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.

Д-8. Антагонизм ионов, природа и значение в жизни растений. Физиологически уравновешенные растворы и их практическое применение

Для нормальной жизнедеятельности как растительных, так и животных орга­низмов в окружающей их среде должно быть определенное соотношение различ­ных катионов. Чистые растворы солей одного какого-либо катиона оказывают на организм, в том числе и на растительный, губительное влияние, т. е. явля­ются ядовитыми. Причем это влияние проявляется еще до того, как начинают обнаруживаться симптомы голодания растений относительно недостающих эле­ментов питания. При помещении проростков пшеницы на чистые растворы КСl или СаСl2 на корнях появлялись вздутия, в затем корни отмирали. Интересно, что в смешанных солевых раство­рах, содержащих два разных катиона, ядовитое действие не наблюдается. Смягчающее влияние, оказываемое одним катионом на действие другого катио­на, называют антагонизмом ионов. Антагонизм ионов проявляется как между раз­ными ионами одной валентности (например, Na+ и К+), так и между ионами разной валентности (К+ и Са2+). При этом в последнем случае антагонистичес­кое влияние сказывается более резко. Так, для того чтобы устранить ядовитое влияние чистой соли КСl, надо прибавить NaCl 30%, а СаСl2 всего 5%. Растворы, которые характеризуются определенным соотношением катионов, благоприятным для роста и развития организмов, называют уравновешенными. К естественным уравновешенным растворам относят, например, морскую воду, плазму крови.

Антагонизм — это лишь одно из проявлений взаимного влияния ионов. В целом ряде случаев добавление одного иона угнетает поступление другого. Так, известно торможение поступления железа и связанное с этим торможение син­теза хлорофилла при избытке в среде ионов Мп2+. Конкурентные отношения в процессе поступления обнаружены и для ряда других катионов и анионов. Так, бор усиливает поступление катионов и снижает поступление анионов. Вместе с тем имеются наблюдения, когда действие одного иона усиливает влияние дру­гого. Это явление получило название синергизма. Так, под влиянием фосфора усиливается положительное влияние молибдена.

Рост надземных органов растений и развитие корневой системы зависят от физиологической уравновешенности питательного раствора. Физиологически уравновешенным называется раствор, в котором отдельные элементы питания находятся в таких соотношениях, при которых происходит наиболее эффективное их использование растением. В физиологически уравновешенном растворе все питательные соли, необходимые для нормального роста и развития данного растения, должны находиться в оптимальных концентрации и соотношении. Односолевой раствор не может удовлетворить потребности растения в питании даже в течение короткого периода, так как является физиологически неуравновешенным. Большое значение в изучении закономерностей поглощения элементов питания имеет продолжительность опыта, так как при длительных экспозициях, как правило, происходят заметные изменения в физиологическом состоянии подопытных растений, в частности в поглощающей способности корневой системы. Выяснение причин и закономерностей изменения в поглощении элементов минерального питания растениями в зависимости от состава и концентрации питательных веществ в среде имеет важное теоретическое и практическое значение. Наличие азота, фосфора и калия в питательной среде в значительной степени определяет интенсивность роста растений и поглощение ими других элементов минерального питания. Повышение уровня азотного питания увеличивает поступление в растения Р, К, Са, Мg, Сu, Fе, Мn и Zn. Влияние азота на поступление в растения указанных элементов изменяется на противоположное при избыточной его дозе и зависит от его формы. Избыточные дозы фосфора снижают поступление в растения меди, железа, марганца. В присутствии фосфатов уменьшается поглощение растениями цинка. Относительно влияния калия имеются данные, указывающие на сокращение под его воздействием поступления в растения кальция, магния и некоторых других элементов.

Д-10 .Биосинтетическая роль деятельности корня и ее взаимосвязь с функционированием надземных органов.

В корне запасаются питательные вещества, в том числе и минеральные. Таким образом, корень является органом, регулирующим скорость поступления веществ в надземные органы.Ввосходящем токе по сосудам ксилемы передвигаются не только питательные соли, поступившие непосредственно из почвы, но и предварительно аккумулированные в клетках корня. Это положение имеет большое значение. Известно, что к концу онтогенеза, по мере старения клеток корня, их поглотительная способность резко падает. В этот же период в почве уменьшается количество доступных питательных веществ. Тем не менее, клетки корня продолжают снабжать надземные органы питательными веществами.

В клетках корня происходят очень активные обменные процессы. Так, вне зависимости от того, какие соединения азота находились в питательной среде и поступали в клетки (аммиак или нитраты), в пасоке были обнаружены аминокислоты и амиды. Уже через несколько секунд после поступления неорганическая фосфорная кислота оказывается в составе АТФ. В корнях синтезируются и другие вещества, например, порфирины, каучук, витамины (В1, В6, никотино­вая кислота, аскорбиновая кислота).

Д. 12.Физиологичская роль серы и фосфора, их усвояемые формы и распределение по растению. Внешние признаки недостатка этих элементов.

Фосфор.Содержание его составляет 0,2- 1,2% сухой массы растения. Фосфор функционирует только в окисленной форме – в виде остатка ортофосфорной кислоты.

Фосфор – обязательный компонент таких важных соединений, как нуклеиновые кислоты, фосфопротеиды, фосфолипиды, фосфорные эфиры сахаров, нуклеотиды, принимающие участие в энергетическом обмене ( АТФ, НАД, ФАД и др. ), витамины. Поэтому недостаток фосфора вызывает серьёзные нарушения биосинтетических процессов, функционирования мембран, энергетического обмена. При недостатке фосфора корневая система буреет, слабо развивается, корневые волоски отмирают, приостанавливается рост растения, задерживается созревание плодов.

Сера. Содержание серы в растительных тканях сост. – 0,2- 1,0% сухой массы.

Поступает в растение в окисленном виде, в виде аниона SO4 .В молодых листьях сера в основном находится в составе органических соединений, а в старых накапливается в вакуолях в виде сульфата кальция.

Функции серы: 1) Сера принимает активное участие в многочисленных реакциях обмена веществ. Почти все белки содержат серосодержащие аминокислоты - метионин, цистеин, цистин.

2) Поддержание определенного уровня окислительно – востановительного потенциала в клетке, необходимого для нормального функционирования всех ферментных систем.

3) Сера является также компонентом важнейших биологических соединений – кофермента А и витаминов (тиамина, липоевой кислоты, биотина), играющих важную роль в дыхании растения.

4) Некоторые растения в малых количествах содержат летучие соединения серы. Например, сульфоксиды входят в состав фитонцидов лука и чеснока. Представители семейства крестоцветных синтезируют серосодержащие горчичные масла.

Недостаточное снабжение растения серой тормозит белковый синтез, снижает фотосинтез и скорость роста растений, особенно надземной части.