Влияние минеральных веществ на рост растений

Магний входит в состав хлорофилла. Так же является активатором многих ферментов.

 

 

1.3 Недостаток и переизбыток минеральных веществ при росте растения

 

 

У растений есть болезни, вызываемые болезнетворными агентами, в частности  вирусами, которые проникают в  растения и убивают их. Однако наиболее распространенными заболеваниями  являются дефициты минерального питания. Дефициты или недостаточность минерального питания возникают, когда растения не получают, или получают в избыточном количестве необходимые им элементы питания. Почва не может производить больше, чем позволяет ей наиболее лимитирующий фактор, независимо от того, какой именно элемент питания является лимитирующим. Не имеет значения, сколько необходимых элементов питания не хватает в почве, все дефициты можно устранить без потери урожая или снижения его качества. Дефициты следует распознавать на ранних стадиях роста растений и необходимо немедленно проводить соответствующую корректирующую обработку. По этой причине очень важны точный диагноз и правильная коррекция дефицитов минерального питания. К счастью, недостаточность минерального питания у растений легко устранима, если характер недостаточности правильно диагностирован. Когда растения страдают от дефицитов минерального питания, это очень хорошо видно по таким признакам, как изменение окраски листьев, в частности пожелтение, появление различных пятен и побуревших, как бы «обожженных» краев, появление пустот в серединах стеблей или расщепление вершин. Даже если хорошие семена были посеяны в идеальную почву, у растений, тем не менее, могут появиться дефициты питания. Чтобы развиваться и созревать, растения нуждаются в постоянном поступлении минеральных веществ и воды.

Интенсивный фосфорный обмен в растении начинается сразу же при  прорастании семени. При набухании семени усиливается деятельность ферментов. Под их действием сложные безазотистые вещества — крахмал и дисахариды — превращаются в простые соединения, которые и используются зародышем для развития. Протеолитические ферменты расщепляют белковые вещества семени до амидного азота и аминокислот, которые интенсивно расходуются на синтез белков и других сложных органических соединений в процессе роста молодого растения.

Во всех этих процессах фосфорная  кислота не только источник энергии, но и необходимый элемент в  углеводном обмене, накоплении сахарофосфатов, нуклеиновых кислот, в синтезе нуклеопротеидов и других сложных органических соединений, неблагоприятных для ростовых процессов. 
 Поэтому все растения чувствительны к фосфатному голоданию в самом раннем возрасте, когда усваивающая способность их неразвитой корневой системы весьма слабая. Фосфорное голодание растений в ранний период роста настолько нарушает метаболизм, что его невозможно полностью исправить последующим нормальным питанием. Мало того, голодавшие в начале развития культуры отрицательно реагируют на обильное фосфатное питание в дальнейшем.

При недостатке фосфора - листья становятся темнозеленого цвета, приобретают несколько голубоватый оттенок, рост побегов и корней сильно замедляется, новые листья мелкие, задержка цветения.  Растение темнеет, сине-зеленый цвет с малиновой нижней частью нижних листьев. Чахлый рост. Недостаток фосфора у томата вызывает завертывание во внутрь долей листа.

Дефицит калия приводит к нарушению  различных метаболических процессов, что приводит к снижению продуктивности культур и качества урожая. Недостаток калия в растении может быть неявным. Часто на первой стадии происходит только замедление скорости роста и развития растения, часто называемые «скрытым голоданием». Видимые симптомы голодания калием появляются на поздних стадиях, при появлении хлороза и омертвлении тканей растений. Исследованиями В.Е. Таирова доказано, что при дефиците калия из старых отмерших органов растений элемент перемещается в молодые ткани, при этом используется растениями повторно.

Растения с недостаточным питанием калием часто более чувствительны  к заморозкам. Повышенная сопротивляемость заморозкам зависит от физиологических и морфологических особенностей, таких как здоровые крепкие корни, широкие сосуды ксилемы, высокое содержание сахаров и углеводов, пониженная транспирация и потери воды. Он влияет на многие из этих факторов, нивелируя отрицательное влияние зимних холодов.

Растения с достаточным снабжением калием могут использовать почвенную  влагу намного эффективнее. Он повышает способность растений переносить засуху, стимулируя всасывание воды корнями и снижая транспирацию с поверхности листовых пластинок.

Калий особенно необходим цветкам, при его недостатке цветки не образуются либо они очень мелкие. При недостатке фосфора и калия листья желтеют с краев и начинают постепенно опадать, рост растений резко задерживается. Характерный признак калийного голодания - светлая каемка по всей поверхности листа. Кроме того, при недостатке калия растения легче подвергаются грибным заболеваниям.

Азот особенно необходим листьям. При недостатке азота листья становятся бледно-зелеными, рост растений задерживается, листья мельчают.

Избыток данного элемента - листья становятся темно-зелеными, цветение  задерживается.

Магний как питательный элемент  выполняет различные функции  в растении. Например, при его  дефиците может синтезироваться  недостаточно хлорофилла, ослабевают общая ассимиляция, устойчивость растений к болезням и неблагоприятным погодным условиям. Установлено, что сильные поражения фитофторозом развиваются именно на почвах с недостатком магния. Недостаток магния сопровождается хлорозом листьев – они начинают бледнеть, или розоветь между жилками от середины к краям, становятся пестрыми, а края листьев скручиваются. Плохо развивается корневая система, растения истощаются.

Пожелтение кончиков нижних листьев  – один из первых симптомов дефицита бора. Уязвимость листвы – характерный  признак. Коричневый окрас кончиков листьев обычно ассоциируется с  разрывом главной артерии листа  в результате характерной уязвимости. [6]

При дефиците серы листья растений приобретают  светло-зеленую окраску, а позднее  желтую, частично с красноватым оттенком. В отличие от недостатка азота, недостаток серы проявляется сначала на молодых. Стебли становятся тонкими, хрупкими, одревесневшими и жесткими. Она участвует в обмене и транспорте веществ, в общих процессах ионного равновесия в клетках растений. Входит в состав белков, являясь одним из исходных продуктов для биосинтеза аминокислот. 

 

 

4.  Восстановление баланса минеральных веществ

 

 

Огромное значение удобрений в  повышении плодородия почв и урожаев  сельскохозяйственных культур доказано многочисленными опытами научных учреждений, а также подтверждено практикой мирового земледелия. 
    В течение длительного времени единственным удобрением был навоз. Использование минеральных удобрений началось со второй половины XIX века. Однако и сейчас навоз остается важнейшим удобрением в связи с тем, что содержит все необходимые растениям питательные вещества и способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Применение навоза обеспечивает повторное использование в хозяйстве большого количества ранее усвоенных растениями питательных веществ из почвы и удобрений.

По оценкам специалистов, около  половины всего прироста урожая сельскохозяйственных культур получают за счет применения удобрений. 
   Эффективность удобрений в различных климатических условиях неодинакова и зависит от свойств почвы. Положительное воздействие оказывают удобрения на всех почвах при орошении и в районах с достаточным увлажнением. Минеральные удобрения при правильном использовании значительно повышают урожайность, а также улучшают качество продукции, вследствие чего их применение обуславливает высокий экономический эффект. В первый год окупаются все затраты на удобрение и обеспечивается получение высокого дохода. Вся история мирового земледелия свидетельствует о существовании прямой зависимости урожайности культур от количества применяемых удобрений. 
    Для получения планируемых урожаев полностью обеспечиваются удобрениями посевы на мелиорированных землях с регулируемым водным режимом, так как в этих условиях применение удобрений чрезвычайно эффективно. Высоким уровнем использования удобрений характеризуются районы с достаточным увлажнением, где получают хорошую оплату единицы удобрений и обеспечивается стабильное производство сельскохозяйственной продукции.

Применение удобрений имеет  огромное значение в решении важных народно-хозяйственных задач, например в увеличении производства зерна, пшеницы и в обеспечении животноводства кормами. [7]

Эффективность минеральных удобрений  зависит от правильного их применения в сочетании с органическими, приемами химической мелиорации в комплексе  с использованием химических средств  защиты растений, а также регуляторов  роста при выращивании сортов с большой продуктивностью. Все  перечисленные условия эффективного применения удобрений учитываются при современных технологиях возделывания культур, один из важнейших элементов которых – обеспечение оптимального режима питания растений на протяжении вегетации с помощью удобрений. 
    Удобрения можно классифицировать на минеральные и органические. Минеральные удобрения, в свою очередь, подразделяются на азотные, нитратные, фосфорные, калийные, микроудобрения. К органическим относятся навоз, птичий помет, торфяные компосты, и зеленое удобрение. 

Минеральные удобрения содержат питательные  вещества в виде различных минеральных  солей. В зависимости от того, какие  питательные вещества входят в них, удобрения подразделяются на комплексные и простые. 
    Минеральные удобрения – сильное средство воздействия на физические, химические и биологические свойства почвы и сами растения. В почве минеральные удобрения подвергаются разнообразным превращениям, которые влияют на растворимость содержащихся в них питательных веществ, на способность к передвижению в почве и доступность растениям. Характер и интенсивность этих превращений зависят от свойств почвы. Они обогащают почву питательными элементами, изменяют реакцию почвенного раствора, влияют на микробиологические процессы и др.

Так как питание растений осуществляется главным образом через корни, то внесение минеральных удобрений  в почву позволяет активно  воздействовать на рост и развитие растений, а следовательно, на общую биологическую продуктивность поля, луга и тому подобных.

Они содержат питательные вещества в форме органических соединений растительного или животного происхождения. Органические удобрения оказывают многостороннее агрономическое действие на свойства почвы. При разложении их в результате жизнедеятельности почвенных микроорганизмов образуются доступные растениям минеральные соединения N, Р, К, Са, S и других элементов и перегной, или гумус.

Выделяющийся при этом углекислый газ насыщает почвенный воздух и  приземной слой атмосферы, улучшая  углеродное питание растений. При  систематическом внесении органических удобрений улучшаются физико-химические и химические свойства почвы, ее водный и воздушный режимы, активизируется жизнедеятельность полезных микроорганизмов.

Через органические удобрения в  основном осуществляется круговорот питательных  веществ по схеме: почва – растения – животные – почва. Применение органических удобрений позволяет  вносить минеральные удобрения  в больших дозах и получать высокие урожаи сельскохозяйственных культур. [9]

Большая часть садовых растений предпочитает почвы со средним уровнем  кислотности. Однако это не означает, что почвы не нуждаются в проведении каких-либо мелиоративных работ. Не стоит забывать, что высокая кислотность  почвы оказывает негативное влияние  на растения, причем не только прямое, но и косвенное. Так, кислые почвы  после таяния снегов или продолжительных  дождей долго остаются влажными, а, просохнув, сразу же покрываются  плотной коркой, препятствующей проникновению  воздуха к корням растений. При  этом питательные вещества, содержащиеся в кислых почвах или вводимые в  процессе подкормки, плохо усваиваются  различными культурами, в результате в почве скапливаются вредные  вещества и развиваются бактерии, что негативно отражается на состоянии  растений.

Характерным признаком кислой почвы  является наличие на поверхности  земли белого налета, напоминающего  по внешнему виду пепел золы. Кроме  того, на кислотность почвы того или иного участка указывает  и произрастание на нем в больших  количествах щавеля, хвоща и грубых диких злаков. Чтобы уменьшить кислотность почвы в нее вносят известь.

 

 

 

 

 

 

2 Влияние минерального питания на рост растений

 

2.1 Методы определения минеральных  веществ

 

Определение содержания любого химического  элемента в растении включает в качестве обязательной процедуры, предшествующей самому определению, стадию разложения (дигестии) образца.

В практике биохимического анализа  используют в основном два метода -- сухое и мокрое озоление. В обоих случаях процедура обеспечивает минерализацию всех элементов, т. е. перевод их в форму, растворимую в том или другом неорганическом растворителе.

Мокрое озоление - основной способ разложения органических соединений азота и фосфора, и в ряде случаев оно более надежно при определении многих других элементов. При определении бора может быть использовано только сухое озоление, так как большая часть соединений бора улетучивается с парами воды и кислоты. [10]

Метод сухого озоления применим для анализа содержания в би-ологическом материале почти всех макро- и микроэлементов. Обычно сухое озоление растительных проб проводят в электрической муфельной печи в фарфоровых, кварцевых или металлических тиглях (или чашках) при температуре, не превышающей 450- 500° С. Лучше всего тигли из кварца, однако обычно применяют тигли из тугоплавкого стекла или фарфора. Для некоторых специальных исследований могут потребоваться платиновые тигли. Низкая температура во время сжигания и правильный выбор материала тигля позволяют избежать потерь от улетучивания и потерь вследствие образования плохо растворимых в соляной кислоте окислов определяемого элемента. Окислы могут возникать при реакции с материалом, из которого изготовлены тигли.