Роль азота и особенности азотного питания растений

Роль азота в питании растений

Поскольку соединения азота имеют свойство повторно использоваться растением (процесс реутилизации), признаки его недостатка проявляются на нижних листьях. Пожелтение начинается с жилок листа и распространяется к краям листовой пластинки. В случае значительного и длительного азотного голодания бледно-зеленая окраска постепенно переходит в желтую, оранжевую и красную, после чего листья усыхают и отмирают.

Файлы: 1 файл

Курсовая.doc

Введение

Азот – один из основных элементов, необходимых для жизнедеятельности растений. Он входит в состав белков, ферментов, нуклеиновых кислот, хлорофилла, витаминов, алкалоидов и других соединений. Уровень азотного питания определяет размеры и интенсивность синтеза белков, которые существенно влияют на процессы роста.

Основной источник азота для растений – соли азотной кислоты и аммония. Поглощение его из почвы происходит в виде анионов NO3- и катионов NH4+, а также некоторых простейших органических соединений. Нитратный азот в результате окисления углеводов превращается в аммиак. Для самих растений нитраты безвредны и могут накапливаться в их тканях в значительных количествах. Однако чрезмерное количество нитратов вредно для теплокровных, поскольку препятствует образованию гемоглобина, нарушает снабжение организма кислородом и обуславливает образование канцерогенных соединений.

Нормальное азотное питание повышает продуктивность растений. При этом листья имеют темно-зеленую окраску, растения хорошо кустятся, формируют крупные листья и полноценные репродуктивные органы, в которых ускоряется синтез белка, и они длительное время сохраняют жизнедеятельность. Это определяет возраст растения и его органов, уровень снабжения углеводами, перемещения продуктов синтеза, обеспечения фосфором, серой, калием, кальцием и микроэлементами. При усиленном азотном питании улучшается качество урожая кормовых культур и увеличивается содержание белка в зерне. В корнеплодах сахарной свеклы, клубнях картофеля – наоборот: при чрезмерном количестве азота в конце вегетации накапливаются аминокислоты и другие азотистые вещества, которые уменьшают выход сахара и снижают содержание крахмала.

У льна и зерновых избыток азота может спровоцировать вылегание посевов.

Характерными признаками азотного голодания являются замедленный рост вегетативных органов растений и появление бледно-зеленой и даже желто-зеленой окраски листьев вследствие нарушения процессов образования хлорофилла.

Поскольку соединения азота имеют свойство повторно использоваться растением (процесс реутилизации), признаки его недостатка проявляются на нижних листьях. Пожелтение начинается с жилок листа и распространяется к краям листовой пластинки. В случае значительного и длительного азотного голодания бледно-зеленая окраска постепенно переходит в желтую, оранжевую и красную, после чего листья усыхают и отмирают.

У злаковых культур при недостатке азота ослабляется формирование колосков; они формируются короткими и с меньшим количеством зерен.

1 Теоретические аспекты изучения азотного питания растений

1.1 Сущность азотного питания растений

Для нормального роста и развития растений необходимы различные элементы питания. По современным данным, таких элементов порядка 20, без которых растения не могут полностью завершить цикл развития и которые не могут быть заменены другими.

Все питательные элементы делятся на макро- и микроэлементы. К макроэлементам относят те, которые содержатся в растениях в значительных (от сотых долей до целых процентов) количествах — это углерод, кислород, водород, азот, фосфор, калий, сера, магний и железо. К микроэлементам относят те, которые содержатся в растениях в очень незначительных ( от стотысячных до тысячных долей процента) количествах, но которые, несмотря на столь малое количество, оказывают сильное воздействие на жизненные процессы растений — это бор, медь, цинк, молибден, марганец, кобальт и др. Есть также и ультрамикроэлементы, которые содержатся в растениях еще в меньших количествах, чем микроэлементы.

Азот — это основной питательный элемент для всех растений: без азота невозможно образование белков и многих витаминов, особенно витаминов группы В. Наиболее интенсивно растения поглощают и усваивают азот в период максимального образования и роста стеблей и листьев, поэтому недостаток азота в этот период сказывается в первую очередь на росте растений: ослабляется рост боковых побегов, листья, стебли и плоды имеют меньшие размеры, а листья становятся бледно-зелеными или даже желтоватыми. При длительном остром недостатке азота бледно-зеленая окраска листьев приобретает различные тона желтого, оранжевого и красного цвета в зависимости от вида растений, листья высыхают и преждевременно опадают, что ограничивает образование плодов, снижает урожай и ухудшает его качество, при этом у плодовых культур хуже вызревают и не приобретают нормальной окраски плоды. Так как азот может использоваться повторно, его недостаток проявляется в первую очередь на нижних листьях: начинается пожелтение жилок листа, которое распространяется к его краям.

Избыточное и особенно одностороннее азотное питание также замедляет созревание урожая: растения образуют чрезмерно много зелени в ущерб товарной части продукции, у корне- и клубнеплодов происходит израстание в ботву, у злаков развивается полегание, в корнеплодах снижается содержание сахаров, в картофеле — крахмала, а в овощных и бахчевых культурах возможно накапливание нитратов выше предельно допустимых концентраций (ПДК). При избытке азота молодые плодовые деревья бурно растут, начало плодоношения отодвигается, затягивается рост побегов и растения встречают зиму с невызревшей древесиной.

По требовательности к азоту овощные растения можно разделить на четыре группы:

первая — очень требовательные (цветная, брюссельская, краснокочанная и белокочанная поздняя капуста и ревень);

вторая — требовательные (китайская и белокачанная ранняя капуста, тыква, лук-порей, сельдерей и спаржа);

третья — среднетребовательные (листовая капуста, кольраби, огурцы, кочанный салат, ранняя морковь, столовая свекла, шпинат, томаты и репчатый лук);

четвертая — малотребовательные (фасоль, горох, редис и лук на перо).

Обеспеченность почвы и растений азотом зависит от уровня плодородия почвы, который в первую очередь определяется по количеству перегноя (гумуса) — органического вещества почвы: чем больше в почве органического вещества, тем больше общий запас азота. Наиболее бедны азотом дерново-подзолистые почвы, особенно песчаные и супесчаные, наиболее богаты — черноземы.

1.2 Источники азота растений

Одна из наиболее острых проблем, стоящих в настоящее время перед человечеством,- недостаток продовольствия, в первую очередь пищевого и кормового белка. Основной источник пищевого и кормового белка — растительные организмы с их уникальной способностью синтезировать белок из углекислоты, воды и неорганических соединений, но для этого растениям необходим азот. Поэтому вопросы, связанные с усвоением сельскохозяйственными культурами азота, представляют не только теоретический интерес, но и имеют огромное практическое значение. Этим вопросам во всем мире уделяется большое внимание. Периодически созываются посвященные им специальные международные конференции. На 16-й конференции Федерации европейских биохимических обществ, которая состоялась в июне 1984 г. в Москве, биохимии азотфиксации и усвоения азота растениями был посвящен специальный симпозиум.

Источниками азота для растений являются: молекулярный азот воздуха, который могут усваивать лишь некоторые почвенные микроорганизмы; азот содержащихся в почве неорганических соединений — аммонийных солей (NH4+) и солей азотной кислоты (нитратов, NO

азот мочевины и различных органических соединений, образующихся в процессе разложения остатков растений и животных и их выделений (навоза, мочи). Усвоение всех этих форм азота растениями происходит благодаря действию различных ферментов.

Хотя нас окружает океан молекулярного азота воздуха (N2), составляющий более 80% земной атмосферы, — однако усваивать, ассимилировать этот азот могут лишь некоторые микроорганизмы. Животные и большинство растений не способны к усвоению азота воздуха.

1.3 Исследования в области азотного питания растений

Не менее существенные сдвиги произошли в 40-х годах и в представлениях об азотном питании растений. Еще из опытов Соссюра было известно, что растения неспособны усваивать свободный азот воздуха, поэтому большинство ученых, в том числе и Либих, считали, что растения поглощают азот из растительных и животных экстрактов и из аммиака воздуха. Однако несостоятельность последнего предположения становилась все более очевидной, так как расчеты показывали, что количество аммиака и других азотных соединений в воздухе очень невелико, и оно не может удовлетворить потребность растений в азоте.

Решение этого запутанного вопроса наметил французский агрохимик Ж. Буссенго с помощью точных экспериментов. Во время службы в Южной Америке его внимание привлекло удивительное плодородие перуанских и чилийских почв на песчаном, казалось бы, совсем бесплодном побережье Тихого океана. Он отметил особенно высокие урожаи кукурузы и других культур на тех участках, которые посыпались порошкообразной массой гуано. Химический анализ этого удобрения показал, что оно почти полностью состояло из аммиачных солей. Способность гуано сильно повышать урожайность различных культур скоро получила широкую известность, особенно в Англии. Первое судно, груженое этим удобрением, прибыло в Лондон в 184Q г. С тех пор для Перу, особенно богатой этим удобрением, торговля гуано стала важнейшей статьей национального дохода.

Читайте также:  Медь как микроэлемент питания растений

Возвратившись на родину, Бусеенго создал в 1836 г. в своем небольшом имении Бехельброн в Эльзасе агрономическую станцию и с увлечением стал проверять то, что наблюдал в природе.

Рисунок 1 – Установка Бусеенго для изучения усвоения растениями азота

Для изучения отношения растений к свободному атмосферному азоту он разработал метод песчаных культур. Пшеница, овес и подсолнечник выращивались на промытых в серной кислоте и предварительно прокаленных песке, кварце и груборазмолотой пемзе. Опыты велись в сосудах, лишенных малейших примесей аммиака. Питательная смесь состояла из воды, золы и навоза. В нее помещались зерна, тщательно промытые дистиллированной водой. При таких условиях выращивания пшеница, овес и подсолнечник не давали никакого прироста азота. Бусеенго отметил также, что и бобовые растения не давали прироста азота, если выращивались в искусственной атмосфере при отсутствии доступа естественного воздуха. Прирост отмечался лишь тогда, когда в питательную смесь добавлялись азотсодержащие удобрения. Наилучшим из них Бусеенго считал селитру, наихудшими — аммиачные соли.

На основании этих опытов Бусеенго пришел к выводу, что растения неспособны усваивать свободный азот воздуха, а потребляют его из азотсодержащих соединений почвы или воздуха и притом не в готовом виде, а только после предварительного разложения.

Однако тщательно поставленные эксперименты Буссенго не положили конец спорам по данному вопросу. Дело в том, что в это же время не менее известный химик Ж. Билль (1848) выступил с утверждением о возможности усвоения растениями свободного азота воздуха, ссылаясь на результаты своих опытов. Условия его опытов были такими же, как у Буссенго, за исключением того, что Билль подавал в сосуды воздух, не очищенный от примеси аммиака. Лишь позже стало ясно, что эти примеси и послужили причиной прироста азота в выращиваемом им салате, не получавшем никаких азотных удобрений из питательного раствора.

Источник



Азот в жизни растений. Его роль, недостаток и способы восстановления

Роль азота в жизни растений

Один из важнейших макроэлементов. Без его участия невозможно развитие растений. Он отвечает за обмен веществ. При этом находится в составе всех белков, цитоплазмы, ядер клеток, аминокислот, хлорофилла, гормонов, витаминов и других соединений. Все это – азот.

Роль азота в жизни растений

Растениям он необходим постоянно, так как отвечает за все процессы питания. Поэтому его недостаток задевает жизненно важные функции.

Особенно нуждаются в этом элементе молодые растения во время активного роста стеблей и листьев. Они содержат наибольшее количество азота. Но с развитием, его доля снижается.

Роль азота в жизни растения заключается еще в том, что он больше других элементов влияет на качество и количество урожая. Поэтому, чтобы вырастить богатый урожай нужно с ранней весны позаботиться о достатке азота.

Азот в природе

Азот в природе

Растения используют азот в виде солей аммония (NH4 + ), и нитратов (NO3 — ):

  • Аммоний называют «долгим» азотом, так как он неподвижен в почве, не вымывается и долго превращается в нитратную форму. Больше необходим на ранних стадиях развития растения.
  • Нитраты — «быстрый» азот. Быстро действуют, но легко вымываются. В большинстве случаев азот поступает в растения именно в виде нитратов.

Обе формы полезны при разных условиях: когда нужно быстро подкормить растение, используют нитраты. А когда необходимо поступление азота только на определенной фазе роста, вносят аммонийные удобрения.

Нитраты не задерживаются в почве и могут вымываться со склонов, выноситься с урожаем:

  1. В водопроницаемых почвах (песчаных) вымывание азота происходит намного интенсивней, чем в почвах с низкой фильтрационной способностью (глинистых). Для уменьшения вымывания воды и соответственно азота, вносят перегной. Он имеет хорошую влагоемкость, склеивает частички почвы и заполняет собой пространство между ними.
  2. Также происходит потеря азота при денитрификации, когда почвенные бактерии перерабатывают нитрат, используя его для поддержания своей жизнедеятельности. В результате он становится недоступным.
  3. Так как азот накапливается в разных частях растения, то при уборке, уносится с урожаем. Разные культуры по-разному его используют. В зависимости от вида, в среднем выносится 100-200 кг/га органических веществ, содержащих азот.
  4. Также он выносится при улетучивании мочевины, когда уреаза превращает ее в аммиак.

Нитрат азота

Азот атмосферы – это единственный природный источник азота. В газообразном состоянии находится в неограниченном количестве. Но его могут использовать лишь некоторые растения. Свойство переводить такой азот в форму, доступную для усвоения имеют азотфиксирующие бактерии. Такие бактерии находятся на корнях бобовых (соя, люцерна, клевер). Поэтому для природного восполнения уровня азота, их высаживают на местах, где в будущем будут произрастать культурные растения. И после уборки бобовых, азот остается в почве.

Азот в гидропонике

В питательном растворе для гидропоники важно наличие обеих форм азота. С помощью контроля их соотношения, можно добиться стабильного значения рН. Потому что, если раствор имеет только аммоний – это приведет к понижению уровня рН раствора и его подкислению. И наоборот – при перевесе нитратов, повысится рН вокруг корней и раствор станет щелочным. В этом случае, если значение рН не соответствует нужному уровню, растение перестанет получать необходимые элементы для нормального развития. При значении рН 6,8 растения одинаково усваивают обе формы азота.

При одинаковых пропорциях аммоний больше понижает рН раствора, чем нитратный азот повышает его. Поэтому для стабилизации уровня рН аммония используют намного меньше, чем нитратов (в соотношении 1:3).

Еще одна важность правильного соотношения NH4 + и NO3 — в том, что повышенное содержание аммония приводит к дефициту кальция и магния.

Соотношение нитратов и аммония очень важно. Но оно может меняться в зависимости от сорта растения, температуры раствора, стадии роста, освещения:

    1. Если при образовании плодов у некоторых растений в питательном растворе присутствует аммоний – это снижает урожайность и может привести к заболеваниям. Поэтому лучше использовать аммоний только на начальной стадии развития. 2. При повышении температуры увеличивается потребление сахара и уменьшается обмен веществ аммония с ним. Поэтому при повышенных температурах недопустимо содержание высокого уровня аммония. 3. Наоборот, при низкой температуре нитраты транспортируются медленнее, поэтому использование их в растворе негативно сказывается на росте растения.

Нехватка азота у растений

Чтобы понять, как выглядит растение с недостатком азота N2 не нужно иметь специальных знаний. Главный признак – это прекращение роста и общая слабость. Растение с нормальным его содержанием выглядит здоровым, с насыщенным зеленым цветом листьев. Даже на начальной стадии азотное голодание может привести к потере половины урожая.

Недостаток азота у растений проявляет себя по таким признакам:

Признаки нехватки азота

  • растут слабые, короткие побеги;
  • недостаток листьев, а те, что есть, теряют яркую окраску;
  • новые листья мелкие, узкие, бледно-зеленые с красноватыми оттенками, рано опадают;
  • пожелтение жилок с расположенными возле них частями листа. Сначала желтеть начинают нижние, старые листья;
  • слабое ветвление деревьев;
  • слабое цветение;
  • плоды вырастают мелкие, рано осыпаются.

Как восполнить дефицит азота у растений

В почве

Азот для подкормки растений вносят в виде: калиевой, натриевой селитры, аммиачных, органических и других удобрений. Они повышают урожайность практически всех культур.

Почву удобряют ранней весной и в начале лета. За это время растение наиболее активно развивается. Своевременная подкормка стимулирует обмен веществ и активизирует рост.

Положительно удобрения влияют после весенних заморозков и понижений температуры. А вносить их после середины лета не рекомендуется. Это продлит рост, и существенно снизит зимостойкость растений. Также возможно накопление нитратов в плодах.

В гидропонике

Для гидропоники используют минеральные удобрения. Обычные органические удобрения (навоз) не используют, потому что они могут привести к загниванию. Это происходит из-за того, что органические удобрения расщепляются организмами, которые находятся только в почве. А удобрения для гидропоники содержат все готовые для использования элементы.

Раньше, чтобы получить питательный раствор, нужно было самому смешивать химические реактивы. Но это очень сложно. Сейчас раствор для гидропоники можно приготовить самому с помощью готовых удобрений:

Читайте также:  Вымершие растения приморского края

Plagron hydro a b

Минеральное удобрение Plagron Hydro A/B 5 л. Двухкомпонентные азотсодержащие удобрения идеально подходят для профессионалов с большим опытом выращивания. Они содержат все необходимые питательные вещества даже для самых капризных растений. Используют эти подкормки во время развития, цветения и плодоношения. Они предназначены для гидропонного метода выращивания.

Power roots plagron

Стимулятор корнеобразования Plagron Power Roots 1 л. Это удобрение обеспечивает рост сильной, развитой корневой системы. В результате увеличивается усвоение питательных веществ, ускоряется рост молодых побегов. Используется во время вегетации и после пересадки для укрепления иммунитета. Подходит для любого способа выращивания.

Flora gro

Минеральное удобрение FloraGro 500 мл. Стимулирует активное развитие и укрепление корневой системы за счет обеспечения растения главными элементами. Используется на стадии вегетации для гидропонного способа, выращивания в почве, субстратах.

Угольный фильтр для гроубокса своими руками

Организовывая домашнюю мини-оранжерею, на дорогой угольный фильтр для гроубокса можно не тратиться, ведь эту важную деталь системы вентиляции легко можно смастерить из подручных материалов.

Стелс выращивание растений

Стелс выращивание растений означает, что они будут расти в гроубоксе скрытно, не привлекая внимания окружающих ни запахом во время цветения, ни шумом от работы вентиляторов.

Влажность воздуха в гроубоксе

Неверная влажность воздуха в гроубоксе часто становится причиной неудачного опыта выращивания культур. При этом отклонения влажности можно принять за дефицит питания и совершить роковую ошибку.

Проращивание семян

Увлекательное приключение под названием выращивание растений в домашних условиях, причем, не столь важно каких именно растений – будь то цветы.

Черенкование растений

Черенкование растений – популярный и доступный вариант получения новых кустов без потери сортовых характеристик. Нюансы есть, но выполнить его под силу даже начинающим садоводам

Виды удобрений для растений

Отвечая на вопрос, что такое удобрения, нужно сказать, что это необходимые для любых растений питательные вещества, повышающие плодородность земли.

Роль удобрений в жизни растений

Удобрение почвы – ключевой этап, который не стоит пропускать, если есть желание собрать богатый урожай высокого качества.

Методы защиты растений от болезней

Растения, как и любые живые организмы, подвержены заболеваниям и поражению паразитами. Растениеводы не перестают разрабатывать методы защиты растений от вредителей и болезней.

  • Интернет магазин ООО «АгроДом»
  • Страна: Россия
  • E-mail: [email protected]
  • Телефон: 8 (800) 555–42–84
  • Мы работаем: пн-пт 9:00–23:00; сб 10:00–19:00; вс 12:00-20:00

Узнайте первым о предстоящих акциях и скидках. Мы не рассылаем спам и не передаем email третьим лицам

Источник

Роль азота в питании растений

Азот — это газ без запаха, цвета и вкуса. Роль азота в питании растений очень велика. Полноценное азотное питание повышает продуктивность растений. При этом растения хорошо кустятся, формируют крупные листья, которые имеют темно-зеленую окраску, а также полноценные репродуктивные органы, в которых ускоряется синтез белка, за счёт которого они длительное время сохраняют жизнедеятельность. Азот входит в состав белков, которые для растений и для нашего тела являются строительным материалом. Белки — основа любого живого организма: и человека, и животных, и растений, и бактерий. Значит, без азота не будет жизни на Земле!

Воздух, которым мы дышим, на 78 процентов состоит из азота. Казалось бы, если так велико содержание азота в воздухе, у живых существ не должно возникать никаких проблем с его получением. Однако в действительности наши лёгкие не способны выделять азот из воздуха и усваивать его, и мы выдыхаем его обратно.

Растения тоже не могут получать азот из воздуха. Они могут усваивать только азот из почвы. А попадает азот в почву благодаря бактериям!

В Природе только бактерии (!) наделены способностью поглощать азот из воздуха. Они называются азотфиксирующими бактериями (речь о них пойдёт далее), а сам процесс выделения азота из воздуха называется фиксацией азота. В отличие от человека, животных и растений, только бактерии способны поглощать азот прямо из воздуха, затем азот в их организме соединяется с другими веществами. Именно таким образом его запасы создаются в почве. Растения получают азот из почвы и с помощью солнечного света строят новые клетки (растут).

Травоядные животные получают необходимый для жизни азот, поедая листья и траву. Хищники, питаясь их мясом, получают свою норму азота. Когда растение или животное погибает, азот (опять же благодаря бактериям, которые способствуют его разложению и перегниванию), возвращается в почву. И всё начинается с начала. Таким образом, происходит круговорот азота в Природе.

Азотфиксирующие бактерии обеспечивают круговорот азота в Природе, а значит, играют жизненно важную роль в нашей жизни, обеспечивая всё живое таким важным для нашего организма веществом, как азот!

Вывод: Если от бактерий зависит наша жизнь и жизнь на Земле, значит, мы должны охранять их и создавать благоприятные условия для их жизни. Неправда ли?

А что происходит в реальности у нас на огородах? Мы сами своими руками убиваем азотфиксирующих бактерий на своём участке! Как, возразите вы, я не убивал! А почву вы копаете? Да ещё и поглубже, наверное? Вот в этот момент они и погибают. А ведь свято место пусто не бывает! Если нет азота в почве (азотфиксирующих бактерий), в почву заселяются вредители. И атакуют нашу землю потом всякая нечисть, если её некому защищать! А мы потом хватаемся за голову: «Как же с ней бороться?» А никто толком и не знает! Поэтому и бояться все этой медведки и личинок майского жука, как огня. А, если знать, как правильно их прогнать со своего участка, то оказывается, не так страшен чёрт, как его малюют!!

Просто заселите назад тех бактерий, которых вы сами и уничтожили, а они, в свою очередь будут защищать вашу землю от нашествия непрошеных гостей, и обеспечат правильное питание растений.

Дочитал до конца? Спасибо! Поддержи — поставь лайк! (а если хочешь сделать очень доброе дело — подпишись на канал ;))

Источник

Роль азота в питании растений

Поскольку соединения азота имеют свойство повторно использоваться растением (процесс реутилизации), признаки его недостатка проявляются на нижних листьях. Пожелтение начинается с жилок листа и распространяется к краям листовой пластинки. В случае значительного и длительного азотного голодания бледно-зеленая окраска постепенно переходит в желтую, оранжевую и красную, после чего листья усыхают и отмирают.

Файлы: 1 файл

Курсовая.doc

Введение

Азот – один из основных элементов, необходимых для жизнедеятельности растений. Он входит в состав белков, ферментов, нуклеиновых кислот, хлорофилла, витаминов, алкалоидов и других соединений. Уровень азотного питания определяет размеры и интенсивность синтеза белков, которые существенно влияют на процессы роста.

Основной источник азота для растений – соли азотной кислоты и аммония. Поглощение его из почвы происходит в виде анионов NO3- и катионов NH4+, а также некоторых простейших органических соединений. Нитратный азот в результате окисления углеводов превращается в аммиак. Для самих растений нитраты безвредны и могут накапливаться в их тканях в значительных количествах. Однако чрезмерное количество нитратов вредно для теплокровных, поскольку препятствует образованию гемоглобина, нарушает снабжение организма кислородом и обуславливает образование канцерогенных соединений.

Нормальное азотное питание повышает продуктивность растений. При этом листья имеют темно-зеленую окраску, растения хорошо кустятся, формируют крупные листья и полноценные репродуктивные органы, в которых ускоряется синтез белка, и они длительное время сохраняют жизнедеятельность. Это определяет возраст растения и его органов, уровень снабжения углеводами, перемещения продуктов синтеза, обеспечения фосфором, серой, калием, кальцием и микроэлементами. При усиленном азотном питании улучшается качество урожая кормовых культур и увеличивается содержание белка в зерне. В корнеплодах сахарной свеклы, клубнях картофеля – наоборот: при чрезмерном количестве азота в конце вегетации накапливаются аминокислоты и другие азотистые вещества, которые уменьшают выход сахара и снижают содержание крахмала.

У льна и зерновых избыток азота может спровоцировать вылегание посевов.

Характерными признаками азотного голодания являются замедленный рост вегетативных органов растений и появление бледно-зеленой и даже желто-зеленой окраски листьев вследствие нарушения процессов образования хлорофилла.

Поскольку соединения азота имеют свойство повторно использоваться растением (процесс реутилизации), признаки его недостатка проявляются на нижних листьях. Пожелтение начинается с жилок листа и распространяется к краям листовой пластинки. В случае значительного и длительного азотного голодания бледно-зеленая окраска постепенно переходит в желтую, оранжевую и красную, после чего листья усыхают и отмирают.

Читайте также:  Питомник растений весна осень

У злаковых культур при недостатке азота ослабляется формирование колосков; они формируются короткими и с меньшим количеством зерен.

1 Теоретические аспекты изучения азотного питания растений

1.1 Сущность азотного питания растений

Для нормального роста и развития растений необходимы различные элементы питания. По современным данным, таких элементов порядка 20, без которых растения не могут полностью завершить цикл развития и которые не могут быть заменены другими.

Все питательные элементы делятся на макро- и микроэлементы. К макроэлементам относят те, которые содержатся в растениях в значительных (от сотых долей до целых процентов) количествах — это углерод, кислород, водород, азот, фосфор, калий, сера, магний и железо. К микроэлементам относят те, которые содержатся в растениях в очень незначительных ( от стотысячных до тысячных долей процента) количествах, но которые, несмотря на столь малое количество, оказывают сильное воздействие на жизненные процессы растений — это бор, медь, цинк, молибден, марганец, кобальт и др. Есть также и ультрамикроэлементы, которые содержатся в растениях еще в меньших количествах, чем микроэлементы.

Азот — это основной питательный элемент для всех растений: без азота невозможно образование белков и многих витаминов, особенно витаминов группы В. Наиболее интенсивно растения поглощают и усваивают азот в период максимального образования и роста стеблей и листьев, поэтому недостаток азота в этот период сказывается в первую очередь на росте растений: ослабляется рост боковых побегов, листья, стебли и плоды имеют меньшие размеры, а листья становятся бледно-зелеными или даже желтоватыми. При длительном остром недостатке азота бледно-зеленая окраска листьев приобретает различные тона желтого, оранжевого и красного цвета в зависимости от вида растений, листья высыхают и преждевременно опадают, что ограничивает образование плодов, снижает урожай и ухудшает его качество, при этом у плодовых культур хуже вызревают и не приобретают нормальной окраски плоды. Так как азот может использоваться повторно, его недостаток проявляется в первую очередь на нижних листьях: начинается пожелтение жилок листа, которое распространяется к его краям.

Избыточное и особенно одностороннее азотное питание также замедляет созревание урожая: растения образуют чрезмерно много зелени в ущерб товарной части продукции, у корне- и клубнеплодов происходит израстание в ботву, у злаков развивается полегание, в корнеплодах снижается содержание сахаров, в картофеле — крахмала, а в овощных и бахчевых культурах возможно накапливание нитратов выше предельно допустимых концентраций (ПДК). При избытке азота молодые плодовые деревья бурно растут, начало плодоношения отодвигается, затягивается рост побегов и растения встречают зиму с невызревшей древесиной.

По требовательности к азоту овощные растения можно разделить на четыре группы:

первая — очень требовательные (цветная, брюссельская, краснокочанная и белокочанная поздняя капуста и ревень);

вторая — требовательные (китайская и белокачанная ранняя капуста, тыква, лук-порей, сельдерей и спаржа);

третья — среднетребовательные (листовая капуста, кольраби, огурцы, кочанный салат, ранняя морковь, столовая свекла, шпинат, томаты и репчатый лук);

четвертая — малотребовательные (фасоль, горох, редис и лук на перо).

Обеспеченность почвы и растений азотом зависит от уровня плодородия почвы, который в первую очередь определяется по количеству перегноя (гумуса) — органического вещества почвы: чем больше в почве органического вещества, тем больше общий запас азота. Наиболее бедны азотом дерново-подзолистые почвы, особенно песчаные и супесчаные, наиболее богаты — черноземы.

1.2 Источники азота растений

Одна из наиболее острых проблем, стоящих в настоящее время перед человечеством,- недостаток продовольствия, в первую очередь пищевого и кормового белка. Основной источник пищевого и кормового белка — растительные организмы с их уникальной способностью синтезировать белок из углекислоты, воды и неорганических соединений, но для этого растениям необходим азот. Поэтому вопросы, связанные с усвоением сельскохозяйственными культурами азота, представляют не только теоретический интерес, но и имеют огромное практическое значение. Этим вопросам во всем мире уделяется большое внимание. Периодически созываются посвященные им специальные международные конференции. На 16-й конференции Федерации европейских биохимических обществ, которая состоялась в июне 1984 г. в Москве, биохимии азотфиксации и усвоения азота растениями был посвящен специальный симпозиум.

Источниками азота для растений являются: молекулярный азот воздуха, который могут усваивать лишь некоторые почвенные микроорганизмы; азот содержащихся в почве неорганических соединений — аммонийных солей (NH4+) и солей азотной кислоты (нитратов, NO

азот мочевины и различных органических соединений, образующихся в процессе разложения остатков растений и животных и их выделений (навоза, мочи). Усвоение всех этих форм азота растениями происходит благодаря действию различных ферментов.

Хотя нас окружает океан молекулярного азота воздуха (N2), составляющий более 80% земной атмосферы, — однако усваивать, ассимилировать этот азот могут лишь некоторые микроорганизмы. Животные и большинство растений не способны к усвоению азота воздуха.

1.3 Исследования в области азотного питания растений

Не менее существенные сдвиги произошли в 40-х годах и в представлениях об азотном питании растений. Еще из опытов Соссюра было известно, что растения неспособны усваивать свободный азот воздуха, поэтому большинство ученых, в том числе и Либих, считали, что растения поглощают азот из растительных и животных экстрактов и из аммиака воздуха. Однако несостоятельность последнего предположения становилась все более очевидной, так как расчеты показывали, что количество аммиака и других азотных соединений в воздухе очень невелико, и оно не может удовлетворить потребность растений в азоте.

Решение этого запутанного вопроса наметил французский агрохимик Ж. Буссенго с помощью точных экспериментов. Во время службы в Южной Америке его внимание привлекло удивительное плодородие перуанских и чилийских почв на песчаном, казалось бы, совсем бесплодном побережье Тихого океана. Он отметил особенно высокие урожаи кукурузы и других культур на тех участках, которые посыпались порошкообразной массой гуано. Химический анализ этого удобрения показал, что оно почти полностью состояло из аммиачных солей. Способность гуано сильно повышать урожайность различных культур скоро получила широкую известность, особенно в Англии. Первое судно, груженое этим удобрением, прибыло в Лондон в 184Q г. С тех пор для Перу, особенно богатой этим удобрением, торговля гуано стала важнейшей статьей национального дохода.

Возвратившись на родину, Бусеенго создал в 1836 г. в своем небольшом имении Бехельброн в Эльзасе агрономическую станцию и с увлечением стал проверять то, что наблюдал в природе.

Рисунок 1 – Установка Бусеенго для изучения усвоения растениями азота

Для изучения отношения растений к свободному атмосферному азоту он разработал метод песчаных культур. Пшеница, овес и подсолнечник выращивались на промытых в серной кислоте и предварительно прокаленных песке, кварце и груборазмолотой пемзе. Опыты велись в сосудах, лишенных малейших примесей аммиака. Питательная смесь состояла из воды, золы и навоза. В нее помещались зерна, тщательно промытые дистиллированной водой. При таких условиях выращивания пшеница, овес и подсолнечник не давали никакого прироста азота. Бусеенго отметил также, что и бобовые растения не давали прироста азота, если выращивались в искусственной атмосфере при отсутствии доступа естественного воздуха. Прирост отмечался лишь тогда, когда в питательную смесь добавлялись азотсодержащие удобрения. Наилучшим из них Бусеенго считал селитру, наихудшими — аммиачные соли.

На основании этих опытов Бусеенго пришел к выводу, что растения неспособны усваивать свободный азот воздуха, а потребляют его из азотсодержащих соединений почвы или воздуха и притом не в готовом виде, а только после предварительного разложения.

Однако тщательно поставленные эксперименты Буссенго не положили конец спорам по данному вопросу. Дело в том, что в это же время не менее известный химик Ж. Билль (1848) выступил с утверждением о возможности усвоения растениями свободного азота воздуха, ссылаясь на результаты своих опытов. Условия его опытов были такими же, как у Буссенго, за исключением того, что Билль подавал в сосуды воздух, не очищенный от примеси аммиака. Лишь позже стало ясно, что эти примеси и послужили причиной прироста азота в выращиваемом им салате, не получавшем никаких азотных удобрений из питательного раствора.

Источник