Весь текст был взят из прикрепленного видео. Если включить при просмотре субтитры, то очень удобно слушать, смотреть и читать одновременно.

Питание растений в различные фазы развития имеют свои особенности. Поглощение питательных веществ в течение вегетации происходит неравномерно.

Особенно важны благоприятные условия питания в начальный период роста при слабо развитой корневой системе.

Растения потребляют сравнительно небольшое количество питательных веществ, но остро реагирует как на их недостаток, так и на избыток.

Начальный период роста критический в отношении фосфорного питания. Недостаток фосфора так сильно угнетает растения, что даже обильное питание их в последующие периоды не дает нужных результатов.

В начальный период роста важно обеспечить растения достаточным азотным питанием. Потребность в азоте и других элементах питания резко возрастает в период интенсивного развития вегетативных органов.

В фазах завершение цветения и плодоношения поступление питательных веществ в растения резко снижается.

Регулируя условия питания растений по периодом роста можно направленно воздействовать на величину и качество урожая.

Установление норм удобрений на программируемый урожай находится во взаимодействии с факторами внешней среды. Нарушение любого фактора приводит к нарушению жизненного ритма растения, его питание и в конечном итоге к снижению урожая.

Определение норм удобрений под сельскохозяйственные культуры при программированном выращивании урожая по индустриальной технологии проводятся рядом методов. В основу их положен вынос питательных веществ на 10 центнеров основной продукции с учетом побочной.

Различные сельскохозяйственные культуры отличаются по общему выносу питательных веществ. Так например зерновые культуры при урожае 35-40 центнеров с гектара выносят:

азота до 100 кг

фосфора до 40 кг

калия до 90 кг

Картофель при урожае 200-250 центнеров с гектара выносит как минимум:

120 кг азота

40-60 кг фосфора

180-300 кг калия

капуста с урожаем 500-700 центнеров с гектара выносит:

азота до 230 кг

до 90 кг фосфора

и до 320 кг калия

Различают биологический и хозяйственный вынос.

Под биологическим выносом подразумевается вынос питательных элементов всеми частями растений.

Под хозяйственным выносом питательных элементов только хозяйственно ценной частью урожая: клубнями, зерном, а в случае использования ботвой, соломой.

Знание особенностей питания растений важно не только для планирования уровня урожайности сельскохозяйственных культур, но и для грамотного использования удобрений с целью улучшения физико-химических свойств и повышения уровня плодородия почвы.

Применение удобрений является одним из факторов интенсификации сельскохозяйственного производства и улучшения плодородия почв.

За счет удобрений получают около 50 процентов прироста урожаев.

Наступила осень. В жизни растений это время года определяет завершающую фазу развития биологического цикла, фазу плодоношения.

Полным ходом идет уборка хлебов с полей вывозят ранние овощи приступили к уборке картофеля. У тружеников сельского хозяйства много забот, на счету каждый погожий день, каждый час, а на полях, где урожай убран опять работают машины. Механизаторы и полеводы спешат заложить основы урожая будущего года.

Рост и развитие все процессы жизнедеятельности растений протекают во взаимосвязи с окружающей средой. Из почвы и воздуха растения усваивают питательные вещества для нормального течения физиологических и биохимических процессов.

Растениям необходимы тепло, свет, элементы питания. Нужна вода для создания оптимального режима влажности.

В агрохимии процесс питания растений рассматривают как синтез связи и взаимодействия между растениями, почвой и удобрениями. Выдающийся советский ученый академик Дмитрий Николаевич Прянишников представил эту систему в виде треугольника, в вершине которого он расположил растения, а в основании почву и удобрения.

Разнонаправленные стрелки показывают взаимное влияние факторов при сложившихся погодных условиях. Связи растений с окружающей средой многообразны, но только при благоприятном сочетании всех факторов можно добиться максимальной продуктивности.

Химический состав растений очень сложен. Это живые растительные клетки каждая из них содержит различные органические и минеральные соединения, образующие сухое вещество растения. Основная часть общей массы сухого вещества представлена органическими соединениями: белками, жирами углеводами.

Кроме сухого вещества органы и ткани растений содержат много воды. Соотношение воды и сухого вещества колеблется в зависимости от вида, возраста растений, а также от условий выращивания. Так, например, в плодах огурцов, томатов, перца сухого вещества 4-8 %, воды 92-96%, в зерне хлебных злаков сухое вещество составляет большую часть массы 85-88%.

Растения накапливают сухое вещество за счет усвоения углекислоты из воздуха и минеральных элементов и воды из почвы.

Основную часть элементарного состава сухого вещества составляют углерод, кислород, водород и азот.

На углевод приходится 45 процентов

на кислород 42%

водород 6,5%

азот 1,5%

Всего 95 процентов, остающиеся пять процентов приходится на зольные элементы составляющие две группы к первой группе относятся элементы содержание которых колеблется от сотых долей процента до нескольких процентов сухой массы, они называются макроэлементами.

Вторую группу составляют элементы содержание которых колеблется от тысячных долей процента до 100 тысячных, это микроэлементы.

О железе как а макроэлементе следует сказать особо. По процентному содержанию железо относят к макроэлементам, а по физиологической роли к микроэлементам.

Всего в тканях растений обнаружено более 70 элементов периодической системы Менделеева. Совершенствование аналитических методов позволит расширить этот список.

На данной таблице приведены элементы, необходимость в которых для питания растений доказана и подтверждена опытами. В скобках указаны условно необходимые. Необходимые элементы перед вами.

Вегетационный домик кафедры агрономической и биологической химии академии имени Тимирязева. Здесь по строгой научной методике проводят опыты по выращиванию многих сельскохозяйственных культур. Рост и развитие растений наблюдаются на протяжении всего вегетационного периода.

Контрольные растения получают все элементы питания, при испытании других исключают какой-то один элемент. Так:

недостаток бора вызывает заболевание томатов,

избыток лития оказывает резко отрицательное действие на рост растений

недостаток магния вызывает полосатый хлороз листьев значительно снижает урожай кукурузы

салат гибнет от недостатка марганца и фосфора

Из опытов видно, что недостаток любого из элементов как, впрочем, и его избыток отрицательно сказываются на развитии растений.

Различают воздушное и корневое питание растений.

Воздушное питание осуществляется в процессе фотосинтеза. В результате образуются без азотистые органические вещества из углекислоты атмосферы и воды. При участии хлорофилла и энергии солнца в процессе фотосинтеза происходит поглощение углекислого газа и выделение кислорода с образованием богатых энергии соединений в виде АТФ и восстановленных продуктов.

Запасенная энергия используется для синтеза углеводов, которые в форме сахарозы оттекают в корни растений.

В результате фотосинтеза образуются органические вещества и запасается энергия используемая в дальнейшем во всех процессах жизнедеятельности, в том числе и в поглощении растениями элементов питания.

Размеры корневой системы и характер и ее распределения в почве у различных видов растений неодинакова. Масса корней у всех растений с глубиной снижается, а их суммарная поверхность возрастает. Активная часть корня молодые растущие корешки. Рост происходит у самого кончика корешка, защищенного корневым чехликом. Выше расположена зона активного деления меристематических клеток, еще выше зона растяжения. Здесь наряду с увеличением объема клеток начинается дифференциация ткани. Выше зоны растяжения расположена зона корневых волосков или зона активного поглощения питательных веществ. Корневые волоски это тонкие выросты наружных клеток образование которых способствует увеличению поглощающей поверхности корня.

Снаружи поверхность корня образует свободное пространство, оно состоит из водного и доннановского пространства. Поверхность корня как правило имеет отрицательный заряд, поэтому в непосредственной близости от его поверхности располагается слой положительно заряженных ионов, образующих доннановское пространство, к которому примыкает водное, содержащее как положительно, так и отрицательно заряженные ионы.

Как же происходит поглощение элементов питания?

Растительная клетка соприкасается с другими клетками или с окружающей средой целлюлозной клеточной стенкой, через которую проходят питательные вещества и плазматической мембраной плазмолеммой. Плазмолемма окружая цитоплазму является регулятором внутреннего состава клетки, через нее в клетку поступают питательные вещества и выделяются продукты обмена.

В цитоплазме клетки находятся многочисленные клеточные органеллы, каждая из которых окружена своей собственной плазматической мембраной. Мембраны клеток и клеточных органелл имеют сходные структуры фосфолипиды и соединяясь хвостами образуют бесслойный комплекс.

Фосфолипидная молекула построена из двух частей: полярных головок и неполярных хвостов, составляющих длинные цепи атомов углерода и водорода. Такое строение обуславливает ряд особенностей. На границе раздела двух сред происходит образование моно молекулярного слоя липидов, создающего ограничение проникновению веществ в водной среде. Липиды ориентируют свои головки наружу, а в масле во внутрь мицеллы. Биологические мембраны пронизаны белками. Часть белков имеет каталитическую активность и являются ферментами.

Проникновение веществ в клетку частично происходит за счет диффузии или по электро-химическому градиенту. Если мембрана разделяет два раствора различной концентрации, то через нее будут проходить раствор или растворенное вещество в зависимости от ее проницаемости. За счет процесса диффузии происходит выравнивание концентрации.

Основная масса ионов проникает в клетку против градиента концентрации электрического потенциала по механизму активного транспорта. Ряд веществ проникая через мембрану при помощи низкомолекулярных жирорастворимых переносчиков. Такой переносчик захватив ион легко проходит через мембрану и освобождает его внутри клетки. Транспорт веществ может происходить также через поры мембраны.

Роль переносчиков могут выполнять белковые глобулы. Примером такого переносчика является калиево-натриевая АТФаза  для переноса внутрь клетки двух ионов калия и выброса 3 ионов натрия расходуется 1 молекула АТФ.
Кроме этого фермента имеется также протонный насос выкачивающий из клетки и ионы водорода, вследствие чего в клетке возникает отрицательный заряд с повышением интенсивности работы помпы в клетке накапливается гидроксильные ионы, которые подщелачивают среду в результате чего переносчик может переносить ионы водорода обратно в клетку по электрохимическому градиенту.

Кроме того переносчик протонов может иметь сродство какому-то другому соединению, которое вместе с протоном по электро-химическом градиенту будет поступать в клетку. Это могут быть фосфор, аминокислоты, сахара и другие соединения.

Данный процесс называется симпорт. Существует также и антипорт из клетки выкачиваются ионы водорода, а внутри закачиваются ионы с тем же зарядом.

Проникновение ионов в клетку возможно и без участия переносчиков.

Многие ионы например аммония и нитратного азота легко проникают в клетку. Молекула аммиака проникает быстрее других электро-нейтральных молекул, кроме воды. Нитратный ион проходит медленнее, но в высоких концентрациях такие анионы как нитрат, родонит, йод способны разрушать структуры водородных связей мембраны. Они называются холотропными.

Известно, что клетки обладают способностью захватывать инородные частицы. Если захватывается твердая частица это явление называется фагоцитозом, а захватывание капель и жидких веществ пиноцитоз.

Этим свойством также обладают мембраны растительных клеток большую роль играет и обратный пиноцитоз, позволяющий удалять из клетки продукты обмена.

Открытие разнообразной синтетической деятельности корневой системы растения позволяет считать ее сложной биологической лабораторией.

Биосинтез органических веществ протекает при взаимосвязанной деятельности листа с корнями.

Поглощение растениями питательных веществ определяется не только их биологией. В значительной степени она зависит от реакции и концентрации почвенного раствора, влажности, интенсивности освещения и от других условий внешней среды.

Большое значение для питания растений имеют микроорганизмы, населяющие почву. Особенно велико количество бактерий в той части почвы, которая контактирует с поверхностью корня – ризосфере.

Используя корневые выделения микроорганизмы активно развиваются на корнях и вблизи них.

Взаимодействие микроорганизмы корень имеет очень сложный характер. Полезные микроорганизмы участвуют в обмене веществ в почве, влияют на ее структуру и реакцию, выделяя в почву многие активные вещества они переводят нерастворимые соединения в доступную для растений форму.

Значительным пополнением азотного фонда почвы служит биологический азот, источником которого являются микроорганизмы, фиксирующие молекулярный азот из атмосферы. Это клубеньковые бактерии культуры ризобиум. Они производят фиксации атмосферного азота в симбиозе с высшими растениями. Существуют также свободно живущие азотофиксирующие бактерии.

Читайте также:

АЗОТНЫЕ УДОБРЕНИЯ (УСВОЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМ АЗОТА) >>

НИТРИФИКАЦИЯ >>

АЗОТ И ОЗИМЫЕ >>

АЗОТ И АЗОТНЫЕ УДОБРЕНИЯ >>

ФОСФОР И ФОСФОРНЫЕ УДОБРЕНИЯ >>

КАЛИЙ И КАЛИЙНЫЕ УДОБРЕНИЯ >>

Программы для агронома:

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА >>

АГРОПЛАН >>

АГРОКИП >>

АНДРОЗИК >>

САС ПЛАНЕТА >>

РАСЧЕТ НОРМ УДОБРЕНИЙ >>