Влияние минеральных удобрений на рост и развитие растений

 

                              1.   Введение                             

Питание - это основа жизни  любого живого организма, в том числе  и растений.

Вне питания нельзя понять сущность процессов роста и развития.

С точки зрения практического  растениеводства важнейшим средством  улучшения

питания сельскохозяйственных культур является прежде всего применение

органических и минеральных  удобрений. Рост растительной продукции

определяется множеством факторов, среди которых ведущая  роль все же

принадлежит удобрениям и  особенно минеральным, производство которых

наращивает высокие темпы.

Почва является основным источником обеспечения сельскохозяйственных культур

питательными веществами. Однако в современных условиях непрерывной

интенсификации сельскохозяйственного  производства для ежегодного выращивания

высоких урожаев с продукцией хорошего качества довольно часто оказывается

недостаточным то количество питательных веществ, которое поступает в растения

из органического вещества и труднорастворимых минеральных соединений почвы в

результате деятельности микроорганизмов и корневой системы растений. Особенно

это относится к нечерноземной  зоне, где дерново-подзолистые почвы  с низким

уровнем окультуренности занимают около 51% площади. Для почв этой зоны

характерно, как правило, временное или длительное избыточное увлажнение.

Преобладающими неблагоприятными признаками дерново-подзолистых почв являются

плохие физически свойства, повышенная кислотность (рН в КС1 меньше 5) и

низкое содержание органического  вещества - от 1 до 2,5%. Для них характерна

также слабая обеспеченность элементами минерального питания для  растений -

азоты, фосфора и калия, многих микроэлементов; нередко (в разновидностях

легкого механического состава) невелико содержание также магния и  кальция.

Почвы нечерноземной зоны, особенно подзолистые, остро нуждаются  в

известковании и систематическом внесении минеральных удобрений.

Эти элементы вносятся в  почву в виде органических (навоз, торф и др.) и минеральных (продукты химической переработки минерального сырья) удобрений. Растения должны получать различные элементы питания: азот, фосфор, магний, и микроэлементы. Минеральные  удобрения делятся на простые и комплексные. Простые содержат только один питательный элемент-азот, или фосфор, или калий, а комплексные имеют два или три элемента питания. В соответствии с требованиями окружающей среды и роста планы по внесению удобрений должны основываться на исследованиях почвы и вноситься должны за несколько приемов. Чтобы извлечь питательные вещества из удобрений и получить более высокий урожай и снизить риск потери питательных веществ рекомендуется разделить, внесение удобрений на определенные сроки. Производство минеральных удобрений является одной из важнейших отраслей химической промышленности, тесно связанной с производством серной кислоты и связанного азота.

               2. Содержание питательных веществ в почвах.              

Запасы питательных веществ  в почвах во много раз превышают  потребность в них

растений. Однако большая  часть из представлена недоступными для растений

соединениями. Валовое содержание питательных веществ в пахотном слое

различных почв неодинаково.

     Содержание азота (N) колеблется от 0,07% до 0:5%. Почвенный азот

находится в основном в  недоступной для растений органической форме. На долю

минерального азота приходится только 1-2% его общего количества. Под  влиянием

микробиологических процессов  органические формы азота переводятся  в доступные

для растений минеральные  формы.

     Содержание фосфора (Р2О5) во многих почвах составляет 0,03-0,25%. Около

половины его находится  в минеральной форме, а половина  - в форме органических

соединений. В слабоокультуренных торфяных почвах на фосфор в органической форме

приходится до 70%. Некоторое  количество его содержится в поглощенном почвенными

коллоидами состоянии. Значительная часть минеральных форм фосфора в кислых

подзолистых почвах и красноземах  находится в труднодоступных для растений

фосфатах железа и алюминия. В нейтральных почвах, например в черноземах,

минеральный фосфор представлен  более доступными для растений фосфатами  кальция

и магния.

На долю калия (К2О) в почве приходится 0,6-3% массы почвы. Больше калия

содержится в глинистых  и суглинистых почвах, а в почвах легкого механического

состава (песчаных и супесчаных) его значительно меньше. Количество обменного

калия в пахотном слое составляет, кг/га: в подзолистых почвах - 150-300,

черноземах - 400-900, сероземах - 600-1500. В отличие от азота и фосфора калий

не образует в растениях  прочные органические комплексы. Поэтому  количество его

в органическом веществе почвы  незначительно.

     Кальция (СаО) в почвах около 0,2-2% и более от их массы. Он представлен

силикатами, карбонатами, гипсом, фосфатами и другими соединениями. Часть

кальция находится в поглощенном  состоянии. Наиболее богаты обменным кальцием

черноземы (около 40 мэкв). Наименьшее количество его встречается в подзолистых

почвах (5-8 мэкв), что связано с их кислотностью. Известкованием не только

смещается реакция почвы, но и улучшается питание растений кальцием.

     Содержание магния (MgO) составляет 0,4-4% и более от массы почвы и

зависит от состава материнской  породы. В почвах, образовавшихся на суглинках и

глинах, больше магния, чем в почвах, возникших на песках.

Около 90-95% магния в почве  входит в состав различных минералов, главным

образом силикатов и алюмосиликатов, которые трудно растворяются в воде,

поэтому содержащийся в них  магний не может быть непосредственно  использован

растениями. Около 5-10% магния находится в поглощенном (обменном) состоянии.

Обменный магний. Как и  обменный калий, играет важнейшую роль в питании

растений, пополняя количество магния в почвенном растворе по мере потребления

его растениями. Незначительная часть магния в почве встречается  в форме

органических веществ, после  разложения которых он становится доступным для

растений.

Наиболее богаты магнием  черноземы, каштановые почвы и сероземы. Меньше магния

в песчаных, супесчаных и  некоторых торфяных почвах.

     Содержание серы (SO3) колеблется от 0,1 до 0,5% массы почвы. Сера в почве

представлена органическими  соединениями (80-90%), где она находится  в

восстановленной форме, и  минеральными соединениями с кальцием, железом, калием,

натрием (10-20), являющимися  источником питания растений. Процесс окисления

серы, входящей в состав гумуса и органических остатков, происходит под влиянием

аэробных бактерий (сульфофикация).

В большинстве почв количество серы достаточно для растений, однако в

малогумусных подзолистых песчаных почвах ее немного, поэтому сульфатные формы

удобрений здесь более  эффективны, чем хлоридные. Серу в почву вносят также с

органическими удобрениями, с простым суперфосфатом.

     Содержание железа (Fe2O3) в почвах колеблется от 1-11%. В легких под

механическому составу почвах его меньше, чем в тяжелых.

Железо в почве находится  в форме ферроалюмосиликатов, окиси и закиси железа и

их гидратов. Недостаток железа для растений чаще всего проявляется  на

карбонатных или сильноизвесткованных  почвах, где оно находится в

труднодоступном состоянии.

                              3. Пестициды.                             

Пестициды (ядохимикаты) - химические препараты для защиты

сельскохозяйственной продукции, растений, для уничтожения паразитов  у

животных, для борьбы с  переносчиками опасных заболеваний  и т.п. Пестициды в

зависимости от объекта подразделяются на:

- Гербициды - для уничтожения  сорной растительности;

- Инсектициды - против  вредных насекомых;

- Зооциды - для борьба с грызунами;

- Фунгициды - с возбудителями  грибковых заболеваний;

- Дефолианты - для удаления  листьев;

- Дефлоранты - для удаления цветков.

За последние десятилетия  число различных типов пестицидов сильно возросло,

только в США их количество достигло 900. По данным А.В. Яблокова (1988), в

нашей стране в 1986г. было применено  пестицидов в среднем около 2 кг на 1 га

(примерно на 87% пашни)  или около 1,4 кг на душу населения, а в США 1,6 кг на

1 га (на 61% пашни) или 1,5 кг на душу населения.

Пестициды распространяются на большие пространства, весьма удаленные  от мест

их применения. Многие из них могут сохраняться в почвах достаточно долго

(период полураспада ДДТ  в воде оценивается в 10 лет,  а для диэлдрина он

превышает 20 лет). При использовании  даже наименее летучих компонентов  более

50% активных веществ в  момент воздействия переходят  прямо в атмосферу, а для

таких пестицидов, как ДДТ  и диэлдрин, характерна дистилляция с парами воды на

земной поверхности. Эта  часть пестицидов, не достигших растений,

подхватывается ветром и  осаждается в районах суши или  океана, весьма

удаленных от зон применения вещества. Они в конечном итоге попадают в

различные экосистемы, включая  океан, пресноводные водоемы, наземные биомы и

др., в значительных количествах  накапливаются в почвах и увеличивают  свои

концентрации при движении по трофическим цепям.

Пестициды являются единственным загрязнителем, который сознательно  вносится

человеком в окружающую среду. Пестициды поражают различные компоненты

природных экосистем: уменьшают  биологическую продуктивность фитоценозов,

видовое разнообразие животного  мира, снижают численность полезных насекомых и

птиц, а в конечном итоге  представляют опасность и для  самого человека.

Пестициды, содержащие хлор (ДДТ, гексахлоран, диоксин, дибензфуран и др.),

отличаются не только высокой  токсичностью, но и чрезвычайной биологической

активностью и способностью накапливаться в различных звеньях  пищевой цепи.

Даже в ничтожных концентрациях  пестициды подавляют иммунную систему

организма, повышая таким образом его чувствительность к инфекционным

заболеваниям. В более  высоких концентрациях эти примеси  оказывают мутагенное

и канцерогенное действие на организм человека.

Поэтому в некоторых странах (США, Франция, Германия) начинают уменьшать  дозы

применения пестицидов или  полностью от них отказываться. В  последние годы в

СГА разработаны гербициды,  не представляющие явной опасности  для живых

организмаов или быстро разрушающиеся в окружающей среде. Широкое применение

биологических методов защиты растений позволит уменьшить степень  загрязнения

среды пестицидами.

                              4. Удобрения.                             

Удобрения - это неорганические и органические вещества, применяемые  в

сельском хозяйстве и  рыболовстве для повышения урожайности  культурных

растений и рыбопродуктивности прудов. Они бывают: минеральные (или

химические), органические и бактериальные (искусственное внесение

микроорганизмов с целью  повышения плодородия почв).

     4.1. Минеральные удобрения, добытые из недр или промышленно полученные

химические соединения, содержат основные элементы питания (азот, фосфор, калий)

и важные для жизнедеятельности  микроэлементы (медь, бор, марганец и  др.).

Минеральные удобрения подразделяют на простые (одинарные, односторонние,

однокомпонентные) и комплексные. Простые минеральные удобрения содержат

только одни из главных  элементов питания. К ним относятся  азотные, фосфорные,

калийные удобрения и  микроудобрения. Комплексные удобрения содержат не

менее двух главных питательных  элементов. В свою очередь, комплексные

минеральные удобрения делят  на сложные, сложно-смешанные и смешанные.

     Азотные удобрения. Производство азотных удобрений базируется не синтезе

аммиака из молекулярного  азота и водорода. Азот получают из воздуха, а водород

из природного газа, нефтяных и коксовых газов. Азотные удобрения  представляют

собой белый или желтоватый кристаллический порошок (кроме  цианамида калия и

жидких удобрений), хорошо растворимы в воде, не поглощаются или слабо

поглощаются почвой. Поэтому  азотные удобрения легко вымываются, что

ограничивает их применение осенью в качестве основного удобрения. Большинство

из них обладает высокой  гигроскопичностью и требует  особой упаковки и хранение.

В таблице №1 приведены  данные о составе из свойствах основных азотных

удобрений.

По выпуску и использованию  в сельском хозяйстве главнейшие из этой группы -

аммиачная селитра и мочевина, составляющие около 60% всех азотных  удобрений.

Азотные удобрения используют под все сельскохозяйственные культуры.

                                                                 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   Таблица №1.

    

Удобрение	Химический состав	Содержание азота, %	Форма азота	Воздействие на  почву	Гигроско-пичность
Натриевая селитра	NaNO3	Не менее 16	Нитратная	Подщелачивает	Слабая
Аммиачная селитра	NH4NO3	34	Нитратная и аммонийная	Подкисляет	Очень сильная
Кальциевая селитра	Ca(NO3)2	Не менее 17,5	Нитратная	Подщелачивает	Очень сильная
Аммиак жидкий	NH3	82	Аммонийная	Подкисляет	Очень сильная