UPRAWA ROLI - WYKŁAD 5
STOSUNEK WARTOŚCI C/N
Dostępność dla roślin azotu uwalnianego podczas rozkładu szczątków roślinnych zależy od stosunku C:N rozkładającej się substancji organicznej
Powyżej 30:1 - zawartość N <1,3% (wzrost immobilizacji - włączenia azotu dostępnego w biomasie organizmów, objawy niedoboru azotu, który ulega zbiałczaniu). Zjawisko korzystne poza okresem wegetacji
Poniżej 30:1 - zawartośc N>1,8% (przewaga procesu mineralizacji, ilość uwalniającego się azotu jest wystarczająca dla mikroorganizmów). Zjawisko korzystne w okresie wegetacji.
Poniżej 17:1 - przewaga procesu mineralizacji, ilośc uwalniającego się azotu pokrywa zapotrzebowanie mikroorganizmów oraz jego nadwyżkę wydzielana jest do gleby. Zjawisko korzystne w okresie wegetacji, niekorzystne poza nim.
C/N w glebach około 10:1
PRZEMIANY AZOTU W GLEBIE
Mocznik hydroliza forma amonowa NH4+
Mocznik wymywanie
Forma amonowa NH4+ nitryfikacja forma azotanowa NO3-
Forma amonowa NH4+ adsorpcja/desorpcja
Forma amonowa NH4+ utlenianie
forma azotanowa NO3- wymywanie
POBIERANIE N PRZEZ ROŚLINY
Azotany występujące w znacznych ilościach w roślinach mogą ulegać redukcji w organizmach zwierzęcych do azotynów, które powodują przejście hemoglobiny w methemoglobinę - nie zdolną do transportowania
Korzenie roślin pobierają ważne dla ich odżywiania i procesów wzrostu NH4+ i NO3- i wydzielają równoważną ilość do środowiska glebowego jonów H+ i HCO3-
Na akumulację azotanów przez sałatę mają wpływ przede wszystkim warunki świetlne, dawka i forma nawozu azotowego, a także odmiana i metody uprawy.
Wyłączenie N z pożywki na kilka dni przed zbiorem powoduje obniżenie zawartości azotanów
PRZEMIANY AZOTU W ROŚLINACH
NO3- + 2H+ NO2- + H2O (REDUKTAZA AZOTANOWA, JONY Mo)
NO2-+6H+ NH3+ H2O+OH- (REDUKTAZA AZOTYNOWA, JONY Cu, Fe, Mg, Mu)
DIAGNOSTYKA STANU ODŻYWIANIA
Objawy na liściach starszych - niedobór - N,P,K
Objawy na liściach młodszych - niedobór - Ca, B, Fe, Zn, Cu
Mn,Mg
Analiza chemiczna gleby (N mineralny) i materiału roślinnego (N ogólny)
Metoda oceny stanu odżywienia roślin na podstawie zawartości azotanów w soku komórkowym
Metoda oceny stanu odżywienia roślin azotem na podstawie zawartości chlorofilu w liściach (SPAD-502)
Niedobór azotu:
Jasnozielone zabarwienie liści i łodyg
Chloroza i zasychanie starszych liści
Spowolniony wzrost
Mniejsze krzewienie się roślin
Ograniczenie kwitnienia
Owoce małe, dobrze wybarwionem szybko dojrzewające
Skracanie fazy wegetatywnej
Mniejszy plon
Niedobór azotu - wewnątrz rośliny:
Zmniejszenie syntezy białek,
Zmniejszenie syntezy kwasów nukleinowych
Zmiany w budowie i funkcjonowaniu błon
Zmniejszenie syntezy chlorofilu
Tworzenie chloroplastów o niskiej wydajności fotosyntetycznej
Przyspieszone starzenie się chloroplastów, pojawienie się plastoglobul w których gromadzona jest skrobia.
Objawy niedoboru:
Żółknięcie blaszki liściowej z nerwami włącznie (lub mogą przybierać purpurową barwę)
NADMIAR N
Symptomy zewnętrzne:
Bujny wzrost
Grube ciemnozielone liście łodygi
Wydłużenie okresu wegetacji
Nadmierna akumulacja azotanów
Owoce małe, nieliczne, źle wybarwione
Gorsze zimowanie roślin wieloletnich
Pytanie na kolokwium: porównaj objawy niedoboru i nadmiaru azotu
FOSFOR P
Aktualne kierunki badań naukowych nad P:
Wyznaczeniu optymalnego poziomu P w glebie, który gwarantowałby stabilny i wysoki plon,
Zwiększeniu efektywności wykorzystania składnika
Opracowaniu metod pozyskiwania fosforu z innych poza fosforytami źródeł
Wyznaczenie poziomu fosforu w glebie, który nie stanowi zagrożenia dla środowiska
Postęp biotechnologiczne i genetyczny skupiony jest głównie na ingerencję w architekturę systemu korzeniowego, poprawieniu metabolizmu P oraz zwiększeniu aktywności wydzielin korzeniowych. Średnica i sługośc korzeni są istotnymi składowymi morfologicznymi bezpośrednio związanymi z pobieraniem.
Gleba: większośc w formie nieorganicznych fosforanów Fe, Al., Mg, Ca
FORMY FOSFORU W GLEBIE
Rozpuszczalny(aktywny) i wymienny
Ruchomy : związany z glinem, żelazem, magnezem,
Nierozpuszczalny
NIEORGANICZNE ZWIĄZKI WAPNIOWO - FOSFOROWE
Fluoroapatyt
Apatyt węglanowy
Hydroksyapatyt
Oksyapatyt
Fosforan trójwapniowy
Fosforan dwuwapniowy
Fosforan jednowapniowy
(od góry na dół wzrasta rozpuszczalność)
Pytanie na kolokwium: wskaż w którą stronę rośnie rozpuszczalność
BILANS FOSFORU
Z czego jest wnoszony: nawozy, resztki roślinne i obornik, związany przez minerały glebowe.
Odpływy fosforu: pobieranie przez rośliny, straty przez wymywanie, straty przez erozję, wiązanie fosforu.
Immobilizacja >300
Równowaga - 200-300
Mineralizacja <200
FORMY FOSFORU W GLEBIE
H2PO4- H2O + HPO4 2- H2O + PO4 3-
KWAŚNY ZASADOWY
Formy fosforu pobierane przez rośliny:
H2PO4-, HPO4 2-
RETROGRADACJA (UWSTECZNIANIE) FOSFORU
Wytrącanie jonów fosforanowych przez kationy 2 i 3 wartościowe
Sorpcja wymienna przez koloidalne wodorotlenki Fe i Al.
Sorpcja wymienna przez minerały ilaste
Najsilniejsze wiązanie fosforu przez wapń w glebach o pH powyżej 7
Najsilniejsze wiązanie fosforu przez Fe i Al. W glebach od pH od 3 - 4,3
FOZFOR W ROŚLINIE
0,1 - 1,0 %
Większość w formie nieorganicznej (30-70%)
Formy organiczne: fityna, fosfolipidy, kwasy nukleinowe, związki wysokoenergetyczne
FOSFOR W METABOLIŹMIE ROŚLIN
Zapasowa
Energetyczna
Podziały komórkowe
Budulcowa
NIEDOBÓR FOSFORU
Fioletowe zabarwienie liści, łodyg, ogonków liściowych
Liście małe drobne, zamieranie pąków bocznych, słabe kwitnienie
Osłabienie wzrostu początkowo części nadziemnej a potem systemu korzeniowego
Szczególnie wrażliwe młode rośliny
Zmniejsza intensywność fotosyntezy
Zmniejszenie syntezy i podaży związków wysokoenergetycznych
Zmniejszenie syntezy kwasów nukleinowych
POTAS
Średnia zawartość form potasu w glebie : 0,8-2,5%
Minerały zawierające potas: ortoklazm mikroklin, muskowit, biotyt, leucyt.
FORMY POTASU W GLEBIE
Aktywne:
Kation tego pierwiastka występujący w r-rze glebowym.
Ruchome - zawarty w minerałach ilastych i próchnicy.
Niewymienny - Potas zawarty w minerałach ilastych.
Najwięcej potasu jest w glebach ciężkich najmniej w glebach lekkich
BILANS POTASU W GLEBIE
POTAS W ROŚLINIE
0,5-10%
Występuje w formie nieorganicznej. Stężenie soku komórkowego przewyższa stężenie potasu w r-rze glebowym.
Pobierany w postaci kationów. W sposobie pobierania składnika dominuje dyfuzja, lub z pominięciem r-ru glebowego.
ZAPOTRZEBOWANIE NA POTAS
W roślinach wieloletnich jest dużo większe niż w przypadku roślin jednorocznych.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA POBIERANIE POTASU
Stężenie w r-rze glebowym
Wilgotność gleby
Światło
Typ i rodzaj gleby pH
JAK WPŁYWA ZAWARTOŚĆ K W GLEBIE NA POBIERANIE AZOTU PRZEZ ROŚLINĘ
Żywienie roślin azotem w formie NO3 wpływa na akumulację tego pierwiastka w organach. Jon Amonowy hamuje akumulowania potasu.
Efektywność stosowania nawozów azotowych zależy od zasobności gleby w potas. Jeżeli jest zasobność gleby w potas dobra szybkie pobieranie i przemieszczanie się N, duże pobieranie azotu. Dobra jakość i duży plon.
Gdy mamy mało K w glebie to dochodzi do akumulacji azotu w organach roślinnych, ograniczone pobieranie azotu. Mały plon i słaba jakość.
Niedobór potasu w glebie jest na tyle duży że nie gwarantuje efektywnego nawożenia azotem.
Przyjmuje się że kation K+ występuje jako antagonista kationów magnezu, wapnia, cynku, manganu, magnezu, żelaza i miedzi.
NIEDOBÓR POTASU
Nekrotyczne przebarwienia na starszych liściach postępujące od wierzchołka blaszki liściowej
Zamieranie pędu głównego, liczne pędy boczne
Zmniejszenie ilości kwiatów i owoców
Zahamowany wzrost szczególnie organów spichrzowych
W warunkach niedoboru wody więdnięcie roślin.
Ograniczone zawiązywanie owoców
Słabe drewnienie pędów
Zmniejszona mrozoodporność
Niska zawartość witaminy C
Biochemiczne obiawy niedoboru:
Zaburzenia w gospodarce wodnej, zaburzenia równowagi jonowej, zaburzenia osmoregulacji
Skutki niedoboru potasu:
Żółknięcie brzegów kapusty białej - chloroza
Zmniejszenie wielkości główek kapusty białej oraz zamieranie li
Pogorzenie wybarwienia liści u kapusty.
Nieodpowiednie wybarwienie owoców pomidora.
MAKROSKŁADNIKI W GLEBACH I ROŚŁINACH
Mg I Ca
WAPŃ Ca
ROLA WAPNIA W ROSLINACH
Stabilizacja struktur ścian komórkowych. Utrzymanie stabilności mitochondriów i chloroplastów. Zmniejszenie hydrofilności cytoplazmy - wpływ na przepuszczalność błony. Regulator aktywności enzymów. Wtórny przekaźnik informacji. Wpływ na pobieranie azotu. Wpływ na gospodarkę wodną. Wzrost i różnicowanie komórek.
W glebie:
Oddziałowuje strukturotwórczo na glebę poprawiając stosunki powietrzno-wodne. Wpływa na pH i kwasowość gleb. W glebach wapń jest wypłukiwany i unieruchomiany - dlatego wymaga uzupełnienia.
Może występować w formie: węglanów, krzemianów, glinokrzemianów, fosforanów, siarczanów, chlorków, azotanów.
Minerały zawierające wapń: kalcyt, gips, dolomit, syderyt.
FORMY WAPNIA W GLEBIE
Zawartość ogółem do 4%. Do 0,5% całkowitej zawartości dostępna dla roślin
Wapń aktywny
Ruchomy
Zapasowy
Wapń strukturalnie związany w minerałach
Wymywanie Ca z gleby jest bardzo duże
ŚREDNI UDZIAŁ KATIONÓW W KOMPLEKSIE SORPCYJNYM
K:Ca:Mg
5:65:10
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA POBIERANIE WAPNIA Z GLEBY:
Stała dostępność w r-rze glebowym
Kwasowość gleby
Stężenie jonów K+, MH4+, i Mg2+
OBJAWY NIEDOBORU
Hamowanie wzrostu nowych pędów liści, kwiatów,
Żółknięcie brzegów liści
Brązowienie brzegów liści
Zasychanie brzegów lici
Potas - objawy na liściach młodych. Wapń objawy na liściach starszych.
Wapń jest pobieranych przez wierzchołki młodych korzeni
WAPŃ - NIERUCHOMY SKŁADNIK POKARMOWY
W przeciwieństwie do innych makroskładników nie może być przemieszczany ze starszych liści do wierzchołków wzrostu lub tworzonych owoców i organów spichrzowych.