Шпаргалка по "Растеневодству"

8. Состав и почва  перегноя

Почва не только место обитания для  многих микроорганизмов, она в значительной мере и продукт их жизнедеятельности. Основное свойство почвы - ее плодородие. Плодородие почвы обусловливается  содержанием в ней перегноя, а  перегной тоже является продуктом жизнедеятельности  почвенных микроорганизмов и  корневых систем растений.

Одновременно с минерализацией органического вещества в почве  идет процесс образования перегноя. Перегной постоянно образуется в  почве из остатков наземных и почвенных  организмов, в основном зеленых растений. В лесу годовой опад листьев и сучьев составляет 1,5-7 т/га. Луговая растительность дает наземной массы 2-4 т/га, а корней 7-12 т/га. Источником образования перегноя в почве служат также отмирающие микроорганизмы, мхи лишайники, роющие и копающие животные. Перегной отличается от других продуктов превращения органического вещества своей устойчивостью в отношении его разложения. Поэтому и происходит его накопление.

П. А. Костычев установил, что превращение органических остатков в перегной - сложный биологический процесс, в котором решающая роль принадлежит микроорганизмам. Он нашел, что при разложении растительных остатков происходит, с одной стороны, распад их до простых продуктов, а с другой стороны, образование более сложных стойких соединений, содержащих азот. Эти темноокрашенные вещества получили название гуминовых или перегнойных кислот. П. А. Костычев говорит о синтезе гумуса микроорганизмами, что перегной представляет собой не мертвую массу, но в каждой точке дышит жизнью в разнообразных ее проявлениях: в нем происходят не только процессы разложения сложных органических соединений, но вместе с тем и процессы образования сложных соединений из простейших.

П. А. Костычев доказал деятельное участие почвенных грибов в образовании перегноя. Благодаря микроорганизмам происходит образование новых форм органических веществ, в частности гуминовых, или перегнойных, веществ. Микроорганизмы накапливают в результате своей жизнедеятельности биомассу своих тел, выделяют большое количество ферментов и других физиологически активных веществ и создают деятельный перегной. Участвуют в этом процессе преимущественно аэробные микроорганизмы.

После уборки урожая в почве полей  остаются в большом количестве растительные остатки. Органическое вещество их, содержащее главным образом клетчатку, с  одной стороны, минерализуется микроорганизмами, а с другой стороны, в процессе разложения преобразуется в перегной. Превращение клетчатки производят клетчаткоразлагающие микробы. При этом образуется достаточное количество безазотистых органических соединений, в том числе органических кислот. Азотобактер не усваивает клетчатку, но ему необходимы безазотистые соединения углерода как источник энергии для фиксации азота воздуха. Он использует образующиеся органические кислоты и обогащает почву азотом. В свою очередь, усваивая органические кислоты, он создает благоприятные условия для дальнейшей жизнедеятельности целлюлозных микробов, страдающих от накопившихся выделяемых ими кислот. Такое симбиотическое сожительство этих двух групп микробов ведет к накоплению в почве азота, а следовательно, и перегноя.

Таким образом, перегной есть сложный  комплекс высокомолекулярных азотсодержащих органических соединений, образующихся в процессе синтетических реакций  микроорганизмов из веществ распада  органических остатков, биомассы и  выделений. Перегной составляет 80-90% всех органических веществ в почве, остальные 10-21% составляют растительные, микробные и животные остатки. Химический состав перегноя и образование его еще полностью не изучены.

А в состав перегноя входят следующие  компоненты: 
-ульминовая кислота. Вещество, которое получено в процессе бактериального анаэробного разложения растений. Аммоний в сочетании с ульминовой кислотой дает соль, которая растворима в воде; 
-гуминовая кислота – вещество, получаемое также в процессе разложения травянистых остатков. Такая кислота окрашена в черный цвет, и легко растворяется в воде; 
-креновая кислота. Это кислота, которая получается во время анаэробного грибного разложения деревянистых останков. Также это вещество бесцветно и легко растворимо в воде. 
 Выше были перечислены основные составляющие почвенного перегноя, которые в компоновке с другими солями дают положительный результат роста растений.

Свойства  перегноя:

В перегное накоплена в потенциальной  форме энергия солнечных лучей. В нем содержатся и наиболее долго  сохраняются основные элементы питания  растений.

Перегной представляет собой запас  питательных веществ для растений. Но растение не может использовать сложное вещество непосредственно  для питания. Предварительно оно  должно быть разложено особыми аэробными  микробами. Если в почве нет условий  для жизнедеятельности этих микробов (недостаток воздуха, большая кислотность  почвы), растение будет голодать и  при большом наличии перегноя.

Таким образом, при участии микроорганизмов  происходит накопление перегноя и расходование его на питание растений. Искусство  земледелия состоит в том, чтобы умело сочетать в почве эти два противоположных, одновременно идущих и одинаково нужных процесса.

Кроме накопления питательных веществ, почвенный перегной еще создает  структуру почвы. Перегной играет важную роль в процессах, происходящих в почвах. Он улучшает его химические, физико-химические и биологические свойства. Свежий почвенный перегной насыщает комочки почвы, склеивает их, а кальций и магний цементирует, способствуя образованию прочной, агрономически ценной структуры. Медленно разлагаясь, перегной является источником зольных элементов и азота для растений, а вбирая растворимые элементы питания (калий, фосфор), предотвращает их вымывание.

Плодотворная работа микроорганизмов  в большой степени зависит  от хозяйственной деятельности человека. Хорошая обработка почвы, внесение удобрений, правильный севооборот - все  это оказывает благоприятное  воздействие на развитие полезной микрофлоры почвы и тем самым способствует увеличению урожайности посевов.

26. Роль калия и кальция  в жизни растений. Запасы калия  в различных почвах. Формы калия,  доступные растениям.

Калий усиливает синтез высокомолекулярных углеводов(целлюлозы, гемицеллюлозы, а  так же пектиновых веществ, ксиланов и др.), в результате чего утолщается клеточные стенки соломиных злаковых структур и повышается устойчивость хлебов к полеганию, а у льна и конопли улучшает качество волокна; катализирует работу некоторых ферментов, а так же усиливает синтез и накопление в растениях ряда витаминов, имеет важное значение для деятельности замыкающих клеток устьиц.

Калий важен так же при аммонийном питании сельскохозяйственных культур. Недостаток калийного питания приводит к нарушению метаболизма в  растениях. Дефицит калия вызывает ослабление деятельности ряда ферментов, нарушения в углеродном и белковом обмене в растении,усиливает затраты Сахаров на дыхание, ведет к образованию щуплого зерна, снижению всхожести и жизненности семян и в итоге отрицательно влияет на качество урожая. При недостаточном калийном питании растения быстрее поражаются различными болезнями, а в послеуборочный период из-за этого снижается сохраняемость урожая. внешние признаки калийного голодания растений проявляются в ледующем: старые листья преждевременно желтеют начиная с краев; приобретают бурую окраску, а затем края листьев отмирают и становяться оббоженными и имеют рванный вид. При недостатке калия тормозиться множество биохимически процессов, затрагивающих практически все стороны обмена веществ.

Кали поглащается растениями в виде катиона. Накапливается в клетке в значительных количествах, калий является основным противоионом для нейтрализации отрицательных зарядов как неорганических анионов, так и клеточных полиэлектролитов, а так же создает ионную ассиметрию и разность электрических потенциалов между клеткой и средой. Возможно, именно в этом проявляется специфическая функция калия, делающая его незаменнимым элементом минерального питания растений.

Кальций (Ca) также очень важен для растений. Он влияет на обмен углеводов и белковых веществ. Потребность в кальции проявляется в самые ранние сроки роста, он необходим для построения растения. Отсутствие кальция подавляет переработку и усвоение запасных питательных веществ (крахмала, белков), которые используются проростками, молодыми листьями и растущими побегами. Это может привести к усыханию молодых растущих частей растения и затем к гибели всего растения.

Кальций, регулирует водный баланс, связывает кислоты почвы, обеспечивает нормальные условия для развития корневой системы растений, улучшает растворимость многих соединений в почве. Он способствует поглощению растениями важных элементов питания, влияет на доступность растениям ряда макро- и микроэлементов. При увеличении количества кальция в почве возрастает поступление в растение ионов аммония, молибдена, но снижается подвижность марганца, цинка, бора. Недостаток катионов кальция в почве приводит к повышению кислотности почвенного раствора (если только почва не засолена — не содержит избыток натрия). Повышенная кислотность почвы ухудшает рост корней и их проницаемость. Это приводит к ухудшению использования растениями питательных веществ почвы и удобрений, снижению их устойчивости, выносливости и конкурентной способности ко всему комплексу вредных организмов, особенно почвенных. Кислая реакция почвенного раствора ухудшает углеводный и белковый обмен в растениях, ослабляя синтез белка. Количество небелковых форм азота возрастает. Подавляется процесс превращения моносахаров в другие, более сложные органические соединения. Обмен веществ сдвигается в благоприятную сторону для фитопатогенов грибной природы. Болезни, вызываемыми грибными паразитами, обычно, более распространены на кислых почвах, чем на нейтральных. Известкование кислых почв приводит к существенному оздоровлению почвы от возбудителей фузариозных и пенициллезных гнилей, парши клубнелуковичных культур). Тем не менее, другие виды патогенов (ботритис и ризоктониоз) хорошо развиваются в нейтральной и слабощелочной среде.

Кроме выше сказанного кальций участвует в других важных биохимических процессах растения: способствует транспортировке углеводов в растениях; укрепляет стенки клеток и скрепление их друг с другом; способствуют развитию корневой системы; необходим для развития листьев; повышает устойчивость растений к некоторым заболеваниям; стимулирует активность клубеньковых бактерий, фиксирующих азот из воздуха.

Также кальций влияет на плодородность почвы: стимулирует активность полезных микроорганизмов, которые минерализируют азот в компостных кучах; уменьшает кислотность почвы и ускоряет процессы аммонификации и окисления серы; способствует образованию гумуса; ускоряет разложение органических веществ в почве; снижает токсичность железа, марганца и алюминия путем нейтрализации их избыточных количеств.

Кальций улучшает механический состав почвы и, таким образом, улучшает ее воздухо- и водопроницаемость; способствуют образованию структуры (агрегатов) почвы. Кальций в растениях находится в форме солей пектиновой кислоты, сульфата, карбоната, фосфата и щавелевокислого кальция. Значительная часть его в растениях, 20–65%, растворима в воде, а остальное количество может быть извлечено из листьев при обработке слабыми кислотами.

Кальций поступает в растения в  течение всего периода активного  роста. При наличии в растворе нитратного азота проникновение  его в растения усиливается, а  в присутствии аммиачного азота  – снижается. Мешают поступлению кальция ионы водорода и другие катионы при высокой концентрации их в почвенном растворе. Постепенно из почвы кальций переходит в растения, а почва обедняется. С возрастом количество его в растениях увеличивается. Различные растения отличаются по размерам потребления кальция. Бесхлорофилльные цветковые растения и пестролистные употребляют его гораздо меньше, чем зеленые растения. Все злаки характеризуются малым усвоением кальция. А суккуленты, кактусы, бобовые многолетние травы, пасленовые и крестоцветные культуры более других потребляют этот элемент. Среди сельскохозяйственных растений много кальция выносят из почвы капуста, люцерна и клевер. Но на сельхоз угодьях часть кальция, взятого растениями из почвы, через корма и подстилку попадает в навоз и с ним возвращается на участки. А в горшечных культурах он поступает вместе с новой почвой, при поливе или при подкормке растений. На бедных кислых песчаных и супесчаных почвах часть кальция вымывается водой, поэтому необходимо пополнять его запасы каждые 5 лет, проводя известкование. Растения, которые особенно сильно нуждаются в кальции, относят в особую группу – кальцефильные растения, они наиболее чувствительны к недостатку его в почве. 

Недостаток кальция в почвеприводит к деформации клеток растений, слабому формированию покровных тканей, обильному развитию межклетников, которые слабо заполняются лигнином. При недостатке кальция замедляется рост корней, они ослизняются и загнивают. Разложившиеся корни привлекают почвенных фитопатогенов и сапрофитов, являясь благоприятным субстратом для них. Признаки недостатка кальция проявляются прежде всего на молодых листьях: их рост тормозится, образуются мелкие листья неправильной формы, появляется хлоротичная пятнистость, копчики молодых листьев становятся белыми; края листьев закручиваются вниз, желтеют и преждевременно отмирают, срединные жилки листьев ломаются; при сильном голодании верхушка растения и цветоносы отмирают, стебли вырастают слабые. При кальциевом голодании по краям хлоротичных листьев может появляться буроватая окраска или коричневые некротические пятна. У многих луковичных без кальция формируется слабый, поникающий цветонос. Вовремя подкормив луковицы кальцием, можно помочь цветоносу стать крепким и прямым. Для жидкой подкормки кальций вносят в виде кальциевой селитры (1 ст. ложка на 10 л воды). Растения на почвах бедных кальцием подкармливают кальциевой селитрой 1 раз за сезон. Кальций содержится и в суперфосфате, хотя в нем он несколько менее доступен для растений. Для кальцефильных растений кальций вносят в почву 2–3 раза за вегетационный период.