2. Вміст фосфору в грунті і діагностика ефективності застосування фосфорних добрив

У ґрунті фосфор міститься у вигляді органічних і мінеральних сполук.Вміст його залежить від механічного складу грунту і кількості гумусу в ньому.Так,у темно-сірих лісових грунтах і особливо в чорноземах незначне підкислення грунту внаслідок систематичного внесення мінеральних добрив зумовлює підвищення рухомості основних мінеральних сполук фосфору-фосфатів кальцію (табл. 1).Тому фосфор,нагромаджений у такому грунті,більш рухомий і доступніший для рослни,ніж залишковий фосфор гною.

У бідних на фосфор сіроземах органічна речовина гною частково захищає залишковий фосфор від закріплення його карбонатами.

Підкислююча дія азотно-калійних добрив у лужному середовищі не виявляється.За цих умов фосфор,нагромаджений унаслідок тривалого застосування гною,більш рухомий і доступний для рослин,ніж фосфор,що залишився у грунті після тривалого внесення мінеральних добрив.

Залишковий фосфор розчиненних фосфорних добрив швидко включається в хімічні,фізико-хімічні і біологічні процеси,що відбуваються в грунті.Однак фосфоритне борошно довго зберігається в грунті у вигляді часточок добрива.При повільному розкладані їх вивільнується фосфор.Тривалість зберігання часточок добрива залежить від ступеня кислотності грунту, активності біологічних процесів і фізіологічної кислотності внесених азотних і калійних добрив.

При тривалому застосуванні суперфосфату в грунті нагромаджується більше фосфатів тривалентних металів,а в разі внесення фосфоритного борошна-більше фосфатів кальцію.

При внесенні 100 кг P₂O₅/га з добривом вміст фосфору у грунті підвищується на 1-2 мг/100 г грунту.

На кожен міліграм рухомого фосфору в грунті збільшується врожай,наприклад,цукрових буряків на 10 ц/га,а зернових –на 1 ц/га.

Дерново-підзолисті грунти,що містять іони AL ³⁺ ,Fe^{3+ ,}є причиною ретроградації фосфору,яка полягає в тому ,що водорозчинний фосфор суперфосфату.взаємодіючи з іони Al³⁺ та Fe^3+,утворює недоступні для рослни сполуки Al PO_{4 ,}FePO₄:

Ca(_H2PO4)₂+2Al(OH)₃₌2AlPO₄+Ca(OH)₂₊4H₂O;

Ca(_H24PO)₂+2Fe(OH)₃₌2FePO₄+Ca(OH)₂₊4H₂O.

Різна нерухомість і доступність залишкового фосфору цих добрив визначає їх післядію.Тому при розподілі добрив у сивозміні слід враховувати не тільки загальну родючість грунту,але і форми добрив, внесені у попередні роки.

Мал. 2. Ознаки фосфорного голодування рослин

1 – кукурудза 4 – цукровий буряк

2 – овес 5 – картопля (вся рослина і нижній листок)

3 – кормовий буряк

Лабораторна робота №4 Калійний фонд ґрунту і діагностика ефективності застосування калійних добрив

1. Значення калію для росту і розвитку рослин

2. Калійний фонд ґрунту і діагностика ефективності застосування калійних добрив

1. Значення калію для росту і розвитку рослин

Калійне живлення забезпечує нормальну життєдіяль­ність рослинного організму. Найбільший вміст калію у меристемі і взагалі в молодих органах, клітини яких багаті на цитоплазму. Зола молодих частин рослини містить до 5 % калію. Вона більше насичена калієм, а зола старих частин — кальцієм. Велике зна­чення калію підтверджується також тим, що рослини завжди на­громаджують його в 50 разів більше, ніж натрію.

Значна частина калію перебуває у клітинах рослин в іонній формі, а також у вигляді нестійких адсорбованих сполук з колої­дами цитоплазми. Жодних стійких комплексних сполук калію з органічними речовинами в рослинах не виявлено. Проте білкові молекули здатні утворювати з калієм сполуки. З віком рослини вміст калію, адсорбованого колоїдами цитоплазми, збільшується. З усіх катіонів потреба рослин у калії найбільша. Тому внесенням калійних добрив можна регулювати як величину, так і якість врожаю.

Калій впливає на фізичний стан колоїдів цитоплазми і клітин­них стінок. Він збільшує оводненість колоїдів цитоплазми і клі­тинних стінок, що має велике значення для процесів обміну речовин у клітинах. Тому калій позитивно впливає на надходження води і створення осмотичного тиску в клітинах рослин. На проти­вагу кальцію калій зменшує випаровування води клітинами і фізіологічно зрівноважує розчини, що пов'язано з антагоністич­ними відносинами між окремими іонами. Фізіологічно зрівноваже­ні розчини, з яких рослини беруть поживні речовини, містять різ­номанітні катіони й аніони. Внаслідок їхнього взаємного впливу одностороннє живлення рослин, що призводить до отруєння, не від­бувається. Багатостороннє живлення Внаслідок зрівноваження антагоністичних відносин між окремими іонами найбільш сприят­ливе, тому у ґрунт слід вносити не прості, а повні мінеральні доб­рива, що містять азот, фосфор і калій.

Підсилене калійне живлення підвищує морозостійкість рослин, що пояснюється збільшенням вмісту вуглеводів у клітинах і під­вищенням осмотичного тиску. За таких умов вода, насичена вуг­леводами, має нижчу температуру замерзання, у клітинах не утво­рюється лід, який розриває їхню цитоплазму, і рослини не гинуть.

При внесенні калію в ґрунт підвищується інтенсивність фото­синтезу і зменшуються втрати вуглеводів у процесі дихання рос­лин. Дуже показовим щодо впливу калію на синтез вуглеводів і сахарози в листках та на утворення крохмалю є вміст відновлених сахарів, сахарози і крохмалю в листках і черешках помідорів. У листках, що містять калій, вміст відновлених цукрів становить 2,34%, а без калію 2—0,1 %, у черешках — відповідно 1,56 і 1,0 %. Вміст сахарози в листках 1,20—0,35 %, крохмалю і декстри­ну — 2,48—1,0, а в черешках — 4,22—0,96 %.

Рівень калійного живлення має істотний вплив не лише на вміст вуглеводів у листках, але й на їх співвідношення. Напри­клад, при підвищеній концентрації калію вміст відновлених цукрів у листках ячменю становив 1,82 % у перерахунку на суху ре­човину, а сахарози — 24,4%, при недостатній концентрації ка­лію— відповідно 3,38 і 1,79 %.

Ще у 1870 р. Небо спостерігав, що в разі нестачі калію у гречки в хлорофільних зернах не утворювався крохмаль. Те саме спостерігалося в дослідах Г. Гельригеля з ячменем. У бульбах картоплі вміст крохмалю зменшувався до 7 % проти 17 % при повному калійному живленні. Особливо велике значення калію в утворенні сахарози у цукрових буряках. Дослідники довели, що калій бере активну участь у відновленні вугільної кислоти Н₂СO₃ спочатку до мурашиної НСООН, а потім до формальдегіду НСОН, який полімеризується з утворенням глюкози С_бН₁₂О₆.

Калій позитивно впливає на обмін азотистих речовин у росли­нах. Він прискорює надходження азоту і синтез білка.

Отже, калій впливає на нагромадження крохмалю у бульбах картоплі і цукрів у коренях цукрових буряків, а також підсилює­ синтез білків. У разі нестачі калію вміст вуглеводів помітно змен­шується. М. А. Єгоров довів, що калій сприяє транспорту цукрів з листкових пластинок до коренів цукрових буряків і збільшує їхню цукристість.

Позитивна роль калію у нагромадженні білка пояснюється тим, що він сприяє утворенню вуглеводів, які беруть участь у побудові вуглецевих ланцюгів амінокислот. Калій впливає також на актив­ність ферментів, що ініціюють синтез білка. Якщо порівняти амі­ачне і нітратне живлення, то калій значною мірою впливає на утворення білків при аміачному живленні. Він також сприяє роз­витку судинних пучків, потовщенню клітин коленхіми та інтенсивнішому розвитку луб'яних пучків, що збільшує міцність стебел і підвищує їх стійкість проти полягання. Це має велике значення для озимої пшениці і льону. Отже, калійне живлення є могутнім чинником регулювання розвитку окремих органів рослин. У злако­вих культур калій підвищує енергію кущення, впливає на подов­ження міжвузлів і розвиток бічних пагонів з пазух листків. У ко­ренеплодів він сприяє розвитку коренів.

У цукрових буряках при незначній нормі калію листки нагро­маджують до 90% сухих речовин, корені—10, при середній нормі—відповідно 80 і 20%, а при достатній кількості калію — 34 і 66 %.

Зовнішні ознаки калійного голодування виявляються у появі бурих плям на пластинках листків, насамперед з периферійної час­тини їх, у той час як центральна частина листка біля жилок залишається зеленою. При цьому відбувається неправильний роз­виток листків і змінюється їхня форма. Із старих листків калій поступає у молоді, внаслідок чого продовжується вегетація рос­лини. Велика нестача калію призводить до того, що старі листки відмирають. При цьому рослини легко уражуються грибковими захворюваннями (див. мал. 3).