Основные химические элементы питания растений

Основные химические элементы питания растений

• • Белорусский государственный университет
• • Содержание
• • 1. Общие вопросы химической мелиорации
• • Введение
• • 1.2. История развития агрохимических знаний.
• • 1.3. Удобрения – основной фактор повышения урожаев.
• • 2. Питание растений
• • 2.1. Химический состав растений
• • Химический состав сельскохозяйственной продукции, %
• • Содержание основных элементов питания в растениях
• • 2.2.Особенности питания растений
• • 2.3. Внешние условия питания растений
• • 3. Свойства почвы, важные для питания растений
• • 3.1. Состав почвы
• • 3.2 Поглотительная способность почв
• • 3.3. Реакция почвенной среды
• • Градация почв Беларуси по степени кислотности (pH в kCl) и относительное содержание почв различной кислотности
• • 3.4. Содержание питательных элементов в почвах
• • Градация по содержанию и запасу подвижного фосфора в почвах Беларуси и распределение почв по группам обеспеченности
• • Градация по содержанию и запасу подвижного калия в почвах Беларуси и распределение почв по группам обеспеченности
• • Содержание подвижного k2o считается избыточным, если оно превышает 4,5% от емкости катионного обмена на супесчаных и песчаных и почвах и 5% — на суглинистых почвах.
• • Градация по содержанию и запасу гумуса в почвах Беларуси и распределение почв по группам обеспеченности
• • Интервалы оптимальных параметров агрохимических свойств почв Беларуси
• • 4. Известкование почв Беларуси
• • Наличие кислых почв (по группам кислотности, %) на пашне в Беларуси по результатам обследования 1966–1970 годов
• • Динамика ежегодных объемов работ по известкованию кислых почв в Беларуси с 1951 года
• • Нормативы прибавок урожая основных культур от извести
• • Обобщенные нормативы расхода СаСо3для сдвига реакции среды основных почв Беларуси на 0,1 рН
• • Оптимальные уровни кислотности почв Беларуси (рН в kСl) для различных севооборотов (при среднем содержании гумуса и подвижного фосфора)
• • Дозы известковых мелиорантов (т/га СаСо3) для известкования кислых почв пахотных земель
• • Баланс кальция и магния на пашне Беларуси, кг/га СаСОз
• • 5. Минеральные удобрения
• • 5.1. Классификация и свойства минеральных удобрений
• • 5.2. Азотные удобрения
• • Фосфорные удобрения
• • Калийные удобрения
• • 5.5. Микроудобрения
• • 5.6. Комплексные удобрения
• • 5.7.Технология применения минеральных удобрений
• • Нормативы расхода фосфорных и калийных удобрений сверх выноса с урожаями для увеличения содержания подвижных их форм в дерново-подзолистых почвах на 10 мг/кг, кг/га д.В.
• • 6. Органические и бактериальные удобрения
• • Свойства основных видов торфов Беларуси
• • 7. Система применения удобрений под сельскохозяйственные культуры
• • 8. Экологические проблемы химизации земледелия
• • Средняя кислотность и среднее содержание основных ионов в среднемесячных атмосферных осадках, мг/л (1992–1998 гг.)
• • Рекомендуемая литература

для пшеницы, гороха, льна, трав — в процентах от сухого вещества, для иных культур — на сырую массу.

На количество и качество органических веществ в растениях большое влияние оказывают условия их питания. Достаточное содержание азота в почве увеличивает образование белков и аминокислот в растениях. Растительные белки состоят из 20 аминокислот и 2 амидов. Вместе с азотистыми небелковыми соединениями они составляют сырой протеин. Фосфорные и калийные удобрения способствуют накоплению углеводов – сахаров, крахмала, клетчатки и жиров. Улучшают качество урожая микроудобрения.

Живые растения и сухая растительная масса существенно различаются по элементному составу, так как при потере воды происходят и некоторые изменения органического вещества (окисление жиров, распад ферментов и др.). Средний химический состав сухого вещества растений (%): углерод—45, кислород — 42, водород — 6,5, азот — 1,5, зольные элементы (остающиеся при сжигании растений элементы — калий, кальций, магний, фосфор и др.) — 5. В живом растении соотношение элементов другое (% к весу свежей массы): кислород—70, углерод—18, водород — 10,5, кальций — 0,5, азот — 0,3, калий — 0,3, кремний — 0,15, фосфор — 0,07, магний — 0,07, сера — 0,05, хлор — 0,04, натрий — 0,02, алюминий — 0,02, железо — 0,02, марганец—0,007, стронций—0,001.

Всего в растениях обнаружено более 70 химических элементов, 20 из них относятся к необходимым, так как без них растения не могут жить, они не заменимы другими элементами. Это кислород, углерод, водород, азот, фосфор, калий, кальций, магний, натрий, сера, железо, хлор, марганец, бор, цинк, медь, молибден, кобальт, ванадий, йод. Еще 12 элементов считаются условно необходимыми, потому что способны иногда положительно влиять на растения. К ним относятся кремний, литий, стронций, кадмий, селен, серебро, свинец, фтор, хром, никель, алюминий и титан.

Содержание кислорода, углерода, водорода, фосфора, калия, кальция, азота, магния, серы и железа в растениях может колебаться от нескольких процентов до сотых долей процентов сухого вещества. Эти элементы называются макроэлементами (табл. 2.2). Элементы, содержание которых измеряется тысячными и стотысячными долями процента называются микроэлементами. К ним относятся бор, марганец, медь, цинк, молибден, кобальт и ванадий. Химические элементы, встречающиеся в растениях в еще меньших количествах, чем микроэлементы, называются ультрамикроэлементами.

Кислород, углерод и водород – основные элементы, из которых построены углеводы, жиры, белки и другие органические вещества растений.

Азот входит в состав важнейших соединений – аминокислот, белков, нуклеиновых кислот, хлорофилла, витаминов группы В и др. недостаток азота выявляется по слабому образованию хлорофилла. Азот способствует росту вегетативной массы. Фосфор играет важную роль в обмене веществ и энергии. Энергия аккумулируется в виде АТФ и т.п., стимулируя рост растений. Недостаток фосфора сказывается на развитии репродуктивных органов. Калий важен для синтеза и передвижения углеводов в растениях, повышает водоудерживающую способность тканей и устойчивость растений. Кальций важен для фотосинтеза, усвоения азота, участвует в формировании клеточных оболочек, важен для корней; не может реутилизироваться. Магний входит в состав хлорофилла, активирует окислительно-восстановительные процессы и передвижение фосфора.

Химический состав растений непостоянен в течение вегетации. В первые фазы роста и развития поглощение минеральных элементов однолетними* культурами значительно опережает синтез ими органических веществ. Например, яровая пшеница к фазе колошения поглощает 97–100 % минеральных элементов, но создает лишь около 60 % органических веществ урожая. У картофеля максимальное поглощение элементов минерального питания отмечается в июле, у сахарной свеклы—в августе. Растения как бы создают запас минеральных элементов для дальнейшей работы всего фотосинтетического аппарата. Во второй половине вегетации растения частично теряют некоторые элементы, прежде всего калий. Потери элементов объясняются отмиранием и опаданием старых листьев, а потери калия – еще и вымыванием дождями из надземных органов.

Знание химического состава растений имеет большое практическое значение для организации правильного питания растений и получения растениеводческой продукции заданного качества.

Источник

Необходимые растению элементы минерального питания

Макроэлементы, их усвояемые соединения, роль и функциональные нарушения при недостатке в растении

• участие HS-групп и -S-S-связей в стаби­лизации трехмерной структуры белков и
• образование связей с коферментами и простетическими группами.
• Сочетание метиль­ной и HS-группы обусловливает широкое участие метионина в образовании АЦ ферментов.
• С этой аминокислоты начинается синтез всех полипептидных цепей.

1. участие в регуляции вязкости цитоплазмы, в повышении гидратации ее коллоидов и водоудерживающей спо­собности,
2. служит основным противоионом для нейтрали­зации отрицательных зарядов неорганических и органических анионов,
3. создает ионную асиммет­рию и разность электрических потенциалов на мембране, т. е. обеспечивает генерацию биотоков в растении
4. является активатором многих ферментов, он необходим для включения фосфата в органические соединения, синтеза белков, полисахаридов и рибофлавина — компонента флавиновых дегидрогеназ. K особенно необходим для молодых, активно растущих органов и тканей.
5. принимает активное участие в осморегуляции, (открывании и закрыванииустьиц).
6. активирует транспорт углеводов в растении. Установлено, что высокий уровень сахара в зре­лых ягодах винограда коррелирует с накоплением значительных количествKи органических кислот в соке незрелых ягод и с последующим выходомKпри созревании. Под влиянием Kувеличивается накопление крахмала в клубнях картофеля, сахарозы в сахарной свекле, моносахаридов в плодах и овощах, целлюлозы, гемицеллюлоз и пектиновых веществ в клеточных стенках растений.
7. В результате повышается устойчивость злаков к полеганию, к грибным и бактериальным заболеваниям.

1. стабилизация структуры мембран, регуляция ионных потоков и участие в биоэлектри­ческих явлениях. Са много содержится в митохондриях, хлоропластах и ядрах, а также в комплексах с био­полимерами пограничных мембран клетки.
2. участие в катионообменных процессах в корне (наряду с протоном водорода принимает активное участие в пер­вичных механизмах поступления ионов в клетки корня).
3. способст­вует устранению токсичности избыточных концентраций ионовNH4+,Al,Mn,Fe, повышает устойчивость к засолению, (ограничивает поступление других ионов),
4. снижает кислотность почвы.
5. участие в процессах движения цитоплазмы (структур­ная перестройка актомиозиноподобных белков), обратимых изменениях ее вязкости,
6. определяет пространственную организацию цитоплазматических ферментных систем (например, ферментов гликолиза),
7. активировании ряда ферментов (дегидрогеназ, амилаз, фосфотаз, киназ, липаз) — определяет четвертичную структуру белка, участвует в создании мостиков в фермент-субстратных комплексах, влияет на состояние аллостерических центров).
8. определяет структуру цитоскелета — регулируют процессы сборки-разборки микротрубочек, секреции компонентов клеточной стенки с участием везикул Гольджи.
9. Комплекс белка с Caактивирует многие ферментные системы: протеинкиназы, транспортную Са-АТФ-азу, АТФ-азу актомиозина.

1. входит в составхлорофилла (около 10-12 %Mg ),
2. является активатором ряда ферментных систем (РДФ-карбоксилазы, фосфокиназ, АТФ-аз, енолаз, ферментов цикла Кребса, пентозофосфатного пути, спиртового и молочнокислого брожения), ДНК- и РНК-полимеразы.
3. активирует процессы транспорта элек­тронов при фотофосфорилировании.
4. необходим для фор­мирования рибосом и полисом, для активации аминокислот и синтеза белков.
5. участ­вует в образовании определенной пространственной структуры НК.
6. усиливает синтез эфирных масел, каучуков.
7. предот­вращает окисление аскорбиновой кислотой (образуя комплексное соединение с ней).

Источник