Wykład1

T: Czynniki plonotwórcze miejsce nawożenia w agrotechnice, gospodarka składnikami mineralnymi

1.Plon- jest częścią rośliny uprawnej, która człowiek może:

- skonsumować

- przeznaczyć na paszę dla inwentarza żywego

- użyć jako włókno

- przetworzyć na energię

- przeznaczyć do przetwórstwa przemysłowego

2. Plon rośliny uprawnej należy rozpatrywać jako efekt działania 3 grup czynników:

a) definiujących:

- promieniowanie słoneczne

- zawartość CO2 w powietrzu atmosferycznym

- roślina (fizjologia, fenologia, struktura łanu)

b) ograniczających:

- dostępność wody

- dostępność składników mineralnych

c) redukujących:

- zakwaszanie łanu

- porażenie roślin przez choroby

- zaatakowanie roślin przez szkodniki

- obecność związków toksycznych w powietrzu, glebie i wodzie

3. Plon rozpatrywany jako współdziałanie czynników genetycznych i środowiska:

P=G+E+GE

P- plon G- potencjał genetyczny odmiany (potencjał plonowania)

E- środowisko wzrostu rośliny (klimat, gleba, agrotechnika) GE- współdziałanie GE

4. Hodowlany potencjał planowania- HPP (potencjał plonowania= plon potencjalny

Potencjał plonowania rośliny uprawnej określa maksymalny plon użytkowy najlepszej jej odmiany, uzyskany w warunkach minimalizacji ujemnego działania czynników ograniczających i redukujących plon.

5. Kategorie plonów (na przykładzie pszenicy ozimej)

a) absolutny potencjał plonowania – APP

b) hodowlany potencjał plonowania- HPP

c) plon ograniczony wodą- POW

d) plon rzeczywisty- PR

6. Plon rośliny uprawnej jest efektem działania wielu czynników agrotechnicznych:

Woda---odczyn—zasobność wody---struktura gleby---stanowisko---odmiany---chwasty—

Choroby szkodniki—inne—plon potencjalny

7. Wpływ czynników agrotechnicznych na plon roślin uprawnych w Polsce, %

- nawożenie 40-50%

- odmiana rośliny 15-20%

- zmianowanie 12-15%

- ochrona roślin 10-15%

-siew/sadzenie 10-15 %

- zbiór 10-12%

- uprawa roli 3-8

8. Żyto ozime- 70% inne czynniki, N- 19%, P-18%, K-3%

Jęczmień jary- 51%- inne czynniki, N-31%, K-11%, P-7%

Ziemniaki- 34%- inne czynniki, N-27%, P-14%, K-25%

9. Struktura zasiewów w Polsce- 46% zboża, 23%- TRAWY, 14% warzywa

10. Czynniki stresowe:

a) stres- stan fizjologiczny rośliny, wywołany działaniem czynników środowiskowych, objawiający się zahamowaniem procesów wzrostu, rozwoju i zakłóceniem reprodukcji

b) cztery główne czynniki stresu rośliny- światło, temperatura, woda, składniki mineralne

11. Składniki pokarmowe- wszystkie składniki niezbędne do wzrostu rośliny (C,H,O+ SKŁ.MINERAL)

Składniki mineralne

A-Makroskładniki

1.Podstawowe (pierwszorzędne): N,P,K

Drugoplanowe (drugorzędne): Ca, Mg,S, Na (Si)*

B- mikroskładniki (mikroelementy):

Mn,CuZn,B,Fe,Mo,Cl i inne

*niezbędne dla niektórych roślin uprawnych

12. Funkcje nawożenia:

- dostarczenie roślinie uprawnej składników mineralnych w odpowiednich ilościach, formach, proporcjach, terminach

- dostarczenie do poszczególnych gatunków a nawet odmian roślin uprawnych ,uwzględniające zawartość poszczególnych składników w glebie

13. Cele nawożenia:

- utrzymanie lub poprawa żyzności gleby

- uzyskanie wysokiej jakości produktów roślinnych

- maksymalizacja plonu przy względnie niskich kosztach nawożenia

- minimalizacja ujemnego wpływu nawozów na środowisko

14. Źródła składników mineralnych dla roślin uprawnych:

Gleba: materia organiczna (próchnica glebowa) po mineralizacji, minerały glebowe (związki mineralne), wiązanie biologiczne (bakterie glebowe), nawożenie w przeszłości

Nawozy mineralne: -- doglebowo, dolistnie

Nawozy naturalne i organiczne---- doglebowo

Opad atmosferyczny (S,N , niektóre mikroelementy jako zanieczyszczenia powietrza)

15. Straty składników mineralnych:

- pobranie przez rośliny

- ulatnianie do atmosfery

- wymywanie do głębszych warstw gleby

- erozja, spływ powierzchniowy

16. Definicje dotyczące nawożenia i nawozów:

a) nawozy- produkty przeznaczone do dostarczenia roślinom składników mineralnych lub zwiększenia żyzności gleb jako zwiększenia żyzności stawów rybnych.

b) żyzność gleb- zdolność gleby do dostarczenia rośliny uprawnej wody, powietrza i składników mineralnych w odpowiednich proporcjach i terminie w celu realizacji potencjału plonotwórczego

c) nawozy mineralne- nawozy nieorganiczne produkowane w drodze przemian chemicznych lub przerobu surowców mineralnych w tym wapno nawozowe, także zawierające Mg.

d) nawozy naturalne- nawozy powstające na bazie odchodów zwierzęcych (obornik, gnojówka, gnojownica)

d) nawozy organiczne- wyprodukowane z substancji organicznej lub z mieszaniny substancji organicznych w tym komposty, także wyprodukowane przy udziale dżdżownic.

17. Elementy charakteryzujące wyposażenie rolnictwa w środki produkcji:

- poziom nawożenia mineralnego, poziom wapniowania, zużycie nawozów organicznych i naturalnych, wyposażenie w środki techniczne (ciągniki, przyczepy, samochody ciężarowe, maszyny),

Zapotrzebowanie na środki obrotowe (pasze, pestycydy, transport nawozów, zużycie energii)

18. Warunki uzyskania dużej efektywności nawożenia: niska zasobność gleby w dany składnik mineralny, optymalna zasobność gleby w pozostałe składniki, optymalny układ czynników produkcji: naturalnych (pogodowe), agrotechnicznych (dobór odmiany, ochrona roślin, uprawa gleby)

19. Czynniki ograniczające efektywność nawożenia: warunki atmosferyczne, choroby i szkodniki, chwasty, czynniki glebowe (odczyn, złe zbilansowanie składników pokarmowych),

agrotechnika (zmianowanie, przygotowanie gleby, termin siewu, zbiór, technika nawożenia)

20. Udział nawożenia w kosztach zależy od specyfiki roślin. Zużycie NPK- suma na 1 ha wynosi 100-110 NPK/1HA. N- 60-7- KG P-30 KG K-20-25 KG. Największe zużycie nawozów mineralnych- Polska Zachodnia.

21. Prawa nawozowe:

a) prawo minimum Liebega- wielkość plonu zależy od składnika pokarmowego występującego w glebie w najmniejszej ilości w stosunku do potrzeb roślin ->>racjonalne nawożenie, opłacalność

b)prawo zwrotu składników pokarmowych- wyprowadzonych z gleby wraz z plonami roślin. Obliczenia dawki nawozu dokonuje się w oparciu o ilości składnika pobranego przez rośliny uprawne, przy założeniu przynajmniej średniej zasobności gleby -->>> zasada” nawożenia równoważnego”

c)prawo pierwszeństwa biologicznej wartości plonów (Voisina) zarówno nadmiar jak i niedobór składników pokarmowych prowadzi do pogorszenia wartości biologicznej produktów roślinnych.

>produkcja tzw. „zdrowa żywność”

d)zasada organicznych strat do minimum składników nawozowych -na drodze ulatniania do atmosfery (N) oraz wymywanie do głębszych warstw profilu glebowego i spływu powierzchniowego (N,fosforu,S) ->>>> minimalizacja ekologicznych skutków nawożenia

22. Wymagania niektórych roślin uprawnych względem składników mineralnych:

a) rośliny o szybkim wzroście wegetatywnym (warzywa, pasze, zboża)> azot, potas

b) kukurydza->>> w początkowym okresie wzrostu fosfor, cynk

c) burak cukrowy->> potas, mikroelementy

d) jęczmień browarny>>> niewielka dawka azotu

e) rzepak ozimy->>> znacznie pobranie wszystkich składników pokarmowych „S”

f) strączkowe-> duże zapotrzebowanie na fosfor (aktywność bakterii brodawkowych)

g) ziemniaki>>> duże pobieranie potasu, Mg, forma potasu

Wykład 2 T: Gleba i składniki mineralne- wiadomości ogólne

23.Rośliny pobierają składniki mineralne z roztworu glebowego (fazy ciekłej) w formie mineralnej (kation lub anion) KCL- K+ I CL-, organem przeznaczonym do pobierania jest korzeń.

24. W glebie dominują ładunki ujemne (kompleks sorpcyjny) które przyłączają kationy, aniony są łatwiej wymywane, ponieważ mało jest ładunków dodatnich (wyjątek fosfor)

25. Odczyn gleby wapniowanie

a) toksyczne działanie glinu (teoria gliny wymiennego): glin w większym stopniu niekorzystnie działa w glebie a nie wodór, niekiedy glin może być toksyczny

b) formy występowania glinu w glebie: najbardziej Al3+ gleby silnie kwaśne

c) toksyczne działanie glinu na korzenie bawełny: Al₃ który się uruchamia w glebach kwaśnych uszkadza system korzeniowy.

26. Cele wapniowania:

-polepsza: strukturę gleby (warunki powietrzno-wodne), dostępność fosforu i molibdenu

-usuwa: kwasowość gleby, nadmiar toksycznego Al., Mn,

-zmniejsza: dostępność Mn, Zn, Cu, B, Pb, Cd i innych metali ciężkich

-zapewnia: warunki dla intensywnego życia biologicznego gleby (wiązanie N₂, rozkład materii organicznej).

27. Ogólne zasady stosowania nawozów odkwaszających:

a) pole powinno zostać zwapnowane „pod przeplon”- zboże. W tym przypadku można stosować nawozy wolnodziałające

b) należy zrobić to zaraz po zbiorze przedplonu pod pokrywką, nawozy szybkodziałające

c) w przypadku specyficznych objawów po wschodach można zastosować niewielka ilość nawozu węglanowo- tlenkowego

d) w glebach silnie kwaśnych, gdy dawka nawozu jest bardzo duża można nawożenie wykonać w dwóch mniejszych dawkach, co roku

28. W glebach bardzo lekkich, o małej zdolności buforowej należy stosować tylko nawozy wolnodziałające, węglanowe.

29. Ustalanie dawki nawozu wapniowego- 2 sposoby chemiczna do analizy, lub o odczyn gleby np.: Helliga, częściej wybierany przez rolników

30. Azot- składnik pierwszoplanowy o największym znaczeniu plonotwórczym, ekologicznie niebezpieczny

31.Azot pobierany jest przez rośliny z gleby albo w formie kationy NH₄^- albo anionu NO₃^-. Azot mineralny w glebie stanowi 5%, a organiczny 95%. Organiczny- próchnica glebowa, resztki roślinne, mikroorganizmy)

32. O przemianach azotu w glebie decydują 2 grupy procesów: mineralizacja i immobilizacja oraz nitryfikacja i denitryfikacja

33. Mineralizacja- uwolnienie azotu mineralnego z glebowej substancji organicznej oraz nawozów naturalnych i organicznych. Zachodzi przy udziale mikroorganizmów. Pierwszym produktem mineralizacji jest zawsze forma NH4

34. Immobilizacja- włączenie azotu mineralnego pochodzącego z gleby lub nawozu w biomasę mikroorganizmów (białczanie azotu. Jeżeli C:N wąsko to rozkład a gdy szeroko to mikroorganizmy zjadają azot .

35. Nitryfikacja- utlenianie azotu amonowego jedna z przyczyn zakwaszania gleb. Ma 2 etapy:

I powstaje 2H+ a w II 2H+

36. Nitryfikacja: redukcja azotu azotanowego do N20, NO, N2

37. Formy pobierania azotu przez rośliny: amonowa NH4+, Azotanowa NO3-

38. Jon azotanowy NO3-:

- jest słabo wiązany w glebie, łatwo ulega wymyciu do dolnych partii profilu glebowego

- może ulegać denitryfikacji (straty gazowe)

39. Jon amonowy:NH4:

- jest wiązany w glebie w kompleksie sorpcyjnym czyli jest mniej podatny na wymywanie

- łatwo ulega ulatnianiu do atmosfery

- może ulegać nitryfikacji: NH4+02->NO3- + H+ (zakwaszanie gleby, wymywanie)

40. Jony amonowe- zalety

- pobieranie nie wymaga dodatkowego nakładu energii

- zwiększają pobieranie jonów ortofosforowych

41. Jony amonowe- wady

a)- są toksyczne dla żywych organizmów (kwestia dawki)

- silnie zakwaszają ryzosferę, ograniczają produkcję ATP,

b) asymilacja azotu przebiega w korzeniach: duży nakład na transport cukrów z liści do korzeni, ograniczenie szybkości wzrostu roślin uprawnych

c) antagonizm kationowy NH4+-> K+, Mg2+, Ca2+

d) ogranicza pobieranie azotanów

42. Pobieranie azotanów zalety:

- nie są toksyczne dla roślin

- zwiększają pobieranie kationów

- mechanizm redukcji objawia się głównie w liściach-> mniejsze nakłady na transport węglowodanów

- konkurencja z CL- większa produktywność roślin w warunkach zasolenia

43. Związki azotu w roślinie

- aminokwasy amidy i białka, zasady azotowe RNA I DNA, grupy prostetyczne enzymów, składniki hormonów (auksyny, ABA), nośniki energii: ATP, NAD(P), NAD(P)H, fitosiderofory- związek przez system korzeniowy wyłapuje np.: cynk, związki osmoregulujące w komórce, azotowe związki obronne rośliny: alkaloidy i inne

44. Główne grupy związków azotu w roślinie: NO3-, NH4-> aminokwasy, amidy, białka, mocznik-> białka, kwasy nukleinowe, inne koenzymy, alkaloidy

45. niedobór azotu- chloroza (zanik chlorofilu)

46. Rola azotu w roślinie: maksymalizacja wydajności fotosyntetycznej łanu, który polega na:

Maksymalizacji jednostkowej produktywności liścia jako podstawowego składnika aparatu fotosynetycznego rośliny, optymalizacji powierzchni fotosyntetycznej łanu (LAI). WNIOSEK: odżywiani

47. W glebie dominuje azot organiczny:

Produktem mineralizacji N organicznego jest forma amonowa NH₄. forma amonowa może ulatniać się z gleby. Jest poza tym silnie wiązana w kompleksie sorpcyjnym tzn. formy amonowe nie są wymywane. Azot amonowy może także ulegać nitryfikacji (utlenianiu) NH₄^- →NO₃^-. Azotany są słabo wiązane w glebie i mogą być wymywane. Mogą ulegać denitryfikacji (redukcja azotanów).

48.Plonotwórcze działanie azotu: zmiany cech morfologicznych i fizjologicznych rośliny (wzrost powierzchni asymilacyjnej, zawartość chlorofilu, długość okresu wegetacji).

-Mniejsza zawartość węglowodanów strukturalnych w roślinie (celulozy, hemicelulozy, ligniny)- poprawa strawności pasz zielonych.

- Wzrost plonów ziarna, bulw, korzeni, nasion.

-Zwiększenie produkcji białka ogółem.

-Wydłużenie generatywnej fazy wegetacji (okres nalewania ziarna).

49. Niedobór azotu- skutki produkcyjne

- mniejsza liczba pędów kwiatonośnych (kłosów)

- mniejsza liczba kwiatów (np.: ziarniaków w kłosie)

- mniejsza masa nasion (np.: owoców, ziarniaków, bulw)

- mniejsza zawartość białka (np.: w ziarnie, bulwach)

- mniejszy plon użytkowy

Niedobór azotu- nadmiernie rozwinięte korzenie, niedorozwinięte części nadziemne.

Optimum azotu- optymalnie rozwinięte korzenie i części nadziemne.

Niedobór azotu- chloroza. Pojawia się na liściach starszych (dolnych).

Azot w nawozie- 100%. Azot pobrany przez roślinę- 50%. Azot związany w glebie-25%. Straty azotu- 25% (wymywanie-5%, utlenianie- denitryfikacja- 20%).

50. Nadmiar azotu- skutki produkcyjne:

- większa podatność zbóż, kukurydzy, rzepaku na wyleganie

- wzrost podatności na porażenie przez choroby

- opóźnione kwitnienie

- opóźniony termin zbioru

- spadek plonu użytkowego

- pogorszenie jakości plonu użytkowego poza pszenicą

51. Wpływ nawożenia azotem na jakość plonu

- im wyższa zawartość azotu tym większy plon, ale mniejsza jakość

- wypadanie roślin motylkowych z runi

- im wyższa dawka azotu tym większa zawartość glutenu

52. Wpływ azotem a zdrowotność roślin:

- rola N odnoszona jest do działania plonotwórczego

- współdziałanie między poziomem odżywienia tym składnikiem a podatnością rośliny na choroby jest specyficzne

*Czynniki określające specyficzne działanie N: rodzaj patogena, stan i stan odżywienia tym składnikiem ( zasobność gleby w N mineralny, poziom nawożenia azotem)

53. Pasożyty obligatoryjne: odżywiają się asymilatami zawartymi w żywych komórkach rośliny (np.: rdza, mączniak)

Pasożyty fakultatywne- saprofity odżywiające się dojrzałymi tkankami: wydzielają substancje toksyczne by uszkodzić lub zabić komórki gospodarza (np.: Alternaria, Fusarium, Xanthonas)

54. Wszystkie czynniki metaboliczne i syntetyczne oraz hamujące starzenie się roślin zwiększają odporność na pasożyty fakultatywne.

55. Nawożenie azotem zwiększa udział tkanek młodych (rośliny są dłużej zielone),a to z kolei zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia patogenów obligatoryjnych

56.Rolnicze i ekologiczne skutki nawożenia azotem.

Większe plony → większa produkcja zwierzęca → CH₄, CO₂

↑ ↓

Większa dawka azotu więcej obornika → NH₃

↓ ↓

Większa masa resztek większa aktywność

Pożniwnych mikroorganizmów → CH₄, CO₂, N₂O, N₂