В настоящее время в круговороте элементов минерального питания выделяют 4 этапа: поглощение, транспорт, превращение и выделение веществ. Деление на этапы в определенной степени условно, так как, например, и поглощение, и выделение веществ – это транспорт их через мембраны.
Все этапы круговорота взаимосвязаны. Скорость поглощения зависит от скорости передвижения веществ в другие ткани и органы, а также от скорости включения поглощаемых ионов в метаболические процессы. Круговорот элементов мин.питания- следствие непрерывно и быстро протекающих процессов распада и синтеза орг.веществ. Освободившиеся при распаде элементы могут использоваться для повторного синтеза на месте или передвигаться по растению в другой орган. Если растение испытывает дефицит какого-нибудь элемента, то или элемент выходит из запасных пулов, или распадаются содержащие его соединения в более старых органах. Круговорот элементов мин.питания связан с их реутилизацией. Продукты распада с восходящим током вновь поднимаются вверх для повторного использования. Пример: не хватает азота. В стареющих нижних листьях разрушаются белки, их азот в форме аминокислот или амидов транспортируется в верхушечные почки и там используется на образование белков в новых клетках. В основе реутилизации элементов мин.питания лежат повышенная способность молодых органов связывать эти элементы и синтезировать сложные органические соединения, а также способность стареющих органов уменьшать интенсивность этих процессов. В круговороте иногда может принимать участие лишь очень малое количество имеющегося в организме элемента. Если элемент входит в состав даже очень сложного но непрерывно обновляющегося вещества (например, белка), то он постоянно участвует в круговороте. Некоторые элементы или их часть, включаясь в соединения, не способные к реутилизации или запасающиеся в вакуолях, выходят из круговорота. Например. 70 проц.фосфора не включатся в круговорот.
Образование пектата и оксалата кальция выводит часть этого элемента из круговорота. Кальций, запасаемый в эндоплазматическом ретикулуме, вакуолях, митоходндриях и быстро выходящий из этих депо при раздражении, активно участвует в клеточном круговороте. Значительная часть элементов мин.питания входит в состав вторичных метаболитов, которые малоподвижны.
Если элемент выводится из круговорота по растению, то он должен накапливаться в старых органах. В результате в растении существуют два типа распределения элементов мин.питания: количество элемента по направлению от основания к верхушке растения уменьшается (базипетальный градиент) или увеличивается (акропетальный градиент). Первый тип характерен для Ca, Fe, B. Второй- для N, K, P. Внешние условия: свет, температура особенности почвы, газовый состав атмосферы. Влияющие на отдельные этапы круговорота, естественно оказывают влияние и на скорость круговорота элементов минерального питания.
Круговое движение элементов мин.питания поддерживает единство растения как целого, делает возможными очень важные явления корреляции в развитии и жизнедеятельности.
Д-7 Дергачева К. Физиологические основы применения удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур. Возможности использования листовой диагностики условий минерального питания.
1.Физиологические особенности культур:
Растения имеют периоды максимального потребления питательных веществ, когда в сжатые сроки поступает довольно большое количество минеральных элементов. Для льна, конопли, яровых зерновых это короткий срок, а для других - более продолжительный (картофель, сахарная свекла).
Растения имеют критические периоды потребления элементов питания. Отсутствие в это время того или иного элемента может нанести серьезный ущерб урожаю. В период прорастания растения очень чувствительны к недостатку Р (способствует хорошему развитию корневой системы), а в период интенсивного образования вегетативной массы - к недостатку азота. В период накопления запасных веществ – растения особенно нуждаются в калии и фосфоре. У многих растений критические периоды по потреблению минеральных элементов совпадают с потребностью в воде.
Продолжительность вегетационного периода с.-х. культур. Культуры и сорта с длинным вегетационным периодом (или позднеспелые сорта) способны формировать значительно большее количество органического вещества и соответственно, потребляют большее количество элементов питания.
2.Технология и способы внесения удобрений. Для получения высоких урожаев с.-х. культур необходимо вносить удобрения в больших дозах.
При единовременном внесении полной дозы удобрения - коэффициент использования составляет только 1/3 или 1/2, а для фосфора - 1/6, т.к. удобрения переходят в почве в труднодоступные соединения или вымываются из почвы прежде, чем используются растениями. При высыхании верхнего слоя почвы корневая система уходит в более влажные нижние слои почвы. В результате этого часть внесенных удобрений остается неиспользованной растениями, но используется почвенной микрофлорой (нитрификация, денитрификация). Предпосевное внесение полной дозы удобрений может затруднить поглощение воды проростками (засоление), а к моменту усиленного роста растений, когда они особенно нуждаются в питательных веществах, количество доступных питательных веществ в почве уже значительно уменьшается.
Дробное внесение удобрений является наиболее более оптимальным. Первое основное внесение - до посева, при вспашке, второе внесение - при посеве, вместе с семенами. Затем в ходе вегетации вносятся подкормки (для культур с длинным периодом вегетации - озимых, картофеля, свеклы).
Подкормки по типу внесения бывают корневые (вносят в почву) и некорневые (опрыскивание 0,5—2 %-ным раствором питательных веществ). При этом следует учитывать, что некорневые подкормки не могут полностью заменить корневое питание; при засушливой погоде питательные в-ва некорневых подкормок не усваиваются, а в дождливую погоду некорневые подкормки смываются. Некорневые подкормки особенно эффективны на обедненных или на засушливых почвах; при неблагоприятном значении рН почвы; на холодных почвах, когда малодоступны отдельные элементы.
Например, на зерновых культурах с целью повышения белковистости зерна проводят некорневые подкормки мочевиной. В листьях мочевина разлагается с участием фермента уреазы до СО2 и аммика, который быстро включается в состав аминокислот и белков.
3.Внесение сверхоптимальных доз оказывает отрицательное действие на растения, поскольку они действуют как засоляющий фактор, снижая доступность воды. Сверхвысокие дозы удобрений, особенно азотных, снижают устойчивость растений к различным заболеваниям. При этом урожайность не повышается, а качество продукции ухудшается. Между ионами-антагонистами возрастает конкуренция, что приводит к нарушению поступления веществ в растения. Например, повышенное содержание в почве подвижных форм фосфора и медь-содержащих фунгицидов снижает усвоение цинка, что вызывает розеточность и мелколистностьплодовых деревьев. При избытке марганца снижается содержание хлорофилла в листьях и активность железо-содержащих ферментов.
Оптимизация минерального питания и его диагностика являются также эффективным способом в повышении продукционного потенциала садовых культур. Из агроэкосистем идет постоянный отток питательных элементов с урожаем, с внутрипочвенным и поверхностным смывом. К тому же, садовая экосистема представляет собой длительную монокультуру с многолетней «типовой» агротехникой, в результате которой происходит одностороннее воздействие на почвенную среду в связи с избирательным поглощением элементов питания, его динамикой и выносом в зависимости от объема корнеобитаемого слоя и запасом в нем питательных веществ.
Повышение продуктивности садовых экосистем и стабилизация её возможны путем оптимизации системы минерального питания культур внесением макро- и микроудобрений, обеспечивающих не только уровень корневого питания, но и адаптацию растений к меняющимся условиям внешней среды, устойчивость к фитопатогенам.
