Rys historyczny i teorie odżywiania się roślin

1. czasy rzymskie - dzieła Portiusa, Cato, Columella (6-tomowe dzieło o nawozach i kompostach)

2. średniowiecze - brak postępu w naukach rolniczych

3. odrodzenie - Gostomski (1588) „Notaty gospodarskie”, pierwsze doświadczenia z wierzbą (żywienie z powietrza)

„jedynym pożywieniem rośliny to związki próchniczne znajdujące się w glebie, a środkiem prowadzącym do zwiększenia urodzajności gleb, a tym samym i do zwiększenia plonów to nawozy organiczne” - A. Thaer (1806)

Oczepowski - (1788-1854), autor „Zasady chemii rolnej” (1819), pierwszy dyrektor Instytutu Agronomicznego na Marymoncie (1816), Instytut w 1916 roku przekształcono w SGGW

TEORIA MINERALNEGO ODŻYWIANIA SIĘ ROŚLIN

- wiek XVI

- Liebig (1809 - 1873), Boussingault (1802 - 1887)

Liebig wydaje podręcznik, w którym rozpowszechnia teorię mineralnego odżywiania roślin.

• rośliny pobierają z gleby nie substancje organiczne, ale mineralne, znajdujące się w popiele za pomocą korzeni <nie tylko w popiele>

• roślinie potrzebne jest 10 pierwiastków <teraz 20> (P,K,Ca,Mg,Si,Fe)

• węgiel jest pobierany z powietrza w postaci CO₂

• obornik i komposty stosowane do użyźniania gleby są tyle warte, ile znajduje się w nich soli mineralnych powstałych po ich rozłożeniu <prawda, ale nie uwzględnił oddziaływania na własności gleby>

• brakujące składniki pokarmowe należy uzupełniać nawozami

• rośliny pobierają z gleby różne ilości składników pokarmowych i dlatego wskazane jest wprowadzenie zmianowania

• wzrost roślin uzależniony jest w głównej mierze od pierwiastka, który znajduje się w glebie w najmniejszej ilości w stosunku do potrzeb rośliny (prawo minimum)

PRAWA NAWOZOWE

• stare prawa nawozowe:

• prawo zwrotu: „Aby utrzymać żyzność gleby konieczne jest zwrócenie jej wszystkich substancji pokarmowych pobranych przez rośliny”

• prawo minimum: „Niedostatek substancji przyswajalnej w glebie ogranicza działanie innych substancji i w następstwie powoduje obniżkę plonów”

• nowe prawa:

• prawo zwrotu udoskonalone: „Aby utrzymywać żyzność gleby należy zwrócić jej nie tylko substancje pobrane przez rośliny, ale również ich przyswajalne formy, które zanikły (wypłukanie, trwałe reakcje chemiczne -> uwstecznienie) w następstwie stosowania czterech podstawowych składników (N,P,K,Ca)”

• prawo maksimum: „Nadmiar substancji przyswajalnej w glebie ogranicza skuteczność działania innych substancji i w następstwie powoduje obniżkę plonów.”

• prawo pierwszeństwa wartości biologicznej: „Stosowanie nawozów musi mieć na celu przede wszystkim poprawę wartości biologicznej, która na większe znaczenie niż wysokość plonów.”

wartość biologiczna to suma tych poszczególnych składników, które decydują o utrzymaniu naturalnej przemiany materii w organizmie żywym - zwierzęcia czy człowieka - któremu to roślina służy za pokarm

Braillant-Savarin „Przyszłość narodów zależy od ich pożywienia” ( i od gleby, która to pożywienie produkuje)

składniki pokarmowe rośliny pobierają w postaci jonów (kationów i anionów)

mechanizmy pobierania:

- pobieranie bierne - przemieszczanie się jonów w kierunku od głównej masy roztworu glebowego do korzenia rośliny, odbywa się na zasadzie wymiany lub dyfuzji

wymiana jest procesem szybkim, obejmuje głównie kationy

dyfuzja jonów zachodzi w obu kierunkach i ma mniejsze znaczenie

zarówno wymiana jak i dyfuzja podlegają prawom fizycznym i chemicznych

• szybkość absorpcji zależy od stężenia roztworu otaczającego korzeń

• mechanizm pobierania biernego zależy również od wartościowości jonów, ich wymiarów oraz ich uwodnienia

- pobieranie aktywne polega na przemieszczaniu się składników pokarmowych z roztworu glebowego do wnętrza komórki niezależnie od stężenia, mechanizm aktywny jest ściśle związany z metabolizmem komórek, wymaga wkładu energii, która pochodzi z oddychania (rozkład ATP)

transport aktywny przez kanały jonowe - przenośniki

transport przez pompy jonowe

• transport bliski odzywa się w poprzek korzenia od skórki do walca osiowego, a ściślej naczyń ksylemu

• transport daleki odbywa się pomiędzy organami rośliny, głównie z korzenia do części nadziemnych, siłą napędową jest ciśnienie hydrostatyczne wytwarzanie przez korzeń oraz gradient potencjału wodnego wytworzony przez transpirujące liście

pobierane kationy:

NH₄⁺ K⁺ Ca²⁺ Mg²⁺ Fe²⁺ Mn²⁺ Cu²⁺ Zn²⁺

pobierane aniony:

NO₃^- H₂PO₄^- Cl^- SO₄^2- MoO₄^-

chelaty (połączenia organiczne związków organicznych z metalami/jonami/, związek organiczny w `kleszczach' utrzymuje jon i nie pozwala, żeby wszedł w reakcję, utrzymuje go w stanie gotowości do pobrania:

Mg Fe Mn Zn Cu

antagonizm jonów w czasie ich pobierania

kationy: K⁺ : Mg²⁺

K⁺ : Ca²⁺

aniony: SO₄^2- : MoO₄^-

antagonizm: wzajemnie przemienny wpływ na pobieranie dwu rodzajów jonów tego samego znaku

pseudoantagonizm: antagonizm pozorny

rośliny nawożone (NH₄)₂SO₄ pobrały mniej molibdenu niż nawożone CaNO₃, gdyż azot w tym nawozie jest już zredukowany, zależność ta nie ma związku z antagonizmem jonowym, zatem jest to antagonizm

Molibden jest niezbędny do aktywacji reduktazy azotanowej, przenosi e^- i powoduje redukcje, jeśli w środowisku glebowym jest nadmiar jonów siarki, nie pobierany jest Mo, azotany pozostają w roślinie

synergizm - stymulacja pobierania jednego jonu poprzez pobieranie innego

NO₃^- : K⁺

---