Химический состав растений урожая

Люцерна во время цветения

Сено луговое

При сжигании растений остаются зольные элементы (зола), на долю которых приходится около 5% массы сухого вещества.

Состав золы различных растений различен и отражает неодинаковую потребность культур в элементах минерального питания.

В растениях обнаружено более 70 элементов, но можно предполагать, что более точные и совершенные методы анализов позволят расширить эти данные.

Из всех элементов, обнаруженных в растениях, 20 считаются необходимыми, а еще 12 – условно необходимы. К необходимым относятся элементы, без которых растения не могут полностью завершить цикл своего развития и которые не могут быть заменены другими элементами (это углерод, кислород, водород, азот, фосфор, калий, кальций, магний, жедезо, сера, бор, медь, марганец, цинк, молибден, ванадий, кобальт и йод).

По 12 условно необходимым элементам в ряде опытов имеются сведения об их положительном действии на растения (это кремний, алюминий, фтор, литий, серебро, стронций, кадмий, титан, хром, никель и другие.

Кроме того, необходимые питательные элементы в зависимости от процентного содержания в растениях делятся на макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы.

К макроэлементам относятся те, содержание которых в растениях составляет от сотых долей до целых процентов – азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, углерод, кислород, водород и др.

К микроэлементам относятся те, содержание которых в растениях составляет от тысячных до стотысячных долей процента (бор, медь, цинк, кобальт, молибден, марганец).

Ультромикроэлементы – это те элементы, содержание которых в растениях опускается ниже стотысячных долей процента.

Такое деление весьма условно, потому что если взять железо, то по количественному содержанию его нужно относить к макроэлементам, а по выполняемым в растительном организме функциям – к микроэлеметнам.

Растения – концентраторы химических элементов . Многие растения обладают способностью концентрировать отдельные химические элементы, что учитывается при выращивании с.-х. культур, потому что оно во многом определяет их питательную ценность.

Например, молибден концентрируется в бобовые растения и мы знаем о важной роли этого элемента в процессе симбиотической фиксации азота атмосферы. Бор концентрируется в свекле, где он необходим для предупреждения такого заболевания свеклы как гниль сердечка. Положительное влияние натрия на урожай свеклы совпадает с тем, что этот элемент накапливают растения свеклы. Таким образом, наблюдается связь между метаболизмом растений накопителей и их способностью концентрировать минеральные элементы.

Соотношение элементов питания и их вынос с урожаем . Соотношение элементов питания, расходуемых на создание с.-х. продукции значительно меняется в зависимости от культуры и структуры урожая.

Например, обычно в зерне содержится примерно в 4 раза больше азота и фосфора, чем в соломе, а калия и кальция, наоборот, в соломе в 2-3 раза больше, чем в зерне. Для картофеля, подсолнечника, капусты, сахарной свеклы характерно гораздо большее потребление калия, чем зерновым культурам. Клеверу и конопле присуще высокое потребление кальция.

Вынос элементов минерального питания с урожаем с.-х. культур определяется биологическими особенностями и условиями выращивания. Различают биологический и хозяйственный вынос элементов питания.

Хозяйственный вынос – это вынос питательных элементов с основной и побочной продукцией (зерно, солома).

Биологический вынос – это вынос питательных элементов всеми частями растений (основной и побочной продукцией, пожнивными остатками, корнями, опавшими листьями).

Например, с урожаем 20 т/га сахарная свекла выносит 100 кг/га К₂О. интенсивное применение минеральных удобрений приводит к возрастанию урожайности, а следовательно, и к увеличению выноса питательных элементов.
Вопрос 2. Роль отдельных элементов в жизни растений
Несмотря на резкие различия в количественной потребности, функции каждого необходимого макро- и микроэлемента в растениях строго специфичны. Ни один элемент не может быть заменен другим. Недостаток любого макро – или микроэлемента 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, хлорофилла, нуклеиновых кислот, витаминов и алкалоидов. Без азота нет ни белка, ни хлорофилла и других азотсодержащих веществ, а следовательно, и живой природы, в том числе и растений и животных.

Характерным признаком азотного голодания является торможение роста вегетативных органов растений и появление бледно зеленой и даже желтой окраски на старых листьях растений.

При нормальном азотном питании листья темно зеленые, растения формируют мощный ассимиляционной стебле- листовой аппарат и полноценные репродуктивные органы.

Избыточное, особенно одностороннее снабжение растений азотом вызывает образование большой вегетативной массы в ущерб товарной части урожая: у корне- и клубнеплодов израстание в ботву, а у зерновых и льна полегание посевов.

Фосфор входит в состав органоидов и ядра клеток растений, в состав нуклеопротеидов и нуклеиновых кислот, фосфатидов и сахарофосфатов, фитина, ферментов, витаминов и минеральных соединений. Без фосфора, как и без азота, жизнь невозможна.

Фосфор играет исключительно важную роль в процессах обмена энергии в растениях. Энергия солнечного света в процессе фотосинтеза и энергия, выделяющаяся при дыхании, аккумулируется в растениях в виде энергии фосфатных связей макроэргических соединений – АТФ и др.

Накопленная в АТФ энергия используется для всех жизненных процессов роста и развития растений. При недостатке фосфора нарушаются обмен энергии и веществ в растениях, тормозится развитие образования репродуктивных органов, задерживается созревание, снижается урожай и ухудшается его качество.

Растения при недостатке фосфора резко замедляют рост, листья их приобретают пеструю окраску: серо-зеленую, пурпурную, красно-зеленую.

Усиленное снабжение растений фосфора ускоряет их развитие и позволяет получить более ранний урожай, одновременно улучшается качество продукции.

Калий в отличие от азота и фосфора не входит в состав органических соединений, а находится в ионной форме в клеточном соке и вакуолях. Он участвует в процессах синтеза и оттока углеводов в растениях, обуславливает водоудерживающую способность клеток и тканей, влияет на устойчивость растений к неблагоприятным условиям внешней среды и поражаемость культур болезнями.

При недостатке калия нарушается обмен веществ в растениях, клетки которых начинают расти неравномерно, что вызывает гофрированность, куполообразное закручивание листьев, края которых приобретают обожженный вид – «краевой запал».

При нормальной обеспеченности растений калием они лучше растут и развиваются, более устойчивы против засух и морозов, вредителей и болезней, поэтому выше урожай и лучше его качество.

Кальций содержится во всех растительных органах в виде щавелевокислого кальция, а иногда в виде солей пептиновой, фосфорной и серной кислот. Он играет важную роль в фотосинтезе и передвижении углеводов, в процессах усвоения азота растениями, учувствует в процессах формирования клеточных оболочек, обусловливает обводненность и поддержание структуры клеточных органелл.

Кальций в отличие от азота, фосфора и калия повторно не может использоваться (реутилизироваться), поэтому его недостаток проявляется на молодых органах растений.

Недостаток кальция сказывается прежде всего на состоянии корневой системы растений: рост корней замедляется, не образуются корневые волоски, корни ослизняются и загнивают. При этом тормозится рост растений, на листьях появляется хлоротичность, затем они желтеют и преждевременно отмирают.

Магний входит в состав хлорофилла и фитина. Он учувствует в передвижении фосфора в растениях и углеводном обмене, влияет на активность окислительно-восстановительных процессов.

При недостатке магния снижается содержание хлорофилла в листьях и развиается хлороз между жилками, а сами жилки остаются зелеными. Острый дефицит магния вызывает «мраморовидность» листьев, их скручивание и пожелтение.

Сера входит в состав белков, аминокислот (метионина, цистина и цистеина), ферментов, витаминов, чесночных и горчичных масел. Он принимает участие в азотном, углеводном обменах растений, в процессах дыхания и синтеза жиров.

При недостатке серы образуются мелкие, со светлой желтоватой окраской листья, ухудшаются рост и развитие растений.

Железо входит в состав окислительно-восстановительных ферментов растений и участвует в процессах дыхания и обмена веществ, в синтезе хлорофилла.

При недостатке железа вследствие нарушения образования хлорофилла у растений на листьях развивается хлороз – теряют зеленую окраску, затем белеют и преждевременно отмирают.

Бор оказывает большое влияние на углеводный, белковый и нуклеиновый обмены. При его недостатке нарушаются синтез и передвижение углеводов, формирование репродуктивных органов, оплодотворение и плодоношение.

Бор в растениях не может реутилизироваться, поэтому при его недостатке, прежде всего, страдают молодые растущие органы, происходит отмирание точек роста.

При борном голодании бобовых нарушается развитие клубеньков на корнях и снижается симбиотическая фиксация молекулярного азота из атмосферы, замедляется рост и формирование репродуктивных органов. Картофель при недостатке бора поражается паршой, у плодовых деревьев появляется суховершинность. Положение можно поправить внесением бора путем опрыскивания растений раствором микроудобрения, содержащего бор.

Молибден играет исключительно важную роль в азотном питании растений. Он участвует в процессах фиксации молекулярного азота и восстановлении нитратов в растениях.

Внешние признаки недостатка молибдена сходны с признаками азотного голодания – резко тормозится рост растений, вследствие нарушения синтеза хлорофилла они приобретают светло-зеленую окраску.

Дефицит молибдена ограничивает развитие клубеньков на корнях бобовых, наблюдается деформация листовых пластинок и преждевременное их отмирание, резко снижается урожай и содержание белка в растениях.

Недостаток молибдена при больших дозах азота может приводить к накоплению в растениях повышенных количеств нитратов, токсичных для животных и человека.

Марганец входит в состав окислительно-восстановительных ферментов, участвующих в процессах дыхания, фотосинтеза, углеводного и азотного обмена растений. Он играет важную роль в усвоении нитратного и аммиачного азота растениями.

Самый характерный симптом марганцевого голодания – точечный хлороз листьев. На листовых пластинках между жилками появляются мелкие хлоротичные пятна, затем пораженные участки отмирают.

Медь входит в состав целого ряда окислительно-восстановительных ферментов и принимает участие в процессах фотосинтеза, углеводного и белкового обмена.

Недостаток доступной растениями меди осушенных торфянисто-болотных почвах вызывает «болезнь обработки» или «белую чуму» у зерновых культур. Заболевание начинается с побеления кончиков листьев и их засыхания.

При недостатке меди резко снижается урожай зерна, а при остром медном голодании наблюдается полное отсутствие плодоношения.

Цинк входит в состав окислительно-восстановительных ферментов ауксинов (ростовых веществ) и оказывает многостороннее действие на обмен энергии и веществ в растениях. При недостатке цинка нарушается фотосинтез, процессы фосфорирования, синтез углеводов и белков, обмен фенольных соединений.

Специфические признаки цинкового голодания – задержка роста междоузлий, появление хлороза и мелколиственности, развитие разеточности.

Он недостатка цинка чаще всего страдают плодовые и цитрусовые культуры. При сильном поражении ветви отмирают, что приводит к «суховершинности».

Кобальт входит в состав витамина В₁₂. Необходимый растениям для биологической фиксации молекулярного азота. При его недостатке в кормах у животных нарушается обмен веществ – ослабляется образование гемоглобина, белков, нуклеиновых кислот и животные заболевают акобальтозом, сухостой, авитаминозом.

Внешние признаки недостатка кобальта сходны с признаками азотного голодания – листья растений приобретают бледно-зеленую окраску, потом желтеют и опадают.

Недостаток или избыток микроэлементов приводит к заболеваниям людей и животных. Например, низкое содержание в пище марганца вызывает бесплодие, меди – малокровия и заболевания рахитом, избыток молибдена – желудочных расстройств, нехватка йода – к заболеваниям щитовидной железы и так далее.

Микроэлементы нужны растениям в ограниченных количествах. Вынос их с урожаем сельскохозяйственных культур составляет лишь десятки или сотни граммов с 1 га, поэтому потребность в них чаще всего удовлетворится за счет запасов самих почв и вносимых удобрений. Однако недостаток отдельных микроэлементов у более требовательных к их наличию культур может проявляться на почвах с низким содержанием доступных растениям форм того или иного соответствующего микроудобрения существенно повышает урожай с.-х. культур и улучшает его качество.
Вопросы:

Источник