14. СКЛАД І ЖИВЛЕННЯ РОСЛИН

 

14.1. Роль макро-  і мікроелементів

 

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 макроелементів належать 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 у

ґрунті і рослинах становить не більш як тисячні частки процента в перерахунку на суху речовину. Мікроелементи  — це цинк, бор, мідь, молібден, кобальт, манган.

Наявність головних  елементів живлення (N, Р і К) у ґрунті і

рослинах 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 є складовою  частиною протоплазми.  Вони є в кожній клітині і, як писав 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 меншій кількості, 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. Джерелом азоту для рослин є амонійний  і нітратний азот. Рослини можуть засвоювати азот амідів і амінокислот. Бобові та деякі небобові рослини 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 при кислій — із селітр. Д. М. Прянишников процес перетворення азо- ту у рослині зобразив  такою схемою:

NО3  NО2  NН3  аспарагін амінокислоти  білок.

У насінні обмін азотистих сполук починається з моменту його

проростання.  Від умілого впливу на процес біосинтезу  білка та органічних 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 асиміляційної поверхні та розвитку  вегетативних  органів  рослин,  підвищенню їх урожайності. Надмірне азотне живлення призводить  до подов- ження вегетаційного  періоду рослин, їх полягання, зниження азотфіксуючої здатності, накопичення нітратного  азоту у сільсь- когосподарській продукції.  Поглинутий  амонійний  і нітратний азот при достатній кількості у рослинах органічних кислот та інших сполук 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 за гранично допустиму концентрацію (ГДК). Дуже шкідливою влас- тивістю нітрат-іонів є участь їх у реакціях нітрозування амінів і амідів, внаслідок чого утворюються  канцерогенні  N-нітросполу- ки (нітрозодиметиламін, нітрозодиетиламін).

Використання  результатів ґрунтової  і рослинної  діагностики дає змогу регулювати умови живлення рослин, отримувати біо- логічно повноцінну продукцію.. Засвоєння фосфору


з 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 дає їм змогу створити  певний запас цього елемента. Тому внесення суперфосфатів у рядки під час сівби завжди високоефективне.

Добре  засвоюють  фосфор  з важкорозчинних  фосфорних

добрив (фосфоритне борошно)  люпин, гречка, гірчиця, гірше —

горох,  еспарцет,  коноплі.

Недостатнє фосфатне живлення зумовлює затримку росту і розвитку рослин, їх дозрівання, погіршення  якості продукції і зниження;  врожайності.  Оптимальне фосфатне живлення підви- щує врожай і сприяє підвищенню якості продукції, поліпшує стійкість рослин проти полягання і низьких температур. Надмірне живлення 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 формі

у вигляді іонів калію. В такому вигляді він і поглинається  росли- ною. Найбільше калію поглинають буряки, картопля, соняшник, гречка. Калій стабілізує структуру клітини і сприяє утворенню багатих на енергію  сполук,  підвищує  утворення ферментів і їх активність, гідратацію колоїдів плазми, накопичення цукрів, крохмалю, білків. Крім того, калій посилює посухо-, холодо- і мо- розостійкість, а також стійкість  рослин проти шкідників,  хвороб та їх збудників.

Недостатнє  калійне  живлення  затримує  обмін  речовин,

підсилює дисиміляційні процеси, порушує водообмін, що при- зводить до 30–40% недобору врожаю. Вміст калію у рослинах становить  0,5–5,6%  К2О.

Сірка входить до складу незамінних  амінокислот,  протеолі-

тичних ферментів, вітамінів. Рослини поглинають сірку у вигляді сульфат-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 у капусті, 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 елементів відбувається найефективніше у період інтенсивного  збільшення об’єму і маси рослин.  Припинення  приросту  органічної  речовини зумовлює  зниження  засвоєння  елементів мінерального  живлен- ня. Наприклад, рослини цукрових буряків найбільш енергійно по- глинають поживні речовини у червні, липні і до першої половини серпня,  тобто під час максимального  наростання  маси корене-

плоду (табл. 6).

Таблиця 6

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

 

Елементи живлення. Орган рос- лини

Тра- вень

Чер- вень

Ли- пень

Сер- пень

Вере- сень

Жов- тень

Всього

Надходження поживних речовин, кг/га

Азот Фосфор Калій

2

1

3

31

8

29

70

19

93

26

13

51

16

10

31

7

5

15

152

56

222

Наростання маси рослин, г

Коренеплід

Листя

2

66

163

251

505

303

728

263

860

227

Азот Фосфор Калій

2

1

3

31

8

29

70

19

93

26

13

51

16

10

31

7

5

15

152

56

222

Наростання маси рослин, г

Коренеплід

Листя

2

66

163

251

505

303

728

263

860

227

2,8

2,8

3,8

3,9

2,0

2,1

2,3

2,4

 

При вирощуванні високих урожаїв у культурах посилюється кругообіг  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, %

 

 

Культура

Рослинні рештки

 

N

 

Р2О5

 

К2О

Озима пшениця

Кореневі

Пожнивні

0,67

0,77

0,31

0,22

0,77

0,88

Овес

Кореневі

Пожнивні

0,80

0,78

0,24

0,28

0,90

0,67

Озиме жито

Кореневі

Пожнивні

0,74

0,61

0,27

0,21

0,78

0,68

Конюшина

Кореневі

Пожнивні

2,70

2,01

0,78

0,62

1,06

0,90

Люпин

Кореневі

Пожнивні

2,82

1,69

0,81

0,70

0,85

0,98

 

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

Накопичення мікроелементів  у великих кількостях,  особливо важких металів (Pb, Cd), спостерігається у зонах техногенних викидів.  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)

 

Варіант досліду

 

Mn

 

Zn

 

Cu

 

Pb

 

Cd

Коріння

Контроль

N45P45K45

N90P60K60

N120Р90К90

160

189

229

258

56,5

65,8

47,6

47,0

30,3

22,4

17,2

17,3

6,9

8,4

14,3

14,3

0,13

0,16

0,26

0,26

Зерно

Контроль

N45Р45К45

N90Р60К60

N120Р90К90

12,6

12,9

13,5

14,0

28,5

223

21,5

20,4

8,7

7,3

5,7

5,2

0,96

0,52

6,52

0,45

0,01

0,02

0,02

0,02

 

Таблиця 10

Вміст елементів живлення у різних культурах,

% на суху речовину

 

Культура

N

Р2О5

К2О

CaO

Озима пшениця зерно

солома

 

2,0–2,5

0,5

 

0,85–1,00

0,2

 

0,5–0,8

0,09–1,0

 

0,07

0,28

Кукурудза (зерно)

1,8–2,0

0,57

0,37

0,03

Горох зерно солома

 

4,3

1,4

 

1,0

0,35

 

1,25

0,50

 

0,09

1,85

Льон насіння солома

 

4,0

0,62

 

1,35

0,42

 

1,0

0,97

 

0,26

0,69