Сторінка
1

Основи агрохімії

Агрохімія - наука, яка вивчає живлення рослин та застосування добрив з метою підвищення врожайності сільськогосподарських куль­тур. Вона охоплює проблеми підвищення родючості ґрунтів, взаємо­зв'язку між рослинами, ґрунтом, добривами.

Завданням агрохімії є вивчення кругообігу речовин в землеробстві, виявлення впливів на хімічні процеси, що відбуваються в ґрунті та рослині, які можуть підвищувати врожай або змінювати його склад.

Агрохімія розвивається в тісному взаємозв'язку з хімією, фізикою, різними галузями біології. Вона тісно пов'язана з ґрунтознавством, рослинництвом, метеорологією, загальним землеробством.

На початку свого розвитку агрохімія користувалася ненауковими прийомами. Наприклад, внесення добрив за фазами Місяця; живлення рослин в основному водою (Я.Б.Гельмонт); розпиленим ґрунтом, во­дою, повітрям (Жетро Тулль), жирним гумусом та перегноєм (Валлеріус, А.Т'єр та ін.).

Значний вклад в розвиток агрохімії внесли праці Буссенго (1834), який підкреслював першочергове значення азоту в житті рослин, а також праці Ю.Лібіха - теорія мінерального живлення рослин та по­вернення їх в грунт у вигляді мінеральних речовин.

Вченими всього світу поступово було виявлено, чим і як живиться рослина.

Так, у 1859 році Н.Кноп, Ю.Сакс створили штучні поживні суміші солей, які дозволили вирощувати у воді рослини до повного отриман­ня врожаю.

В розвитку агрохімії значне місце посідають праці російських вче­них М.В. Ломоносова, І.М. Комова, О.Т. Болотова, Д.І. Менделєєва, К.А. Тімірязєва, К.К. Гедройца та інших. Зокрема, М.В.Ломоносов ство­рив дослідне поле з різними ґрунтовими умовами. О.Т.Болотов розро­бив прийоми внесення органічних добрив. О.М. Ельгельгард застосував вапно, фосфорити, калійні солі (1883). К.К.Гедройц розробив теорію хімії ґрунтів.

Основоположником сучасної агрохімії був Д.М. Прянишніков, який вважав головним у підвищенні врожайності внесення органічних і мінеральних добрив, носів бобових культур.

КОРЕНЕВЕ ЖИВЛЕННЯ РОСЛИН

Живлення рослин - це перехід речовини з середовища (ґрунту, по­вітря) в живу рослинну тканину у вигляді складних органічних спо­лук, які синтезують самі рослини та виведення їх з рослинного організ­му. Мінеральне живлення — це переміщення елементів в рослині та їх вторинне використання. Елементи мінерального живлення є чинником зовнішнього середовища.

Рослина через листя засвоює понад 95 % СО2, тобто, шляхом позакореневого живлення. Але основну кількість азоту, води та зольних елементів вона вбирає з ґрунту через кореневу систему.

Граничною концентрацією елементів мінерального живлення в ґрунтовому розчині можна вважати на 1л ґрунтового розчину 20-30 мг азо­ту і калію, 10-15 мг фосфору. Мікроелементів потрібно: бору - 1-2 мг/л, марганцю та цинку - 5-7 мг/л.

Корінь рослини - це орган живлення. Найбільш активні кореневі волоски молодих коренів. Довжина кореневих волосків може досягати 10мм, але у деяких рослин, наприклад злакових, вони коротші - 4.2-1.5мм.

Коріння може проникати на значну глибину:

озима пшениця - 1.8 - 2.3м; кукурудза - 1.6-1.7м; цукрові буряки - 2.2-2.5м; картопля - 1.6-1.8м; конюшина - Зм; помідори - 2м.

Розвиток кореневої системи залежить від біологічних особливостей культур, типу ґрунту.

Поглинаючий комплекс поживних речовин. Існує декілька теорій поглинання. Автором дифузно-осматичної теорії є Є.О.Пфеффер. Вона полягає в тому, що поглинання - чисто фізичне явище: різниця кон­центрацій клітинного соку та зовнішнього розчину.

Ліпоїдна теорія базується на тезі про здатність ліпоїдів пропускати поживні речовини в клітину внаслідок розчинення в ліпоїдному ком­поненті мембрани. Ця теорія передбачає роздільне поглинання води і поживних речовин корінням рослин. Запропонована вона Овертоном у 1897 році.

Існує значна кількість інших теорій та гіпотез щодо кореневого живлення рослин. Найбільш поширеною можна вважати електрохіміч­ну теорію. Суть її полягає в тому, що іони несуть електричний заряд. Зони, на відміну від нейтральних молекул, відчувають вплив двох сил - градієнта хімічних потенціалів та градієнта електричного потенціалу. Активним рахується тільки перенесення іонів, яке відбувається проти градієнта електричного потенціалу. Пасивними - які проходять вздовж градієнта.

Надходження окремих елементів живлення відбувається по-різно­му. Так, кальцій не пов'язаний з диханням рослин. Загальна кількість іонів кальцію визначається числом сорбційних місць, які регулюють обмінні процеси.

Рослини по-різному поглинають іони нітратів (NO3). Це залежить від частки участі коріння в поглинанні нітратів.

Фосфорне живлення вивчав Л.Ру, який встановив, що вміст фос­фору в тканинах листя збільшується на фоні аміачного живлення. При цьому вміст мінерального фосфору зростає, ліпоїдного, нуклеїнового та білкового - зменшується.

Щодо інших елементів живлення існує численна кількість теорій та гіпотез, які подаються в спеціальних працях і вимагають уважного вивчення спеціалістами відповідного профілю.

ЕЛЕМЕНТИ МІНЕРАЛЬНОГО ЖИВЛЕННЯ ТА ЇХ ВЛАСТИВОСТІ

АЗОТ - головна складова частина білка. Він входить до складу простих та складних білків, а також до складу нуклеїнових кислот (РИК - рибонуклеїнова, ДНК - дезоксирибонуклеїнова).

Останні відіграють важливу роль в обміні речовин і передачі спад­кових ознак рослин.

Складна молекула білка складається з 20-23 амінокислот. Вона є в складі хлорофілу. Брак азоту призводить до зміни забарвлення на світло-зелене, а потім до повного пожовтіння.

Без азоту не утворюються вітаміни групи В. Азотне голодування впливає на ріст рослин. Листя, стебло дрібні.

Азот з ґрунту надходить у вигляді азоту гумусу. Внаслідок мінера­лізації органічної речовини утворюється азотний фонд грунту. Цей фонд складається з наступних компонентів: азот у формі NH4, NO3, NO2 , який доступний для рослин; легкогідролізований азот - най­ближче поповнення мінеральних форм азоту. Це азот амідів, амінокис­лот, мінеральні форми його - NO3, NH4. Важкогідралізований азот білків, гумінів, не гідролізований азот гумінів, меланів, бітумів, необмінного амонію практично не доступні для живлення рослин.

ФОСФОР в живих організмах представлений органічними сполу­ками. Значна кількість фосфору концентрується в насінні (0.6-0.8%). Фосфор є джерелом енергії для рослин.

За участю фосфору здійснюється вуглеводний обмін. Фосфор бере участь у фазах розвитку рослин. При його нестачі в рослинах утво­рюється нітратний азот, а синтез білка затримується.

Вміст фосфору в ґрунтах пов'язаний з особливостями самих ґрунтів. Так, у піщаних ґрунтах його найменше, більше в чорноземах. За доступністю для рослин виділяють наступні форми фосфору:

1. Водорозчинний - однозаміщений фосфор кальцію, магнію, фос­форно-кислі однозаміщені катіони калію, натрію, NH4 - доступ­ний для рослин;

2. Солі фосфорної кислоти, розчинні в мінеральних кислотах - менш доступна форма для рослин;