11). Физиологическая кислотность и щелочность и их формы в удобрениях.

Наряду с другими условиями поступление питательных веществ из мин.удобрений в растения зависит от ФРС. Все соли по хим.свойствам м.б. гидролитически кислыми, щелочными или нейтральными. В процессе роста растений избирательно поглощаются ионы, и даже при внесении нейтр.солей их физиологическая реакция м.б. различной. Значение ионов в питании определяет различную интенсивность их поглощения – остающиеся в растворе ионы и определяют реакцию. ФК удобрения – свойство подкислять реакцию среды, связанное с преимущественным использованием катионов из состава соли. Есть и ФЩ уд-я. Т.о., следует учитывать и ФРС при определении действия питательных смесей. ФРС следует учитывать в безбуферных и на на малобуферных почвах. Необходимо проводить до внесения известкование. Из солей, содержащих азот, этот элемент будет поглощаться в первую очередь. Поэтому аммиачные соли являются кислыми, а селитры – щелочными. Например, Na⁺ - появляется щелочная соль NaHCO₃, кроме NaNO₃. Интенсивное подкисление происходит при поступлении NH₄CI и (NH₄)₂SO₄. Вследствие быстрого поступления аммиака, образующегося при диссоциации NH₄NO₃, данная соль является ФК удобрением. Проявление ФР аммиачной селитры в значительной степени зависит от ряда факто-ров, определяющих усвоение растениями нитратного и аммонийного азота. ФК калийных солей выражена слабее, чем аммонийных. При выращивании культур, потребляющих значительные ко-личества K ( свекла, подсол-нечник, кукуруза, табак, картофель, лен), калийные соли – ФК, а для растений, слабо в нем нуждающихся ( овес и ячмень) – физиологически нейтральны. Устойчивость в сохранении реакции питательного раствора зависит от его состава. Если в растворе мно-го Ca(HCO₃)₂, который полу-чается при растворении извес-ти в углекислой воде, то избы-точная кислота будет реагиро-вать с ним с образованием соответствующей соли. Такой р-р обладает опр.буфер-ностью, и заметных измене-ний реакции не происходит. Буферная способность зависит от T и состава поглощенных катионов.

12). Причины поступления питательных веществ в клетки корня растений.

Влияние внешней среды на питание растений и эффективность удобрений. Растения проявляют неодинаковую чувствительность к кислой и щелочной среде – реакции почвенного раствора.  Люпин – рН оптимальный – 4-5 Картофель – 5  Овес, рожь, лен, гречиха – 5-6 Клевер – 6-6,5 Горох, кукуруза, пшеница – 6-7 Сахарная свекла – 7 Люцерна – 7-8

 Прямое воздействие рН на питание растений - изменяет количество ионов Н+, НСО3–, ОН– на поверхности корневых волосков. В зависимости от реакции почвенного раствора нарушается поступление в растения либо катионов, либо анионов. Косвенное - Изменяется растворимость соединений элементов питания.  При подкислении южных почв улучшается питание растений фосфором, микроэлементами. Подкисление кислых почв приводит к ухудшению питания растений кальцием, магнием, аммиачным азотом, калием (эффект антагонизма ионов). В почвенном растворе содержание Al³⁺ и Mn²⁺ может становиться токсичным. Слабая освещенность и несбалансированность питательного р-ра усугубляют негативное воздействие рН на растения. ^ Воздушный, водный и тепловой режимы почвы. Воздух необходим для дыхания корней, при плохой аэрации нарушается питание растений. Потребность корней в кислороде невелика – в среднем 1 мг на 1 г сухого вещества в сутки, однако и этого количества растение может не иметь. Оптимизация воздушного режима достигается оструктуриванием почвы и осушением переувлажненных почв. ^ Реализация потенциальной продуктивности культурных растений возможна при оптимальном водном режиме. Вода составляет 70-90% массы растения, участвует в биохимических реакциях. Связующий каркас протоплазмы. Водные растворы солей – основной источник корневого питания растений. Дефицит влаги (преобладание испарения над поступлением воды в растение)  Снижается интенсивность фотосинтеза, вплоть до полного его прекращения. Изменяется обводненность и вязкость протоплазмы. Подавляется синтез белков и хлорофилла. Происходит распад нуклеиновых кислот, фосфатидов, нуклиопротеидов, резко снижается переход минерального фосфора в органические соединения. Ухудшается водоснабжение растения. Повышается осмотическое давление почвенного раствора, токсическое действие удобрений, особенно азотных. Удобрения, используемые для питания растений, являются одним из внешних факторов, существенно влияющих на водоснабжение растений.  Удобрения, как правило, снижают расход воды на образование единицы урожая на 10–20% и больше. Лучший эффект получается от применения фосфорных удобрений и при их сочетании с азотом и калием.   Тепловой режим Корни растения не могут развиваться и усваивать пищу при низкой температуре. Весной, на холодных почвах растения медленно развиваются не из-за недостатка пищи и воды, а потому, что корневая система не способна поглотить воду и питательные ионы в холодной среде.  Отрицательное влияние на поступление питательных веществ в растения оказывает и чрезмерно высокая температура. Для поступления азота и фосфора в растения оптимальная температура почвы – 15-20°С. ^ Световой режим Важным фактором, влияющим на питание растений, является свет. Поглощение питательных веществ корневой системой растения и использование их в синтетических процессах на свету происходят активнее, чем в темноте. При плохом же освещении процесс фотосинтеза протекает слабее, затормаживается поступление ассимилятов в корневую систему, а следовательно, ослабляется поступление питательных элементов в растение.  Загущение посевов приводит к снижению величины урожая. Поздняя уборка покровной культуры ухудшает условия перезимовки клевера. Многоярусная посадка многолетних декоративных растений усиливает риск плохой перезимовки.

13).Факторы, влияющие на поступление питательных веществ в растения.

На поступление питательных веществ влияют: наличие и соотношение в почве элементов питания, аэрация, температура, освещенность, реакция почвенного раствора и др. Элементы питания могут находиться в почвенном растворе (минеральные и органические растворимые соединения), в органическом веществе почвы ( гумус, растительные остатки), и в собственно твердой фазе почвы. Растениям доступны все растворенные и обменно поглощенные вещества, остальные соединения непосредственно недоступны и могут усваиваться при переходе в легкоусвояемую форму при минерализации. Наличие элементов зависит от уровня потенциального плодородия, генетических особенностей почв и их механического состава. Под влиянием внешних факторов часть элементов может переходить в неусвояемую форму, что уменьшает их поступление в растения. Влияют на доступность пит.веществ и сами растения (влияние корневых выделений). Концентрация почвенного раствора – вредна как недостаточная, так и избыточная минерализация. Одни растения выносят значительные концентрации солей, другие погибают. Большинство овощных культур негативно реагирует на повышенную минерализацию р-ра, причем молодые растения наиболее чувствительны. Кроме влияния общей концентрации, большое значение имеет соотношение питательных элементов (антагонизм – избыток к-л элемента препятствует поступлению других, и синергизм – увеличение количества эле-мента, находящегося в недостаточной концентрации, способствует поглощению других элементов). Антагонизм – у Fe и Ca, AI и Na, Cu и Zn; синергизм – у Cu и Mo, S и Mn и др. Большое значение имеют особенности корневой системы: сильно разветвленная охватывает более плотно частицы почвы и лучше усваивает питательные вещества, чем маловетвистые корни (лук). Поэтому для плохо усваивающих растений удобрения приближают к рядку; культуры с глубоко проникающими корнями хорошо усваивают основные удобрения. Большое значение имеет особенность корневых систем усваивать мало-доступные соединения. Лучше других используют трудно растворимые соединения P капуста, огурцы, лук, томаты. Климатический фактор приобретает особое значение с того уровня температур, когда возможна вегетация растений. Менее требовательные вегетируют при 4-6°С, а теплолюбивые – при 10-12°С. В зависимости от температуры изменяется реакция раствора на вносимые удобрения. При низких температурах особенно плохо усваивается фосфор, а лучше всего – K. Отсюда следует, что отрицательное влияние низких температур можно преодолеть внесением фосфорных удобрений. При такой t°C , более эффективны некорневые подкормки, но для растений, хорошо растущих при низких температурах, действие обоих подкормок равноценно. Относительная влажность почвы имеет большое значение для растений защищенного грунта. При повышенной влажности уменьшается испарение влаги, усиление транспирации положительно влияет на поглощение растениями питательных элементов. Для растений opt нейтральная реакция, но надо знать, что для различных удобрений она широко варьирует: для аммонийного питания-7,0; для нитратного-5,5. действие кислотности усиливается при низкой освещенности и избыточном увлажнении. Большинство культурных растений лучше развиваются при 6-7 pH.

Темп-ра 25-28

Полев.влаг-ть 60%

Нейтр.реакция среды

Достат.кол-во легкоусв-х вещ-в

Аэробный режим

Влияние условий внешней среды на поступление питательных веществ в растения (концентрация почвенного раствора, соотношение макро- и микроэлементов в питательной среде, влажность и аэрация почвы).

Концентрация почвенного раствора.

Корни растения могут использовать элементы питания из сильно разбавленных растворов, однако при очень низких концентрациях растения могут страдать от недостатка питательных веществ.

Повышение концентрации до определенного предела (2-3 г/л) вызывает пропорциональный рост интенсивности поглощения элементов питания, при избыточно высоких концентрациях растения угнетаются, т.к. осмотическое давление раствора затрудняет поступление воды.

Оптимальная концентрация почвенного раствора при которой наиболее активно поглощаются питательные вещества изменяется в зависимости от вида растения и возраста.

Так хуже всего переносят повышенные концентрации: лен, люпин, морковь и огурец. Особенно чувствительны молодые растения.

Соотношение макро и микроэлементов.

Раствор в котором необходимые растению элементы питания находятся в оптимальной для данной фазы развития концентрации и соотношении называется физиологически уравновешенным. Одновременное присутствие в растворе нескольких видов катионов и анионов благодаря антагонизму создает более или менее благоприятные условия для развития растения. В то время как односолевой (неуравновешенный) раствор той же концентрации оказывает резко отрицательное воздействие. Антагонизм это взаимное торможение одноименно заряженных ионов при поступлении их в растение. Пример: Са и К, Са и Мg, К и NH4, Са и Н.

Антагонизм анионов менее выражен. Отрицательную роль антагонизм может играть в неуравновешенных растворах, т.е. при резком преобладании того или иного иона.

Например известкование почв вызывает резкое повышение концентрации Са в итоге может снизится поступление К и Мg.

Обратный антагонизму процесс – синергизм. Это когда ионы ускоряют поступление друг друга в растение. Синергизм чаще всего рассматривается как взаимоотношение противоположно заряженных ионов. Например поступление ионов NO3 стимулирует поступление Са. Вместе с тем взаимодействия между ионами имеет более сложную природу. Одни и те же ионы могут действовать как положительно так и отрицательно на поглощение других ионов. Направленность действия зависит от содержания в среде того или иного элемента питания.

Например: повышение концентрации элемента находящегося в минимуме до оптимального уровня активизирует процессы обмена веществ в растении, как следствие стимулирует поступление других элементов (синергизм).

При дальнейшем повышении концентрации того же элемента в растворе нарушается соотношение элементов питания. Синергические отношения могут перейти в антогонистические т.к. избыток элемента будет затруднять поступление др. элементов в растение.

Влажность почвы

Элементы питания наиболее интенсивно поступают в растение при оптимальной влажности около 60% полной влагоемкости и обеспечивающий стабильное физиологическое состояние, хорошее развитие корней и быстрый транспорт ионов к поверхности корней. Угнетение растений при недостатке влажности затрудняет усвоение элементов питания. Высокая влажность ухудшает воздушный режим.

Аэрация почвы

Кислород воздуха необходим для дыхания корней в процессе которого освобождается энергия используемая растениями для активизации транспорта питательных веществ. Поэтому потребление элементов питания нарушается при ухудшении аэрации в увлажненных и уплотненных, бесструктурных почвах.

Влияние условий внешней среды на поступление питательных веществ в растения (тепловой режим, свет, реакция среды, деятельность почвенных микроорганизмов).

Тепловой режим

Поступление питательных веществ в растение может происходить только в определенном интервале температур. Например: оптимальная температура для потребления P и N 23-250. температура ниже 10 отрицательно влияет на поступление всех элементов т.к. замедляются процессы жизнедеятельности. Слишком высокая температура 40-50 вызывает иноктивацию белков переносчиков и скорость потребления питательных веществ резко снижается.

Свет

Поглощение элементов питания на свету происходит более интенсивно, чем в темноте. В процессе фотосинтеза образуются органические вещества служащие энергетическим материалом для дыхания корней и участвуют в метаболический реакциях с поступившими в растение ионами. При затемнении растения интенсивность поступления питательных веществ падает, а через некоторое время прекращается.

Реакция среды

Каждое растение имеет определенный интервал рН благоприятный для его роста и развития. Для большинства культур оптимальна слабокислая реакция 6,5. Реакция среды несоответствующая оптимальной вызывает нарушение нормальных процессов жизнедеятельности, в т.ч. может привести к снижению интенсивности поглощения питательных веществ. Повышение концентрации ионов Н в кислом растворе уменьшает поглощение других катионов (антагонизм), и усиливает потребление анионов (синергизм).

Деятельность почвенных м.о.

Жизнедеятельность растений осуществляется в тесной взаимосвязи с огромным количеством микроорганизмов.

В окультуренных Пд 1-2 млрд. на 1 г почвы

В черноземах 2,5-3 млрд. на 1 г почвы

Общая масса м.о. в пахотном слое почвы 3-8 т/га

Особенно активно развиваются м.о. в той части почвы, которая непосредственно соприкасается с корнем растений (ризосфера). Ризосферные м.о. используют для питания корневые выделения, попутно не позволяя им накапливаться в токсичных для растения концентрациях.

Микрофлора может играть как положительную так и отрицательную роль. Полезные м.о. способствуют переводу трудно растворимых элементов почв и удобрений в доступные для растения формы, осуществляет фиксацию атмосферного азота, выделяют биологически активные вещества: витамины, стимуляторы роста и другие оказывающие положительное влияние на растение вещества. М.о. могут вызывать и негативные для растения процессы: биологическую иммобилизацию, газообразные потери азота при денитрификации. Некоторые микробы выделяют токсичные соединения. Многие грибы и бактерии – возбудители болезней.

Жизнедеятельность м.о. во многом зависит от условий окружающей среды имеющих значение и для растений. Полезные м.о. в большинстве случаев аэробы и предпочитают слабокислую или нейтральную реакцию среды. Важно применять удобрения и технологии, способствующие развитию полезных и подавлению вредных м.о.