Основы агрохимии. 
Земледелие

ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ И КЛАССИФИКАЦИЯ УДОБРЕНИЙ •

Химический состав и питание растений

Агрохимия — наука о взаимодействии удобрений, почвы и растений, круговороте веществ в земледелии, рациональном и экологически безопасном применении удобрений.

Внесение удобрений позволяет вводить в круговорот веществ новые количества элементов питания растений, а применение навоза и других отходов животноводства и растениеводства — повторно использовать часть питательных веществ, уже входивших в состав предыдущих урожаев.

Главная цель применения удобрений — улучшение питания растений. Изучение питания сельскохозяйственных растений всегда было одной из важнейших задач агрохимии. В задачу агрохимии входят, кроме того, изучение и разработка наиболее эффективных методов регулирования питания и обмена веществ в растениях внесением удобрений для повышения урожая и улучшения его качества.

Первый объект исследования в агрохимии — растение. При изучении питания растений и разработке способов его регулирования с помощью удобрений, необходимо учитывать также особенности биологии и агротехники отдельных культур. Здесь отмечается связь агрохимии с растениеводством.

Второй объект исследования в агрохимии — почва. Изучение содержания и динамики питательных веществ в почве, их доступность растениям, разнообразных процессов превращения удобрений в почве, их действия на ее свойства — важный раздел агрохимии.

И наконец, третий объект агрохимии — сами удобрения; изучая их состав, свойства и эффективность, агрохимия связана не только с сельскохозяйственным производством, но и с химической промышленностью.

«Изучение взаимоотношений между растением, почвой и удобрением — писал Д. Н. Прянишников — всегда являлось главной задачей агрохимии».

Питание растений — сложный процесс обмена веществ между растениями и окружающей средой. Этот переход веществ в растение из воздуха (при ассимиляции С0₂ в процессе фотосинтеза) и поглощение из почвы основной массы доступных минеральных соединений через корневую систему, и, в то же время, выведение ряда веществ.

Растение строит свой организм из определенных химических элементов, находящихся в окружающей среде. В состав растения входят вода и сухое вещество. В большинстве вегетативных органов сельскохозяйственных культур содержание воды составляет 70…95%.

Сухое вещество растений имеет в среднем следующий элементарный состав (% по массе), углерод — 45, кислород — 42, водород — 6,5, азот — 1,5 и другие элементы — 5,0. Всего в составе растений обнаружено более 80 химических элементов, из которых 20 элементов считаются, безусловно необходимыми элементами питания и 12 — считаются условно необходимыми. Без углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора, калия, кальция, магния, серы, железа, бора, меди, марганца, цинка, молибдена, ванадия, кобальта, йода, натрия и хлора невозможен нормальный ход жизненных процессов и завершение полного цикла развития растений.

Несмотря на резкие отличия в количественной потребности, функции каждого элемента строго специфичны, ни один элемент не может быть заменен другим. Недостаток любого элемента приводит к нарушению обмена веществ и физиологических процессов у растений, ухудшению их роста и развития, снижению урожая и его качества.

Азот входит в состав белков, ферментов, нуклеиновых кислот, хлорофилла, витаминов, алкалоидов.

Уровень азотного питания определяет размеры и интенсивность синтеза белка и других азотистых органических соединений в растениях и, следовательно, ростовых процессов.

Недостаток азота особенно резко сказывается на росте вегетативных органов.

Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, которые участвуют в самых важных процессах жизнедеятельности организмов — синтезе белка, росте и размножении, передаче наследственных свойств.

Фосфор входит также в состав витаминов и многих ферментов, участвует в углеводном и азотном обмене, в процессах фотосинтеза, дыхания и брожения.

Важную роль играет обеспечение растений фосфором и в период формирования репродуктивных органов. Его недостаток в этот период тормозит развитие и задерживает созревание растений, вызывает снижение урожая и ухудшение качества продукции.

Калий способствует нормальному течению фотосинтеза, передвижению углеводов (сахаров, крахмала) синтезу белков, повышает зимостойкость культур. Растения, обеспеченные калием, лучше переносят недостаток воды при кратковременных засухах. Калий увеличивает прочность стеблей зерновых культур и уменьшает их полегаемость (при одинаковых условиях освещенности), повышает стойкость растений против некоторых заболеваний.

В зависимости от способов поступления элементов питания в растения выделяют следующие типа питания: автотрофный и симбиотропный.

Автотрофный тип. В большинстве случаев у растений преобладает этот тип питания (от греч. trophe — пища), т. е. самостоятельное обеспечение неорганическими элементами, азотом почвы и углекислым газом, из которых синтезируются органические вещества.

Симбиотропный тип. При этом типе питания высшее растение тесно сожительствует с другими организмами. Здесь наблюдается взаимное использование продуктов обмена веществ в процессе питания.

Питательные вещества поступают в растения через корни и листья. Поэтому различают воздушный и корневой виды питания.

Воздушное питание (фотосинтез) — основной процесс, приводящий к образованию органических веществ в растениях. При фотосинтезе солнечная энергия в зеленых частях растений, содержащих хлорофилл, превращается в химическую энергию, которая используется на синтез углеводов из углекислого газа и воды.

Корневое питание. Азот и зольные элементы поглощаются из почвы деятельной поверхностью корневой системы растений в виде ионов (анионов и катионов).

Минеральное питание — один из наиболее доступных факторов регулирования жизнедеятельности растений. Поэтому в настоящее время главная задача агрохимиков — своевременное и направленное воздействие через процессы корневого питания с помощью удобрений на ход формирования урожая.

На почвах с большими валовыми запасами элементов питания растений (черноземы, пойменные земли) пищевой режим может быть значительно улучшен рациональной механической обработкой.