Содержание

Содержание 1

Вопрос №12. Влияние внешних факторов среды на питание растений: концентрация солей в почвенном растворе ; влажность , реакция среды и аэрация почвы, антогонизм и синергизм ионов , состав и формы соединений в растворе , микроорганизмы ; обеспеченность теплом и светом растений и др. факторы. 5

Вопрос №17. Состав почвы ( почвенный раствор , газообразная, твердая и живая фазы почвы). Агрохимические показатели почвы . Влияние удобрений на агрохимические показатели почвы. 11

Состав почвы ( почвенный раствор , газообразная, твердая и живая фазы почвы). 11

Почва — сложная саморегулирующаяся поликомпонентная биокосная единая система, содержащая тесно взаимодействующие между собой твердую, жидкую и газовую фазы. 11

Газовая фаза — почвенный воздух — результат взаимодействия атмосферного воздуха и образующихся в почве газов. Состав его 11

отличается от атмосферного повышенным (на 0,3—1 %, иногда на 2— 3 % и более) содержанием диоксида углерода и несколько меньшим — кислорода. Он весьма динамичен в зависимости от интенсивности обмена с атмосферным воздухом, богатства почвы органическими веществами, колебаний погодных условий (давление, температура, влажность) и характера растительности. Объем почвенного воздуха находится в динамическом антагонистическом равновесии с жидкой фазой (больше воды — меньше воздуха и наоборот). В почве происходит постоянное потребление кислорода и выделение диоксида углерода в результате разложения органических веществ ее, дыхания корней растений, животных, насекомых, простейших и микроорганизмов, а также некоторых химических реакций. В результате газообмена надпочвенный воздух обогащается диоксидом углерода, что улучшает условия фотосинтеза и повышает продуктивность растений. Взаимодействие С02 с жидкой фазой приводит к образованию угольной кислоты, которая диссоциирует на ионы Н+ и НСО3 подкисляет жидкую фазу: со2+н2о^н++нсо-3. 12

Повышение концентрации С02 в почвенном воздухе усиливает растворимость этого газа в воде, что еще более подкисляет жидкую фазу и способствует переходу в усвояемую для растений форму некоторых веществ твердой фазы (фосфаты, карбонаты, сульфаты кальция и др.). Вместе с тем чрезмерная концентрация С02 и недостаток 02 в почвенном воздухе и жидкой фазе, наблюдающиеся при переувлажнении и переуплотнении почв, ингибируют рост и развитие микроорганизмов и растений, тормозят дыхание, рост корней растений и усвоение ими питательных элементов, усиливают восстановительные процессы в жидкой и твердой фазах почвы. 12

Регулирование водно-воздушного режима конкретных почв соответствующими обработками в сочетании с рациональным применением удобрений и мелиорантов улучшает корневое и воздушное питание растений, повышает их продуктивность и качество получаемой продукции, способствует развитию почвенных микроорганизмов, насекомых и животных. 12

Жидкая фаза — почвенный раствор — образуется из воды, поступающей с осадками, из грунтовых и паводковых вод, при конденсации водяных паров и растворимых в почвенном растворе веществ твердой и газообразной фаз. Это наиболее активная фаза почвы, из которой растения непосредственно усваивают питательные элементы и одновременно через почвенный раствор происходит взаимодействие растений с удобрениями, мелиорантами, твердой и газообразной фазами почвы, а также перенос различных частиц и соединений всех этих компонентов в виде суспензий, взвесей, коллоидных и истинных растворов. 12

Почвенный раствор в зависимости от состава и свойств конкретной почвы содержит катионы (Са2+, Mg2+, H"\ Na+, K+, NHJ и др.), анионы (НСО^, ОН", CI", NOJ, SO^~, Н2РС>4 и др.), водорастворимые органические соединения и растворимые С02, 02, NH3 и др. 13

Поступление ионов в почвенный раствор происходит из твердой и газовой фаз почвы, вносимых удобрений и мелиорантов, выделений флоры и фауны, атмосферных осадков и грунтовых вод, а извлечение — потреблением растениями и биотой, переходом в твердую и газовую фазы и в результате водной эрозии. Иными словами, состав, концентрация, реакция, буферность и осмотическое давление почвенного раствора динамичны и зависят от почвенно-клима- тических условий и антропогенного воздействия. 13

Концентрация солей в почвенном растворе колеблется от тысячных до сотых долей процента (10—200мг/л) в малоплодородных почвах до одного и более процента (> 10 000 мг/л) в очень силь- нозасоленных (солончаки), а в среднеплодородных почвах составляет около 500 мг/л. Избыток солей в растворе (более 2000 мг/л) обычно вредно действует на многие сельскохозяйственные культуры, особенно в течение двух—четырех недель с момента прорастания семян. Однако с возрастом растений их устойчивость к высоким концентрациям возрастает. 13

Твердая фаза почвы состоит из минеральной (90—99,5 %) и органической (10—0,5%) частей, представленных полидисперсными частицами и агрегатами. Минеральная часть—обломки и частицы первичных пород и минералов, вторичные (вновь образованные) минералы, оксиды, соли и другие соединения, образовавшиеся в процессе выветривания и почвообразования. 13

Органическая часть — разной степени разложения, остатки растительных и животных организмов почвы и продукты их разложения и неосинтеза, среди которых всегда преобладает собственно гумус. 13

Средний элементный состав твердой фазы почвы (% массы) по А. П. Виноградову характеризуется следующими данными: 14

Агрохимические показатели почвы . Влияние удобрений на агрохимические показатели почвы 14

Вопрос №25. Буферность почв и ее роль в применении удобрений. 17

Вопрос №28. Содержание и формы фосфора в почвах, их превращения . Метод определения подвижного фосфора . Коэффициента использования подвижного фосфора и доступного из почвы растениями. Оптимальные значения подвижного фосфора и доступного калия в почве для сельскохозяйственных культур. Группировка почв по содержанию подвижного фосфора. 19

Вопрос №37. Основное и поддерживание (повторное) известкование почв. Причины поддерживающего известкования. 23

Список литературы 29

Вопрос №12. Влияние внешних факторов среды на питание растений: концентрация солей в почвенном растворе ; влажность , реакция среды и аэрация почвы, антогонизм и синергизм ионов , состав и формы соединений в растворе , микроорганизмы ; обеспеченность теплом и светом растений и др. факторы.

Скорость роста растений различна, что зависит как от внешних условий, так и от интенсивности физиолого-биохимических процессов в растениях.

Аэрация почвы, обновление в ней воздуха, весьма важна для нормального корневого питания. Она сводится к удалению почвенного воздуха, обогащенного угольной кислотой и обедненного кислородом, и поступлению в почву атмосферного воздуха с низким содержанием С02 и высоким 02. Помимо рациональной обработки почвы, в частности рыхления междурядий пропашных культур и борьбы с коркой на посевах остальных растений, аэрация почвы усиливается при смене температур, выпадении осадков и переменах давления воздуха. ¹

Влияние влажности воздуха и влажности почвы. При культуре растений во влажной атмосфере листья обладают большей поверхностью и стебли отличаются большей сочностью и более сильным ростом, чем у растений, развивающихся в более сухом воздухе. Это явление объясняется сравнительно слабым испарением у первых растений и, следовательно, большим тургором растущих клеток. Оптимальная влажность почвы (около 60% полной влагоемкости почвы) также усиливает рост растений. В природных условиях наиболее сильный рост растений наблюдается во влажном теплом климате, с большим количеством атмосферных осадков. Расход воды растениями в различные периоды развития неодинаков: те периоды, в которые культурные растения особенно нуждаются в притоке воды, называются критическими. Например, для хлебных злаков таким периодом является формирование генеративных органов (у пшеницы с момента выхода в трубку до окончания колошения).

Свет как фактор роста растений. В темноте и при слабом освещении рост происходит быстрее, чем на свету. Свет задерживает рост, он не дает возможности растениям вытягиваться, придает им определенную форму. Побеги картофеля в темном хранилище иногда вытягиваются в длину до нескольких метров.

Представим себе этиолированные растения, то есть растения, развивающиеся в темноте. Свет задерживает не только рост стеблей, но и рост корней. Узкие и длинные листья в темноте еще сильнее вытягиваются, а листья с широкой листовой пластинкой в темноте плохо развиваются. У корнеплодов в темноте развиваются достаточно крупные желтые листья. Явлением этиоляции пользуются овощеводы при выращивании некоторых нежных овощей (спаржа, салат и др.). Одни растения лучше развиваются на ярком солнечном свету, другие же на рассеянном свету и в тени. Влияние света сказывается не только на внешней форме растения, но и на анатомическом строении стеблей и листьев.

Температура окружающей среды как фактор роста растений. При изучении прорастания семян мы видели, что бывают температуры минимума, оптимума и максимума роста. Наиболее благоприятная температура для большей части растений от 25 до 30°. Повышение ее от 0° на каждые 10° ускоряет рост растений приблизительно в два раза. Такое ускорение роста продолжается до температуры, приближающейся к оптимальной для данного растения. Дальнейшее повышение ее замедляет рост (в отличие от дыхания), и приближение к максимальной приостанавливает рост совершенно.

Минимальная температура роста большей части сельскохозяйственных культур лежит около 0-5°. Известно, что зерна ржи удавалось проращивать даже между кусками тающего льда. Многие весенние растения, например подснежник (Galanthus), пролеска (Scilla), зимовник (Eranthis) и др., пробиваются из-под тающего снега. Разбирая вопрос о холодостойкости растений, мы видели, что губительные температуры значительно ниже минимальных температур роста (например, для раскустившейся ржи около -20°).

Важнейшими свойствами почвы как среды обитания являются: наличие минеральных элементов питания растений и способность их удерживать, наличие воды и влагоудерживающая способность. Инфильтрация воды с поверхности и аэрация почвы зависят от ее структуры. Переуплотненные почвы становятся непригодными для роста растений. Переувлажнение почв также нарушает газообмен, а относительная кислотность и ионный состав почвенного раствора сильно влияют на жизнь организмов в почвенном слое

Рост растений зависит от питательных солей, поступающих через корневую систему. Отсутствие одного из необходимых элементов останавливает рост растения. При этом концентрация водородных ионов также оказывает сильное влияние на рост. Количество СО2 в воздухе влияет на ассимиляцию углерода, а следовательно, и на рост растений. Наличие кислорода воздуха необходимо для роста, так как дыхание растений тесно связано с ростом. ²

Концентрация почвенного раствора, равно как и соотношение элементов питания (ЕЖ) растений, является фактором внешней среды. В случае недостаточной концентрации растения хуже растут, а повышение вызывает преждевременное их старения. Оптимальная концентрация питательного раствора очень варьирует и постоянно меняется в разные периоды онтогенеза для одного вида и даже сорта растения.

Минеральные элементы наиболее активно поступают в растения только при определенной их концентрации в почвенном растворе. Ионы ЕЖ лучше поступают из растворов умеренно высокой концентрации, а воду лучше поглощает корневая система в опытном зоне. Таким образом, повышение концентрации солей в растворе увеличивает его осмотическое давление и затрудняет поступление в растение воды и питательных веществ. Полностью растворимые удобрения с минимальным содержанием солей эффективнее обеспечивают потребности растений в элементах питания.

Соотношение макро-и микроэлементов и их поглощения растениями. В случае питания растений из раствора, содержащего смесь элементов (особенно с грунтового раствора), важную роль играет не концентрация, а соотношение ЕЖ и их взаимное влияние. Изменение уровня обеспеченности ЕЖ вызывает многочисленные ответные реакции организма. В частности, при большом избытке любого нужного элемента защитная реакция растений может проявиться в увеличении поглощения других ЕЖ. Небольшой избыток обычно вызывает резкое снижение поступления других ЕЖ. Поэтому избыток определенных ЕЖ можно частично устранить внесением других элементов.

Содержание оптимального количества влаги в почве является обязательным условием для нормального развития растений и очень влияет на поступление в них элементов питания. Негативное влияние избыточной влажности почвы на поглощение ЕЖ может проявиться в одностороннем повышении доступности некоторых ионов, в частности, солей железа и марганца, накопление которых в растении в этом случае достигает токсического уровня.

При дефиците влаги нарушается согласованность в работе ферментных систем, усиливаются процессы гидролиза и распада органических веществ, резко снижается интенсивность фотосинтеза, прекращается рост растений.

Следует отметить, что только около 0,2% воды, которую поглощают корни, расходуется на построение тканей растения, а более 90% - испаряется. Количество воды, требуемой для создания единицы сухого вещества, значительно уменьшается в условиях достаточного обеспечения элементами питания.

Лимитирующие действие влажности почвы на урожайность сельхозкультур имеет определенную зависимость от обеспеченности ЕЖ. Лучшие условия питания способствуют производительному использованию влаги; свою очередь при достаточном обеспеченности влагой повышается отдача от внесения удобрений, удостоверяющий практика применения удобрений в условиях орошаемого обработки почвы.

Антагонизм – это конкуренция между ионами одного заряда при поступлении в растение. Антагонизм присущ почвенным растворам на кислых и щелочных почвах. На нейтральных почвах антагонизм ионов играет положительную роль , так как право выбора поглощения анионов и катионов остается за растениями.

Синергизм – когда один ион способствует лучшему поглощению другого, например, Са и К; Cl и NO3,

В настоящее время накоплено много примеров антагонизма и синергизма ионов. Так, явление антагонизма было установлено между Fe и Са, Al и Na, Fe и Zn, Mn и Zn, Сu и Zn, Zn и Fe, Mn, Сu, Мо. В свою очередь, явление синергизма было установлено между S и Mn, Zn, Сu и Со, В, Zn, Со, Мо и Mn, Мо и Сu, Сu и Mn, Са и Со. Таким образом, одни и те же ионы могут действовать как положительно, так и отрицательно на поглощение других. При этом направленность действия в зависимости от условий может изменяться. Явление антагонизма и синергизма в поглощении макро- и микроэлементов может определяться реакцией среды, уровнем содержания в среде и в растении других элементов минерального питания, их соотношениями, видом растений, температурой внешней среды и другими факторами. В зависимости от перечисленных условий антагонизм и синергизм могут переходить один в другой. Между элементами наблюдаются сложные взаимоотношения. Так, стронций и марганец вытесняют кальций. Усвоение кальция и фосфора улучшает поступление в растения кобальта и марганца. Никель вытесняет кальций и фосфор. Кобальт увеличивает усвоение кальция. Алюминий вызывает сильный дисбаланс макро- и микроэлементов. Избыток алюминия снижает содержание в тканях растений кальция и марганца. В поглощении необходимых Эл-ов минерального питания существует тесная взаимосвязь. Отклонение концентрации одного элемента на 30-100% от оптимального его содержания в субстрате ведет к изменению поглощения растением других элементов питания. Причем увеличение количества элемента, находящегося в недостаточной концентрации, способствует поглощению других элементов (синергизм), а избыток какого-либо эл-та препятствует поступлению других элементов (антагонизм). Многочисленные данные о поглощении эл-ов минерального питания растениями позволяют заключить, что процесс питания зависит от уровня обеспеченности всеми элементами. Как правило, повышение концентрации в среде какого-либо элемента вызывает не только увеличение содержания его в растениях, но и содержание других элементов.

Концентрация соотношений элементов питания в почвенном растворе и их значение в питании растений.

Концентрация почвенного раствора, так же как и соотношение элементов минеральног питания растительных организмов, является фактором внешней среды. При недостаточной концентрации питательного раствора растения страдают от нехватки элементов минерального питания и хуже растут. Повышенная концентрация питательного раствора также неблагоприятно действует на рост и может вызвать угнетение растений. Оптимальная концентрация пит-го раствора, т.е. та, при которой в данных условиях обеспечивается наибольшая продуктивность растений, сильно варьирует и постоянно изменяется в различные периоды онтогенеза для каждого вида и даже сорта растения. Корневая система растений обладает способностью к усвоению питательных веществ из сильно разбавленных растворов (0,01-0,05%), особенно если их концентрация поддерживается на этом уровне. В естественных условиях концентрация почвенного раствора незасоленных обычно колеблется от 0,02 до 0,2%. Минеральные элементы наиболее активно поступают в растения только при определенной концентрации питательных веществ в почвенном растворе. ³ Лучше усваиваются ионы элементов питания из растворов умеренно-повышенных концентраций, а вода лучше поглощается корневой системой, расположенной в не удобренной зоне. Это следует учитывать при оценке локального или очагового внесения удобрений. Повышение концентрации солей в растворе увеличивает его осмотическое давление и затрудняет поступление в растение воды и питательных веществ. Особенно чувствительны растения к избыточному повышению концентрации питательного раствора в молодом возрасте. Отдельные сельскохозяйственные культуры не переносят увеличения концентрации питательных веществ выше определенного предела.