементов минерального питания — от фазы бутонизации до цветения, а хлопчатником основное количество питательных веществ потребляется с начала бутонизации до массового образования волокна в коробочках. Некоторые растения, например подсолнечник и сахарная свекла, характеризуются более плавным и растянутым потреблением питательных веществ, поглощение которых продолжается почти до конца вегетации. Отдельные элементы питания поглощаются растениями с различной интенсивностью: у кукурузы, например, наиболее быстрыми темпами идет потребление калия, затем азота и значительно медленнее поглощается фосфор. Поглощение калия полностью заканчивается к периоду образования метелок, а азота — к периоду формирования зерна. Поступление фосфора более растянуто и продолжается почти до конца вегетации. Конопля в первый месяц очень интенсивно поглощает азот и калий. Поступление азота полностью завершается через 3, а калия — через 5 недель после появления всходов, тогда как интенсивное поглощение фосфора продолжается почти до конца вегетации. Потребление основных элементов питания сахарной свеклой также происходит неравномерно. В первую декаду после всходов отношение Р : N : К в растениях равно 1,0 : : 1,5 : 1,4. Затем в период интенсивного нарастания листьев это соотношение изменяется в сторону увеличения поглощения азота и калия, составляя в мае 1,0 ; 2,5 : 3,0, в июне— 1,0 : 3,0 : 3,5, в июле 1,0 : 4,0 : 4,0. В августе, когда происходит образование корней и накопление в них сахара, соотношение между этими элементами становится 1,0 i 3,6 I : 5,5, т. е. особенно сильно увеличивается поглощение калия. Слишком обильное азотное питание в период образования корня и накопления в нем сахара нежелательно, так как стимулирует рост ботвы в ущерб росту корня и сахаронакоплению. В этот период очень большое значение имеет достаточный уровень обеспеченности растений калием и фосфором. Неодинаковая количественная потребность и интенсивность поглощения растениями отдельных элементов питания должна учитываться при разработке системы применения удобрений. Особенно важно обеспечить благоприятные условия питания растений с начала вегетации и в периоды максимального поглощения. Это достигается сочетанием различных способов внесения удобрений: в основное удобрение до посева, при посеве и в подкормки. Задача основного удобрения — обеспечение питания растений на протяжении всей вегетации, поэтому до посева в большинстве случаев применяют полную норму органических удобрений и подавляющую часть минеральных. Припосевное удобрение (в рядки, при посадке в лунки, гнезда) в относительно небольших дозах вносят для снабжения растений в начальный период развития легкодоступными формами питательных веществ, прежде всего фосфора. Для снабжения растений элементами питания в наиболее ответственные периоды вегетации применяются подкормки в дополнение к основному и припосевному удобрению (в отдельных случаях в подкормки может вноситься значительная доля общей нормы удобрений, например азота под озимые, хлопчатник и т. д.). Выбор срока, способа внесения удобрений и заделки их в почву зависит не только от особенностей биологии, питания и агротехники культур, по и от почвенно-климатических условий, вида и формы удобрений. Регулируя условия питания растений по периодам роста в соответствии с их потребностью путем внесения удобрений, можно направленно воздействовать на величину урожая и его качество. |
coolreferat.com
Питание растений и их ежегодное плодоношение
Накопление и расход питательных веществ
Основные вещества, необходимые для построения растения и его жизнедеятельности — углеводы, белки, жиры. Из углеводов особое значение имеют моносахариды, дисахариды, полисахариды. К моносахаридам относятся глюкоза и фруктоза, к дисахаридам — сахароза, мальтоза, к полисахаридам — крахмал, клетчатка и другие. Накопление питательных веществ зависит от фазы развития и общего состояния растения, внешних условий и других причин.Максимум глюкозы, фруктозы и мальтозы содержится в органах растения в период покоя. В течение вегетационного периода наблюдаются два минимума содержания этих углеводов: первый — в фазе распускания почек и образования розеток листьев, второй — осенью, в фазе листопада. Сахарозы больше в фазе усиленного роста и в фазе затухающего роста, меньше — весной, в фазе распускания почек и образования листовых розеток, когда сахароза расходуется полностью, и во время листопада, накануне окончания вегетации.Важное значение имеет сахароза в процессе дыхания и передвижения пластических веществ из листьев в другие органы.Крахмал имеет большое значение в развитии как всего дерева, так и его отдельных частей. При переходе в сахар он способствует созданию защитной реакции у растений по отношению к низким температурам, активно участвует в общем обмене веществ и т. д.Начало отложения крахмала у плодовых растений совпадает с окончанием роста ветвей, что в условиях средней зоны России приходится на первую или вторую половину июля. В этот период сначала появляются следы крахмала в корнях, а затем в ветвях. Наибольшего количества достигает крахмал к фазе листопада, именуемой осенним крахмальным максимумом.Процесс отложения крахмала сопровождается гидролизом. В то время как в отдельных частях растения, еще не закончивших листопад, продолжает откладываться крахмал, в других начинается его гидролиз. Осенний гидролиз крахмала начинается раньше у летних сортов и позднее — у зимних. Значительное влияние на темпы гидролиза оказывают и погодные условия. При ранних осенних заморозках гидролиз начинается раньше, при теплой и затяжной осени — позже.Крахмал откладывается в живых клетках в определенной последовательности: вначале в сердцевине и сердцевидных лучах, затем в паренхиме древесины и различных клетках коры. Гидролиз крахмала протекает в обратном порядке: вначале он исчезает в коре, затем в древесине и, наконец, в сердцевидных лучах и в сердцевине.Начинаясь в отдельных частях дерева уже с фазы листопада, гидролиз крахмала усиливается с окончанием листопада и продолжается до конца осени и даже при наступлении небольших морозов. Появляется так называемый зимний крахмальный минимум. Этот период длится в районах средней зоны России со второй половины декабря до начала марта. С начала марта начинается синтез крахмала из продуктов осеннего гидролиза. Ко времени набухания почек количество крахмала достигает наибольшей величины; наступает так называемый весенний крахмальный максимум.Запасный крахмал полностью расходуется в начале вегетации и в период интенсивного роста (март — май). В первой половине июня крахмал исчезает в ветвях и корнях; наступает весенний крахмальный минимум. Таким образом, в течение вегетационного периода наблюдаются два крахмальных максимума и два минимума. Динамика накопления крахмала отражает общие закономерности превращения питательных веществ как в надомной части, так и в корневой системе не только в период вегетации, но и зимой.В клетках растения происходит сложный процесс накопления азотистых веществ, необходимых для построения организма. Расходуется азот на развитие почек, листьев плодов, на процессы дыхания, закладку новых почек и т п. В одни периоды жизни растения расход азотистых веществ превосходит накопление, в другие — наоборот.В клетках плодового или ягодного растения происходит важный процесс синтеза азотистых веществ — превращение минерального азота в органический, небелковых форм азота — в белковые и т. д. Наряду с этим протекает противоположный процесс — гидролиз или распад белковых веществ и превращение их в более простые формы.Огромную роль в жизнедеятельности растения имеет как общий азот, так и его белковые соединения. Запасы азотистых веществ откладываются в виде белковых соединений главным образом в лубяных тканях. Белки гидролизуются и переходят в более простые соединения (аминокислоты). Общий азот уменьшается в растении в первой фазе вегетации — в период распускания почек и начала цветения. К окончанию цветения общий азот доходит до минимума. Увеличение его начинается с ростом побегов и доходит до максимума в фазе наибольшего вегетативного роста. Со времени затухающего роста количество азота снижается и доходит до минимума к началу листопада. В период листопада в ветвях яблони происходит увеличение запасов общего и белкового азота и белковых веществ и уменьшение небелкового азота. Увеличение общего азота в ветвях происходит за счет оттока его из листьев. В фазе листопада азот переходит из листьев в стебель и другие части растения и накапливается в течение периода покоя. Наибольшего количества азот достигает к началу распускания почек.С ранней весны азот расходуется на развитие почек, листьев и побегов. С прекращением вегетации биохимические процессы не приостанавливаются, некоторые из них даже усиливаются, например гидролиз крахмала и переход его в растворимые формы углеводов — мальтозу, глюкозу. Наряду с растворимыми углеводами увеличивается количество азотистых веществ, жиров, дубильных и других веществ. Попутно с накоплением этих веществ повышается их концентрация благодаря испарению большого количества воды. Накануне зимы проходит процесс закалки растений и подготовка к суровым зимним условиям. Небольшие ночные морозы, чередующиеся с потеплением днем, способствуют накоплению углеводов, жиров и других защитных веществ. Они повышают морозостойкость растений и улучшают условия зимовки.Существенное влияние на зимовку растений оказывают не только углеводы, но и жиры. Анализы на содержание жира обычно проводятся в осенне-зимний период. Некоторое количество жира растения содержат еще до наступления листопада, т. е. до раннего гидролиза крахмала. По окончании листопада количество жира значительно увеличивается в коре. Увеличение количества жира в ветвях яблони в зимний период связано со сложными биохимическими процессами, в том числе и с химическими превращениями крахмала и сахаров.Большое познавательное и практическое значение имеет динамика образования растворимых соединений, т. е. сухих веществ. Наиболее высокое содержание сухих веществ наблюдается в декабре и январе, что связано с зимним крахмальным максимумом. Уменьшение содержания сухих веществ происходит во второй половине зимы и в начале вегетации.
plodovyy-sad.ru
Питательные вещества
Главными элементами питания растений являются углерод, кислород, водород, азот, фосфор, калий, сера, кальций, железо. Однако в растениях могут быть обнаружены и другие химические элементы, встречающиеся в почве по месту их произрастания, — марганец, бор, медь, цинк, молибден, кобальт и т. д.
Питательные вещества в растения поступают через корневую систему из почвы и через листья. Воздух содержит такие важные элементы питания и жизнедеятельности растений, как кислород, углерод и азот. Из диоксида углерода воздуха и воды при участии энергии солнечного света в результате фотосинтеза в растениях образуются простые безазотистые органические вещества:
В процессе одной реакции поглощается 477 кал/моль. Формулой (СН20) обозначена элементарная единица молекулы углевода, которая служит исходным материалом для сложных углеводов, белков, жиров и других соединений. У высших растений имеются разные биохимические пути фиксации и преобразования двуокиси углерода. У большинства растений фиксация СО2 идет только по циклу С3 (пентозофосфатный восстановительный цикл), их называют С3-растения, у других — по циклу С3 и циклу С4 (циклу дикарбоновых кислот) — С4-растения. К последним относятся кукуруза, просо, сорго, сахарный тростник и др. Существует еще и третий путь фиксации СО2.
С4 растения иначе, чем С3-растения, реагируют на освещенность, тепло - и влагообеспеченность. При повышении степени освещенности и температуры у них возрастает интенсивность фотосинтеза в расчете на единицу поверхности листа (рис. 2). Кроме того, они более эффективно используют воду. Как правило, транспирационный коэффициент у них менее 400, тогда как у С3-растений он от 400 до 1000. Максимальная интенсивность фотосинтеза у растений с С3-пентозофосфатным циклом фиксации диоксида углерода обычно наблюдается при умеренной освещенности и температуре, а высокие температуры и яркий свет снижают интенсивность фотосинтеза.
Углерод в виде углекислоты воздуха составляет основу воздушного питания растений. Незначительное содержание СО2 в атмосферном воздухе (всего 0,03%) является одной из причин развития растениями огромной листовой поверхности для его улавливания. Нижним пределом содержания СО2 в воздухе для растений является концентрация 0,008% (0,01%). Высокие концентрации СО2 положительно влияют на фотосинтез только при достаточно хорошем освещении и обеспеченности растений другими факторами жизни. Повышение концентрации двуокиси углерода в приземном слое воздуха до 1% благоприятно для многих культур и способствует усилению процесса фотосинтеза. Этому способствует внесение в почву органических удобрений, растительных остатков, которые при разложении выделяют углекислоту. В условиях защищенного грунта, в теплицах, во многих случаях искусственно поддерживают повышенную концентрацию СО2 (порядка 1—2%), что способствует увеличению урожайности возделываемых культур.
В почве двуокись углерода находится в различных формах и: соединениях: в поглощенном и растворенном состояниях, в составе карбонатов и бикарбонатов и т. д., а также в составе почвенного воздуха как результат жизнедеятельности микроорганизмов, растений и других живых организмов. Его содержание в почвенном воздухе может достигать 10% и более.
Кислород в жизни растений и в почве имеет важное значение. Он потребляется растениями при дыхании, используется микроорганизмами почвы и активно участвует в различных химических реакциях окисления — восстановления. Содержание кислорода в почвенном воздухе по сравнению с атмосферным, где оно составляет 20,81%, может снижаться до 2—3%. Большой недостаток кислорода в почвенном воздухе влечет за собой угнетение или гибель растений. Одним из агротехнических приемов по его увеличению является улучшение аэрации почвы, усиление газообмена в почве путем ее обработки.
Азот является одним из важнейших элементов питания растений. Он входит в состав молекул белков, протеина, аминокислот и многих других органических азотсодержащих соединений. В атмосферном воздухе содержится 78,23% азота, однако он недоступен растениям. Фиксация атмосферного азота в различные азотсодержащие органические вещества осуществляется благодаря деятельности двух групп бактерий: свободноживущих, обитающих в ризосфере, и симбиотических, развивающихся на корнях некоторых растений, преимущественно бобовых. При минерализации этих веществ образуются растворимые формы нитратов, нитритов и аммиака, которые усваиваются корнями растений. Около 20% потребности растений в азоте покрывается именно за счет его перевода из воздуха в доступные формы. Остальное количество растения получают из природных запасов почвы и за счет внесения удобрений. Преобладающая часть этих запасов и часть азота, вносимая с удобрениями, находятся в форме трудно или недоступных соединений. Регулировать содержание доступных форм азота в почве можно, создавая благоприятные почвенные условия для развития свободноживущих (азотобактера и др.) и симбиотических (клубеньковых) бактерий — хорошую аэрацию, слабокислую и нейтральную реакции почвенного раствора, оптимальные температурные условия, а также внесением в почву азотобактерина. Для тех бобовых культур, которые возделываются на данном поле впервые, в почву вносят препараты, содержащие чистую культуру клубеньковых бактерий соответствующей расы (нитрагин).
Регулирование процесса превращения азота из одних форм в другие заключается не только в ускорении разложения органического вещества почвы, растительных остатков, навоза и удобрений. Нередко в определенный отрезок времени возникает необходимость перевода азотных соединений из подвижных растворимых форм в недоступные формы органического вещества. Такая необходимость возникает на легких песчаных и супесчаных почвах, где процесс нитрификации происходит интенсивно не только летом, но и осенью, после уборки сельскохозяйственных культур. Образовавшиеся в это время нитраты остаются неиспользованными и могут с нисходящим потоком воды вымываться из корнеобитаемого слоя почвы. Чтобы использовать этот азот, после уборки одной культуры высевают другую либо для получения продукции, либо для запашки (зеленое удобрение). В этом случае аммиачный и нитратный азот используется растениями для образования органического вещества и частично (при уборке второго урожая) или полностью (при запашке) остается в почве и может быть использован растениями в следующем году.
Фосфор, калий, магний и другие элементы минерального питания растений имеют строго определенное значение в реакциях, протекающих в растениях. Фосфор входит в состав нуклеопротеидов, аденозинфосфатов и других фосфатов, обладающих пирофосфатными связями с большим запасом свободной энергии гидролиза. Он оказывает большое влияние на скорость роста и развитие растений. Калий увеличивает водоудерживающую способность и проницаемость протоплазмы, положительно влияет на синтез хлорофилла, белков, крахмала, жиров, усиливает обмен веществ в растениях. Магний входит в состав хлорофилла, служит катализатором при образовании дифосфорных эфиров, сахаров и других соединений. Такие важнейшие аминокислоты, как цистин, цистеин, метионин, содержат серу, которая участвует в различных окислительно-восстановительных реакциях. Кальций играет важную роль в передвижении углеводов, оказывает влияние на превращение азотистых веществ, ускоряет распад запасных белков семян при прорастании.
Потребность растений в элементах минерального питания к формам их доступности в почве различна и зависит от вида, сорта растений и является предметом изучения агрохимии. Так, оптимальное отношение основных элементов питания азота, калия и фосфора для зерновых равно 1 : 1 :0,5, а для сахарной свеклы — 1: 1,7: 4,3.
Все приемы регулирования питательного режима сельскохозяйственных культур в земледелии можно разделить на 4 группы: пополнение в почве питательных элементов; создание условий для перевода элементов питания из труднодоступных и недоступных форм в усвояемые растениями; создание условий для лучшего усвоения растениями этих элементов; мероприятия по предотвращению потерь питательных веществ из почвы.
Пополнение почвы питательными веществами осуществляется главным образом путем внесения удобрений. Виды удобрений, сроки, способы и дозы их внесения под различные культуры, а также взаимодействие их с почвой также изучаются агрохимией, а реализация всех этих разработок осуществляется в земледелии при возделывании культур.
Путем чередования на полях возделываемых культур, характеризующихся различной корневой системой, растения могут усваивать питательные элементы из разных горизонтов, слоев и перераспределять их по этим слоям. Так, при возделывании растений с глубокой корневой системой используются питательные вещества из глубоких слоев почвы, а в верхних слоях питательные вещества остаются и могут быть использованы при последующем возделывании других культур.
Некоторые растения, например донник, горох, люпин, гречиха и др., обладают способностью использовать труднодоступные для других растений соединения фосфора. При разложении растительных остатков этих культур фосфор переходит в доступные формы и может быть использован растениями других видов. Создание условий для превращения питательных веществ из одних форм в другие осуществляется путем обработки почвы, при этом создаются лучшие условия для ее аэрации, что способствует усилению микробиологической деятельности, минерализации органических веществ. Поскольку гумус, растительные остатки и органические удобрения содержат азот, фосфор, калий и другие макро - и микроэлементы, то эти вещества переходят из органической формы в органо-минеральные и минеральные растворимые соединения и, таким образом, могут быть использованы растениями. Многие виды микроорганизмов способствуют использованию труднорастворимых соединений фосфора, растворяя их в различных кислотах, образующихся при разложении органического вещества. Большое значение имеет проведение мероприятий по созданию оптимальных для растений физических свойств почв, реакции почвенного раствора, улучшению водного режима почв.
Имеющиеся в почве питательные вещества могут различными путями теряться и, следовательно, не использоваться растениями. Такие потери связаны с проявлением эрозионных процессов, с вымыванием поверхностными и внутрипочвенными стоками растворимых форм питательных элементов, выносом с полей при уборке урожая (с почвой, приставшей к корнеплодам и клубнеплодам). В результате минерализации органического вещества и процессов денитрификации азот переходит в газообразное состояние и, таким образом, теряется. Особенно велики такие потери азота на полях, не покрытых в вегетационный период растительностью. Следовательно, все приемы по сохранению влаги в почве, по борьбе с эрозией почв выполняют и задачу по снижению потерь питательных элементов. Процесс денитрификации интенсивнее протекает на почвах с избыточным увлажнением и плохой аэрацией при нейтральной реакции почвенного раствора. Поэтому повышение аэрации и усиление окислительных процессов в почве, полное использование нитратного и аммиачного азота культурными растениями в течение вегетационного периода уменьшают потери азота.
agroinf.com
Отношение растений к условиям питания в разные периоды роста
В разные периоды роста растения предъявляют неодинаковые требования к условиям внешней среды, в том числе и к питанию. Поглощение растениями азота, фосфора и калия в течение вегетации происходит неравномерно. Следует различать критический период питания (когда размеры потребления могут быть ограниченными, но недостаток элементов питания в STO время резко ухудшает рост и развитие растений) и период максимального поглощения, который характеризуется наиболее интуитивным потреблением питательных веществ.
Рассмотрим общие закономерности в потреблении питательных веществ растениями в течение вегетации. В начальный период развития растения потребляют относительно небольшие абсолютные количества всех питательных веществ, но весьма чувствительны как к недостатку, так и к избытку их в растворе.
Начальный период роста — критический в отношении фосфорного питания. Недостаток фосфора в раннем возрасте настолько сильно угнетает растения, что урожай резко снижается даже при обильном питании фосфором в последующие периоды.
Вследствие высокой напряженности синтетических процессов при слаборазвитой еще корневой системе молодые растения особенно требовательны к условиям питания. Следовательно, в прикорневой зоне в этот период питательные вещества должны находиться в легкорастворимой форме, но концентрация их не должна быть высокой, с преобладанием фосфора над азотом и калием. Обеспечение достаточного уровня снабжения всеми элементами с начала вегетации имеет важное значение для формирования урожая. Так, у злаковых зерновых культур уже в период развертывания первых трех-четырех листочков начинается закладка и дифференциация репродуктивных органов — колоса или метелки. Недостаток азота в этот период даже при усиленном питании в последующем приводит к уменьшению числа колосков в метелке или колосе и снижению урожая.
Размеры потребления всех элементов питания растениями значительно возрастают в период интенсивного роста надземных органов — стеблей и листьев. Темпы накопления сухого вещества могут опережать поступление питательных веществ, а относительное их содержание в растениях снижается по сравнению с предшествующим периодом. Ведущая роль в ростовых процессах принадлежит азоту. Повышенное азотное питание способствует усиленному рос ту вегетативных органов, формированию мощного ассимиляционного аппарата. Недостаток же азота в этот период приводит к угнетению роста, а в последующем — к снижению урожая и его качества.
Ко времени цветения и начала плодообразования потребность в азоте у большинства растений уменьшается, но возрастает роль фосфора и калия. Это обусловлено физиологической ролью последних —их участием в синтезе и передвижении органических соединений, обмене энергии, особенно интенсивно происходящих при формировании репродуктивных органов и образовании запасных веществ в товарной части урожая.
В период плодообразования, когда нарастание вегетативной массы заканчивается, потребление всех питательных веществ постепенно снижается, а затем их поступление приостанавливается. Дальнейшее образование органического вещества и другие процессы жизнедеятельности обеспечиваются в основном за счет повторного использования (реутилизации) питательных веществ, ранее накопленных в растении.
Различные сельскохозяйственные культуры отличаются по размерам и интенсивности поглощения питательных элементов в течение вегетационного периода Все зерновые злаковые (за исключением кукурузы), лен, конопля, ранний картофель, некоторые овощные культуры отличаются коротким периодом интенсивного питания — основное количество питательных веществ потребляют в сжатые сроки. Например, озимая рожь уже за осенний период поглощает 25—30% всего количества питательных веществ, тогда как сухая масса растений за это) период достигает всего лишь 10% конечного урожая.
Яровая пшеница за сравнительно короткий промежуток— от выхода в трубку до конца колошения (около месяца) — потребляет 2/3-3/4 всего количества питательных веществ.
Средне- и позднеспелые сорта картофеля наибольшее количество питательных вещее IB потребляют в июле: за этот месяц поглощается почти 40% азота, более 50 — фосфора и 60% калия от конечного содержания их в урожае. Ранние сорта картофеля отличаются еще более сжатым сроком интенсивного потребления питательных веществ.
Лен имеет ярко выраженный период максимального потребления элементов минерального питания — от фазы бутонизации до цветения, а хлопчатником основное количество питательных веществ потребляется с начала бутонизации до массового образования волокна в коробочках.
Некоторые растения, например подсолнечник и сахарная свекла, характеризуются более плавным и растянутым потреблением питательных веществ, поглощение которых продолжается почти до конца вегетации.
Отдельные элементы питания поглощаются растениями с различной интенсивностью: у кукурузы, например, наиболее быстрыми темпами идет потребление калия, затем азота и значительно медленнее поглощается фосфор.
Поглощение калия полностью заканчивается к периоду образования метелок, а азота — к периоду формирования зерна. Поступление фосфора более растянуто и продолжается почти до конца вегетации.
Конопля в первый месяц очень интенсивно поглощает азот и калий. Поступление азота полностью завершается через 3, а калия — через 5 недель после появления всходов, тогда как интенсивное поглощение фосфора продолжается почти до конца вегетации.
Потребление основных элементов питания сахарной свеклой также происходит неравномерно. В первую декаду после всходов отношение Р: N: К в растениях равно 1,0:: 1,5: 1,4. Затем в период интенсивного нарастания листьев это соотношение изменяется в сторону увеличения поглощения азота и калия, составляя в мае 1,0; 2,5: 3,0, в июне— 1,0: 3,0: 3,5, в июле 1,0: 4,0: 4,0. В августе, когда происходит образование корней и накопление в них сахара, соотношение между этими элементами становится 1,0 i 3,6 I: 5,5, т. е. особенно сильно увеличивается поглощение калия. Слишком обильное азотное питание в период образования корня и накопления в нем сахара нежелательно, так как стимулирует рост ботвы в ущерб росту корня и сахаронакоплению. В этот период очень большое значение имеет достаточный уровень обеспеченности растений калием и фосфором.
Неодинаковая количественная потребность и интенсивность поглощения растениями отдельных элементов питания должна учитываться при разработке системы применения удобрений. Особенно важно обеспечить благоприятные условия питания растений с начала вегетации и в периоды максимального поглощения. Это достигается сочетанием различных способов внесения удобрений: в основное удобрение до посева, при посеве и в подкормки.
Задача основного удобрения — обеспечение питания растений на протяжении всей вегетации, поэтому до посева в большинстве случаев применяют полную норму органических удобрений и подавляющую часть минеральных. Припосевное удобрение (в рядки, при посадке в лунки, гнезда) в относительно небольших дозах вносят для снабжения растений в начальный период развития легкодоступными формами питательных веществ, прежде всего фосфора. Для снабжения растений элементами питания в наиболее ответственные периоды вегетации применяются подкормки в дополнение к основному и припосевному удобрению (в отдельных случаях в подкормки может вноситься значительная доля общей нормы удобрений, например азота под озимые, хлопчатник и т. д.). Выбор срока, способа внесения удобрений и заделки их в почву зависит не только от особенностей биологии, питания и агротехники культур, по и от почвенно-климатических условий, вида и формы удобрений. Регулируя условия питания растений по периодам роста в соответствии с их потребностью путем внесения удобрений, можно направленно воздействовать на величину урожая и его качество.
biofile.ru
