Факторы влияющие на урожай и химический состав растений могут быть

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 19.09.2024

Информационно-аналитический портал
для крестьянских фермерских хозяйств

14 Ноябрь 2012 г. 21:25

Факторы жизни растений и законы земледелия

Вода. В жизни растений вода имеет огромное значение, так как все процессы жизнедеятельности происходят с ее участием. Все питательные вещества усваиваются только в растворах. С водой в растение из почвы поступают питательные вещества, испарение воды листьями обеспечивает нормальные температурные условия жизнедеятельности растений.

Почвообразование и формирование почвенного плодородия происходят только при обеспечении почвы водой. Без нее невозможно развитие почвенной фауны и микрофлоры.

Многие сельскохозяйственные растения нуждаются в большом количестве влаги, поэтому их надо регулярно поливать. Некоторые растения очень требовательны к влажности воздуха, например, капуста. другие больше используют почвенную влагу - тыква, арбузы, свекла и др.

По отношению к влаге кормовые растения подразделяются на следующие экологические типы: мезофиты, гигрофиты и ксерофиты. Гигрофиты (осока, ситник) растут на влажных лугах, болотах, побережьях рек; ксерофиты (полынь, ковыль) - в условиях недостатка влаги; мезофиты (тимофеевка луговая, люцерна, клевер) - в районах среднего увлажнения.

Периоды наибольшей потребности в воде называют критическими. Так, для большинства зерновых культур это фазы выхода в трубку и колошения, для кукурузы - цветения и молочно-восковой спелости, а для картофеля - цветения и клубнеобразования. Установлено, что растения резко снижают продуктивность при недостатке воды в период образования репродуктивных органов. Иногда на сельскохозяйственных угодьях оказывается избыток влаги, и это угнетает растения. Здесь приходится проводить осушение переувлажненных почв.

Для определения суммарной потребности растений в воде применяют транспирационный коэффициент. Это отношение массы израсходованной растениями воды к массе сухого вещества урожая Транспирационный коэффициент зависит от вида растений, стадии их развития, почвенных и погодных условий, насыщенности питания и т.д. В разных регионах для растений транспирационный коэффициент колеблется от 200 до 1000. Только ничтожно малая часть воды (меньше 1 %) идет на создание урожая, а остальная часть расходуется на испарение.

Воздух. Из воздуха растения получают кислород, необходимый для дыхания. Для образования органических веществ в зеленых клетках растение использует из воздуха углекислый газ.

Дыхание корней растений и жизнедеятельность почвенных микроорганизмов обеспечиваются почвенным воздухом. Он участвует в биохимических процессах превращения питательных элементов.

Избыточная влажность приводит к резкому ухудшению воздушного режима растений. Хорошо дренированные почвы с высокой общей скважностью лучше обеспечены воздухом.

Газообмен между почвой и атмосферой осуществляется при изменении барометрического давления, температуры почвы и воздуха вследствие поступления в почву воды, воздействия ветра и других факторов.

Чтобы усилить приток воздуха к корням растений, осуществляют рыхление почвы, что позволяет создавать необходимое строение пахотного слоя и тем самым обеспечивать условия нормального газообмена.

Фотосинтезом называется процесс образования зелеными растениями органического вещества из воды и углекислого газа в результате поглощения энергии солнечного света.

Зеленый цвет листьев растений зависит от особых зеленых пластид - хлоропластов, находящихся в их клетках. Почти у всех растений хлоропласты округлой или слегка вытянутой формы. В каждой клетке имеется несколько десятков, а иногда и свыше сотни хлоропластов. Они состоят из бесцветной цитоплазматической основы и зеленого пигмента хлорофилла, который поглощает световые лучи, но не все видимые лучи спектра, а лишь красные и сине-фиолетовые.

Зеленый лист - источник жизни на нашей планете. Хлоропласты листа- это единственная в мире лаборатория, в которой из простых неорганических веществ - воды и диоксида углерода - создаются органические вещества - сахар и крахмал.

При фотосинтезе усваивается всего лишь 1…2 % энергии солнечных лучей, падающих на растение. Однако и этого вполне достаточно, чтобы растения могли прокормить весь животный мир.

Свет к растениям поступает с солнечными лучами, которые распространяются неравномерно на юге их больше, а на севере меньше. Соответственно и растения, произрастающие в разных местах, привыкли или к обилию света, или к его недостатку. Поэтому их подразделяют на светолюбивые и теневыносливые.

Наиболее требовательны к свету южные растения - арбуз, тыква, баклажаны, фасоль, тропические травы и др. У этих растений при коротком световом дне быстрее образуются плоды и семена, а цветут они в конце лета или осенью.

Пшеницу, рожь, ячмень, овес относят к теневыносливым и холодостойким растениям, у которых цветение и плодоношение наступают при максимальной длине дня.

Продолжительность светового дня можно искусственно регулировать для растений, выращиваемых в теплицах и оранжереях.

Теплота. На рост растений с первых стадий их развития влияет температура почвы. Основным источником теплоты в почве являются солнечные лучи. Другим, но значительно меньшим источником служит теплота, выделяемая в результате биохимических превращений органических веществ, а также поступающая из глубинных слоев Земли.

Физиологические процессы, происходящие в растениях, жизнедеятельность микроорганизмов и почвенной фауны, биохимические процессы превращения веществ и энергии возможны только при определенных температурах.

К теплолюбивым культурам относятся кукуруза, сорго, фасоль, томат, арбуз, дыня, перец.

К пониженным температурам устойчивы чеснок, лук. Неплохо переносят пониженные температуры пшеница, рожь, ячмень, овес, горох, капуста и многие корнеклубнеплоды.

Элементы минерального питания. Из почвы растения получают все необходимые элементы минерального питания калий, кальций, железо, магний, серу, фосфор и азот. Калий необходим для роста растения, кальций - для развития их корневой системы. Магний и железо участвуют в образовании хлорофилла. Без азота, серы и фосфора не образуются белки, входящие в состав цитоплазмы и ядра.

Долгое время ученые-аграрии считали, что только эти элементы необходимы для нормального развития растения, но потом выяснилось, что нужны также очень небольшие количества многих других химических элементов, которые назвали микроэлементами. К наиболее важным в жизни растений микроэлементам относятся марганец, бор, медь, цинк, молибден, кобальт.

Урожай сельскохозяйственных культур зависит от генетических особенностей растений и условий окружающей среды. Получению максимальных урожаев с единицы площади и обеспечению повышения почвенного плодородия способствует знание основных законов земледелия - общебиологических основ формирования урожая.

Закон прогрессивного роста эффективного плодородия почвы. Он гласит, что формирование и увеличение плодородия почвы в течение времени заложены в самой природе почвообразовательного процесса, но его действие возможно лишь при соблюдении правил обработки почвы и выращивания сельскохозяйственных культур по мере интенсификации земледелия.

Почва могла возникнуть лишь после появления живых организмов на Земле. Образование почвы, или почвообразовательный процесс, происходит благодаря глубокому и сложному взаимодействию между живыми организмами и окружающими их условиями внешней среды, к которым прежде всего следует отнести материнские (горные) породы и атмосферу, а также главное условие, обеспечивающее непрерывность этого процесса, - приток солнечной энергии на поверхность земли.

При таком постоянном и непрерывном почвообразовательном процессе происходят взаимный обмен и переход одной формы материи в другую. Мертвая минеральная природа переходит в органическую и живую, а последняя, отмирая и разлагаясь, снова переходит в мертвую минеральную. Постоянное взаимодействие между мертвой и живой природой, а также их переход друг в друга в поверхностных слоях земли и составляет суть почвообразовательного процесса и развития основного и специфического свойства почвы - ее плодородия.

С развитием природного почвообразовательного процесса улучшаются многие показатели плодородия почвы - механические, водные и воздушные свойства. Это свидетельствует о том, что развитие жизни на Земле происходит по восходящей кривой; следовательно, в самой жизни заключен объективный фактор ее умножения, а развитие природного почвообразовательного процесса в целом приводит к улучшению плодородия почвы.

Закон прогрессивного роста плодородия почв имеет принципиальное значение для развития и функционирования процветающего и высокопродуктивного земледелия. Он позволяет людям иметь реальные условия и основания для понимания того, что на Земле имеется возможность удовлетворить потребность населения нашей планеты в продуктах питания.

Закон минимума, оптимума и максимума действий факторов жизни растений. Иногда его называют просто законом минимума. Им определено, что минеральные вещества и другие факторы урожайности одинаково нужны растениям и не могут заменить друг друга.

Закон возврата веществ в почву. В соответствии с этим законом при нарушении баланса усвояемых питательных веществ в почве в результате их потерь при выносе с урожаем или вследствие других причин его необходимо восстановить путем внесения удобрений и выполнения других технологических приемов.

Этот закон также был открыт Юстусом Либихом. Он доказал, что перегной нерастворим в воде и не может служить питанием для растений. Навозом удобряют поле потому, что при его разложения (минерализации) освобождаются аммиак, фосфорная и серная кислота, которые усваивают растения.

Когда земледелец убирает урожай, он отнимает у почвы нужные растениям вещества в несравненно большем количестве, чем возвращает в почву с навозом. Ведь большая часть минеральных веществ корма идет на образование мяса, молока и других продуктов животноводства. Поэтому при одном удобрении навозом поля ежегодно недополучают вещества, которые они отдают растениям. Либих писал о необходимости вносить в почву наряду с навозом минеральные вещества, а тех хозяев, которые не заботятся о соблюдении закона возврата, обвинял в хищничестве, в разграблений плодородия почвы.

Либих призывал правительства и народы европейских государств, чтобы они прислушались к предостерегающему голосу истории и науки и обратили должное внимание на оскудение полей.

Закон возврата получил высокую оценку у агрономов и ученых. В частности, русские ученые К. А. Тимирязев и Д.Н. Прянишников считали открытие этого закона одной из заслуг Ю.Либиха, а сам закон называли величайшим достижением науки.

Соблюдение закона возврата питательных веществ имеет важное значение не только для сохранения и повышения плодородия почвы, достижения высокого урожая, но и для получения продукции нужного биологического качества.

Практика показывает, что можно вырастить высокий урожай, но с низким качеством продукции, например с недостатком, биологически важных микроэлементов, белков, имеющих нужное соотношение аминокислот, с отсутствием необходимого набора витаминов и т. д. Довольно часто при посеве сильных сортов пшеницы по плохим предшественникам и недостаточном внесении азотных и фосфорных удобрений хозяйства получают зерно, не соответствующее установленным кондициям по количеству и качеству клейковины. Это объясняется не только несоблюдением элементарных правил агрономии, но и тем, что не учитывается закон возврата питательных веществ в почву, не вносится нужного количества удобрений для получения запланированного урожая.

Закон совокупного действия факторов роста и развития растений. Наивысшую эффективность в земледелии нельзя обеспечить каким-либо одним агрономическим приемом, даже весьма сильным, ее можно достичь лишь применением всего комплекса агротехнических мероприятий.

Известно, что отдельные факторы жизни растений тесно взаимодействуют, друг с другом. Растения непрерывно испытывают влияние всего комплекса факторов. Научные эксперименты, проводимые в вегетационных сосудах и полевых условиях, показали, что факторы жизни растений в наибольшей степени проявляют свою силу только при совместном действии. В полевых условиях с изменением воздействия на растения одного из факторов неизбежно нарушаются возможность и условия продуктивности использования других факторов.

Например, с повышением температуры воздуха увеличивается расход воды из почвы на испарение и жизнедеятельность растений. При этом повышается содержание воздуха в почве, усиливается деятельность аэробных бактерий, больше накапливается доступной для растений пищи. Но процесс накопления питательных веществ происходит только при оптимальной температуре и наличии необходимого количества влаги в почве.

С наступлением продолжительного засушливого периода с высокой температурой воздуха почва полностью теряет продуктивную влагу, в результате чего прекращается деятельность полезных микроорганизмов, и растения начинают испытывать дефицит влаги. Примеров взаимодействия различных факторов жизни растений весьма много.

Совокупное действие факторов жизни растений является весьма динамичным и изменчивым. Понимание взаимодействия различных факторов в жизни растений позволяет земледельцу управлять этими процессами и соответственно формировать высокие урожаи даже в сложных погодных условиях.

Закон плодосмена. Сельскохозяйственной наукой и практикой накоплен большой опытный материал, который подтверждает преимущества плодосмена, т. е. выращивания растений в севооборотах, по сравнению с монокультурой для примера приведем результаты опытов, ведущихся с 1912 г. на опытном поле Московской сельскохозяйственной академии им К.А. Тимирязева. При бессменном выращивании ржи без внесения удобрений урожай составил в среднем 8,7 ц/га, а при выращивании этой культуры в севооборотах и также без использования удобрения урожай составил 16,8 ц/га, т е почти в два раза выше

Все указанные законы составляют научную основу культурного земледелия. Эти объективные законы природы неумолимы, они существуют независимо от нашей воли, и их нарушение дорого обходится людям Чтобы добиться успеха в выращивании сельскохозяйственных культур и быть всегда в согласии с природой, надо постоянно изучать объективные законы земледелия и умело применять их на практике. В соответствии с этими законами высокие и устойчивые урожаи, возможно, получить лишь при осуществлении всего комплекса агротехнических и экономических мер, повышающих культуру земледелия. Какой-либо один даже очень эффективный прием не принесет ощутимого успеха, если не выполнять при этом всего комплекса необходимых приемов. Только при соблюдении и умелом использовании объективных законов, действующих в природе, применении правильной агротехники можно обеспечить рост культуры земледелия, повышения плодородия почв.

По оценкам разных исследователей, для питания растений необходимо от 68 до 84 элементов периодической системы Д. И. Менделеева. Роль далеко не всех их изучена досконально. Тем не менее, общепризнано, что определенная часть найденных в растениях и почве элементов является совершенно необходимой для нормального роста и развития растений, получения хороших урожаев

Все элементы, участвующие в минеральном питании растений, принято классифицировать в зависимости от их содержания в растениях и в почве. Обычно их разделяют на макроэлементы и микроэлементы. По этой классификации, элементы, содержание которых в перерасчете на сухое вещество составляет от сотых долей процента до нескольких десятков процентов, являются макроэлементами. Те элементы, содержание которых не превышает тысячных долей процента, относят к микроэлементам.

В настоящее время эта классификация дополнена. Часть элементов сейчас относят к мезо- элементам, т.е., по сути, они образуют группу, промежуточную между макро- и микроэлементами. Кроме того, иногда выделяют ультрамикроэлементы. Это те элементы, содержание которых в растениях ничтожно мало, а физиологическая роль и влияние практически не изучены.

Если придерживаться уточненной классификации, то к макроэлементам относятся азот, фосфор и калий, к мезоэлементам – сера, кальций, магний, к микроэлементам – бор, молибден, цинк, медь, кобальт, марганец, барий, кремний, хлор, натрий, титан, серебро, ванадий, железо, никель, селен, литий, йод, алюминий.

Приведенная классификация, как и любая другая, достаточно условна, и те или иные элементы порой попадают в разные группы. Кроме того, в тканях некоторых видов растений отдельные микроэлементы содержатся в количествах, характерных для макроэлементов. Тем не менее, для практических целей, т.е. организации минерального питания растений в условиях сельхозпроизводства, эта классификация достаточно удобна и позволяет адекватно оценить роль тех или других элементов в получении урожая, правильно подобрать методы восполнения их недостатка в почве.

Отсутствие или недостаток любого из элементов, необходимых для роста и размножения, вызывает вполне определенные симптомы голодания. Однако, излишество в данном случае тоже вредно: поступая в повышенных дозах, как макро, так и микроэлементы становятся токсичными для растений и употребляющих их людей и животных.

Факторы, влияющие на доступность элементов питания у растений

Питательные вещества при корневом питании растения получают из почвы. При этом почвы очень различаются по содержанию микроэлементов. Так, в моренных лессовидных суглинках содержание кобальта, хрома, стронция в 2 – 2,5 раза больше, а никеля, ванадия, титана, бария, бора, марганца – в 3 – 4 раза больше, чем в песках. Торфяно-болотные почвы бедны микроэлементами. При этом, содержание микроэлементов в почве увеличивается по мере накопления в ней органических веществ. То есть, при внесении навоза, компоста и других органических удобрений, почва обогащается не только макро-, но и микроэлементами.

Растворимость микроэлементов в почвах имеет большое значение для их биологической доступности и способности к перемещению. Тяжелые почвы (как щелочные, так и нейтральные) хорошо удерживают микроэлементы и поэтому медленно поставляют их растениям, что может приводить к нехватке некоторых элементов. Легкие почвы, наоборот, могут быть источником легкодоступных микроэлементов, но при этом их запас быстрее истощается. Поэтому при оценке обеспеченности почв микроэлементами важно учитывать не только их валовое содержание, но и наличие подвижных форм. Причем, разница между этими двумя значениями может быть весьма существенной. Например, бор в подвижной форме составляет лишь 2 – 4% от валового содержания этого микроэлемента, медь, молибден, кобальт, цинк – 10 – 15%.

Обеспеченность почвы микроэлементами меняется в течение вегетационного периода, а также зависит от интенсивности осадков, испарения влаги из почвы и т.д. В зависимости от этих факторов, концентрации микро- элементов в почвенных растворах могут изменяться более чем в 10 раз. Это необходимо учитывать при проведении анализов почвы. При этом концентрации макроэлементов, хотя так же зависят от упомянутых факторов, изменяются в меньшей степени.

Перенос растворенных элементов в почве может происходить двумя путями: через почвенный раствор (диффузия) и вместе с движущимся почвенным раствором (вымывание). В зависимости от климатических условий, этот процесс имеет свои особенности. Так, в прохладном влажном климате вымывание микроэлементов вниз по профилю почвы проявляется сильнее, чем их накопление. А в теплом сухом климате более характерно восходящее движение микроэлементов.

В течение вегетационного периода растения потребность и степень усваиваемости одного и того же элемента может сильно отличаться. Поскольку все растительные организмы обладают избирательной способностью, то поглощение веществ, необходимых на данном этапе их развития, происходит более активно, чем всех остальных.

Урожайность и качество растительной продукции обеспечиваются необходимым уровнем, соотношением и доступностью элементов питания. И если кислород, водород и углерод растения могут в достаточном количестве получать из атмосферного воздуха (в виде СО2 и Н2О), то остальные необходимые элементы питания поступают в их организм почти полностью из почвы. Главным условием хорошей поглощаемости растениями микроэлементов является их доступность. Если элементы питания находятся в почвенном растворе, они легче усваиваются растениями. Наиболее важными для питания культур являются находящиеся в почвенном растворе ионы Са2+, К+, Mg2+, NH4+, NO3- и H2PO4-.

В процессе их поглощения корневой системой растений необходимо постоянное пополнение этих элементов путем внесения органических и минеральных удобрений.

Растения способны питаться не только ионами микро- и макроэлементов, которые находятся в почвенном растворе, но и теми ионами, которые связаны в коллоидах. С помощью корневых выделений (угольная кислота, органические и аминокислоты), обладающих растворяющей способностью, растения способны воздействовать на твердую фазу почвы, превращая необходимые им элементы из малодоступных соединений в легкоусваиваемую форму.

На уровень усваиваемости удобрений растениями большое влияние оказывают параметры окружающей среды: температура и влажность почвы, воздуха, освещенность, кислотнощелочная реакция грунта, его механический и химический состав и пр. Замечено, что низкие температуры (+10. 11°С) замедляют усваиваемость фосфора и тормозят поглощение основных элементов питания корневой системой растений. При +5. 6°С прекращается поступление всех питательных веществ, в т. ч. и азота, в растения. Наиболее оптимальный температурный диапазон, при котором происходит максимальная усваиваемость микро- и макроэлементов у большинства растительных организмов, находится в пределах от +15°С до +30°С.

Освещение, необходимое для процессов фотосинтеза, так же необходимо и для поглощения растениями элементов питания. Чем меньше света, тем ниже уровень усвоения полезных веществ. Поступление некоторых элементов, например, калия, напрямую зависит от яркости освещения, поэтому культуры, растущие в тени, часто страдают от его недостатка. Продолжительность воздействия и интенсивность солнечных лучей влияют на поступление в растения кальция, фосфора, магния, молибдена, серы, аммиака и других элементов. От освещенности зависит и оптимальная влажность воздуха для растений: чем больше освещенность, тем выше должна быть относительная влажность воздуха.

Достаточная влажность почвы положительно влияет на развитие корневой системы растений и улучшает ее поглотительную способность. Если в зонах с достаточным уровнем увлажнения усвоение растениями фосфора из минеральных удобрений составляет 10 – 20%, а калия и азота – 40 – 70%, то в условиях засушливого климата этот показатель уменьшается в 1,5 – 2 раза. Повышение содержания влаги в грунте (до определенного предела) увеличивает доступность элементов питания в связи с их растворяемостью в воде.

Оптимальный (средний) уровень влажности для каждого типа почв не одинаков. Для суглинистого чернозема он составляет около 55 – 61%, для песчаного чернозема этот показатель находится в пределах 35 – 40%, а для подзолистых почв – от 41% до 61%. Но при этом необходимо учитывать также различие химического и физико-механического составов различных слоев почв, в которых находятся вещества, необходимые для питания растений.

На усваиваемость микро- и макроэлементов растениями негативно влияют как засуха, так и переувлажнение грунта.

Не меньшее влияние на доступность питательных элементов для растений оказывает и кислотно-щелочная среда почвы. Для каждого из элементов минерального питания есть определенное значение рН почвы, при котором он будет максимально доступен для растения. Так, некоторые виды фосфорсодержащих удобрений (фосфоритная мука) становятся доступными лишь после растворения в кислой среде. Как правило, более доступны и лучше усваиваются элементы в слабокислой или близкой к нейтральной почвенной среде (6,2

Ресурсосберегающее земледелие 2(38)/2018

Вода в сельском хозяйстве: войны за ресурсы. Ценность растительных остатков. Органическое земледелие: перспективы и реальность. Враг атакует: озимая совка. Макро-, мезо- и микроэлементы: особенности питания растений.

Причины влияния азотного голодания на водный режим растения. Участие дисульфидных связей в стабилизации трехмерной структуры - важнейшая функция серы в белках. Воздействие агротехники на количество и питательную ценность сельскохозяйственных культур.

Рубрика	Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид	контрольная работа
Язык	русский
Дата добавления	28.03.2015
Размер файла	14,1 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Необходимые растению макроэлементы, их усвояемые соединения

Макроэлементы - это химические элементы, которые растения усваивают в больших количествах. Содержание таких веществ в растениях варьирует от сотых долей процента до нескольких десятков процентов.

Азот. На азот приходится около 1,5% сухой массы растения. Он входит в состав белков, нуклеиновых кислот, липидных компонентов мембран, хлорофилла, витаминов и других жизненно важных соединений.

Основные усвояемые формы азота - ионы нитрата (NO) и аммония (NH).

Недостаток азота в растениях тормозит их рост. Это выражается не только в низкорослости и слабом кущении, но и в мелколистности, снижения ветвления корней. Соотношение массы корней и надземной системы может увеличиваться. Это приводит к уменьшению площади фотосинтетического аппарата и сокращению периода вегетативного роста, что снижает фотосинтетический потенциал и продуктивность посева.

Недостаток азота вызывает также серьезные нарушения энергетического обмена. Растения хуже используют энергию света, т.к. снижается интенсивность фотосинтеза, раньше наступает световое насыщение. Интенсивность дыхания растений может возрастать, но уменьшаются сопряженность окисления с фосфорилированием и выработка АТФ. Кроме того, энергетические затраты на поддержание структуры цитоплазмы возрастают. Все это приводит к снижению урожайности.

Наконец, азотное голодание влияет на водный режим растения. Недостаток азота снижает водоудерживающую способность растительных тканей, т.к. уменьшается количество коллоидно-связанной воды и водоотдача возрастает. Поэтому низкий уровень азотного питания не только снижает урожай, но и уменьшает эффективность использования воды посевом.

Фосфор. Содержание его составляет 0,2-1,2% сухой массы растения. Фосфор поглощается и функционирует только в окисленной форме в виде остатка ортофосфорной кислоты. Собственно весь фосфорный обмен сводится к присоединению (фосфорилированию) и отдаче остатка фосфорной кислоты. Фосфор - обязательный компонент таких важных соединений, как нуклеиновые кислоты, фосфопротеиды, фосфолипиды, фосфорные эфиры сахаров, нуклеотиды, участвующие в энергетическом обмене (АТФ, НАД, НАДФ, ФАД), витамины.

При недостатке фосфора задерживаются рост, закладка цветочных органов, формирование плодов, происходят серьезные нарушения биосинтетических процессов, функционирования мембран, энергетического обмена.

Сера. Cодержание серы в растительных тканях составляет 0,2-1% сухой массы. Сера тоже поступает в растение в окисленной форме (SO). Но в органические соединения сера входит только в восстановленном виде в составе сульфгидрильных групп (-SH) и дисульфидных связей (-S-S-). Восстановление сульфата происходит преимущественно в листьях.

Сера - компонентом белков, витаминов (тиамина, липоевой кислоты, биотина), фотонцидов лука и чеснока, горчичных масел. Важнейшая функция серы в белках - участие дисульфидных связей в стабилизации трехмерной структуры (спираль и глобула) и образовании связей с коферментами.

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

Калий. Содержание калия в растениях составляет около 1% сухой массы. В растительных тканях его гораздо больше, чем др. элементов, хотя К не входит ни в одно органическое соединение. Он присутствует в основном в ионной форме (K ) , причем легкоподвижен. Установлено, что К вместе с Са регулирует вязкость цитоплазмы. Функционирование калия связано в основном с его транспортом: перераспределение калия между замыкающими и сопутствующими клетками лежит в основе устьичных движений; асимметричное распределение калия на мембране обеспечивает генерацию биотоков в растении; транспорт углеводов и сахаронакопление в свекле и сочных плодах также зависят от перемещения калия. Калий обепечивает осмотическое поступление воды в клетку, является активатором многих ферментных систем. Он необходим для включения фосфата в органические соединения, синтеза белков и полисахаридов.

Снабжение калием особенно важно для молодых, активно растущих органов и тканей. Недостаток калия снижает продуктивность фотосинтеза (за счет уменьшения оттока ассимилятов из листьев).

Кальций. Содержание его составляет 0,2% сухой массы растения. Он поступает в растение в виде ионов Ca2+.

В растительных клетках большое количество кальция связано с пектиновыми веществами клеточной стенки. При его недостатке клеточные стенки ослизняются.

Ионы кальция играют важную роль в стабилизации структуры мембран, биоэлектрических явлениях. Ограничивая поступление др. ионов в растения, кальций устраняет токсическое действие избыточных концентраций ионов аммония, алюминия, марганца, железа, повышает устойчивость к засолению, снижает кислотность почвы. Кальций активизирует ряд ферментных систем клетки, например дегидрогеназ, гидролаз и фосфатаз.

При недостатке кальция в первую очередь страдают меристематические ткани и корневая система. У делящихся клеток не образуются клеточные стенки, в результате возникают многоядерные клетки. Прекращается образование боковых корней и корневых волосков, происходит ослизнение и загнивание корней.

Магний. Содержание магния составляет около 0,2% сухой массы. Особенно много магния в молодых растущих частях растения и в генеративных органах. Магний поступает в растение в виде ионов Mg2+ и в отличие от кальция обладает сравнительно высокой подвижностью. Около 10-12 % магния входит в состав хлорофилла. Магний - активатор ряда ферментов: РДФ-карбоксилазы, ферментов цикла Кребса, спиртового и молочно-кислого брожения, ДНК- и РНК-полимеразы . Магний необходим для формирования рибосом. Он усиливает образование эфирных масел, каучуков.

Недостаток магния ограничивает синтез хлорофилла, нарушает формирование пластид: граны слипаются. Разрываются ламеллы стромы, просветляется матрикс хлоропластов, что приводит к хлорозу и некрозу листьев.

2. Изменение химического состава сельскохозяйственных растений под влиянием почвенно-климатических условий

В нашей стране корма и сельскохозяйственные культуры производят в крайне разнообразных природных и хозяйственных условиях, и поэтому необходимо знать эколого-географические и технологические факторы, определяющие питательность выращиваемых культур не только для рациональной организации кормопроизводства, но и для правильного использования кормов в животноводстве.

В питании сельскохозяйственных животных в основном используют корма растительного происхождения. Химический состав и питательность кормов зависят от почвенных и климатических условий, вида сорта растений, системы агротехники, норм внесения удобрений, сроков и способов уборки, методов консервирования, условий хранения и технологии подготовки к скармливанию.

Почвенные условия. Потребность в питательных веществах различных видов растений и способность использовать их из почвенных растворов неодинаковы. Урожай и химический состав растений тесно связаны с плодородием почвы, то есть с ее возможностью наиболее полно удовлетворять потребности растений в питательных веществах в процессе вегетации. Плодородие почвы зависит не только от природных ее свойств, но и от способов и приемов возделывания. Плодородная почва должна не только содержать достаточное количество растворенных питательных веществ, но и обеспечивать наиболее эффективное использование растениями поступающих в нее питательных веществ в виде удобрений и влаги при орошении.

Климатические условия. Сумма эффективных температур, количество осадков по сезонам года, продолжительность вегетационного периода, инсоляция оказывают влияние на поступление питательных веществ с почвенным раствором, на фотосинтетические процессы, что в конечном счете сказывается на урожаях и концентрации органических и минеральных веществ в растениях.

Химический состав растений зависит и от продолжительности солнечной инсоляции. Например, в горных районах растения южных склонов богаче протеином и каротином, чем те же виды, выращенные на северных склонах.

Удобрения. Урожаи и химический состав большинства сельскохозяйственных культур могут быть изменены известкованием кислых почв, внесением органических и минеральных удобрений.

Минеральный состав растений в первую очередь зависит от наличия и доступности отдельных элементов в почве. Внесение различных доз минеральных удобрений сопровождается изменением содержания макроэлементов в растении, в частности увеличением концентрации в сухом веществе фосфора и калия и снижением содержания кальция и магния.

Агротехника влияет на количество и питательную ценность сельскохозяйственных культур. В системе агротехнических мероприятий по защите растений все шире используют химические средства. Некоторые из этих соединений могут накапливаться в растениях, а животные, поедающие такие корма -- кумулировать эти вещества в своем организме или выделять их с продукцией.

Фаза вегетации растений оказывает существенное влияние на химический состав культуры. В растениях в начальную фазу вегетации по сравнению с более поздней всегда содержится больше воды, протеина, безазотистых экстрактивных веществ и меньше клетчатки; сухое вещество такого корма лучше переваривается.

Способы заготовки оказывают заметное влияние на питательную ценность выращенных культур. Например, при механизированной уборке различных корнеклубнеплодов могут наблюдаться механические повреждения. Разные способы заготовки сена дают неодинаковые результаты. Например, в сене, заготовленном с помощью активного вентилирования, сохраняется больше питательных веществ, чем в сене из такой же травы, высушенной в поле.

Значительные потери безазотистых экстрактивных веществ и протеина могут происходить при высушивании отходов технических производств, при силосовании и сенажировании.

В почве при выращивании растений происходят одновременно два противоположных процесса: синтез, накопление органического вещества, и его разрушение. Интенсивностью обоих процессов, их соотношением определяются конечные результаты, по которым оценивают влияние данной культуры на почву. Если конечный результат положительный, за культурой признаются свойства улучшать плодородие почвы и наоборот. Между тем на процесс разрушения органического вещества влияют не столько сами культуры, сколько приемы их возделывания.

3. Влияние температуры на рост и развитие растений

сельскохозяйственный дисульфидный питательный азотный

Рост растений возможен в сравнительно широких температурных границах. Растения ранневесенней флоры растут при температуре даже несколько ниже 0°С. Есть растения, для которых верхняя температурная граница роста несколько превышает 50°С. Для каждого вида растения в зависимости от его особенностей и, главным образом, от географического происхождения характерны определенные температурные границы, в которых возможно протекание ростовых процессов. Различают три кардинальные температурные точки: минимальная температура, при которой рост только начинается, оптимальная -- наиболее благоприятная для ростовых процессов, и максимальная, при которой рост прекращается. Данные таблицы 7 показывают, что растения сильнее всего различаются по минимальной температуре, при которой рост начинается. Оптимальные и особенно максимальные температуры для роста различных культур очень близки. С повышением температуры от минимальной до оптимальной скорость роста резко возрастает. В области более низких температур наблюдается более быстрый подъем темпов роста при повышении температуры. Сказанное хорошо видно из данных по изменению температурного коэффициента в разных интервалах температуры. Так, скорость роста проростков гороха при повышении температуры от 0 до 10°С возрастает в 9 раз, от 10 до 20°С -- в 2,5 раза, а от 20 до 30°С -- всего в 1,9 раза. Оптимальные температуры могут быть неодинаковыми для роста разных органов одного и того же растения. Как правило, оптимальная температура для роста корневых систем ниже по сравнению с надземными органами. Для роста боковых побегов оптимальная температура ниже по сравнению с ростом главного стебля.

Установлено, что растения интенсивнее растут в ночной период суток. Для роста многих растений благоприятной является сменная температура в течение суток -- днем повышенная, а ночью пониженная. Это явление Ф. Вент назвал термопериодизмом. Явление термопериодизма хорошо проявляется на культуре томатов. Показано (Н.И. Якушкина), что пониженные ночные температуры ускоряют рост корневой системы и боковых побегов у растений. Такое влияние может быть объяснено тем, что при понижении температуры более активно работают ферменты, катализирующие распад крахмала на сахара. В листьях образуются растворимые транспортные формы углеводов, легко передвигающиеся к точкам роста корня и боковых побегов, благодаря чему их рост усиливается. Содержание воды. В процессе роста растения особенно чувствительны к недостатку воды. Уменьшение содержания воды в почве приводит, естественно, и к уменьшению содержания ее в растении, а это, в свою очередь, резко тормозит процессы роста. Снижается деление клеток и особенно их рост растяжением. Для различных физиологических процессов нужна разная насыщенность водой. Наибольшая насыщенность водой требуется для процессов роста. Насыщенность клетки или ткани растений водой называют гидратурой, она выражается в процентах. За 100%-ную гидратуру принимается такая насыщенность, при которой данное тело находится в равновесии с атмосферой, имеющей 100%-ную относительную влажность.

Подобные документы

Разработка и обоснование системы удобрения сельскохозяйственных культур в СПК "Юг Руси". Описание климатических и почвенных условий хозяйства, особенности питания сельскохозяйственных растений, свойств удобрений и содержания в них действующих веществ.

курсовая работа [61,0 K], добавлен 08.05.2012

Значение в защите растений пространственной изоляции и подбора устойчивых к вредителям сортов сельскохозяйственных культур. Капустная совка и капустная белянка: меры борьбы. Группы животных, в которых есть вредители сельскохозяйственных культур.

контрольная работа [2,7 M], добавлен 27.09.2009

Характеристика методов защиты сельскохозяйственных растений от вредителей. Селекция устойчивых видов. Развитие биологического и химического методов контроля. Современное применение биологического контроля вредителей на территории Вологодской области.

дипломная работа [1,5 M], добавлен 07.10.2016

Классификация факторов, влияющих на урожайность сельскохозяйственных культур. Роль антропогенного воздействия на развитие растений. Специфика трудностей выращивания культур при избытке или недостатке влаги. Действие засоления почвы. Биотические факторы.

реферат [24,3 K], добавлен 24.05.2015

Строение и развитие основных вредителей растений: насекомых, клещей, нематод, моллюсков, грызунов. Причины грибных, бактериальных и вирусных болезней сельскохозяйственных растений, возможность заражения микоплазменными организмами, пути распространения.

15.03.2018

Наличие достаточного количества питательных веществ в почве не дает гарантии их попадания в растения. Усваиваемость элементов питания культурами зависит от многих факторов, как внутренних, так и внешних. Прежде всего, каждое растение испытывает потребность в определенном наборе химических соединений, который связан с типом культуры, ее фазой развития и индивидуальными особенностями. В течение вегетационного периода растения потребность и степень усваиваемости одного и того же элемента может сильно отличаться. Поскольку все растительные организмы обладают избирательной способностью, то поглощение веществ, необходимых на данном этапе их развития, происходит более активно, чем всех остальных.

Урожайность и качество растительной продукции обеспечиваются необходимым уровнем, соотношением и доступностью элементов питания. И если кислород, водород и углерод растения могут в достаточном количестве получать из атмосферного воздуха (в виде СО₂ и Н₂О), то остальные необходимые элементы питания поступают в их организм почти полностью из почвы. Главным условием хорошей поглощаемости растениями микроэлементов является их доступность. Если элементы питания находятся в почвенном растворе, они наиболее легко усваиваются растениями. Наиболее важными для питания культур являются находящиеся в почвенном растворе ионы Са 2+ , К + , Mg 2+ , NH 4+ , NO 3- , SO₄ 2- и H₂PO₄ - . В процессе поглощения их корневой системой растений необходимо постоянное пополнение этих элементов путем внесения органических и минеральных удобрений.

Немаловажный фактор, который следует учитывать при определении доступности того или иного вещества – это взаимодействие элементов питания между собой. Определенное количество и соотношение таких элементов как калий, фосфор и азот в питательной среде растения способствует не только его интенсивному росту, но и усвоению других важных микроэлементов. Достаточное количество азота в питании растения способствует лучшей усваиваемости кальция, калия, фосфора, железа, меди, магния, марганца и цинка. Но избыточные дозы азота провоцируют дефицит этих же элементов в растениях. Снижает поступление железа, марганца и магния переизбыток фосфора в питании растений. При недостатке калия наблюдается недостаточное потребление культурами азота, магния, кальция, и некоторых других элементов.

На уровень усваиваемости удобрений растениями большое влияние оказывают параметры окружающей среды: температура и влажность почвы, воздуха, освещенность, кислотно-щелочная реакция грунта, его механический и химический состав и пр. Замечено, что низкие температуры (+10. 11 ° С) замедляют усваиваемость фосфора и тормозят поглощение основных элементов питания корневой системой растений. При +5. 6 ° С прекращается поступление всех питательных веществ, в т. ч. и азота, в растения. Наиболее оптимальный температурный диапазон, при котором происходит максимальная усваиваемость микро- и макроэлементов у большинства растительных организмов, находится в пределах от +15 ° С до +30 ° С.

Освещение, необходимое для процессов фотосинтеза, так же необходимо и для поглощения растениями элементов питания. Чем меньше света, тем ниже уровень усвоения полезных веществ. Поступление некоторых элементов, например калия, напрямую зависит от яркости освещения, поэтому культуры, растущие в тени, часто страдают от его недостатка. Продолжительность воздействия и интенсивность солнечных лучей влияют на поступление в растения кальция, фосфора, магния, молибдена, серы, аммиака и других элементов. От освещенности зависит и оптимальная влажность воздуха для растений: чем больше освещенность, тем выше должна быть относительная влажность воздуха.

Читайте также: