КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Дисциплина «Агрохимия»
Содержание
1.В какой форме поступают основные питательные вещества в растение;
2. Агрохимическая характеристика основных подтипов чернозёмов (выщелоченных, типичных, обыкновенных, южных). Эффективность удобрений на этих почвах;
3. Источники фосфора для растений. Вынос фосфора с урожаем;
4. Роль бора, молибдена, марганца для растений.
1.В какой форме поступают основные питательные вещества в растение
Азот и зольные элементы поглощаются из почвы деятельной поверхностью корневой системы растений в виде ионов (анионов и катионов). Так, азот может поглощаться в виде аниона и катиона (только бобовые растения способны в симбиозе с клубеньковыми бактериями усваивать молекулярный азот атмосферы), фосфор и сера — в виде анионов фосфорной и серной кис лот—калий, кальций, магний, натрий, железо — виде катионов, а микроэлементы — в виде соответствующих анионов или катионов.
Растения усваивают ионы не только из почвенного раствора, но и поглощенные коллоидами. Более того, растения активно (благодаря растворяющей способности корневых выделений, включающих угольную кислоту, органические кислоты и аминокислоты) воздействуют на твердую фазу почвы, переводя необходимые питательные вещества в доступную форму.
В процессе поступления питательных веществ в растения проявляется синергизм ионов, когда поглощение одних ионов способствует лучшему поглощению других.
физиологическая уравновешенность легче всего восстанавливается при введении в раствор солей кальция. При наличии в растворе кальция создаются нормальные условия для развития корневой системы, поэтому в искусственных питательных смесях катион кальция должен преобладать над всеми другими ионами. Особенно сильно ухудшаются развитие корней и поступление в них питательных элементов при высокой концентрации ионов водорода, т.е. при повышенной кислотности раствора.
Корни растений имеют очень высокую усвояемую способность и могут поглощать питательные элементы из сильно разбавленных растворов. Большинство растений нормально развивается при содержании N и К20 по 20—30 мг и Р2Оз 10—15 мг на 1 л раствора и даже при значительно более низкой концентрации, если она поддерживается на том же уровне.
Для нормального развития корней важное значение имеет также соотношение солей в растворе, его физиологическая уравновешенность. Физиологически уравновешенным называется раствор, в котором отдельные питательные элементы находятся в таких соотношениях, при которых происходит наиболее эффективное использование их растением. Раствор, представленный какой-либо одной солью, физиологически не уравновешен.
Поступившие в растения элементы минерального питания в виде катионов и анионов используются на синтез органических соединений и обеспечение различных физиологических функций. С увеличением уровня питания каким-либо ионом его концентрация в растениях в минеральной форме также возрастает в определенных пределах. Так, поступивший в растения нитратный азот восстанавливается уже в корневой системе, а аммонийный азот быстро используется на синтез органических азотистых соединений. Значительные количества нитратов обнаруживается в надземные органах растений обычно лишь при повышенном уровне снабжения азотом. Поглощенный корнями фосфор также интенсивно включается в состав органических соединений и накапливается в тканях растений в минеральной форме только при обильном питании. Концентрация других минеральных ионов в растительных тканях отражает степень обеспеченности растений соответствующими элементами.
Повышенное содержание минеральных соединений отдельных элементов в растениях может наблюдаться и при ограничении синтеза органических веществ вследствие недостатка других элементов питания, прочих неблагоприятных условий для роста и развития растений.
2. Агрохимическая характеристика основных подтипов чернозёмов (выщелоченных, типичных, обыкновенных, южных). Эффективность удобрений на этих почвах
Черноземы. Агрохимические свойства основных подтипов черноземов характеризуются показателями, приведенными в таблице
Черноземы от других почв отличаются более высоким естественным плодородием, имеют мощный гумусовый горизонт, значительно больше содержат гумуса и общего азота (0,2—0,5 %) в пахотном горизонте с постепенным снижением их по профилю. Валовой запас гумуса и азота в слое 0—20 см составляет соответственно 60—220 и 3—15 т/га, а в метровом слое — в 3—4 раза больше. Общее содержание фосфора колеблется от 0,1 до 0,3%, а валовой запас его составляет 2—4,5 т/га. Все подтипы черноземов богаты калием, общее содержание его составляет 2,5—3 %, а валовой запас— 75—90 т/га. Черноземы имеют высокие емкость поглощения и степень насыщенности основаниями.
У типичного чернозема наибольшая мощность гумусового горизонта, более высокое относительное содержание гумуса и общего азота, а также фосфора и валовые их запасы (соответственно 120—220; 7—15 и 3,5—4,5 т/га) и емкость поглощения. К северу у выщелоченного чернозема и к югу у обыкновенного и особенно у южного черноземов значения этих показателей снижаются. У выщелоченного чернозема реакция почвы слабокислая, обменная кислотность, как правило, отсутствует, но гидролитическая кислотность может достигать значительных величин. У обыкновенного и южного черноземов реакция нейтральная или слабощелочная.
Несмотря на высокое потенциальное плодородие черноземов, обеспеченность их усвояемыми формами азота и подвижным фосфором
(особенно старопахотных и слабо удобрявшихся черноземов) очень часто невысокая. Поэтому здесь эффективны фосфорные удобрения, а при более благоприятных условиях увлажнения и азотные. На старопахотных и слабо удобрявшихся черноземах по сравнению с целинными уменьшаются запасы общего и обменного калия. На таких почвах, особенно под калиелюбивые культуры (сахарная свекла, картофель, подсолнечник и др.), целесообразно вносить калийные удобрения (вместе с азотными и фосфорными). Применение минеральных удобрений дает наилучшие результаты в более увлажненных западных районах Черноземной зоны, в восточных районах (параллельно с ухудшением условии увлажнения) эффективность удобрений снижается.
3. Источники фосфора для растений. Вынос фосфора с урожаем
Из органических соединений фосфора наиболее важную роль в растениях играют нуклеиновые кислоты — сложные высокомолекулярные вещества, состоящие из азотистых оснований, молекулы углеводов (рибозы или дезоксирибозы) и фосфорной кислоты. Они участвуют в самых важных процессах жизнедеятельности организмов — синтезе белка, росте и размножении, передаче наследственных свойств. Нуклеиновые кислоты образуют комплексы с белками — нуклеопротеиды, участвующие в построении цитоплазмы и ядра клеток. Фосфор входит в состав фосфатидов (фосфоглицеридов), которые образуют белково-липидные клеточные мембраны и регулируют их проницаемость для различных веществ. Значительное количество фосфора в растениях находится в составе фитина — запасного вещества семени, используемого как источник этого элемента во время прорастания. Важная группа фосфорорганических соединений в тканях растений — сахарофосфаты, образующиеся в процессах фотосинтеза, синтеза и распада углеводов. Фосфор входит также в состав витаминов и многих ферментов.
Минеральные фосфаты присутствуют в тканях растений обычно в небольших количествах, но играют важную роль в создании буферной системы клеточного сока и служат резервом для образования органических фосфорсодержащих соединений.
Фосфор имеет большое значение в энергетическом обмене и о разнообразных процессах обмена веществ в растительных организмах. Он участвует в углеводном и азотном обмене, в процессах фотосинтеза, дыхания и брожения. Энергия солнечного света в процессе фотосинтеза и энергия, выделяемая при окислении в процессе дыхания ранее синтезированных органических соединений, аккумулируется в растениях в виде энергии фосфатных связей макроэргических соединений. Важнейшее из таких соединений — АТФ. Накопленная в АТФ энергия используется для всех жизненных процессов роста и развития растения, в том числе для поглощения питательных веществ из почвы, синтеза органических соединений, их транспорта. При недостатке фосфора нарушается обмен энергии и веществ в растениях.
Фосфора, как и азота, больше всего содержится в репродуктивных и молодых растущих органах и частях растения, где интенсивно идут процессы синтеза органического вещества. Из более старых листьев фосфор может передвигаться к зонам роста и использоваться повторно, поэтому внешние признаки его недостатка проявляются у растений, прежде всего на нижних листьях.
Растения наиболее чувствительны к недостатку фосфора в самом раннем возрасте, когда их слаборазвитая корневая система обладает низкой усвояющей способностью. Отрицательное действие недостатка фосфора в этот период не может быть исправлено последующим даже обильным фосфорным питанием.
Важную роль играет обеспечение растений фосфором и в период формирования репродуктивных органов. Его недостаток в этот период тормозит развитие и задерживает созревание растений, вызывает снижение урожая и ухудшение качества продукции.
При недостатке фосфора растения резко замедляют рост, листья их приобретают (сначала с краев, а затем по всей поверхности) серо-зеленую, пурпурную или красно-фиолетовую окраску. У зерновых злаков при дефиците фосфора уменьшаются кущение и образование плодоносных стеблей. Признаки фосфорного голодания обычно проявляются уже в начальный период развития растений, когда они имеют слаборазвитую корневую систему и не способны усваивать труднорастворимые фосфаты почвы.