14.1. Роль макро- і мікроелементів

магниевый скраб beletage

У живленні рослин, крім головних елементів — азоту, фосфо-ру і калію, на думку багатьох дослідників, беруть участь 76 еле-ментів періодичної системи Д. І. Менделєєва. До макроелементівналежать хімічні елементи, вміст яких у ґрунті і рослинах стано-вить від кількох процентів до сотих часток процента в перера-хунку на суху речовину. Макроелементи — це азот, вуглець, ки-сень, водень, сірка, фосфор, калій, кальцій, магній, залізо, натрій.

До мікроелементів належать хімічні елементи, вміст яких уґрунті і рослинах становить не більш як тисячні частки процентав перерахунку на суху речовину. Мікроелементи — це цинк, бор,мідь, молібден, кобальт, манган.

Наявність головних елементів живлення (N, Р і К) у ґрунті ірослинах визначає інтенсивність вибіркового поглинання пожив-них речовин, що виявляється в обміні речовин і зумовлює фор-мування врожаю певної якості.

Азот входить до складу амінокислот, з яких побудована мо-лекула білка, де на азот припадає 16-18%. Білкові сполуки єскладовою частиною протоплазми. Вони є в кожній клітині і, якписав Д. М. Прянишников, становлять матеріальну основу будь-якого життєвого процесу. Без азоту не утворюються білкові спо-луки, без яких не може бути протоплазми, а отже, й життя.

Азот і зольні елементи, які входять до складу рослин у меншійкількості, ніж вуглець, мають велике значення. Без їх участі немож-ливе утворення безазотистих та беззольних органічних сполук.Живлення рослин зольними елементами й азотом добре піддаєть-ся регулюванню через застосування добрив. Азот входить до скла-ду хлорофілу, нуклеїнових кислот, фосфатидів, глюкозидів, алка-лоїдів, ферментів, рістактивуючих та інших речовин. Джереломазоту для рослин є амонійний і нітратний азот. Рослини можутьзасвоювати азот амідів і амінокислот. Бобові та деякі небобовірослини засвоюють азот з атмосфери за допомогою бульбочко-вих бактерій. Основними сполуками, які формують урожай і виз-начають певною мірою його якість, є нітратний та амонійний азот.

Велике значення для засвоєння рослинами азоту має реак-ція ґрунту, концентрація іонів у ньому, стан самої рослини і нако-пичення вуглеводів та інших сполук. При нейтральній реакції ґрун-ту рослини краще засвоюють азот з амонійних добрив, а прикислій — із селітр. Д. М. Прянишников процес перетворення азо-ту у рослині зобразив такою схемою:

NО3 ^ NО2 ^ N^ ^ аспарагін ^ амінокислоти ^ білок.

У насінні обмін азотистих сполук починається з моменту йогопроростання. Від умілого впливу на процес біосинтезу білка таорганічних речовин залежить ефективність добрив та інших за-собів хімізації. Одночасно з процесом біосинтезу білка відбува-ється процес його розкладання. Вміст азоту у рослинах стано-вить від 0,5 до 5%. Багато азоту міститься у насінні, листках,особливо молодих, менше — у стеблах, кореневій системі.

Посилене азотне живлення сприяє розвитку асиміляційноїповерхні та розвитку вегетативних органів рослин, підвищеннюїх урожайності. Надмірне азотне живлення призводить до подов-ження вегетаційного періоду рослин, їх полягання, зниженняазотфіксуючої здатності, накопичення нітратного азоту у сільсь-когосподарській продукції. Поглинутий амонійний і нітратнийазот при достатній кількості у рослинах органічних кислот та іншихсполук швидко вступає у білковий обмін. При недостатній утил-ізації нітратного азоту нітрат-іони можуть накопичуватись у кор-мах та продуктах, які споживає людина, у кількостях, вищих загранично допустиму концентрацію (ГДК). Дуже шкідливою влас-тивістю нітрат-іонів є участь їх у реакціях нітрозування амінів іамідів, внаслідок чого утворюються канцерогенні N-нітросполу-ки (нітрозодиметиламін, нітрозодиетиламін).

Використання результатів ґрунтової і рослинної діагностикидає змогу регулювати умови живлення рослин, отримувати біо-логічно повноцінну продукцію.

Фосфор входить до складу органічних (нуклеїнових кислот,фосфопротеїдів, фосфатидів, фітину, лецитину, сахарофосфатів)і мінеральних сполук (солей фосфорної кислоти). Фосфор зас-воюється переважно кореневою системою рослин у вигляді іонівфосфорної кислоти (H2PO4, HPO4-, PO4-). Засвоєння фосфоруз піро- і метафосфатів та деяких органічних сполук незначне.

Фосфор, як і азот, концентрується у товарній продукції. Росли-ни поглинають більше фосфору у перший період росту, що даєїм змогу створити певний запас цього елемента. Тому внесеннясуперфосфатів у рядки під час сівби завжди високоефективне.

Добре засвоюють фосфор з важкорозчинних фосфорнихдобрив (фосфоритне борошно) люпин, гречка, гірчиця, гірше —горох, еспарцет, коноплі.

Недостатнє фосфатне живлення зумовлює затримку росту ірозвитку рослин, їх дозрівання, погіршення якості продукції ізниження; врожайності. Оптимальне фосфатне живлення підви-щує врожай і сприяє підвищенню якості продукції, поліпшуєстійкість рослин проти полягання і низьких температур. Надмірнеживлення рослин фосфором зумовлює скорочення вегетаційно-го періоду, що призводить до недобору товарної продукції, зни-ження коефіцієнта використання фосфору з добрив. Вміст фос-фору в рослинах становить 0,5-1% Р2О5.

Калій міститься в рослинах переважно у мінеральній форміу вигляді іонів калію. В такому вигляді він і поглинається росли-ною. Найбільше калію поглинають буряки, картопля, соняшник,гречка. Калій стабілізує структуру клітини і сприяє утвореннюбагатих на енергію сполук, підвищує утворення ферментів і їхактивність, гідратацію колоїдів плазми, накопичення цукрів,крохмалю, білків. Крім того, калій посилює посухо-, холодо- і мо-розостійкість, а також стійкість рослин проти шкідників, хворобта їх збудників.

Недостатнє калійне живлення затримує обмін речовин,підсилює дисиміляційні процеси, порушує водообмін, що при-зводить до 30-40% недобору врожаю. Вміст калію у рослинахстановить 0,5-5,6% К2О.

Сірка входить до складу незамінних амінокислот, протеолі-тичних ферментів, вітамінів. Рослини поглинають сірку у виглядісульфат-іонів і їх оксидів кореневою системою і листям. Недо-статнє живлення рослин сіркою призводить до зниження про-цесів фотосинтезу білка, відставання у рості і зниження продук-тивності культур та якості продукції. Найбільше сірки міститься укапусті, томатах, ріпаку і люцерні.

Надходить сірка у ґрунт з органічними і мінеральними добри-вами, які містять сірку, з атмосферними опадами.

Вибіркова здатність рослин до поглинання іонів найбільше ви-являється в умовах достатньої кількості елементів живлення у по-живному середовищі. Використання азоту і зольних елементіввідбувається найефективніше у період інтенсивного збільшенняоб'єму і маси рослин. Припинення приросту органічної речовинизумовлює зниження засвоєння елементів мінерального живлен-ня. Наприклад, рослини цукрових буряків найбільш енергійно по-глинають поживні речовини у червні, липні і до першої половинисерпня, тобто під час максимального наростання маси корене-плоду (табл. 6).

Таблиця 6

Надходження поживних речовин і наростання маси рослинцукрових буряків (за П. А. Власюком)

Елементи

Тра-

Чер-

Ли-

Сер-

Вере-

Жов-

Всього

живлення.

вень

вень

пень

пень

сень

тень

 

Орган рос-

 

 

 

 

 

 

 

лини

 

 

 

 

 

 

 

Надходження поживних речовин, кг/га

Азот

2

31

70

26

16

7

152

Фосфор

1

8

19

13

10

5

56

Калій

3

29

93

51

31

15

222

Наростання маси рослин, г

Коренеплід

2

163

505

728

860

 

860

Листя

66

251

303

263

227

 

227

Головним завданням застосування добрив є поліпшення умовживлення рослин протягом усього періоду вегетації. Д. М. Пря-нишников вважав, що кращим способом застосування органіч-них і мінеральних добрив є поєднання їх (комбінація). Поєднанезастосування органічних і мінеральних добрив дає змогу в дос-татній кількості постачати рослинам засвоювані поживні речо-вини на перших стадіях росту і розвитку за рахунок мінеральнихдобрив та створити резерв поживних речовин за рахунок гною,з якого поступово виділяються доступні для рослин поживні ре-човини. Потрібно також враховувати, що гній ліквідовує (ніве-лює) негативні наслідки застосування одних мінеральних доб-рив, особливо при внесенні їх у великих дозах. Склад рослиндуже різноманітний і залежить не тільки від фази росту і роз-витку їх, а й від умов вирощування (табл. 7).

Таблиця 7

Вміст азоту в рослинах озимої пшениці, %(за К. М. Олійником)

Фаза

розвитку

Варіант досліду

Кущення

Вихід у

Коло-

Вміст білково-

 

 

трубку

сіння

го N в зерні

Контроль

3,8

3,2

2,8

2,0

20 т/га гною - фон

4,0

3,6

2,8

2,1

Фон + NPK

4,1

3,8

3,8

2,3

Фон+2NРК

4,8

4,2

3,9

2,4

При вирощуванні високих урожаїв у культурах посилюєтьсякругообіг речовин, що приводить до нагромадження їх у рос-линних рештках, збагачення якими, особливо азотом, врахо-вується при складанні системи удобрення культур (табл. 8).

Таблиця 8

Вміст азоту, фосфору і калію у рослинних рештках, %

 

Рослинні

 

 

 

Культура

N

Р2О5

К2О

рештки

 

Озима пшениця

Кореневі

0,67

0,31

0,77

 

Пожнивні

0,77

0,22

0,88

Овес

Кореневі

0,80

0,24

0,90

 

Пожнивні

0,78

0,28

0,67

Озиме жито

Кореневі

0,74

0,27

0,78

 

Пожнивні

0,61

0,21

0,68

Конюшина

Кореневі

2,70

0,78

1,06

 

Пожнивні

2,01

0,62

0,90

Люпин

Кореневі

2,82

0,81

0,85

 

Пожнивні

1,69

0,70

0,98

Вміст мікроелементів у рослинах непостійний. Він значноюмірою змінюється залежно від умов живлення (табл. 9).

Накопичення мікроелементів у великих кількостях, особливоважких металів (Pb, Cd), спостерігається у зонах техногеннихвикидів. Тому на практиці здебільшого використовують дані се-реднього вмісту елементів живлення (табл. 10).

Таблиця 9

Вміст Mn, Zn, Cu, Pb, Cd в озимій пшениці,мг/кг сухої речовини (за В. І. Купчиком)

Варіантдосліду

Mn

Zn

Cu

Pb

Cd

Коріння

Контроль

160

56,5

30,3

6,9

0,13

N45P45K45

189

65,8

22,4

8,4

0,16

N90P60K60

229

47,6

17,2

14,3

0,26

N120 Р90 К90

258

47,0

17,3

14,3

0,26

Зерно

Контроль

12,6

28,5

8,7

0,96

0,01

N45P45K45

12,9

223

7,3

0,52

0,02

N90P60^0

13,5

21,5

5,7

6,52

0,02

N120 Р90 К90

14,0

20,4

5,2

0,45

0,02

 

Таблиця 10

Вміст елементів живлення у різних культурах,% на суху речовину

Культура

N

Р2О5

К2О

CaO

Озима пшениця

 

 

 

 

зерно

2,0-2,5

0,85-1,00

0,5-0,8

0,07

солома

0,5

0,2

0,09-1,0

0,28

Кукурудза (зерно)

1,8-2,0

0,57

0,37

0,03

Горох

 

 

 

 

зерно

4,3

1,0

1,25

0,09

солома

1,4

0,35

0,50

1,85

Льон

 

 

 

 

насіння

4,0

1,35

1,0

0,26

солома

0,62

0,42

0,97

0,69