Основни почвени елементи за растенията
1. КРИТЕРИИ ЗА СЪЩНОСТТА
Тези основни критерии са установени от Арнон и Стаут през 1939 г. и са изброени по-долу:
1. Елемент не може да се счита за съществен, освен ако липсата му прави невъзможно завършването на вегетативните или репродуктивните етапи от неговия жизнен цикъл.
2. Недостигът трябва да е специфичен за въпросния елемент и може да бъде избегнат или коригиран само чрез предоставянето му.
3. Елементът трябва да участва пряко в храненето на растението, независимо от възможните му ефекти при коригиране на неблагоприятни химични или микробиологични условия на външната среда.
Въпреки че тези критерии са приети за валидни и се прилагат изцяло за всички живи същества, някои изследователи смятат, че вторият критерий не е напълно правилен. Например, молибденът е необходим за N фиксиране от бактерии от рода Azotobacter sp. Въпреки това, при някои видове от този род молибденът може да бъде заместен с ванадий. Друг пример е натрият, който не се счита от съществено значение за всички растения, но на практика е доказано, че неговото присъствие увеличава добивите в много култури. Следователно от икономическа гледна точка натрият трябва да се счита за съществен елемент.
2. АБСОРБЦИЯ НА ХРАНИТЕЛНИТЕ ЕЛЕМЕНТИ ОТ РАСТЕНИЯТА
Само малка част от всяко хранително вещество, присъстващо в почвата, е достъпна за растенията (2%). Останалата част (98%) се появява във форми, които не могат да бъдат усвоени от растенията, т.е. тя е здраво свързана с минералната фракция и органичното вещество, като е недостъпна, стига да не е засегната от процесите на разлагане. Те се случват бавно, за дълги периоди и хранителните вещества се отделят постепенно.
Снимка 1. Растенията абсорбират хранителните вещества, съдържащи се във въздуха и в почвата, чрез листата и корените. CO2, източник на въглерод и кислород, се абсорбира през устицата на листата, докато другите хранителни вещества обикновено се абсорбират от разтварянето на почвата през корените .
Растенията абсорбират хранителни вещества чрез многобройните коренови власинки, които имат младите корени, които непрекъснато се обновяват, тъй като имат живот от няколко дни. Тези коренни косми отделят киселинни вещества, които спомагат за разтварянето на трудно разтворими съединения, като фосфати и карбонати. В това действие на разтваряне се намесва и CO2, произведен от дишането на корените.
Хранителните елементи, които растенията абсорбират от почвата, идват от скали (с изключение на N, който идва от въздуха), който бавно се разгражда до разтворими съединения. Тези съединения се дисоциират в почвената вода на положителни йони (катиони) и отрицателни (аниони) и под тези форми се усвояват от растенията (снимка 1). Йоните могат да бъдат свободни в почвения разтвор или да се адсорбират от колоидните частици на почвата. Анионите и малка част от катионите се съдържат в почвения разтвор, докато по-голямата част от катионите се адсорбират върху колоидния комплекс. Йоните, адсорбирани от колоидните частици, могат да се абсорбират директно от корените или по-често да преминат първо в почвения разтвор, откъдето се абсорбират от корените. Когато йон преминава от разтвора към растението, друг йон преминава от комплекса към разтвора, за да се поддържа адекватна концентрация на йони.
Като цяло количеството макронутриенти, които растенията трябва да усвоят, за да развият своя жизнен цикъл, е значително по-голямо от това на микроелементите. По този начин се обяснява фактът, че усвояването на макроелементи от култури може да представлява значително количество в сравнение с резервите на споменатите елементи, съдържащи се в почвата. Това показва необходимостта от добавяне на торове и торове към повечето земеделски почви (снимка 2).
Снимка 2. Системи, използвани за нанасяне на суспензия във ферми: (а) пръскане и (б) инжектиране.
Делът на макронутриентите, извлечени от реколтата, може да представлява практически всички запаси в почвата, докато при извличането на микроелементи от почвата тези количества никога не представляват толкова висок дял от общия брой, но като цяло представляват само малък процент от общото количество, съществуващо в почвата. Това означава, че с някои изключения недостатъците не трябва да се появяват по отношение на храненето на културите и въпреки това не е така. Трябва да се вземе предвид, че поради своите характеристики микроелементите обикновено имат ниска подвижност, произтичаща от фактори за кондициониране, поради което не се усвояват лесно от растенията. Това, заедно с влиянието на техниките за отглеждане и характеристиките на култивираните видове, обяснява появата на дефицити в посевите върху почви с нормално съдържание на микроелементи.
Има многобройни фактори, присъщи на околната среда (почвата и климата), които влияят върху по-голямата или по-малката степен на усвояване на хранителните вещества. Тези фактори включват следното:
1. Текстура на почвата.
Почвите с фини текстури имат по-голяма външна повърхност, така че агентите, които променят структурата им, имат по-голяма възможност за действие: 1 g колоидна глина има външна повърхност 1000 пъти по-голяма от тази, представена от същото количество груб пясък.
2. рН на почвата.
За определени стойности на рН някои асимилируеми елементи се трансформират в техните не асимилируеми форми, поради факта, че те стават част от неразтворимите съединения. Например желязото в основна среда води до неразтворим хидроксид. В други случаи се получават летливи съединения, които се губят при излизането им в атмосферата; такъв е случаят с амониевите торове, които в основните почви произвеждат амоняк, част от който се губи в атмосферата, когато торът се добави към почвената повърхност.
3. Взаимодействия между йони.
Понякога има взаимодействия между два йона, което затруднява или улеснява усвояването на един от тях. Антагонизъм възниква, когато единият от йоните има тенденция да инхибира усвояването на другия, особено когато концентрацията на един от тях се увеличава. Такъв е случаят например с антагонизма калий-магнезий, където по-високата концентрация на калий причинява недостатъчно усвояване на магнезия. Синергизмът възниква, когато единият от йоните благоприятства усвояването на другия, както се случва например с азот и калий.
4. Климат.
Факторите, които най-много влияят на усвояването, са температурата и влажността. С увеличаване на температурата абсорбцията се увеличава, поради по-голяма биохимична активност, докато достигне оптимално ниво, над което постепенно намалява, докато спре. При ниски температури се получава обратното, тъй като биохимичната активност е затруднена и се наблюдава намаляване на разтворимостта в почвата. По подобен начин се случва, че с увеличаване на влажността се увеличава усвояването на хранителните вещества.
3. КЛАСИФИКАЦИЯ НА ХРАНИТЕЛНИТЕ ЕЛЕМЕНТИ
В момента се допуска, че висшите растения могат да съдържат до 60 елемента, от които 16 от тях (C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, B, Mo, Cu, Zn и Cl) се считат за съществени за нормалното им развитие, докато други 4 (Na, Si, Co и V) се считат само за съществени за някои от тях (фигура 1). Всички тези елементи изпълняват много важни функции в растенията и когато те присъстват в недостатъчни количества, могат да настъпят сериозни промени и растежът им да бъде значително намален.