Jak se rostliny živí?

Již dlouho je známo, že bez zelených rostlin nemůže existovat život na Zemi. Pouze ona je schopna vytvořit z jednoduchých sloučenin – solí, oxidu uhličitého vzduchu a vody – bílkoviny, tuky a sacharidy nezbytné pro život lidí a zvířat.
K. A. Timiryazev o úloze zelené rostliny na Zemi řekl toto: „Sotva jakýkoli proces probíhající na povrchu Země si zaslouží takovou míru obecné pozornosti, jako zdaleka nevyřešený proces, který nastává v zeleném listu, když spadne. na paprsek slunce. “Toto je proces, na kterém v konečném důsledku závisí všechny projevy života na naší planetě a v důsledku toho blaho celého lidstva.”
Timiryazev volal po takovém hospodaření a pěstování tak bohaté úrody, aby energie slunečních paprsků byla maximálně využita rostlinnými plodinami a neztrácela se v kosmickém prostoru odrážejícím se od holé země.
Víme, že rostlina potřebuje teplo, sluneční záření, vlhko, vzduch s kyslíkem a oxidem uhličitým a dostatečné množství živin v půdě nebo v prostředí, kde žijí kořeny.

Člověk má především moc ovlivnit zásobu živin v půdě. Dokážeme určit, jaké látky se v půdě vyskytují a v jakém množství, a také co rostlina potřebuje.
Naše znalosti o úloze výživy v životě rostlin vycházejí z klasického učení akademika Dmitrije Nikolajeviče Prjanišnikova. Svým výzkumem výživy a hnojení rostlin je známý nejen u nás, ale i daleko v zahraničí. Pryanishnikov studoval, které půdy jsou úrodné a proč, jaký druh výživy a kdy ta či ona rostlina vyžaduje. Zjistil jsem, že příčinou nízkých výnosů je často nedostatek výživy. To znamená, že tyto půdy je třeba hnojit. Pryanishnikov se stal jedním z nejaktivnějších propagátorů a organizátorů domácího chemického průmyslu a metod správného používání hnojiv. Řekl: “. studovat
vztah mezi rostlinou, půdou a hnojivy byl vždy hlavním úkolem agrochemiků.“ Vědec obrazně znázornil tento vztah ve formě trojúhelníku, kde tři vrcholy rohů byly: rostlina – půda – hnojivo.

Pro normální život potřebuje rostlina mnoho prvků: některé ve velkém množství, jiné v menším množství a některé ve velmi malých dávkách. Proto se první skupina nazývá makroprvky. Druhou skupinou jsou mikroelementy a třetí skupinou jsou submikroelementy.
Samotná rostlina obsahuje nejvíce uhlíku (asi 40 %) a kyslíku (asi 37 %), dále vodík (6 %), dusík (1,5-6 %) a tzv. popelovité prvky: fosfor, draslík, vápník, hořčík , síra, chlor, sodík, železo a křemík. Prvky popela v rostlině jsou asi 2-6%.
Mikroprvky – bór, měď, mangan, molybden, zinek a další – jsou v sušině rostlin obsaženy v tisícinách procenta. Submikroprvky – kobalt, nikl, jód, arsen a další – se nacházejí v ještě menším množství, ve stotisícinách nebo méně procentech. Tak malé množství těchto látek stimuluje mnoho důležitých procesů v živé rostlinné buňce. Ve vysokých koncentracích jsou škodlivé: nejprve způsobují deformace a poté otravu a smrt rostliny.

Převážná část rostliny se skládá z téměř 90 % uhlíku, kyslíku a vodíku. Zelený list pomocí slunečního paprsku spojuje ve svých buňkách oxid uhličitý ve vzduchu s vodou a vytváří různé sacharidy, od cukrů a škrobu až po vlákninu, která tvoří základ buněčných stěn. Tento proces se nazývá fotosyntéza. Toto slovo je tvořeno dvěma řeckými slovy: foto – světlo a syntéza – spojení,
Na procesu fotosyntézy se podílí i mnoho dalších prvků, z nichž nejdůležitější místo zaujímá dusík, fosfor a draslík.

Prvky dusíku a popela jsou v životě rostliny nesmírně důležité. Někdy určují sklizeň.
Převážnou část rostliny tvoří buněčné stěny, které jsou v různé míře lignifikované. Je to jako „páteř“ rostliny. Skládají se převážně z uhlíku, kyslíku a vodíku. Všechny nejdůležitější životní procesy probíhají uvnitř živých buněk. Ne všechny buňky jsou však stejně aktivní. Nejaktivnější tvůrčí život se vyskytuje v nejmladších, nejcitlivějších buňkách. S čím to souvisí? Ukazuje se, že tyto buňky jsou bohaté na proteiny a enzymy, speciální sloučeniny proteinové povahy. Tyto komplexní sloučeniny jsou schopny zvýšit syntézu látek v živé buňce.
Člověk dlouho hledal vysvětlení pro úžasnou vlastnost každé živé buňky: bez vysokých teplot stovek a tisíců stupňů, bez zvýšení tlaku několika atmosfér (který se obvykle používá v chemických závodech při syntéze mnohem jednodušších látek) k vytvoření extrémně složité a různorodé sloučeniny. To bylo připisováno zvláštní „životní síle“, „božskému“ původu všeho živého. Pokusy pokročilých vědců v dřívějších dobách najít vysvětlení pro syntézu pomocí metod chemie a fyziky byly církví pronásledovány a badatelé byli postaveni mimo zákon.

Nyní, když vědci znají metodu značených atomů, mají elektronový mikroskop a další přesné přístroje a metody výzkumu, je možné procesy syntézy nejen vysvětlit, ale i zvládnout – některé organické sloučeniny se jim podařilo získat uměle.
Bílkoviny a mnohé bílkovinné látky živé buňky se ukázaly být v životě zvláště důležité a zvláště složité, a proto dosud ne zcela pochopené. V přírodě se protein tvoří především v zeleném listu, nebo spíše v zelené buňce. Bílkoviny jsou tvořeny sacharidy (speciální sloučeniny uhlíku, vodíku a kyslíku) a dusíkem. Ale mnoho a nejaktivnějších proteinů obsahuje také fosfor. Jiné také obsahují síru a další prvky. Bez fosforu je tvorba nových proteinových molekul značně ztížena a dokonce zastavena.
Aby list dobře fungoval, aby se v něm hromadilo co nejvíce bílkovin a dalších látek, musí být zelený. Jinými slovy, list musí obsahovat hodně zelené látky – chlorofylu. Chlorofyl obsahuje kromě jiných látek dusík a hořčík. Při nedostatku těchto dvou prvků se v listu tvoří málo chlorofylu. Rostlina potřebuje draslík k aktivaci mnoha procesů. Nedostatek některého z těchto prvků narušuje normální život rostliny.

Jak rostlina uspokojuje svou potřebu živin?
Při fotosyntéze v zelených částech svého těla přijímá uhlík a kyslík ze vzduchu. Vodík a část kyslíku se dostávají s vodou přes kořeny a mnohem méně přes listy. Prvky dusíku a popela vstupují také kořeny. Některé z nich mohou pronikat skrz listy.

Popelové látky se nacházejí pouze v půdě; dusík je v půdě a ve vzduchu. Ve vzduchu je ho více než všech ostatních plynů. Je hlavní složkou vzduchu: 75 % hmotnosti vzduchu tvoří plynný dusík. Ale rostlina není schopna absorbovat volný dusík ze vzduchu. Může absorbovat pouze dusík ve formě solí. Tento oceán atmosférického dusíku využívají rostliny jen v malé míře, když je při bouřce vázán na čpavek nebo oxidy dusíku. S dešťovými kapkami tyto sloučeniny padají na zem a jsou absorbovány kořeny rostlin. V továrnách se umělá dusíkatá hnojiva vyrábějí také ze vzduchu pomocí elektřiny.
Speciální půdní bakterie, které se nazývají „fixátory dusíku“ (fix – tedy fix), poskytují rostlinám velkou pomoc při obohacování půdy dusíkem na úkor atmosférického dusíku. Ke svému životu potřebují organickou hmotu a určité kyselé půdní prostředí, dostatečně bohaté na kyslík. Tyto bakterie žijí v horních vrstvách půdy, bohatších na organickou hmotu, nebo v blízkosti rostlin, nebo i na jejich kořenech, například na kořenech luštěnin.

Luštěnina využívá k výživě dusík vázaný bakteriemi a sama zásobuje bakterie biopotravinami.
Když luštěnina odumře, je v půdě více dusíku, který pak využijí jiné, neluskovité rostliny. To je důvod, proč se půda po výsevu luštěnin stává úrodnější. Čím lépe jsou luštěniny vyvinuté a čím déle žijí, tím jsou jejich zbytky bohatší na dusík. Proto jsou víceleté luskovité trávy – jetel, vojtěška – jako sběrače dusíku užitečnější než jednoleté: hrách, vikev, čočka a další. Neměli bychom si však myslet, že dusík akumulovaný v půdě tímto způsobem stačí k získání vysokého výnosu všech ostatních plodin. Do půdy je nutné aplikovat hnojiva: organická a minerální; po výsevu luštěnin však lze jejich dávku snížit.
Popelové látky se do půdy dostávají z matečné horniny; nacházejí se také v minerálech, které tvoří půdu. Ale rostlina může absorbovat pouze rozpuštěné soli. Proto jsou mu k dispozici pouze ty sloučeniny, které prošly do půdního roztoku. Voda jako první rozpouští minerální sloučeniny v půdě. Ne všechny jsou však rozpustné v čisté vodě. Vodě pomáhají kyseliny, které vznikly při rozkladu organické hmoty nebo se uvolnily z živých kořenů. Kromě toho oxid uhličitý uvolňovaný při dýchání kořenů a všeho živého v půdě, stejně jako soli půdního roztoku, ovlivňují i ​​málo rozpustné látky.
Výsledkem je, že rostlina má v půdním roztoku jedno nebo druhé množství výživných popelových látek.

Složení a množství prvků popela se bude v různých půdách lišit. To závisí především na tom, jaké matečné horniny tvořily půdu, jak je půda bohatá na prvky popela a jak jsou dostupné pro rostliny.
V pralese nebo panenské stepi, kde lidé nepoužívají stromy ani trávu, lze rostlinám zajistit zásoby potravy na poměrně dlouhou dobu. Pokud si člověk vezme dříví, seno, obilí, slámu, zeleninu, ovoce z lesa, louky nebo pole, tak spolu se sklizní odebere z půdy většinu živin, které rostlina odebere.
Proto je třeba půdu hnojit. Čím déle byla půda využívána, tím vyšší byla sklizeň, tím více je potřeba půdu hnojit.

Rostliny nejsou stejné ve svých potřebách a ve schopnosti absorbovat určité soli. Brambory, mnoho zeleniny a kořenová zelenina, jejíž zahuštěné kořeny tvoří hlavní část sklizně, stejně jako slunečnice mají vysoký obsah draslíku a dusíku. Pšenice absorbuje kromě fosforu a draslíku hodně dusíku a pohanka kromě dusíku hodně fosforu a draslíku.

Rostliny se také liší schopností přijímat půdní živiny. Ne všechny rostliny mohou absorbovat špatně rozpustné sloučeniny přítomné v půdě, jako je fosforit. To dokážou jen ty, které mají kyselé sekrety z kořenů – lupina a pohanka. Kyseliny jejich kořenů částečně rozpouštějí fosfority a v nich obsažený fosfor je pak absorbován rostlinami.

Zimní žito dokáže využít fosfor z fosfátové horniny lépe než pšenice. Len naopak špatně využívá fosfority. Pokud se farma chystá zasít len, pak se fosforit přidává 2-3 roky před setím. Před setím lnu je nejlepší vysévat jetel, který půdu pro len dobře připraví, obohatí ji fosforečnanem fosforem a dusíkem (jako vytrvalá luštěnina).

Život rostliny kromě vnějších podmínek – klima, světlo, teplo, vítr, srážky, vzduch a půda – ovlivňují i ​​vlastnosti vnitřní, biologické – to jsou biochemické, biofyzikální a další procesy, které probíhají uvnitř buněk; pod jejich vlivem se vyvíjejí rostliny.
Některé rostliny mohou vyrůst několik metrů za rok, jiné jen několik centimetrů. Srovnejte konopí s nějakou vytrvalou trávou. Jíst
rostliny, které produkují semena v roce setí: jarní pšenice, oves, ječmen, pohanka, hrách. Existují takové, které vytvářejí semena až ve druhém roce života: kořenová zelenina, zelí a mnoho vytrvalých bylin. Zahrady nebo stromy plodí mnoho let po zasetí.
Rostliny se také liší svou schopností reprodukce: některé dobře klíčí ze semen, jiné z hlíz, řízků atd.
Tyto vlastnosti rostlin je také třeba vzít v úvahu, než se rozhodneme, jaké množství a jaký druh hnojiva by se mělo při setí použít.
Je také nutné pamatovat na to, že odlišnou výživu vyžaduje mladá rostlina, starší rostlina a dozrávající plně vzrostlá rostlina. Mládě vytváří nové buňky, ze kterých se tvoří tkáně a orgány. To vše plýtvá spoustou živin. Proto by je měl mít v dostatečném množství, ale ne v přebytku – rostlina je velmi citlivá na vysoké koncentrace solí v okolí kořenů. Dospělá rostlina z velké části využívá, přerozděluje mezi orgány, dříve absorbované látky. K dobré úrodě ale nemusí stačit. Proto rostlina vyžaduje hnojiva i v dospělosti, ale v jiném množství a v jiném složení.

Růst jarní pšenice a jejích kořenů v závislosti na kvalitě půdy: a – pšenice na husté, těžké hlinité, chudé půdě; b – pšenice na stejné půdě, ale dobře hnojená; c – pšenice na chudé, ale volnější, hlinitopísčité půdě; d – pšenice na kypré a volné půdě.

Pro rostlinu je velmi důležité, aby měla dobře vyvinuté kořeny, lépe pak využije půdní živiny. Růst kořenů je primárně ovlivněn hustotou půdy: čím je půda hustší, tím hůře se vyvíjejí kořeny, které pronikají pouze do horního horizontu. Obrázek pod písmenem „a“ ukazuje jarní pšenici pěstovanou na husté jílovité jemně zpracované půdě: kořenů je málo a nacházejí se v samé vrchní vrstvě. Stonky i listy rostou špatně: vytvořil se pouze jeden klas. Písmeno „b“ ukazuje vývoj téže pšenice v oblasti pod hromadou hnoje: kořeny kvůli hustotě půdy nezasahovaly hluboko, ale bohatá výživa pomohla růstu hustého, i když mělkého kořenového systému a velké množství vysokých stonků, dobře olistěných a s velkým počtem klasů . Kořeny pronikly mnohem hlouběji ve třetí části stejného pole, kde nebyla půda příliš hustá („c“), ale chudá. Kořeny pokrývaly většinu půdy, takže pšenice zde rostla o něco lépe než na prvním pozemku. Nejlepšího růstu dosáhla pšenice ve čtvrté sekci téhož pole („g“), umístěné níže, kde byly písčité části půdy a živiny z vyšších oblastí pole po mnoho let odnášeny deštěm. Zde kořeny mohly pronikat hluboko do půdy, dobře rostly a poskytovaly dostatek potravy nadzemním částem pšenice: na rostlině se vytvořilo mnoho velkých klasů pšenice.

Co tento příklad učí? Za prvé vidíme, že život rostliny velmi závisí na vývoji kořenů. Za druhé si můžete odpovědět na otázku, jaká by měla být půda, aby kořeny dobře rostly. Půda by měla být dobře prokypřená a hluboká. Navíc by měla být bohatá na živiny. Za třetí, na stejném poli se půda může výrazně lišit, a proto může mít různé účinky na výnos. Půdu musíte vždy znát, umět ji zpracovat a připravit k setí, abyste tyto rozdíly dokázali včas vyrovnat – jak se říká, rozmanitost pole.
Schopnost měnit vlastnosti půdy tak, aby co nejlépe vyhovovala požadavkům pěstovaných rostlin, je nejdůležitějším, i když obtížným úkolem zemědělce.
Abyste vytvořili podmínky, za kterých rostlina lépe využívá výživu a produkuje vysoký výnos, potřebujete také vědět, jak se živné soli po vstupu do rostliny chovají uvnitř buněk, jak se mění, jak ovlivňují celý průběh tvorby plodin, a to nejen svou velikostí, ale také kvalitou: obsahem bílkovin, tuků, škrobu, cukru a dalších cenných produktů.

Podívejme se, co se stane se solemi poté, co se dostanou do rostliny.
Soli pronikly do kořenových buněk. Do horních částí rostliny se přesouvají především cévami. Cévy stonků, kmenů a řapíků jsou trubkovité útvary, které se větví ve větvích, listových řapících a v listech do tenkých žilek. Lze je jasně vidět, když roztrhnete řapík listu jitrocele: bílé prameny jako tlusté nitě a budou tam cévy, nebo, jak se také říká, cévní svazky. Po celé cestě se soli mění a interagují se sacharidy a dalšími látkami živé buňky. Budou méně změněny v těch částech, které jsou umístěny blíže ke kořenům. K nejaktivnějším přeměnám dochází v zelených částech, zejména v listech. Jednoduché sloučeniny ve formě těch solí, které se dostaly do kořenů z půdy, se zde vyskytují zřídka a převládají složité organické sloučeniny.
Je zajímavé, že nejmladší a nejaktivnější pletiva, kde dochází k tvorbě nových buněk, přijímají pozměněné sloučeniny solí, přeměněné v listech na meziprodukty. Z těchto tkání s nejmenší spotřebou energie budujte molekuly bílkovin nezbytné pro tvorbu nových buněk nejmladších orgánů – poupat, poupat, květů.
Přeměny látek v rostlině závisí na mnoha podmínkách. Sucho například zpožďuje nejen příjem, ale i přeměnu a pohyb přicházejících látek uvnitř rostliny.
Dlouhotrvající deštivé, zatažené a chladné počasí s malým počtem slunečných dnů výrazně zpomaluje fotosyntézu a nedostatek sacharidů brzdí všechny ostatní procesy a následně se zhoršuje vývoj rostlin.

“Agroanalysis-Don” provádí rozbory rostlin včetně diagnostiky listů. Kromě toho se zde provádějí další studie potřebné v rostlinné výrobě, a to: rozbory vody, půdy, hnojiv, rašeliny, směsí a mnoho dalšího. Zákazníci dostávají nejen výsledky, ale i potřebná praktická doporučení.

DIAGNOSTIKA PODLE LISTŮ

Prevence a léčba rostlinných problémů se často řídí stejným principem jako ve vztahu ke zvířatům nebo lidem: zatímco u pacienta je vše v pořádku, málokdo přemýšlí o jeho stavu. A Agroanalysis-Don často dostává vzorky se zjevnými známkami nedostatku té či oné živiny. V rukou chemika slouží rostlinný list jako matrice pro obsah makro- a mikroprvků v něm. Na základě diagnostických výsledků obdrží zákazník protokol, který reflektuje přísun živin do rostliny v konkrétní fázi vývoje v době odběru vzorků. Profesionalita personálu umožňuje provádět výzkum a závěry během několika dnů (načasování závisí na vytížení laboratoře), což umožňuje agronomům rychle upravit výživu.

Například letos na jaře jsme dostali vzorek pšenice, která se dostala do fáze nakládání, která na první pohled trpěla nedostatkem draslíku: špičky listů byly suché, čepele chlorotické. Listová diagnostika však ukázala optimální obsah tohoto prvku, ale rostlinám chyběl hořčík: byl zjištěn v množství 43 mg/kg s optimem 100 – 220 mg/kg. Na základě výsledků analýzy farma obdržela doporučení provádět listové krmení síranem hořečnatým v dávce 2,5 kg/ha. Pro identifikaci příčiny hladovění hořčíkem byla provedena rozsáhlá půdní analýza: kyselá reakce půdního roztoku naznačovala nízkou stravitelnost prvku.

V tomto případě se pšenici podařilo utrpět nějaké škody z nedostatku hořčíku. Pravidelné sledování zásobování rostlin živinami pomáhá takovému vývoji předcházet a v kombinaci s agrochemickým rozborem půdy napomáhá k úpravě dávek hnojiv s přihlédnutím ke konkrétnímu typu půdy, salinitě a podobně.

ANALÝZA HNOJIV

Zemědělští výrobci nám často předkládají vzorky hnojiv k rozboru, abychom si ujasnili obsah živin v nich a případně upravili dávkování. Například v dubnu letošního roku laboratoř obdržela vzorek mikrohnojiva z farmy, která se nachází v okrese Okťabrskij v Rostovské oblasti a vyrábí cukrovou řepu. Zákazníci chtěli zjistit, zda obsah boru v něm odpovídá tomu, co bylo deklarováno. Tato informace je velmi důležitá, protože odstranění bóru na každých 100 centů okopanin je 80 – 100 g/ha a hladovění bórem vede k poklesu výnosu o 20 – 30 % a výrazným ztrátám cukru jak na poli, tak i během skladování.

Analýza byla provedena v souladu s GOST, přičemž byla provedena dvě paralelní stanovení a vypočteny průměrné hodnoty. Bylo zjištěno, že skutečný obsah boru byl 10,7 % oproti deklarovaným 10,9 %. Protože chyba použité metody umožňuje odchylku od certifikované hodnoty 1,09 %, ukázalo se, že hnojivo odpovídá deklarovaným vlastnostem. Nyní může farma používat mikrohnojivo v doporučených dávkách a pokrýt potřebu cukrové řepy na bór, což v kombinaci s použitým systémem výživy rostlin přispěje k produkci správně vyvinutých rostlin a skladovatelných okopanin s vysokým obsahem cukru. .

Zveme vás na Agroanalysis-Don (vedoucí skupiny – Elena Aleksandrovna Shuplyak) nebo do jedné z dalších regionálních zemědělských laboratoří v Augustě.

JAK ODBÍRAT VZORKY?

Jedná se o standardní postup, podle kterého je nutné sbírat celé rostliny s kořeny, protože další interpretace výsledků bude provedena s ohledem na jejich vývojový stupeň. Různé rostlinné orgány reagují na změny podmínek prostředí odlišně, protože v životním cyklu plní různé fyziologické role. Navíc při nedostatku mohou být živiny znovu využity: nedostatek dusíku, fosforu nebo draslíku způsobuje, že tyto makroprvky proudí do mladších, rostoucích orgánů, zatímco ty zralejší ochuzují. A naopak: je-li nadbytek, hromadí se v listech, které dokončily vývoj, a do reprodukčních orgánů se dostává jen množství nezbytné pro jejich normální vývoj.

Z každého pozemku se odebere 100 rostlin, které tvoří tzv. směsný vzorek. Výběr se provádí podél dvou úhlopříček v ekvidistantních bodech, ale ne blíže než 50 m od okraje pole. Jedním základním pozemkem je každé pole o velikosti do 100 hektarů a při větší velikosti je rozděleno na stejné části, každý o velikosti nejvýše 100 hektarů. Postup odběru vzorků má výjimky, proto je vhodné odběr konzultovat s odborníky v laboratoři.

Denis KLIMENKO, laborant ve společnosti Agroanalysis-Don

Fotografie autora

Kontaktní informace

“Agroanalýza-Don”

+7 (863) 426-55-04,
+7 (960) 459-87-32

Publikováno v čísle 6, 2023

Přetisk a kopírování materiálů do elektronických zdrojů pouze s písemným souhlasem redakce a uvedením původního zdroje.