GLOBAL KNOWLEDGE ARK

Žemės ūkis ir ateities maisto sistemos · Straipsnis

Azotas, fosforas ir kitos maistinės medžiagos

Atskirkite augalui reikalingus elementus nuo viso jų kiekio dirvožemyje, šaknims prieinamo tiekimo ir augalo audinyje išmatuotos koncentracijos.

Pasirengimas ir susiję straipsniai

Bendrieji žinių pagrindai

Susiję straipsniai

Straipsnis padės

  • Paaiškinti, kodėl būtinieji maistiniai elementai nėra tarpusavyje pakeičiami.
  • Atskirti bendras atsargas, tyrimų rodiklius ir šaknų pasisavinimą.
  • Apskaičiuoti maistinio elemento atsargą pagal nurodytą sausosios medžiagos pagrindą.

Pradėkite nuo turtingai atrodančio dirvožemio

Augintojas išgirsta, kad dirvožemyje daug fosforo, tačiau augalas vis tiek auga prastai. Abu pastebėjimai gali būti teisingi. Elemento gali būti dirvožemyje, bet jis gali nepasiekti šaknies naudinga forma, tinkamoje vietoje ar laiku. Prastas augimas gali turėti ir kitą priežastį.

Iš eilės užduokite tris klausimus: ko reikia augalui, ką tiekia šis dirvožemis ir ar šaknys gali tą tiekimą pasiekti? Bendras kiekis atsako tik į dalį antro klausimo. Trąšų etiketė apibūdina įvestį. Audinių analizė apibūdina paimtą augalo dalį. Nė vienas šaltinis atskirai nepaaiškina visos grandinės.

Įvardykite reikalingus elementus

Azotas yra baltymų ir nukleorūgščių sudedamoji dalis. Fosforas įeina į nukleorūgštis ir junginius, dalyvaujančius ląstelės energijos pernašoje. Kalis dalyvauja fermentų veikloje ir vandens apykaitoje. Šios funkcijos skirtingos: papildomas kalis negali pakeisti trūkstamo azoto baltyme.

Mineraliniams makroelementams priklauso azotas, fosforas, kalis, kalcis, magnis ir siera. Mikroelementų, įskaitant geležį, manganą, cinką, varį, borą, molibdeną, chlorą ir nikelį, reikia daug mažesniais kiekiais. Mažas poreikis nereiškia, kad elementas nebūtinas. Anglis, vandenilis ir deguonis taip pat yra būtinieji augalų elementai; įprasti žalieji augalai juos daugiausia gauna iš anglies dioksido ir vandens. Aprūpinimo pakankamumas siejamas su augalu ir jo tarpsniu, o ne su nurodymu pridėti kiekvieno elemento.

Pasirinktos maistinių elementų funkcijos, o ne naudojimo receptas
ElementasPasirinkta funkcijaKo funkcija neparodo
AzotasBaltymai ir nukleorūgštysKonkrečiam augalui skirtos įvesties normos
FosforasNukleorūgštys ir energijos pernašos junginiaiKad visas dirvožemio fosforas lengvai tiekiamas
KalisVandens apykaita ir fermentų veiklaAzoto ar fosforo pakaitalo

Atskirkite atsargą nuo tiekimo

Daug dirvožemio azoto yra organinėje medžiagoje. Po atitinkamų virsmų šaknys dažniausiai gauna azotą amonio ar nitratų pavidalu. Dirvožemio fosforas yra organiniuose junginiuose ir mineraluose, dalelių paviršiuose bei tirpale. Šaknys fosforą daugiausia gauna kaip ištirpusius ortofosfatus. Kietosios fazės atsargos gali papildyti tirpalą, tačiau papildymo kiekis ir laikas kinta.

Prieinamumo tyrime apibrėžtas ekstrahavimas ir kalibravimas pagal augalo atsaką naudojami tiekimui interpretuoti. Tai nėra visas dirvožemio atomų skaičius ar tiesioginis būsimo pasisavinimo matavimas. Apsvarstykite hipotetinę ataskaitą, kurioje bendras fosforo kiekis yra 600 mg/kg, o konkrečiam metodui būdingas fosforo rodiklis – 20 mg/kg. Šie skaičiai apibūdina skirtingas savybes. Juos padalijus negaunama fosforo dalis, kurią augalas pasisavins.

Atsarga nėra pasisavinimas per sezoną

Atsarga nėra pasisavinimas per sezonąHipotetiniame dirvožemyje bendras fosforo kiekis yra 600 mg/kg, o konkretaus metodo ekstrahavimo rodiklis – 20 mg/kg. Augalo pasisavinimo grandinė ir laboratorinių įrodymų grandinė atsako į skirtingus klausimus. Kiekiai hipotetiniai. Vienodi mazgų dydžiai ir rodyklių pločiai neatspindi atsargų ar srautų. Neprisiimamas joks skaitinis ryšys tarp šio rodiklio ir faktinio augalo pasisavinimo.Bendras P: 600 mg/kgIšgalvotas bendras kiekis; neišlaisvinimo greitis.Ištirpę fosfataiKai kurios dirvožemio atsargospapildo šį tiekimą.Šaknų pasisavinimasPriklauso ir nuo šaknų beiauginimo sąlygų.Reprezentatyvus mėginysPlotas, gylis ir metodas turilikti susieti su mėginiu.P rodiklis: 20 mg/kgIšgalvotas vieno apibrėžtoekstrahavimo rezultatas.Kalibruotas vertinimasRodiklis nėra 3,33% augalopasisavinimas.dalinispapildymaspasisavinimokeliaslaboratorinisekstrahavimaskalibravimaspagal augaloatsaką
Kiekiai hipotetiniai. Vienodi mazgų dydžiai ir rodyklių pločiai neatspindi atsargų ar srautų. Neprisiimamas joks skaitinis ryšys tarp šio rodiklio ir faktinio augalo pasisavinimo.
Skaityti schemos paaiškinimą

Hipotetiniame dirvožemyje bendras fosforo kiekis yra 600 mg/kg, o konkretaus metodo ekstrahavimo rodiklis – 20 mg/kg. Augalo pasisavinimo grandinė ir laboratorinių įrodymų grandinė atsako į skirtingus klausimus.

Dalys

Bendras P: 600 mg/kg
Išgalvotas bendras kiekis; ne išlaisvinimo greitis.
Ištirpę fosfatai
Kai kurios dirvožemio atsargos papildo šį tiekimą.
Šaknų pasisavinimas
Priklauso ir nuo šaknų bei auginimo sąlygų.
Reprezentatyvus mėginys
Plotas, gylis ir metodas turi likti susieti su mėginiu.
P rodiklis: 20 mg/kg
Išgalvotas vieno apibrėžto ekstrahavimo rezultatas.
Kalibruotas vertinimas
Rodiklis nėra 3,33% augalo pasisavinimas.

Ryšiai

  • Bendras P: 600 mg/kg → Ištirpę fosfatai: dalinis papildymas
  • Ištirpę fosfatai → Šaknų pasisavinimas: pasisavinimo kelias
  • Reprezentatyvus mėginys → P rodiklis: 20 mg/kg: laboratorinis ekstrahavimas
  • P rodiklis: 20 mg/kg → Kalibruotas vertinimas: kalibravimas pagal augalo atsaką

Sekite kelią iki šaknies

Ištirpusios maistinės medžiagos turi pasiekti aktyvų šaknies paviršių. Dirvožemiu judantis vanduo gali nešti jonus; difuzija juos perkelia pagal koncentracijos gradientus. Šaknys auga į naują dirvožemį ir keičia tyrinėjamą tūrį. Maistinių medžiagų patekimas į gyvas šaknies ląsteles taip pat apima pernašą per membranas ir veikiančią medžiagų apykaitą.

Šis kelias susieja augalo mitybą su dirvožemio struktūra, vandeniu ir oro apykaita. Suslėgtas sluoksnis gali riboti tyrinėjimą; netinkamos vandens sąlygos gali riboti šaknų veiklą ar maistinių medžiagų judėjimą. Dirvožemio pH ir reakcijos su mineralais veikia kai kurių maistinių medžiagų formas bei tiekimą. Šie mechanizmai neapibrėžia vieno pH tikslo visiems augalams ar dirvožemiams. Pridėjus daugiau maistinės medžiagos ribojantis etapas gali likti nepakitęs.

Supraskite koncentraciją ir kiekį

Audinio rezultatui reikia nurodyti augalo dalį, augimo tarpsnį ir matavimo pagrindą. Koncentracija išreiškia maistinio elemento kiekį paimtos medžiagos atžvilgiu. Elemento atsargai reikia ir tos medžiagos masės. Sausosios medžiagos procentai neapima vandens, o šviežios masės procentai jį apima. Sumaišius abu pagrindus galima padaryti didelę apskaitos klaidą.

Pavyzdžiui, tarkime, hipotetinis sausas augalo mėginys sveria 0,20 kg ir turi 2% azoto pagal sausą masę. Jame yra 0,004 kg, arba 4 g, azoto. Šis skaičiavimas parodo mėginio atsargą. Ar 2% reiškia trūkumą, pakankamumą ar perteklių, reikia vertinti konkrečiam augalui, tarpsniui ir audiniui tinkamu būdu. Skaičiavimas nenustato, kiek trąšų suteikė tą azotą.

Įrodymus parinkite pagal klausimą

Praktinė diagnozė sujungia augalo poreikį su reprezentatyviais dirvožemio ar auginimo substrato tyrimais, tinkamais audinių rezultatais, šaknų būkle ir auginimo istorija. Lapų spalva gali padėti įvardyti tirtiną klausimą, tačiau ji nėra vienareikšmė maistinės medžiagos diagnozė. Paėmus kitą augalo dalį ar pakeitus laboratorinį metodą rezultatas gali pakisti, neįrodydamas augalo mitybos pokyčio.

Maistinių medžiagų balansą vertinkite kaip kelis susijusius poreikius. Augalą gali riboti viena maistinė medžiaga, vanduo ar kitas veiksnys; pakeitus tą ribojimą svarbus gali tapti kitas. Perteklinės įvestys gali padidinti sąnaudas ir nuostolių riziką, o ne naudingą augimą. Pradėkite nuo konkretaus įtariamo ribojimo ir įrodymų, galinčių jį atskirti nuo alternatyvų, tada praktiniam atsakui naudokite vietoje kalibruotas rekomendacijas.

Išnagrinėti pavyzdžiai

Du fosforo matavimai

Hipotetinė dirvožemio ataskaita nurodo 600 mg/kg bendro fosforo ir 20 mg/kg ekstrahavimo rodiklį. Ar galime daryti išvadą, kad augalas gali pasisavinti 20 ÷ 600 visos atsargos?

  1. Patikrinkite, ką matuoja kiekvienas metodas: bendras kiekis ir pagal nustatytą procedūrą gautas ekstrahavimo rodiklis yra skirtingi dydžiai.
  2. Skaitinis santykis yra 20 ÷ 600 ≈ 0,0333, arba 3,33%.
  3. Šio santykio neinterpretuokite kaip išmatuoto augalo pasisavinimo. Rodikliui reikia atskiro kalibravimo.

Ne. Aritmetika galima, tačiau teiginys apie pasisavinimą nepagrįstas. Konkrečiam metodui būdingas rodiklis nematuoja augalo pasisavinimo per sezoną.

Azotas sausame mėginyje

Hipotetiniame 0,20 kg sausame augalo mėginyje yra 2% azoto pagal sausą masę. Kokia azoto atsarga yra mėginyje?

  1. 2% paverskite 0,02 masės dalimi.
  2. Padauginkite 0,20 kg × 0,02 = 0,004 kg azoto.
  3. 0,004 kg paverskite 4 g azoto ir išsaugokite sauso mėginio ribą.

Mėginyje yra 4 g azoto. Augalo aprūpinimo pakankamumas ir iš trąšų gauto kiekio pasisavinimas lieka atskiri klausimai.

Pasitikrinkite supratimą

  1. Maistinio elemento reikia tik labai mažo kiekio. Ar augalas gali jo atsisakyti?

    Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

    Ne, jei jis būtinas.

    Makroelementų ir mikroelementų kategorijos nusako santykinį poreikį, o ne leidimą praleisti būtiną funkciją.

  2. 0,50 kg sausame mėginyje yra 1% kalio. Kokia jo kalio atsarga?

    Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

    0,005 kg, arba 5 g kalio.

    0,50 × 0,01 = 0,005 kg. Tai kalio elemento masė sausame mėginyje, o ne trąšų norma.

  3. Dirvožemio tyrimas rodo pakankamą maistinių medžiagų tiekimą, tačiau šaknys užmirkusios. Ar dar viena įvestis būtinai išsprendžia prastą augimą?

    Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

    Ne.

    Šaknų veikla gali būti ribojantis etapas. Prieš darydami prielaidą apie maistinių medžiagų trūkumą patikrinkite sąlygas ir įrodymus.

Svarbiausios mintys

  • Būtinasis elementas atlieka funkcijas, kurių kiti elementai negali paprastai pakeisti.
  • Bendras kiekis, ekstrahavimo rodiklis ir augalo pasisavinimas yra skirtingi dalykai.
  • Kad koncentracija virstų elemento atsarga, reikia medžiagos masės.
  • Naudinga diagnozė susieja augalą, metodą, šaknis ir auginimo sąlygas.

Šaltiniai

Šaltiniai, kuriais grindžiami straipsnio paaiškinimai ir pavyzdžiai.

  1. Plant Essential Nutrients and Their RoleLakesh Sharma, J. Mabry McCray and Kelly T. MorganŽinynasask.ifas.ufl.eduSkaityti šaltinį
  2. University of Minnesota Extension2 šaltiniai
    1. Understanding phosphorus in Minnesota soils (reviewed 2018)Paulo H. Pagliari, Daniel E. Kaiser and Carl J. RosenŽinynasextension.umn.eduSkaityti šaltinį
    2. Understanding nitrogen in soils (reviewed 2021)Fabian G. Fernandez and Daniel E. KaiserŽinynasextension.umn.eduSkaityti šaltinį
  3. Plant nutrition for food security (2006)R. N. Roy, A. Finck, G. J. Blair and H. L. S. TandonŽinynas · PDFfao.orgSkaityti šaltinį