• NA EGZAMIN Zakres i zadania chemii rolnej

Roślina

Klimat

Gleba Nawóz

Żyzność- zdolność gleby do zaspokajania potrzeb pokarmowych roślin

• Czynniki decydujące o żyzności gleb:

Fizyczne Chemiczne

-tekstura -właściwości sorpcyjne(T,V,S)

-struktura -odczyn

-objętość porów -zawartość makroskładników

-temp. gleby i nagrzewanie -zawartość mikroskładników

-podatność na erozje

• Stosunki wodne Biologiczne

-pojemność wodna -próchnica

-woda gruntowa -zwierzęta

-nawadnianie -CO2

WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE

KS pełni rolę magazynu zatrzymującego składniki pokarmowe nieprzyswajalne lub występujące w nadmiarze.

PODZIAŁ GLEB NA KATEGORIE AGRONOMICZNE

Rodzaj % części spławialnych

b. lekkie 0-10

lekkie 11-20

średnie 21-34

ciężkie >34

UKŁAD FAZOWY GLEB

SORPCJA- zatrzymywanie składników pokarmowych w kompleksie sorpcyjnym.

Rodzaje:

• Mechaniczna

• Fizyczna

• 
  Chemiczne

• Wymienna najważniejsze dla rolnictwa

• Biologiczna

• Sorpcja wymienna

-zatrzymywanie jonów na zasadzie wymiany pomiędzy KS a roztworem glebowym

-dotyczy kationów

-zależy od rodzaju gleby i od ilości kationów

Im gleba cięższa tym większa pojemność sorpcyjna

Pojemność sorpcyjna- zdolność do zatrzymywania max ilości kationów( składa się na to próchnica, minerały ilaste, tlenki i wodorotlenki niektórych metali)

Im większa powierzchnia właściwa tym większa pojemność sorpcyjna

Największą pojemność maja próchnica: huminy, kwasy huminowe, kwasy fulwowe; Minimalną pojemność posiadają wodorotlenki.

Najłatwiej sorbowane są kationy I- wartościowe.

-KS ma ładunek ujemny, stąd powinowactwo kationów do KS

H⁺

H⁺ Ca⁺⁺

H⁺

Mg²⁺

• Sorpcja chemiczna

-zatrzymywanie składników na drodze reakcji chemicznych, prowadzące do powstania substancji nierozpuszczalnych w wodzie (roztworze glebowym).

-sorpcja anionowa

-zależy od odczynu gleby( zachodzi przy odczynie kwaśnym i zasadowym, nie zachodzi przy obojętnym)

-sorpcja jonów fosforanowych, siarczanowych, chlorkowych; nie dotyczy jonów azotanowych

Sorpcja biologiczna

-zatrzymywanie składników przez mikroorganizmy glebowe, które wykorzystują je do procesów glebowych.

-zależy od występowania organizmów glebowych

-optymalne warunki: + odczyn gleby(lekko kwaśny)

+ temperatura(20-25ºC)

+ wilgotność (60-70% poj. wodna gleby)

ODCZYN- Stężenie jonów H⁺ w glebie

KWASOWOŚĆ CZYNNA- tylko jony H⁺ obecne w roztworze glebowym

KWASOWOŚĆ POTENCJALNA I WYMIENNA- jony wodorowe roztworu i kompleksu sorpcyjnego- jony wodorowe słabo wiązane z kompleksem sorpcyjnym

KWASOWOŚĆ HYDROLITYCZNA- jony H⁺ z roztworu glebowego i wszystkie jony kompleksu sorpcyjnego

[Najważniejsza- hydrolityczna-bo obejmuje wszystkie jony wodorowe, na jej bazie ustala się dawki nawożeniowe ]

PODZIAŁ GLEB W ZALEŻNOŚCI OD Ph

Bardzo kwaśne do 4,5

Kwaśne 4,6-5,5

Lekko kwaśne 5,6-6,5

Obojętne 6,6-7,2

Zasadowe od 7,3

Przy odczynie obojętnym rośliny najlepiej przyswajają składniki mineralne, (wyjątek: Mo i Mn)dlatego najlepszy plon występuje przy uregulowanym odczynie.

PRZYCZYNY ZAKWASZENIA GLEB

• 80% procesy naturalne

• 20% powodowane przez człowieka

80%- wietrzenie minerałów, mineralizacja substancji organicznej, wymywanie kationów zasadowych, pobieranie z plonami kationów zasadowych.

20%- kwaśne deszcze, opady o niskim pH, do2, po opadnięciu działają na glebę, powstają w wyniku emisji tlenków (N, S, C) do atmosfery, przez nawozy fizjologicznie kwaśne np.: (NH₄ )SO₄, (NH₂)₂CO₃ efektem jest powstawanie wolnych jonów wodorowych, które zakwaszają glebę.

BUFOROWOŚĆ GLEB

• zdolność do przeciwdziałania nagłym zmianom pH gleby

• gleby ciężkie mają dobre właściwości buforowe, gleby lekkie- przeciwnie.

MAKROSKŁADNIKI

• AZOT

-musi ulec mineralizacji NO₃^-- i NH₄⁺

-Azot w glebie 0,5-5%, w formie organicznej 95%

-Jeżeli roślina nie pobierze NH₄⁺ to jon ten może ulegać sorpcji wymiennej w kompleksie sorpcyjnym przez minerały ilaste lub może ulegać dalszym przemianom nitryfikacji ( przejście jonów amonowych do formy azotanowej przy udziale drobnoustrojów)

-jeżeli roślina nie pobiera NO₃^-- następuje wymywanie i obieg azotu w glebie

-NO₃^-- nie ulega żadnej sorpcji

-Azot może się ulatniać w postaci amoniaku, może być wiązany przez bakterie

• Denitryfikacja - formy lotne( ulegają stratom do atmosfery);forma utleniona ulega redukcji

• Zawartość azotu w glebie

-Głównie w postaci organicznej

-95% N glebowego

-5% N glebowego w formie łatwo przyswajalnej

-pobierany w formie NH₄⁺ i NO₃^-- drogą korzeniową

-z nawozów mineralnych

-z opadów atmosferycznych

Pobieranie formy zależy od występowania w glebie.

NH₄⁺- forma kationowa ulega sorpcji wymiennej

NO₃^-- forma anionowa nie ulega sorpcji, łatwo wymywany

• Jonowe procesy przemiany azotu w glebie

Amonifikacja

Norg  NH₃⁺ NH₄⁺

Nitryfikacja

NH₄⁺  NO₂^--  NO₃^--

Denitryfikacja

NO₃^-- NO_x^-- N₂

Asymilacja

NO₃^-- NH₃⁺  amonokwasy  enzymy  białka  kwasy nukleinowe

• Immobilizacja azotu

Wiązanie NH₄⁺ przez minerały ilaste

Wiązanie NH₃⁺ przez substancje organiczne gleby

Reakcje NO₂^-- z kwasami huminowymi i fulwowymi

• Ilość azotu dostającego się do gleby i ulegającego stratom

Formy organiczne Formy mineralne

Jon amonowy NH₄⁺

• Nitryfikacja 2NH₄⁺+3O₂ 2NO₂+ H₂O+ 4H⁺

2NO₂+ O₂ 2NO₃

• Immobilizacja fizykochemiczna- niewymienna i mikrobiologiczna

• 
  gleba(+;-) NH₄⁺

• Jon azotanowyNO₃^--

• Immobilizacja (asymilacja, redukcja azotanów)

NO₃^-- + 9H⁺ NH₃ + 3H₂O NH₃ NH₄⁺

• Denitryfikacja

2NO₃  2NO₂  2NO  N₂O N₂

• 
  Wymywanie gleba (+,-) NO₃^--

• FOSFOR

-pobierany w formie anionów

-podlegają sorpcji chemicznej

-tworzą się nierozpuszczalne formy fosforu

-w glebie *z wietrzenia minerałów: fosforytów i apatytów,

*z nawozów

(apatyty powstają na dnie morza, fosforyty w procesach wulkanicznych, w Polsce nie ma dużych złóż tych minerałów, są one sprowadzane z byłego ZSRR i Ameryki Pn.)

-w glebie jest go 0.03—3%, z tej wartości forma aktywna stanowi 1-2%

Fosfor występuje w trzech odmianach: -aktywnej

-ruchomej

-zapasowej

• Przemiany fosforu w glebie

H₃PO₄  H⁺+ H₂PO₄^—

H₂PO₄^-- H⁺+ HPO₄^2—

HPO₄^2-- H⁺+ PO₄^3—

H₂PO₄^—- rozpuszcza się w wodzie, jest pobierany przez rośliny

HPO₄^2—- rozpuszcza się w słabych kwasach organicznych(szczawiowy, octowy)

PO₄^3— - nierozpuszczalny w wodzie i słabych kwasach organicznych, rozpuszcza się w mocnych kwasach mineralnych, nieprzyswajalny przez rośliny.

Bardzo ważne jest powstawanie jonu H₂PO₄^—,aby powstał należy kontrolować pH, optymalne do jego powstawania jest 5,5-7. Przy odczynie obojętnym powstają sole fosforu rozpuszczalne w wodzie. Przy odczynie kwaśnym powstają sole nierozpuszczalne, np. z kationami Al³⁺, Fe³⁺ , Mn²⁺. Na glebach zasadowych powstają sole nierozpuszczalne w wodzie z kationami Ca²⁺.

PROCESY DECYDUJĄCE O PRZYSWAJALNOŚCI SKŁADNIKÓW MINERALNYCH

• POTAS

• Pobierany w formie K⁺

• W glebie jest go dość dużo

• Bierze się z wietrzenia minerałów: ortoklaz, mikroklin, muskowit, biotyt, leucyt, nefalin, illit (wg malejących zawartości K₂O )

Potas glebowy- pierwszy składnik pobierania przez rośliny

• W glebie 0,2-4%

Potas nie tworzy związków organicznych w glebie, tworzy sole mineralne z siarczanów, są rozpuszczalne w wodzie i pobierane „luksusowo”. W roślinie występuje w formie mineralnej, wymywany przez wody opadowe wraca do gleby.

-powoli -b. trudno przyswajalny

Mg, Na, Ca podlegają sorpcji wymiennej: Na glebach ciężkich w dużym stopniu, ponieważ pojemność sorpcyjna gleby jest duża. Na glebach lekkich sorpcja zachodzi w niewielkim stopniu, gdyż występuje niedobór składników ze względu na ich łatwe przyswajanie.

• SIARKA

• SO₄^2- anion- forma pobierania

• tworzy sole nierozpuszczalne, zależne od odczynu

• głównie w postaci organicznej

MIKROSKŁADNIKI

Roślina potrzebuje ich w minimalnych ilościach, ale są one niezbędne. Pełnią funkcje fizjologiczne, nie budowlane.

Zn⁺²

Mn⁺²

Cu⁺²

BO₃^-,H₃BO₃

MnO₄^-2

Cl^-

Ni⁺²

Funkcje:

• Składnik enzymów, cynk aktywuje około 300 enzymów, miedź to składnik około 100 enzymów, enzymy fotosyntezy

• Synteza kwasów nukleinowych

• Niezbędne dla procesu fotosyntezy(miedź, chlor)

• Ważne w pobieraniu azotu, redukcji NO₃^- , molibdenu

• Regulacja osmozy (chlor)

• Składnik ureazy w motylkowych, nikiel

(Kation- sorpcja wymienna, anion- sorpcja chemiczna)

1. wyraźny niedobór - zła jakość plonu, mały plon

2. względny niedobór- większy plon, nadal zła jakość

3. prawidłowa zawartość

4. nieszkodliwy nadmiar - dobre plonowanie, jednak może być nieco gorsze

5. szkodliwy nadmiar - spadek jakości i ilości plonu

• PIERWIASTKI TOKSYCZNE

• 
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  SKŁAD GLEBOWEJ MATERIIORGANICZNEJ

• PRÓCHNICA

Funkcje:

-Źródło składników pokarmowych dla roślin

WPŁYW ORGANIZMÓW GLEBOWYCH NA WŁAŚCIWOŚCI GLEB

I Właściwości fizyczne

1. Powstawanie i stabilizacja struktury gruzełkowej

2. Poprawa warunków powietrzno wodnych

3. warunki cieplne: a) pośrednio- powstawanie próchnicy

b) bezpośrednio- dostarcza ciepła

II Właściwości chemiczne

1. Tworzenie próchnicy

2. Mineralizacja resztek biologicznych

3. Rozkład lub przekształcenie substancji szkodliwych dla roślin wyższych

WPŁYW PRÓCHNICY NA WŁAŚCIWOŚCI GLEB

I Właściwości fizyczne

1. Sklejanie agregatów glebowych- tworzenie struktury gruzełkowej

2. Poprawa warunków powietrzno- wodnych

3. Poprawa warunków cieplnych

4. Poprawa stabilności odczynu- właściwości buforowe

5. Poprawa właściwości sorpcyjnych

II Właściwości chemiczne

1. Źródło składników pokarmowych

2. Wpływ na dostępność fosforu (efekt fosforo- próchniczny)

ZAWARTOŚĆ PRÓCHNICY W GLEBIE

Sposób użytków	Zawartość substancji organicznej % t/ha	C:N
Gleby orne	2 120	10
Las liściasty	4 200	20
Las szpilkowy	6 240	30
Użytki zielne	7 360	15
Torf niski	95 1140	20
Torf wysoki	98 490	50

• Im wyższy stosunek C:N, tym lepsza mineralizacja

• Lepsze przyswajanie składnika pokarmowego

• Mniejsza sorpcja biologiczne

-Wymagania pokarmowe roślin - taka ilość składników pokarmowych, które roślina musi pobrać w okresie wegetacji, aby wydać maksymalny plon o dobrych cechach jakościowych; zależą od gatunku rośliny

-Potrzeby nawozowe - gleba nie jest w stanie pokryć potrzeb rośliny, różnica między tym co daje gleba a potrzebami rośliny

NAWOZY MINERALNE

Substancje wyprodukowane w zakładach nawozowych, zawierającej składniki w formie mineralnej przyswajalne dla roślin

Podział wg składnika pokarmowego:

1.azotowe

2.potasowe

3.fosforowe

4.mikroskładnikowe

5.wieloskładnikowe

NAWOZY AZOTOWE

-forma pobierania: NH₄⁺ , NO₃^-

AMONOWE

-Z formą NH₄⁺

• siarczan amonu (NH₄) ₂SO₄- zawiera 20,5% azotu

Są to nawozy fizjologicznie kwaśne, ich stosowanie powoduje zakwaszenie gleb.

Roślina pobiera azot w formie kationu NH₄⁺ zostaje anion SO₄^2- , po połączeniu z wodą tworzy H₂SO₄ i zakwasza glebę.

Są to nawozy do stosowania przedsiewnego, przed wprowadzaniem roślin na pole.

Kation ulega sorpcji w glebie (sorpcja wymienna). Jest zatrzymywany w glebie, później zatrzymywany przez rośliny.

AZOTANOWE, SALETRZENOWE

-z formą NO₃^-

• 
  
  saletra potasowa KNO₃

• 
  
  saletra sodowaNaNO₃

• saletra wapniowa Ca(NO₃)₂

Są to nawozy fizjologicznie zasadowe.

Roślina pobiera anion NO₃^-, zostaje w glebie kation tworzący z wodą zasady prowadząc do alkalizacji.

Są to nawozy do stosowania pogłównego, gdy roślinny znajdują się już na polu.

Aniony ulegają wymyciu, aby temu zapobiec(nie ulega sorpcji) stosuje się na rośliny rosnące, gdy mogą z tej formy azotu korzystać.

SALETRZANO- AMONOWE

-z formami NH₄⁺ i NO₃^-

• saletra amonowa, azotan amonu NH₄NO₃ -zawartość azotu 34%

• saletrzak NH₄NO₃ + CaCO₃ -zawartość azotu 28%

• saletrzak dolomitowy NH₄NO₃ + CaCO₃+MgCO₃-zawartość azotu 27% (produkowany ze względu na niedobór azotu w glebach)

Są to nawozy fizjologicznie obojętne.

Roślina pobiera i kation i anion.

Saletra amonowa może lekko zakwaszać glebę.

Są to nawozy uniwersalne, stosowane do nawożenia przedsiewnego i pogłównego.

AMIDOWE

-z formą NO₂^-

• mocznik CO (NH₂)₂- zawiera 46% azotu

Nawóz o spowolnionym działaniu. Przewiduje się, że azot zostanie pobrany później, po hydrolizie mocznika w środowisku wodnym z udziałem ureazy. Końcowy efekt hydrolizy to (NH₄)₂CO₃ - czyli forma kationowa NH₄⁺ , zostaje zasorbowana przez kompleks sorpcyjny. Zakwasza glebę słabiej, bo powstaje HCO₃ , zdecydowanie słabszy od H₂SO₄.

Pobieranie substancji przez liście; substancja nie może ulegać dysocjacji. Tak jest w przypadku mocznika. Jest to proces dokarmiania dolistnego.

Gdy substancja pobierana przez liście ulega dysocjacji dochodzi do poparzenia.

PŁYNNE

• z formą NH₃

Pobierane tylko w połączeniu z wodą, lub w formie skroplonej.

• Woda amoniakalna NH₄OH- zawiera 20,5% N

• Amoniak skroplony NH₃ - zawiera 83% azotu

Produkowane jako dodatki do innych nawozów.

Stosowane doglebowo (na głębokość 6-12 cm)

# Na bazie tych nawozów produkowane są: -mieszanki

-dodatki

-modyfikacje

# Fosforan amonowy i Polifoska --> zawierają azot, ale należą do nawozów wieloskładnikowych!!

Wykład z 08.12.2006

OCENA JAKOŚCIOWA ROŚLIN

• Wartości odżywcze

białka

cukry

sole mineralne

witaminy

• Walory smakowe

Olejki eteryczne

Finoncydy

• Zanieczyszczenia (substancje szkodliwe dla zdrowia)

Azotyny i azotany¹

Metale ciężkie¹

Wielopierścieniowe węglowodany aromatyczne (WWA)

Nikotoksyny¹

Dioksyny

Pozostałości środków ochrony roślin

¹występowanie tych substancji zależy od nawożenia

ZAWARTOŚĆ BIAŁKA=6,25 * N

KRZYWA PLONOWANIA- jest podobna dla wszystkich roślin

Zawartość N, P, K w suchej masie zbóż zależy w % od gatunku i nawożenia.

WPŁYW NAWOŻENIA AZOTEM NA PLON I JAKOŚĆ ROŚLIN

Azot jest czynnikiem najbardziej plonotwórczym. Nawożenie azotem wywiera duży wpływ na cechy jakościowe, np. w ziemniakach:

-Skrobia- zmniejszenie zawartości

-Białko- wpływa na wzrost zawartości

-Aminokwasy egzogenne- wzrost zaw.

-Witamina C - spadek zaw.

Ziarno pszenicy- nawożenie azotem wzrasta nawet do 160 kg- w ziarnach uprawianych głównie jako źródła białka. Im wyższe nawożenie azotem, tym wyższa zawartość białka, glutenu, ale zmniejsza się zawartość aminokwasów egzogennych i lizyny

Buraki cukrowe- niedobór potasu powoduje spadek zawartości cukru. Krzywa plonowania jest charakterystyczna, jak u innych roślin.

WPŁYW CZYNNIKÓW NA AKUMULACJĘ AZOTANÓW

• Genetyczne 10%

• Gleba 20%

• Klimatyczne 25%

• Nawozowe 30%

• Okres/ termin uprawy 15%

ŹRÓDŁA AZOTANÓW (DZIENNA DAWKA)

• Warzywa 81,2%

• Owoce 1,3%

• Mleko i przetwory mleczne 0,2%

• Chleb 1,9%

• Woda 0,7%

• Mięso peklowane 14,7%

UDZIAŁCZYNNIKÓW AGROTECHNICZNYCH W KSZTAŁTOWANIU PLONU

1. nawożenie 40- 50%

2. odmiana 15-20%

3. zmianowanie 12-15%

4. ochrona roślin 10-15%

5. siew/ sadzenie 10-15%

6. zbiór/ przechowywanie 10-12%

7. uprawa roli 3-8%

• Wraz ze wzrostem nawożenia N, P, K rośnie plon!

NAWOZY

Nazozy azotowe

Nawozy amonowe (zawieraja NH₄⁺)

1. Siarczan amonu (NH₄)₂SO₄ - otrzymuje się go w wyniku reakcji kwasy siarkowego z amoniakiem - 20-21% N, 24% S

Właściwości ▪ produkt krystaliczny ▪ dobre właściwości mechaniczne ▪ mala higroskopijność ▪ latwo rozpuszczalny w wodzie ▪ lekko kwasny ▪ dziala najbardziej zakwaszajaco ▪ chemicznie czysty stanowi sol biala

Stosowanie ▪ PRZEDSIEWNE ▪ spowolnione dzialanie ▪ najlepiej do nawożenia ziemniakow ▪ po wprowadzenu do gleby rozpuszcza się w wodzie i dysocjuje na jony NH₄⁺ i SO₄^2-

Nawozy saletrzane (zawieraja NO₃^-)

1. Saletra wapniowa Ca(NO₃)₂ - powstaje przez dzialanie HNO₃ na CaCO₃ - 15,5% N

Właściwości ▪ dobra rozpuszczalność w wodzie ▪ jest latwo pobierany przez rośliny i narazony na wyplukiwanie z gleny ▪ jest fizjologicznie zasadowy ▪ najbardziej higroskopijny ▪ kation Ca²⁺ dziala koagulujaco na koloidy glebowe - sprzyja tworzeniu struktury gruzełkowatej

Stosowanie ▪ POGLOWNE

2. Saletra sodowa NaNO₃ - powstaje w reakcji HNO₃ z NaCl - 16% N

Właściwości ▪ jest sola drobnokrystaliczna ▪ barwa biala do żółtawej ▪ malo higroskopijna ▪ kation Na⁺ dziala ujemnie na właściwości fizyczne gleb

Stosowanie ▪ POGLOWNE

Nawozy amonowo-saletrzane (zawieraja NH₄⁺ i NO₃^-)

1. Saletra amonowa NH₄NO₃ - powstaje przez neutralizacje HNO₃ gazowym amoniakiem - 35% N

Właściwości ▪ sol higroskopijna ▪ latw pochania wilgoc z powietrza ▪ wybuchowa ▪ fizjologicznie kwasna

Stosowanie ▪ UNIWERSALNE ▪ pod wszystkie rośliny ▪ na wszystkich glebach ▪ nie należy stosowac na dlugo przed siewem - wyplukiwanie NO₃^-

2. Saletra amonowo-siarczanowa (NH₄)₂SO₄ ▪ NAgNO₃ - powstaje przez neutralizacje amoniaku mieszanina H₂SO₄ i HNO₃ - 26% N

Właściwości ▪ dziala nieco szybciej niż siarczan amonu ▪ fizjologicznie kwasna ▪ rozpuszcza się w wodzie ▪ slabo higroskopijna ▪ tworzy się podwojna sol (3 czesci N-NH₄⁺ i 1 czesc N-NO₃) ▪ postac krystaliczna

Stosowanie ▪ UNIWERSALNE

3. Saletra amonowo-wapniowa NH₄NO₃ ▪ CaCO₃ ▪ MgCO₃ - otrzymywany przez zmieszanie saletry amonowej z dolomitem - 27% N, 7% CaO, 4% MgO

Właściwości ▪ granulowany

Stosowanie ▪ przydatny na glebach ubogich w Ca i Mg

4. Saletrzak NH₄NO₃ + CaCO₃ - do saletry amonowej dodaje się pylisty CaCO₃ - 27,5% N, 20% CaCO₃

Właściwości ▪ jest mniej higroskopijny niż saletra amonowa ▪ fizjologicznie kwasny (ale mniej niż saletra amonowa) ▪ zobojetnia czasteczki HNO₃ powstale w wyniku nitryfikacji NH₄⁺ jak i jonu H⁺ wydzielanego przez rośliny

Stosowanie ▪ UNIWERSALNE ▪ glownie na gleby kwasne ▪ pod wszystkie rośliny

5. Salmag (saletrzak magnezowy) NH₄NO₃ + CaCO₃ ▪ MgCO₃ - powstaje przez zmieszanie azotanu amonu z drobno zmielonym dolomitem - 27,5% N, 20% dolomitu

Właściwości ▪ granulowany ▪ właściwości zbliżone do saletrzaka ▪ Salman z B do nawożenia poglowia burakow ▪ Salman z S do nawożenia rzepaku

Stosowanie ▪ UNIWERSALNE ▪ glownie na gleby kwasne, ubogie w Mg

Nawozy amidowe

1. Mocznik [CO(NH₂)₂] - powstaje z syntezy amoniaku i CO₂ - 46% N

Właściwości ▪ rozpuszczalny w wodzie ▪ szybko ulega hydrolizie ▪ fizjologicznie kwasny ▪ najlepiej do nawożenia dolistnego => dokarmianie ▪ przechodzi w forme amonowa ale nie ulega wiazaniu w glebie, natomiast może się przemieszczac w glebie po rozpuszczeniu się w wodzie i dostac się w okolice korzeni aby tam ulec amonifikacji i dalszym przemianom.

Stosowanie ▪ UNIWERSALNE ▪ pod wszystkie rośliny

2. Azotniak CaCN₂ - 22% N, ok. 70% CaO

Właściwości ▪ uboczne dzialanie => herbicyd => dokarmianie

Nawozy potasowe

1. Tomasyna CaHPO₄ - powstaje na drodze przerobki termicznej - 15% P₂O₅

Właściwości ▪ czesciowo rozpuszcza się w wodzie a prawie całkowicie w slabych kwasach i ich solach

Stosowanie ▪ na gleby lekko kwasne

2. Supertomasyna - 29% P₂O₅

Właściwości ▪ czesciowo rozpuszcza się w wodzie a prawie całkowicie w slabych kwasach i ich solach

3. Precypitat dwufosfat CaHPO₄ ▪ H₂O - dziala się na H₃PO₄ weglanem wapnia - 30% P₂O₅

Właściwości ▪ czesciowo rozpuszcza się w wodzie a prawie całkowicie w slabych kwasach i ich solach

4. Superfosfat prosty Ca(H₂PO₄)₂ - otrzymuje się go działając H₂SO₄ na fosforyt lub apatyt - 18-20% P₂O₅, 13% S

Właściwości ▪ postac pylista i granulowana ▪ odczyn kwasny ▪ malo higroskopijny ▪ zawiera balast w postaci siarczanu wapnia

Stosowanie ▪ PRZEDSIEWNIE ▪ na wszystkie rośliny ▪ P szybko ulega uwstecznieniu (sorpcji chemicznej) ▪ szybkość procesu zalezy od pH i rodzaju rośliny

5. Superfosfat potrojny - dziala się kwasem ortofosforowym (V) na fosforyt lub apatyt - 46% P₂O₅

Właściwości ▪ nie zawiera balastu ▪ nie zakwasza gleb ▪ mala ruchlowosc P

Stosowanie ▪ UNIWERSLANIE ▪ ograniczone wymywanie ▪ uwstecznienie (sorpcja chemiczna) ▪ wytracanie fosforanow

6. Maczka fosforanowa - do jej produkcji wykorzystuje się fosforyty miękkie drobnokrystaliczne - 30% P₂O₅

Właściwości ▪ wolno dziala na glebach kwasnych

Stosowanie ▪ na gleby kwasne ▪ do nawożenia TUZ na glebach kwasnych, wilgotnych z duza zawartością materii organicznej

Nawozy potasowe

1. Sol potasowa - 60% KCl i NaCl

Właściwości ▪ granulowany lub krystaliczny

Stosowanie ▪ PRZEDSIEWNE

2. Magnesia-kainit - 11% KCl, 20% Na, 5% MgO, 4% S

Właściwości ▪ granulowany

Stosowanie ▪ PRZEDSIEWNE

3. Kamex - 40% KCl, 6% MgO, 3% Na, 4% S

Właściwości ▪ granulowany

Stosowanie ▪ PRZEDSIEWNE

Nawozy siarczanowe

1. Siarczan potasowy K₂SO₄ - otrzymuje się przez dzialanie MgSO₄ na KCl -50%?, 17% S

Właściwości ▪ nawoz droższy od nawozow chlorkowych ▪ w formie latwo dostępnej dla roślin ▪ formy chlorkowej należy unikac w nawożeniu roślin wrazliwch na chlor ▪ jest przyczyna zasolenia (niekorzystnie oddzialowuje na kielkowanie nasion) ▪ wrażliwe na jego nadmiar: zemniak, tyton, fasola

Stosowanie ▪ PRZEDSIEWNE

Nawozy magnezowe

1. Wapniowo-magnezowe - 7-20% MgO (MgCO₃, MgSiO)

2. Tlenek Mg - 70% MgO

Właściwości ▪ nawoz zasadowy ▪ slabo rozpuszczalny w wodzie

Nawozy wieloskładnikowe

1. Zalety

▪ znacznie wieksza zawartość czystego składnika niż w nawozach pojedynczych ▪ mniej balastu ▪ nie potrzeba dodatkowej pracy przy sporządzaniu mieszanek ▪ jednakowy sklad chemiczny wszystkich granulek ▪ umozliwia roślinom jednoczesne czerpanie wszystkich sladnikow pokarmowych ▪ lepsze właściwości fizyczne ▪ wystepowanie sklanikow pokarmowych w roznych proporcjach umozliwia ich dobor zaleznie od wymagan pokarmowych roślin i zasobności gleb

2. Wady

▪ wiekszy koszt produkcji ▪ niemożność dowolnego roznicowania nawożenia zaleznie od wymagan roslin i zasobności gleb

Nawozy wieloskładnikowe mieszane

▪ Otrzymuje się w wyniku mechanicznego mieszania nawozow pojedynczych ▪ maja postac pylista, granulowana lub niejednorodna

Nawozy wieloskładnikowe kompleksowe

▪ wyłącznie w postaci granulowanej

1. Typu amofosy N-NH₄⁺

▪ otrzymuje się przez amonizacje kwasu ortofosforowego

▪ Amofoski, Polimap, Polidap

2. Typu nitrofosu NH₄NO₃

▪ glownie nawozy przedsiewne

▪wymagaja dobrego wymieszania z gleba

▪ nawozy z mala zawartością N są szczególnie przydatne pod rośliny ozime

CHEMIA - jest nauką, która ukształtowała się w pierwszych podręcznikach do nawożenia.

NAWOŻENIE to:

- naświetlenie roślin, ogrzewanie roślin - nawożenie ciepłem

- nawożenie dwutlenkiem węgla

- nawożenie tlenem

- nawożenie wodą ( nawadnianie lub melioracja)

- nawożenie składnikami mineralnymi i organicznymi (stosowanie nawozów mineralnych lub organicznych)

CHEMIA ROLNA zajmuje się poznawaniem i oddziaływaniem na roślinę za pośrednictwem środowiska glebowego. Zajmuje się również glebą, którą należy doprowadzić do odpowiedniego stanu chemicznego, roślinami (jej składnikami pokarmowymi).

Główne cele chemii rolnej:

- optymalizacja nawożenia prowadząca do wzrostów plonu roślin (dostarczenie roślinie nawozów w odpowiednich ilościach, odpowiednim terminie i odpowiedniej formie)

- zachowanie dobrych cech jakościowych roślin

- eliminacje ujemnych skutków nawożenia w środowisku

WYMAGANIA POKARMOWE ROŚLIN - to ilość składników, jaką roślina musi pobrać dla wydania założonego plonu. Oblicza się (wymagania pokarmowe roślin) mnożąc wysokość końcowego plonu przez zawartość składnika w plonie i wyraża w kg/ha.

Kg N * ha-1

Kg P2O5 * ha-1

Kg K2O * ha-1

Na plon pszenicy ozimej 50 dt (decytona) ha-1 ziarna plonu pszenicy słomy

% N w ziarnie 2,0%

% w słomie 0,5%

50 dt * 2,0 = 100kg N

50 dt - 0,5 = 25kg N

100 kg N + 25kg N = 125 kg N/ha

POTRZEBY NAWOZOWE - to ilość składników jaką należy zastosować w formie nawozów dla uzyskania założonego plonu.

Wymagania pokarmowe roślin są równe potrzebom nawozowym.

W jaki sposób można optymalizować nawożenie?

- znajomość fizjologii roślin z elementami biochemii

- znajomość pewnych elementów gleboznawstwa

- znajomość odpowiednich technologii nawożenia

- ochrona środowiska

- znajomość chemii w zakresie produkcji rolniczej

I Próchnicowa teoria odżywiania się roślin.

Albert Thear utrzymywał, że rośliny pokrywają swoje potrzeby węglowe pobierając je za pomocą korzeni i gleby. Podstawowym składnikiem pobieranym przez rośliny jest próchnica. Pierwiastki odgrywały tylko podrzędną rolę jako symulatory wzrostu roślin.

Teoria I została obalona w 1840r.

Bezpośrednim pokarmem roślin nie jest próchnica ale sole mineralne pobierane z wodą za pomocą korzeni z gleby i dwutlenek węgla asymilowany z powietrza.

To teoria mineralnego odżywiania się roślin:

- rośliny pobierają z gleby nie substancje organiczne ale mineralne z gleby za pomocą korzeni

- roślinie potrzebnych jest 10 pierwiastków; oprócz węgla, wodoru i tlenu potrzebuje fosforu, potasu, wapnia, magnezu, krzemu i żelaza

- węgiel znajdujący się w roślinie pobierany jest z powietrza w postaci CO2

- obornik i komposty stosowane do użyźnienia są tyle warte ile znajduje się w nich soli mineralnych powstałych po ich rozłożeniu

- azot - powstający po rozłożeniu materii organicznej jest dla roślin bezwartościowy; rośliny mogą pobierać azot z powietrza

- brakujące w glebie składniki pokarmowe należy uzupełniać nawozami mineralnymi

- rośliny pobierają z gleby różne ilości składników pokarmowych (powinno się wprowadzić zmianowanie roślin)

- wzrost roślin uzależniony jest w głównej mierze od tego pierwiastka który znajduje się w glebie w najmniejszej ilości w stosunku do potrzeb roślin (prawo min.)

Ogłoszenie tej teorii wpłynęło na rozwój przemysłu nawozowego.

GLEBA I JEJ ROLA W ODŻYWIANIU ROŚLIN

4 fazy gleby:

- stała: materia organiczna

- ciekła zwana roztworem glebowym

- gazowa

- etafon glebowy - organizmy żywe

Źródłem substancji mineralnej jest skała macierzysta. Powietrze i woda występują w wolnych przestrzeniach.

Właściwości gleb i ich rola w żyzności gleby

1. Skład granulometryczny - części ziemiste: frakcje pyłu i części spławialne. Im więcej gleba zawiera części spławialnych tym więcej jest skł. pokarmowych pobieranych przez rośliny.

Podział gleb ze względu na skład granulometryczny. Gatunki gleb:

- kamieniste

- pyłowe

- ilaste

- piaskowe

- żwirowe

Podział gleb na grupy agronomiczne:

- gleby b. lekkie do 1% cz. spławialnych

- gleby lekkie 11 - 20% cz. spławialnych

- gleby średnie 21 - 35% cz. spławialnych

- gleby cięzkie powyżej 35% cz. spławialnych

2. Minerały glebowe. Minerały wtórne powstają w wyniku wietrzenia minerałów pierwotnych. Mają budowę pakietową.

W glebach polskich przeważają minerały typu illit.

3. Glebowa materia organiczna. Materii org. w glebach org. jest ponad 50%. W glebach mineralnych natomiast od 1,5 do 4%. Jest jednym z najważniejszych skł. decydujących o żyzności gleby. 95% materii org. stanowi próchnica. Próchnica jest źródłem skł. pokarmowych dla roślin ale dopiero po procesie mineralizacji. Wpływa na podtrzymanie struktury glebowej. Reguluje stężenie roztworów glebowych. Pełni rolę buforu w glebie, wpływa na stabilność odczynu w glebie, chroni kationy przed wypłukiwaniem przez opady, inaktywuje toksyczne metale ciężkie, wiąże pestycydy. Próchnica zawiera również hormony, antybiotyki co zwiększa zdrowotność gleby.

4. Stosunki wodne. Ilość i rodzaj wody w glebie określona jest jako roztwór glebowy - zawiera rozpuszczalne związki org. oraz jony.

5. Powietrze glebowe w porównaniu z powietrzem atmosferycznym zawiera mniej tlenu (ok. 15%) a więcej CO2 i pary wodnej. W glebie w której wzrasta ilość wody a maleje ilość powietrza pojawiają się procesy redukcyjne. W glebie przesuszonej panują warunki sprzyjające oksydacji (utlenianiu).

6. Stosunki cieplne gleby. Zbyt niska lub wysoka temp. osłabia rozwój systemu korzeniowego. Optymalna temp. dla bakterii to 25 - 300C.

7. Fauna i flora glebowa. Wszystkie procesy glebowe bezpośrednio uwarunkowane działalnością drobnoustrojów. Wpływ fauny i flory glebowej jest bardzo istotna.

8. Właściwości sorpcyjne gleby. Zjawiska sorpcyjne są bardzo złożone. Wyróżnia się 5 rodzajów sorpcji:

- mechaniczną

- fizyczną

- chemiczną

- biologiczną

- wymienną

Sorpcja wymienna kationów zachodzi między kompleksem sorpcyjnym gleby a roztworem glebowym, spowodowane jest to dążeniem do wyrównania stężeń jonów. Ładunki zmienne koloidów zależą od dysocjacji. Najczęściej w tworzeniu tych ładunków biorą udział:

-COOH H+ oraz >-OH H+

Stąd duża rola wapniowania gleby. Każda gleba posiada kationową pojemność sorpcyjną gleb, która zależna jest od skł. granulometrycznego i zawartości próchnicy. Pojemność sorpcyjna gleb to 5 - 25 wimol (+)/100. Im wyższa pojemność sorpcyjna gleb tym większe zatrzymywanie składników pokarmowych. Kationy z różną siła wpływają do kompleksu sorpcyjnego.

Szereg kompleksu sorpcyjnego:

Li+ < Na+ < NH4+ < K+ < Mg+ < Ca2+ < Al3+ < Fe3+ < H+ < H3O+

Znaczenie sorpcji wymiennej kationów:

- wpływa na strukturę gleby

- wpływa na odżywianie roślin

- chroni kationy przed wymywaniem

Sorpcje wymienna anionów - podlega tym samym regułom co sorpcja wymienna kationów. Stosunkowo najsłabiej wchodzą do kompleksu jony:

Cl- < NO3- < H2BO3- < SO42- < MoO42- < HPO42-

W sorpcji wymiennej anionów biorą udział niektóre minerały ilaste.

Sorpcja chemiczna przedstawiona jest na przykładzie jonów fosforanowych.

Ca2+, Mg2+, Al3+, Fe3+

MeH2PO4 MePO4 (zw.----------------------

nierozpuszczalny)

Zachodzi w glebach kwaśnych oraz zasadowych.

Ca(H2PO4)2 + Ca(HOO3)2 -> 2CaHPO4 + 2H2CO3

Zw. rozpuszczalny w H2O Zw. nierozpuszczalny

2CaHPO4 + Ca(HCO3)2 -> Ca3(PO4)2 + 2H2CO3

Sorpcja biologiczna - zatrzymuje składniki pokarmowe. przeciwdziała wymywaniu tych składników. Nazywana również procesem imobilizacji jeżeli dotyczy to azotu.

9. Odczyn i kwasowość gleby. W glebie wyróżnia się różne formy kwasowości. Na podstawie kwasowości wymiennej możemy określić stopień wapnowania gleby.

W zależności od odczynu wyróżniamy gleby pH (KCl) wyróżnia się 5 stopni:

- b. Kwaśne < 4,5

- kwaśne 4,6 - 5,5

- lekko kwaśne 5,6 - 6,5

- obojętne 6,6 - 7,2

- zasadowe > 7,2

W Polsce przeważają gleby kwaśne, w celu poprawienia odczynu gleby stosuje się proces wapnowania. Najczęściej stosuje się: CaCO3, MgCaCO3, CaO, MgO, CaSiO3, MgSiO3. Biologiczne skutki zakwaszania się gleb.

Zakwaszenie gleby przez procesy naturalne, nawozy i Pogorszenie struktury i biologicznej aktywnościkwaśne deszcze; Obniżenie pH Objawy toksycznościgleb; Rozpuszczanie związków Al, Fe, Mn i innych metali Al.,a niekiedy Fe i Mn u roślin; Hamowanie pobierania przez rośliny P, Mg, Ca i Zmniejszenie plonu roślin; Zmniejszenie zawartości P, Ca, Mg wMo plonie

10. Właściwości buforowe gleb.

Buforowość - zdolność do przyjmowania jonów kwasowych i zasadowych przez gleby bez gwałtownych zmian odczynu. Najczęstszymi buforami są:

- bufor węglowy H2CO3 / Ca(HCO3)2

- bufor fosforanowy H3PO4 / Ca(H2PO4)2

Od właściwości buforowych zależą efekty wapniowania. Gleby słabo zbuforowane nawozimy nawozami węglowymi natomiast gleby ciężkie nawozami tlenowymi.

11. Przyswajalność składników mineralnych dla roślin obejmuje procesy zachodzące między fazą płynną, stałą i korzeniami roślin. Bezpośrednią miarą przyswajalności jest tempo jego pobierania przez system korzeniowy. Pośrednią miarą ilości składników jest ilość składników ekstrahowana z gleby metodami przyjętymi w resztach glebowych. Składniki pokarmowe mogą występować w następujących formach:

- formy zapasowe (rezerwowe) - największa ilość skł. pokarmowego, występuje w związkach słabo i średnio rozpuszczalnych

- formy ruchome (wymienne) - związane z fazą stałą gleby, kationy i aniony łatwo uwalniane z kompleksu sorpcyjnego

- formy rozpuszczalne (aktywne) - jony lub skalatowane cząsteczki znajdujące się w roztworze glebowym, występuje w fazie ciekłej.

Formy przyswajalne: formy aktywne oraz formy ruchome.

Dla fosforu formy przyswajalne stanowią 13%

Dla potasu 0,8%

Dla magnezu 3%

Dla boru 10%

Dla miedzi 25%

Dla molibdenu 19%

Stopień przyswajalności pierwiastków zależy od mikroorganizmów glebowych zmieniających siłę wiązania ich połączeń gatunku roślin i jej stadium rozwojowego, temp., nasłonecznienia, odczynu gleby, stężenie roztworu glebowego, wzajemnego wpływu anionów i kationów, przesiewność gleby, zawartość samych przyswajalnych form. PRZEMIESZACZANIE SIĘ JONÓW W ROZTWORZE GLEBOWYM.

Stężenie jonów jest niewielkie ulega w czasie wegetacji zmianom. Przemieszczają się w kierunku korzenia .

J = V * C

C - stężenie jonów w roztworze glebowym

V - ilość transpirowanej wody

Założono że na wyprodukowanie 100g suchej masy roślinnej, rośliny zużywają 40l wody. Stężenie w roztworze glebowym pobieranych składników pokarmowych wynosi.

mg * dm-3 w roztworze glebowym % Optymalna zawartość w roślinie

N - 50 2 2

P - 0,003 0,012 0,3

K - 4 0,016 1,8

Ca - 200 8 1,6

Mg - 24 1 0,3

Brakujące składniki rośliny pobierają na zasadzie dyfuzji.

Inne zjawiska jakim podlegają składniki

- wymiana kationów

Micela K+K+ +Micela Ca 2+ + 2K+ Ca2+

- procesy rozpuszczania

A- + B+ H2O AB

W czasie rozpuszczania ustala się pewien stan równowagi.

Stała rozpuszczalność

K = ( [A +] * [B+] ) / AB

- procesy sorpcji i desorpcji

- procesy utleniania i redukcji - uczestniczą protony wodoru

- proces tworzenia się związków kompleksowych (składają się z atomu centralnego połączony wiązaniem koordynacyjnym)

ZWIĄZKI AZOTU. Jest głównym składnikiem pokarmowym. Ogólna zawartość azotu w glebie jest związana z materią organiczną. Najwięcej jest w torfach i glebach wytworzonych z torfów. W glebach mineralnych jest mniej 0,005 - 0,30% N.

Średnia 3000kg Nzawartość x = 0,1% (z 3000t)

10 - 30 kg N - aktywny

Z gleb mineralnych zasobne w N są czarnoziemy.

Formą aktywną są: NH4+ i NO3-, a czasem NO2-.

Stężenie azotu mineralnego 50 - 140 mg N * dm3

Forma ruchoma azotu to adsorbowane wymienne jony NH4+ i podatne na rozkład mikrobiologiczny resztki roślinne. Forma zapasowa - to adsorbowane wymienne jony NH4+

Procesy przemian:

- mineralizacji

- immobilizacji

- utleniania i redukcji

- adsorpcji jonów NH4+

Mineralizacja N inaczej amonifikacja - końcowym produktem jest amoniak. Siłą napędową jest energia pochodząca ze związków węgla.

Model mineralizacji konstruowany jest dla C i N.

Kierunek procesów zależy od stosunku węgla do azotu w rozkładanych resztkach roślinnych. Im mniej C w resztkach tym więcej N znajduje się w glebach.

C/N < Proces40 amonifikacji najbardziej wydajny

Nie ma wydzielaniaC/N 40 - 50 mineralnego azotu do roztworu glebowego

C/N > Zbiałczanie azotu50 glebowego inaczej immobilizacja.

Proces amonifikacji mocznika Co(NH2)2 . Pod wpływem wody i enzymu ureazy mocznik przechodzi w węglan amonu.

(NH4)2CO3Co(NH2)2 + 2H2O

Amonifikacja zachodzi w glebach wilgotnych, ciepłych, organicznych, nie za suchych.

Adsorpcja - podlega tu jon amonowy [KS]NH4+ jest adsorbowany wymiennie.

Adsorpcja amoniaku niewymienna odbywa się w przestrzeniach międzypakietowych minerałów pierwotnych i wtórnych o budowie pakietowej. Posiada to wernikulit, dalej illit, smektyt, kaolinit. Chroni to amoniak przed wymywaniem ale zmniejsza formy przyswajalne dla roślin.

Może mieś duże znaczenie dla gleb z lessu i glin.

Utlenianie i redukcja związków azotu.

Proces nitryfikacji - proces mikrobiologiczny amoniaku do azotanów.

2NO2- + 2H2O2NH4+ + 3O2 + 4H+ (stymuluje

bakterie nitrostandas)

2NO32NO2 + O2 (nitrobacter)

Amoniak stanowi jedyne źródło energii dla bakterii. Bakterie te są wrażliwe na zakwaszenie środowiska. Proces ten jest korzystny, zmniejsza się koncentracja amoniaku ale jest niekorzystny gdyż tworzą się jony azotowe o dużej ruchliwości (dlatego że nie podlegają sorpcji wymiennej) powodując zagrożenie dla środowiska.

Denitryfikacja - ma charakter redukcji oddechowej, są receptorami elektronów.

2O2 O2 + 2NO2- 2NO3- + N2 (bakterie

redukcyjne)

Redukcja zachodzi w warunkach beztlenowych, czemu sprzyja duża zawartość materii organicznej. Powoduje straty azotu.

Zachodzi w każdym typie gleby ale najwięcej w glebach ciężkich, łąkowych.

Bilans azotu w glebie

Źródłem są:

- nawożenie organiczne

- nawożenie mineralne

- biologiczne wiązanie N bakterie z rodzaju Azotobacter, Closridium, Beijennchia,elementarnego Derxia

dzięki obecności nitrogenezy bakterie wiążą azot z atmosfery. Azot ulega redukcji do amoniaku.

Nitrogeneza jest enzymem, białko zawiera molibden i żelazo i jest enzymem redukcyjnym.

Źródłem azotu w glebie jest azot powstały na skutek wyładowań atmosferycznych a także rozwój motoryzacji - tlenki azotu w połączeniu z wodą tworzą azotyny i azotany lub z opadów atmosferycznych.

Straty azotu:

- w procesie mineralizacji na glebach lekkich

- w wyniku wymywania azotanów powstałych w procesie nitryfikacji

działa toksycznie na bakterieN - serve nitryfikacyjne

- w czasie nitryfikacji i denitryfikacji

- z plonem

- w trakcie erozji wodnej

Straty są większe niż przychody.

FOSFOR

W zależności od skały macierzystej ilość fosforu wynosi 0,02 - 0,12%. Wzrasta wraz z udziałem części spławialnej i materii części organicznej. W glebach torfowych jest 0,2% P, występuje w połączeniach organicznych i nieorganicznych.

Fosfor organiczny jest typowy dla torfów i gleb leśnych występuje w szczątkach roślinnych.

Fityna, pochodne kwasu fitynowego stanowią 50% P organicznego.

Fosfolipidy 1 - 5% P ogólnego organicznego

Kw. Nukleinowe 2,5% P ogólnego organicznego

Fosfor nieorganiczny - są fosforany wapnia, magnezu, glinu, żelaza.

Minerały pierwotne stanowią pierwotne źródło fosforu w glebie. Występuje w skałach macierzystych.

Wyróżniamy:

- fluoroapatyt 3Ca3(PO4)2 * CaF2

- chloroapatyt 3Ca3(PO4)2 * CaCl

- hydroksyapatyt 3Ca3(PO4)2 * Ca(OH)2

- waryscyt AlPO4 * 2H2O

- strendit FePO4 * 2H2O

W takich formach fosfor jest niedostępny PO43- a fosfor ulega wietrzeniu. Inną formą są świeżo strącone fosforany, które traktowane są jako forma ruchoma Ca3(PO4)2, Fe(OH)2 H2 PO4, Al(OH)2H2 PO4, MgHPO4, CaHPO4 są pobierane przez rośliny.

Inną formą jest występowanie P w formie zaadsorbowanej na powierzchni uwodnionych tlenków żelaza i glinu lub na powierzchni minerałów ilastych.

Najmniejszą grupę stanowią jony ortofosforowe (aktywne). Przeważają jony H2PO4- w glebach kwaśnych, zaś w glebach obojętnych HPO4-. Są to formy dostępne.

Przyswajalność P zależy od:

- odczynu

- zawartości jonów w odczynie glebowym

Jony P ulegają strąceniu pod wpływem jonów Ca2+ i Mg2+

MePO4 MeHPO4 MeH2PO4

Zapobiega to nadmiernemu pobieraniu poprzez rośliny i zapobiega wymywaniu. Fosfor organiczny pod wpływem enzymów jest rozkładany i uwalniany do roztworu glebowego.

SIARKA

Źródła:

- pierwotnym są minerały zawarte w skałach macierzystych, np. piryt, halkopiryt

- gips, anchydryt CaSO4 - rośliny pobierają je w formie siarczanowej (SO42-) lub w postaci dwutlenku siarki (SO2)

- z nawozami organicznymi i mineralnymi, np. siarczan amonu (NH4)2SO4

- z nawozami fosforowymi

- z kwaśnych deszczy

zawartość siarki od 0,005 do 0,05%. Siarka materii organicznej występuje w białkach.

Siarka podlega następującym przemianom:

- Mineralizacji - siarka organiczna przechodzi w siarkę siarczanową SO42-, zachodzi w glebach dobrze natlenionych i aktynie biologicznych

- Redukcja - zachodzi w warunkach beztlenowych; z siarki organicznej pod wpływem redukcji powstaje siarkowodór H2S

bilans siarki jest dodatni

POTAS I SÓD

Występują w całościach w formie mineralnej.

Potas jest makroelementem. Z fosforem i azotem twory triochemiczne.

Niezbędność sodu jest mniejsza niż potasu ale może zastępować potas.

Zawartość K i Na w glebie

K waha się w granicach od 0,8 do 2%, natomiast Na w granicach od 0,2 do 1%.

Znajdują się w najdrobniejszych frakcjach gleby. Pierwotnym źródłem K i Na są glinokrzemiany, np. ortoklaz, algit, leucyt, hefalin, muskowit, biotyt.

90% K występuje w niezwietrzonych glinokrzemianach a wyniku procesu wietrzenia przechodzi do roztworu glebowego. Łatwiej jest uwalniany z biotytu, muskowitu, gorzej z ortoklazu.

K wymienny i K w roztworze glebowym stanowią K przyswajalny. Potas zasorbowany w oprzestrzeniach między pakietowych minerałów ilastych jest to forma niewymienna. Proces uwsteczniania zachodzi w minerałach ilastych. Jony potasu są podatne na wymywanie.

Sób występuje w skaleniach, jony sodu nie są uwsteczniane, słabiej są wiązane wymiennie, stosunkowo łatwiej ulegają wymyciom z gleby.

WAPŃ I MAGNEZ

Należą do grupy ziem alkalicznych. Są regulatorami odczynu gleby.

Zawartość Ca i Mg w glebie

Ca w glebach mineralnych 0,3 - 1%, w rędzinach 10%.

Mg 0,1 - 0,5% - wyjątek stanowią gleby z serpentynitu.

Naturalnym źródłem Ca są minerały w skałach macierzystych np. kalcyt, syderyt, dolomit, anortyt. Minerały magnezowe to: magnezyt, oliwin, talk, serpentyn.

Formy Ca i Mg w glebach. Występują w formie mineralnej, małe części w formie organicznej.

Formy:

- jako składnik minerałów pierwotnych i wtórnych

- w formie rozpuszczalnych soli w roztworze glebowym

- formie jonów Mg2+ i Ca2+ wymiennych

Straty. Jony Ca i Mg są łatwo wymywane, szczególnie w glebach kwaśnych.

Głównym celem wapnowania jest zapienienie roślinom odpowiedniego odczynu. Magnezowanie poprawia właściwości fizykochemiczne.

Straty są dość duże. Mg to 8 - 30kg w ciągu roku natomiast Ca to ok. 100kg.

ŻELAZO

Ogólna zawartość w glebie 0,02 - 10%. Średnia zawartość ok. 2%.

Źródło:

- minerały zawarte w skale macierzystej

- składniki mineralne i organiczne z nawozami.

Formy:

- występuje w postaci minerałów pierwotnych np. magnetyt, hematyt(Fe2O3), limolit, piryt, oliwin, syderyt

- występuje w postaci minerałów wtórych

- bezpostaciowe formy Fe w postaci otoczki cząstek glebowych

- związki kompleksowe z materią organiczną

- związki rozpuszczalne w roztworze glebowym

- związki związane w kompleksie sorpcyjnym

Łączy się w helaty ze związkami organicznymi, chroni to metal przed wytrąceniem w trudno rozpuszczalnych związków.

Niedobór Fe występuje na glebach zasadowych zwapnowanych i kwaśnych.

MANGAN

Zawartość 20 - 6000mg/kg w glebie. Najuboższe są gleby lekkie.

Źródlem są:

- skały macierzyste

- nawozy

Formy:

- minerały Mn to: piroluzyt (MnO2), manganit (MnOCH), rodonit (MnSiO2)

- w postaci tlenków

- w postaci nierozpuszczalnych soli w roztworze glebowym

Tworzy helaty, występuje w 3 stopniach utlenienia. Formą aktywną jest mangan 2 wartościowy. Stężenie w roztworze glebowym jest bardzo małe i nie przekracza 0,05mg/dm3.

Czynniki wpływające na przyswajalność:

- potencjał oksydacyjno - redukcyjny

- pH; im niższe ty więcej Mg 2 wartościowego

- ilość świeżej materii organicznej

Niedobór występuje na glebach lekkich, suchych o odczynie zasadowym. Nadmiar - gleby ciężkie, wilgotne, kwaśne.

CYNK

5 - 300 mg/kg w glebie.

Występuje na terenach przemysłowych. Występuje w minerałach krzemianowych tj. angit, biotyt, hornblenda, sparelit. Występuje w formie krzemianów w formie rozpuszczalnej w roztworze glebowym oraz w formie wymiennej z minerałami ilastymi oraz materią organiczną.

Jest adsorbowany przez węglany wapnia i magnezu.

Rośliny pobierają cynk w postaci helatów z roztworem wodnym.

Zawartość Zn zależy od:

- warunków glebowych

- pH, jeśli rośnie to zmniejsza się ilość cynku

Niedobór cynku występuje na glebach alkalicznych.

MIEDŹ

Zawartość 4 - 100mg/kg. Większe ilości występują na terenach uprzemysłowionych. Łatwo wchodzi w połączenia ze składnikami mineralnymi i organicznymi; wytrąca się z anionami siarczkowymi, węglanowymi i wodorotlenowymi.

Źródło:

- minerały miedziowe w skale macierzystej ; występuje w postaci siarczków np. halkopiryt, halkozyt

Formy:

- w postaci minerałów pierwotnych i wtórych

- w materii organicznej

- wytrącane na tlenkach Mn i Fe

- związane z kompleksem sorpcyjnym gleby(bardzo silnie wiąże się z próchnicą)

- występuje w roztworze glebowym w formie związków kompleksowych i helatów

Ilość helatów wzrasta wraz z odczynem gleby.

Rośliny pobierają je z roztworu glebowego.

BOR

5 - 80 mg/kg gleby.

Zawartość boru zależy od:

- skały macierzystej

- składu granulometrycznego; gleby ciężkie zawierają więcej boru niż gleby lekkie piaszczyste

Formy:

- minerały borokrzemianowe i boroglinokrzemianowe np. turmalin

- jony boranowe w glebie BOH4- ; łatwo ulegają sorpcji przez minerały ilaste, łatwo są wiązane po podwyższeniu pH dlatego większe wapnowanie zmniejsza ilość boru

Niedobór boru dla roślin występuje w okresie suszy.

MOLIBDEN

0,2 - 0,4%w glebie.

Zawartość molibdenu w glebie zależy od rodzaju gleby i skały macierzystej.

Źródłem są:

- minerały molibdenowe zawarte w skale macierzystej np. molibdenit, wulfenit, powelit

Formy:

- w postaci minerałów pierwotnych i wtórych

Łatwo sorbowany jest przez kompleks sorpcyjny i łatwo łączy się z materią organiczną.

Jest dostępny dla roślin w formie anionu MoO42-. Podlega sorpcji wymiennej anionów. Jest silnie związany w warunkach niskiego pH.

SKŁAD CHEMICZNY ROŚLIN

- pozwala określić wymagania pokarmowe

- wykazuje jakość roślin i ich przydatność do celów żywieniowych

Skład roślin:

- świeża masa roślin składa się z wody i suchej masy

- główną częścią suchej masy są związki organiczne i popiół

Zawartość wody i suchej masy zależy od gatunku rośliny.

Głównymi pierwiastkami są: C, O, N, S, H, P.

Skład popiołu jest bardziej urozmaicony. Pierwiastki popielne niezbędne dla roślin stanowią grupę mineralnych nazywanymi składnikami nawozowymi.

Skład mineralny zmienia się, zależy od gatunku rośliny, organu rośliny, jest wypadkową procesów w roślinie.

Podstawowe związki organiczne w roślinie. Związki organiczne można podzielić na 3 grupy:

1. Budulcowe - celuloza, chemiceluloza, lignina, pektyny, białka strukturalne, kwasy nuleinowe, woski , glikolipidy

2. Katalityczne i regulacyjne - enzymy, chlorofil, karotenoidy, fitohormony

3. Zapasowe i energetyczne - węglowodany, tłuszcze właściwe, białka zapasowe

Węglowodany - cukry proste, sacharydy, mono-, oligo-, polisacharydy; stanowią związki zapasowe, budulcowe.

Celuloza jest podstawowym składnikiem drewna. Chemicelulozy i lignina nadają trwałość ścianom komórkowym.

Do monosacharydów zaliczamy: pentozy, heksozy, sacharozę; są to składniki zapasowe i budulcowe. Polisacharydy to skrobia.

Tłuszczowce dzieli się na proste i złożone; występują w roślinach, są substancjami zapasowo - energetycznymi.

Białka - zbudowane z aminokwasów. Pierwiastki to: C, H, O, N i S. Niektóre niezbędne aminokwasy: fenyloalanina, lizyna, metiolina, tryptofan.

Białka dzielimy na:

- strukturalne występujące w błonach

- enzymatyczne mają właściwości katalityczne

- zapasowe - mają mało zróżnicowany skład aminokwasowy

W zależności od rozpuszczalności białka dzieli się na 4 grupy:

1) Albuminy - rozpuszczalne w wodzie, występują w grochu, fasoli

2) Globuliny - nierozpuszczalne w wodzie ale rozpuszczalne w 5% siarczanie potasu, występuje w zbożu

3) Prolaminy - rozpuszczalne w 40 - 70% roztworze etanolu, występuje w kukurydzy, zbożach

4) Gluteiny - rozpuszczane w rozcieńczonym roztworze wodorotlenku potasu, występuje w zbożach, kukurydzy.

Enzymy - zawierają składnik niebiałkowy np. koenzym grupy prostetyczne. Katalizują szereg reakcji.

Wyróżniamy 6 grup enzymów:

1) Oksydoreduktazy

2) Triansliazy

3) Transferazy

4) Ligazy

5) Hydrolazy

6) Izomerazy

Barwniki

Chlorofil - zielone; podstawowym składnikiem chlorofilu jest Mg.

Karotenoidy - żółte, brunatne

Witaminy i substancje wzrostowe

Witaminy są związkami organicznymi o różnej budowie, w małych ilościach spełniają różne funkcje fizjologiczne. A, D, E, K - witaminy rozpuszczalne w wodzie.

Alkanoidy - związki o budowie pierścieniowej zbudowane z atomu azotu, są pochodnymi aminokwasów np. nikotyna.

Glikozydy - składają się z glukozy i innych cukrów oraz części bezcukrowych np. rośliny z rodziny krzyżowych. W części niecukrowej składnikami jest siarka.

Kryteria ArhonaSkładniki pokarmowe roślin

1) Jeśli brak skladnika pokarmowego roślina nie może ukończyć swojego cyklu rozwojowego

2) Działanie składnika nie może być zastąpione przez żaden inny składnik

3) Składnik musi bezpośrednio uczestniczyć w odżywianiu rośliny jako część składowa metabolity lub jako element niezbędny do funkcjonowania układów enzymatycznych.

Klasyfikacja składników pokarmowych:

- mikroelementy

- makroelementy

- niezbędne i zbyteczne

Funkcje składników pokarmowych

Węgiel - pobierany w formie CO2 jest związkiem zapasowym, tworzy masę rośliny

Wodór - pobierany w formie pary wodnej

Tlen - wody tlenu cząsteczkowego

Azot - w formie jonów NO3-, NH4+, NO2-; składnik białka, enzymów, chlorofilu

Fosfor - jony fosforanowe H2PO4-, HPO4; składnik kwasów nukleinowych

Siarka - jony siarczanowe SO42-, SO2; składnik białek i enzymów

Potas - jony pojedyncze K+, aktywator wielu enzymów, regulator ciśnienia osmotycznego

Wapń - kation Ca2+, składnik fityny, regulator enzymów

Magnez - jony magnezowe Mg2+, składnik chlorofilu, fityny, enzymów, reguluje ciśnienie osmotyczne

Żelazo - żelazo w formie (II) - Fe2+, składnik enzymów, dzięki niemu możliwa jest fotosynteza

Mangan - w formie (II) - Mn2+, helaty uczestniczą w dekarbonacji, redukcji, fotoliza wody

Cynk - cynk (II) w formie helatów, skł. enzymów, role ma w syntezie białaka

Miedź - składnik oksydazy

Bor - jony boranowe (BO33-, B4O72-), metabolizm węglowodanów

Molibden - MoO42-, składnik reduktazy azotanowej nitrogenazy

Chlor - Cl-, działa na wydzielanie tlenu

Nikiel - składnik ureazy i hydrogenazy

ABSORPCJA składników pokarmowych przez korzenie

Istnieją 2 sposoby pobierania

- na drodze pobierania biernego bez udziału energii

- pobieranie aktywne (czynny) z udziałem energii

Błony cytoplazmatyczne

- plazmolea

- tonoplast

są przeszkodą w przemikaniu jonów

najważniejszącechą jakoą dysponuje roślina jest selektywność (potrzeby fizjologiczne) i akumulacja. Pewną rolę odgrywa obecność lub brak jonów oddziałujących antagonistycznie. Kationy wapnia utrzymują stabilność błon cytoplazmatycznych. Obok zjawiska antagonistycznego pojawia się zjawisko synergizmu jonów czyli symulowanie absorpcji.

Etapy pobierania składników pokarmowych

1) Transport jonów zawartych w roztworze glebowym w wyniku dyfuzji oraz nagromadzenie przy powierzchni korzeni.

2) Wnikanie jonów przez skórkę przez epidermę w obszar pozornie wolnej przestrzeni czyli apoplastu

3) Przemieszczanie się jonów z pozornie wolnej przestrzeni przez plazmolemę do wnętrza żywych komórek korzenia

4) Transport synplastyczny do ksylemu korzenia

5) Transport składników w ksylemie do wszystkich części rośliny

Transport jonów przez błony cytoplazmatyczne. Główną barierę stanowią błony cytoplazmatyczne które są miejscem selektywności składników przez które pobierane są przez rośliny. Jony występują w stanie uwodnionym, można je uszeregować od jonów łatwo wchodzących do tych mniej wchodzących:

- amonowy

- potasu

- sodu

- magnezu jony

- wapnia

- azotanowy

- chlorkowy

- siarczanowy

O wiele łatwiej przez błony wchodzą kationy. Głównie składniki pokarmowe przez rośliny pobierane są w procesie aktywnego pobierania.

Transport i ruchliwość składników mineralnych w roślinie:

- transport bliski - przemieszczanie się jonów w poprzek korzeni

- transport daleki - przemieszczanie się jonów z ksylemem do części nadziemnych.

Do pierwiastków mało ruchliwych zaliczamy:

- wapń

- siarka

- żelazo

- bor

- miedź

- mangan

Niedobór obserwuje się na liściach najmłodszych.

Do ruchliwych pierwiastków zaliczamy:

- azot

- fosfor

- potas

- magnez

- cynk

ABSORBCJA składników pokarmowych przez liście.

Składniki mineralne przenikają w procesie dyfuzji przez epidermę do tzw. wolnej przestrzeni liścia. Przenikanie odbywa się przez liście licznymi porami, są dostępne dla mikrocząsteczkowych składników pokarmowych np. mocznik.

Ilość składników pobieranych przez liście zmniejsza się z wiekiem rośliny.

Nawożenie dolistne jest często stosowane w przypadku azotu.

ROLA SKŁADNIKÓW POKARMOWYCH W ŻYWIENIU ROŚLIN

Azot uważany za najważniejszy składnik pobierany w formie jonu amonowego, mocznika, azotanowego oraz niektóre rośliny za pośrednictwem bakterii wiążą azot atmosferyczny. Jony NH4+ włączone są w strukturze rośliny. Przy odczynie obojętnym lepszym źródłem jest azot amonowy, odczyn kwaśny - azot azotanowy. Stopień natlenienia gleby, wilgotność to czynniki wpływające na pobieranie składników pokarmowych.

Średnia zawartość azotu w liściach wynosi 0,5 - 4% suchej masy. Do budowy organicznych związków azotowych może być wyłącznie forma amonowa. Azot azotowy musi ulec redukcji np. do amoniaku

HNO3 - (H) NH3 HNO2 - (H) 

Etapy redukcji:

1) reduktaza azotanowa (molibden)

2) redukcja azotynów do amoniaku

Redukcja azotanów jest ściśle związana z procesem fotosyntezy. Azotany mogą byś magazynowane w wakuolach bez szkodliwości. Natomiast amoniak jest toksyczny dla roślin.

Organiczne związki azotowe. Z amoniaku rośliny budują różne związki organiczne:

- aminokwasy

- białka

- nukleotydy

- kw. nukleinowe

- chlorofil

- alkalidy

Etapy powstawania białka.

- synteza aminokwasów polega na wbudowaniu amoniaku do cząsteczki kwasu organicznego (animacja redukcyjna); transaminacja związana z przeniesieniem grupy aminowej NH2 z kw. glutaminowego bądź kw. pirogronowego, wynik redukcji - powstanie alanina.

-Może zabraknąć w roślinie ketoktazów

COOH COOH

| |

CHNH2 +CHNH2 + NH3 H2O

| |

CH2 CH2

| |

COOH COONH2

Kw. asparginowy Aspargina

Przy słabej fotosyntezie będą powstawać amidy. Białka te są polipeptydami.

Białka łączą się ze sobą za pomocą wiązań peptydowych.

Polipeptyd+/- H2O  Olipeptyd +/- H2O Aminokwas (białko)

Białka mogą występować jako białka zapasowe.

Związek org. który zawiera azot jest chlorofil, kwasy nukleinowe (RNA, DNA), aminy (R2N - NO nitroza aminy - działają mutagennei, są to niebezpieczne związki), alakloidy (morfina, lupinina, rycynina, nikotyna, piperyna).

Azot w roślinie występuje również w formie mineralnej. Nadmiar występuje przy osłabionej fotosyntezie.

Objawy niedoboru azotu w roślinie:

- zahamowanie wzrostu części nadziemnych

- łodygi źle się krzewią

- łodygi cienkie, słabo ulistnione

- okres wegetacji roślin ulega skróceniu

- jasno zielone zabarwienie liści (chloroza) pojawia się na liściach starszych.

Objawy nadmiaru azotu :

- silne rozrastanie części nadziemnych (bujanie pędów)

- liście ciemno zielone

- system korzeniowy rozwija się słabiej

- wegetacja roślin przedłuża się

- w plonie zwiększa się udział masy wegetatywnej na niekorzyść nasion

Fosfor. Jest to składnik strukturalny roślin. 0,3 - 0,5% suchej masy. Rośliny pobierają fosfor przez korzenie w formie anionów H2PO4- i HPO42-. Stężenie fosforu jest bardzo małe w roztworze glebowym co spowodowane jest uwstecznianiem.

Związki organiczne fosforu

- fosfolipidy są to estry glicerolu kw. tłuszczowych, lecytyna (jest składnikiem błon plazmatycznych

- kw. nukleinowe są to długołańcuchowe polimery zbudowane z nukleotydów

- AATP, ADP, AMP są to adenozyno-2-fosforany, adenozyno-3-fosforany, adenozynomonofosforany

- NAD, NADP - są to koenzyny, które służą jako przenośnik protonów i elektronów w biologicznym procesie utleniania

- fityna - sól wapniowo - magnezowa kw. fitynowego, jest zmagazynowana w ziarnie, nasionach, nie ma jej w korzeniach, fosfor występujacy w fitynie stanowi 50% (w ziarnie)

Cześć fosforu występuje w formie mineralnej w postaci fosforanów.

Wpływ czynników na pobieranie fosforu przez rośliny.

- odczyn gleby

- ilość

- materia organiczna - im więcej materii tym więcej przyswajalnego fosforu; materia działa bezpośrednio na wytrącanie się fosforu

- jony amonowe i magnezowe

Większe pobieranie fosforu obserwuje się gdy rośliny są lepiej naświetlone, mają lepiej rozwinięty system korzeniowy

Objawy niedoboru fosforu w roślinie:

- zahamowanie wzrostu roślin - części nadziemnych i korzeni

- okres wegetacji wydłuża się

- dojrzewanie nasion i owoców opóźnia się

- liście ciemno zielone z fioletowymi przebarwieniami

- łodygi cienkie

Objawy nadmiaru fosforu: Bardzo rzadko występuje nadmiar fosforu w roślinie.

Siarka. O,2 - 0,4% w suchej masie. Siarka pobierana jest z gleby w formie SO42-, natomiast z atmosfery w formie dwutlenku siarki SO2.

Czynniki wpływające na pobieranie S:

- stężenie jonów siarczanowych (wraz ze wzrostem jonów wzrasta ich pobieranie)

- odczyn (pH 4, pH 7)

- gatunek rośliny (najmniej siarki pobierają trawy, a najwięcej rośliny krzyżowe) - najintensywniej siarka jest pobierana w okresie kwitnienia

Siarka występuje w formie mineralnej i związków organicznych.

Przemiany siarki w roślinach.

Aktywacja jonu ATP i redukcja siarczanów do formy 2 wartościowej

- S - H

- S - S

Siarka występuje w roślinie w następujących związkach:

- aminokwasy siarkowe: cysteina, cystyna, metiomina; ok. 50% S zawartych jest w metioninie; cysteina jest składnikiem glutationu

- wolne aminokwasy które stanowią układ oksydoredukcyjny

- SA - grupa sulchydrynowa

- witamina B1, biotyna H

- koenzym A (CoA) jest to związek który ma zdolność do wiązania wiązań bogatych w energię

- ferlotoksyna

- glukozynolany zwane olejki gorczyczne, występują u roślin krzyżowych, w kom. roślinnej występują związane z cukrami, występują w gorczycy, w chrzanie

- alininy (olejki czosnkowe), zawartość S 80% jej ogólnej ilości; rozkład prowadzi do powstania surfotlenków

- penicylina

Objawy niedoboru S:

- przy silnym deficycie S są trudne do rozpoznania

- powoduje zmniejszenie wzrostu roślin

- młode liście są jasno zielone

- zmniejsza się zawartość azotanów

Potas. Pobierany jest jako kation K+. Pobierany jest w sposób czynny, luksusowy (pobieranie składników przekracza zapotrzebowanie roślin). Nie jest składnikiem budulcowym.

Czynniki wpływające na pobieranie K:

- zawartość potasu

- gatunek rośliny

- antagonizm (prawo stosunku wapnia do potasu)

- odczyn gleby (kwaśny odczyn nie sprzyja pobieraniu K)

- jony amonowe utrudniają pobieranie

- poziom węglowodanów w roślinie.

Funkcje fizjologiczne K w roślinie:

- udział w gospodarce wodnej rośliny (zwiększa ciśnienie osmotyczne w komórce);

- podnosi turgor w roślinie,

- zatrzymuje wodę w roślinie

- reguluje proces transpiracji i wymiany gazowej

- aktywator wielu procesów enzymatycznych

- bierze udział w gospodarce nukleidowej

Niedobór K w roślinie:

- pojawiają się na liściach starczych

- rośliny tracą turgor

- więdną liście, żółkną i opadają

- owoce są drobne

- masa ziarna jest niska

PRAWA PLANOWANIA. Środkiem życia roślin jest środowisko glebowe w którym roślina jest zaczepiona korzeniami i atmosfera z której roślina pobiera składniki mineralne z wewnątrz oraz z zewnątrz, pobiera energię a także składniki pokarmowe. Niedobory tych składników uzupełniane są w formie nawożenia. Jeżeli poziom zasobności gleby jest bardzo duży to zapotrzebowanie rośliny na składniki jest małe, w miarę obniżania się zasobności wzrasta zapotrzebowanie na nawożenie.

Czynniki wpływające na rozwój roślin nazywane są czynnikami wzrostu. Pierwszym badaczem który interesował się żywieniem roślin a ich planowaniem był J. Liebieg - twórca mineralnej teorii odżywiania się roślin.

Prawo Minimum - plon rośliny zależy od składnika pokarmowego znajdującego się w glebie w formie przyswajalnej ilości.

Prawo Malejących Przyrostów Plonu (prawo przyrostów mniej niż proporcjonalnych) przyrost plonu wywołany dodawaniem składnika pokarmowego ograniczającego plon we wzrastającej ilości nie jest proporcjonalny do dawki tego składnika, ale do każdorazowej różnicy między maksymalnym plonem A osiąganym w dawnych warunkach a plonem rzeczywiście osiągniętym y przez dawkę x tego składnika (prawo to sformułował Mitschelich)

Prawo Maksimum - nadmiar składnika pokarmowego, podobnie jak jego niedobór zmniejsza skuteczność innych składników i w konsekwencji powoduje spadek plonu (sformułowane przez francuskiego matematyka Voisin)

Prawo Zwrotu Wyprowadzonych Z Gleby Składników Pokarmowych - wyprowadzone z plonem roślin składniki pokarmowe należy zwrócić do gleby w formie nawozów organicznych i mineralnych.

Prawo Ograniczania Do Minimum Strat Składników Pokarmowych - nawozy organiczne i mineralne należy tak stosować aby ograniczenia do minimum straty składników pokarmowych w wyniku wymywania, uwsteczniania i przechodzenia do atmosfery.

Metody określania zasobności gleby w składniki pokarmowe.

1) Metody biologiczne (pośrednie)

- mikrobiologiczne - bakteryjne, grzybowe, glonowe

- wizualna ocena zaopatrzenia roślin w składniki pokarmowe

- na podstawie składnika chemicznego roślin - skł. chemiczny plonu, roślin testowych, liści, aktywność enzymów

- na podstawie zachwaszczenia

- doświadczenia nawozowe - wazonowe, polowe

Metody wazonowe. Napełnienie wazonów piaskiem, nawozić odpowiednimi składnikami pokarmowymi i wysiew roślin wyższych. Po pewnym czasie porównuje się wysokość plonu z pełnym nawożeniem wazonowym do wysokości plonu z ograniczonym nawożeniem wazonowym.

Etapy doświadczenia polowego:

- wybór reprezentacyjnej dla danego pola działki

- ustalenie wielkości, kształtu poletek, liczby powtórzeń, wybór metody, założenia doświadczenia

- założenie i prowadzenie doświadczenia (uprawa roli , nawożenie, pielęgnowanie, obserwacje faz rozwojowych, zbiór plonu)

- wycena zasobności gleby, opracowania statystyczne

2) Metody chemiczne (bezpośrednie). Glebę bada się bezpośrednio, składniki pokarmowe oznacza się w wyciągu przy użyciu roztworów ekstrakcyjnych.

- oznaczenie fosforu i potasu - metoda Egnera - Reichma

- oznaczanie przyswajalnego manganu metodą Schatchabela

- oznaczanie przyswajalnej miedzi

- oznaczanie przyswajalnego molibdenu - metoda Griga

- oznaczenie przyswajalnego cynku - metoda Ridlisa

- oznaczenie przyswajalnego baru - metoda Bergera i Wołga

Etapy w metodach chemicznych:

- ekstrakcja

- ilościowe oznaczenie jedną z metod

- ocena zasobności gleby na podstawie liczb granicznych

- podjęcie decyzji nawozowej

NAWOZY MINERALNE I ORGANICZNE

Nawozy - są to substancje zawierające składniki pokarmowe niezbędne do prawidłowego rozwoju roślin.

Nawożenie - zabieg agrotechniczny. Podstawowym celem - dostarczenie w odpowiednim czasie, terminie niezbędnych składników do prawidłowego rozwoju i wzrostu roślin.

Podział:

1) Według pochodzenia

2) Składnika chemicznego

3) Cech fizycznych

Systemowy podział nawozów zawiera:

1) grupy

2) podgrupy

3) asortyment

4) rodzaj

5) typ

6) postać nawozu

1) Grupa nawozów to nawozy o wspólnych cechach jakościowych wynikających z ich pochodzenia, np. ogrodnicze, mineralne, niekonwencjonalne.

Nawozy organiczne (nawozy naturalne) powstają w sposób naturalny np. oborniki, komposty, torf, słoma. Charakteryzują się tym, że zawierają wszystkie niezbędne składniki np. makro i mikro składniki. Rozkładają się w glebie stosunkowo długo. Można je stosować raz na kilka lat.

Nawozy mineralne - związki chemiczne, produkty przemysłowe, ulegają rozpuszczeniu, dysocjacji do jonów, są dostępne w tej formie dla roślin.

2) Podgrupa - stanowi zestaw nawozów bliżej określonych pod względem pochodzenia np. nawozy organiczne pochodzenia roślinnego czy zwierzęcego, nawozy mineralne ze względu na skład chemiczny (azotowe, fosforanowe, potasowe, magnezowe, siarkowe), nawozy mikorskładnikowe, nawozy wieloskładnikowe.

Nawozy niekonwencjonalne:

- nawozy komunalne np. osady ściekowe

- nawozy pochodzenia przemysłowego

3) Asortyment - określa nazwy poszczególnych nawozów występujących w podgrupie:

- w podgrupie nawozów organicznych np. obornik

- w podgrupie nawozów mineralnych np. saletra amonowa i mocznik

4) Rodzaj - uzupełnia nazwę nawozu np. nawozy mineralne niskoprocentowe, wysokoprocentowe

5) Typ - określa sposób stosowania np. nawozy przedsiewne, pogłówne, uniwersalne.

6) Postać nawozu - odnosi się do pewnych cech fizycznych np. nawozy stałe, płynne, pyliste, krystaliczne.

Kontrola nawozów jest prowadzona przez różne instytucje. Prowadzi je na przykład Inspekcja Skupu I Przetwórstwa Produktów Rolnych. Muszą być badane przez 3 lata. Nawozy nie mogą być przeterminowane, powinny zawierać nazwę producenta, sposób stosowania. Bez zezwolenia nie można sprzedawać nawozów oraz nie należy sprzedawać nawozu pochodzącego od kur i zwierząt parzystokopytnych ze względu na choroby. Ustawa o nawożeniu reguluje stosowanie nawozów naturalnych - nie należy przekraczać 170N/ha. Część N w korzystnych warunkach może przejść do roztworu glebowego, nie można nawozów azotowych stosować na gleby zalewane ani w okresie zimowym (od grudnia). Reguluję sprawy przewozu i przechowywania nawozów, szczególnie naturalnych (budowanie zbiorników na nawozy).

Zużycie nawozów mineralnych w Polsce i na świecie.

Nawozy mineralne zastosowano po raz pierwszy w połowie XIX wieku.

Największe ilości nawozów w przeliczeniu NPK/ha jest w krajach Europy Zachodniej (250 kg NPK/ha), natomiast Europa Wschodnia 140 kg NPK/ha, Ameryka Północna 89 kg NPK/ha, w Polsce średnia to 86 kg NPK/ha.

Trzy kierunki rozwoju.

I. System konwencjonalny (intensywny, przemysłowy) stosuje się bardzo duże dawki nawozów mineralnych.

II. System integrowany (zintegrowany, harmonijny, zrównoważony, ekonomiczno - ekologiczny) stosuje się nawozy mineralne, organiczne obliczone co do wymagań pokarmowych roślin.

III. System ekologiczny (biologiczny, organiczny, alternatywny) nie stosuje się nawozów mineralnych. Stosuje się nawozy mineralne pochodzenia naturalnego oraz nawozy organiczne, np. obornik, gnojowica ale w formie skompostowanej.

CHARAKTERYSTYKA I PODZIAŁ NAWOZÓW MINERALNYCH.

1. Nawozy azotowe

a) amoniakalne np.

- amoniak bezwodny

- woda amoniakalna

b) azotowo - amonowe np.

- siarczan amonu

c) saletrzane (pogłówne)

d) amonowo - saletrzane np.

- saletrzak

- salmag

- saletra amonowa

e) amidowe np.

- mocznik

f) roztwory azotowe - zawierające 3 formy azotu (amonowa, saletrzana, amidowa)

g) azotowe wolnodziałające np.

- otoczkowane

- kondensaty mocznika

- aldechydów (ureaformy)

Kryteria wyboru nawozów azotowych

- forma azotu w nawozie

- szybkość działania

- działanie uboczne

- cena jednostki azotu - najdroższe są nawozy wolnodziałające, średniodrogie są saletra sodowa i wapieniowa, najtańsze są woda amoniakalna i amoniak bezwodny

Uboczne działanie:

- zakwaszają glebę - siarczan amonu, saletra amonowa

2. Nawozy fosforowe

a) zawierające fosforany rozpuszczalne w wodzie

- superfosfaty proste w formie pylistej i granulkowanej

- superfosfat potrójny

Nawozy przedsiewne, chemicznie kwaśne, w niewielkim stopniu zakwaszają glebę

b) rozpuszczalne w kwasach organicznych

c) rozpuszczalne w kwasach mineralnych

- mączka fosforytowa

- mączka kostna

Nawozy przesiewne, stosuje się je na glebach kwaśnych.

3) Nawozy potasowe - przedsiewnie stosowane

4) Nawozy magnezowe

- kizeryt

- epsonit

- rolmad 40 (MgCO3)

- rolmag 60 (MgCO3 * MgO)

- magnezyty

- serpentynity

5) Nawozy siarkowe

- siarczan amonu

6) Nawozy mikroelementowe (mikronawozy) zawierają jeden bądź kilka mikroelemtów np. żelazo, mangan, miedź, cynk, bor, molibden.

Ze względu na pochodzenie:

I. Sole techniczne i tlenki mikroelemetowe, np.

- siarczan miedzi CuSO4

- siarczan cynku ZnSO4

- chlorek cynku ZnCl2

II. Chelaty mikroelementowe (związki kompleksowe w których cząsteczka organiczna łączy się z jonem centralnym). Nie dysocjują, dobrze rozpuszczają się w wodzie

III. Nawozy makroelemetowe wzbogacone w mikroelementy.

IV. Szkliwa mikroelemetnowe - stopienie w wysokiej temp. soli technicznych i tlenków metali.

V. Kopaliny i odpady przemysłowe.

7. Nawozy wieloskładnikowe - są to nawozy które zawierają co najmniej 2 składniki trichemicznego (NPK); mogą być:

- NPK azotowo - fosforowo - potasowe

- NP azotowo - fosforowe

- NK azotowo - potasowe

- PK fosforowo - potasowe

Zalety nawozów wieloskładnikowych :

- zawierają znacznie więcej czystego składnika aniżeli składników balastowych

- nie potrzeba większej pracy przy sporządzaniu mieszanek nawozowych

- jednakowy skład chemiczny wszystkich granulek

- występowanie składników pokarmowych w różnych proporcjach

- lepsze właściwości fizyczne

Wady:

- większy koszt produkcji 1kg czystego składnika

- niemożliwość dowolnego różnicowania nawożenia zależnie od wymagań pokarmowych roślin.

Podział:

- nawozy wieloskładnikowe mieszane

- nawozy wieloskładnikowe złożone (to takie które zawierają2 składniki pokarmowe w postaci jednego związku chemicznego np. fosforan amonu NH4H2PO4)

- nawozy wieloskładnikowe kompleksowe (zawierają więcej niż 2 składniki pokarmowe)

Chemia rolnicza - dotyczy żywienia roślin w kontekście: ziemia, roślina, powietrze, woda.

Podział gleby na podstawowe fazy:

- stała (kompleks sorpcyjny) 50% (magazyn składników pokarmowych, toksycznych)

- ciekła (roztwór glebowy) 25% (część gleby z której rośliny pobierają składniki rozpuszczalne w wodzie; przyswajalne)

- gazowa 25% (powietrze glebowe; redukcja-utlenianie)

Podział gleb na kategorie agronomiczne (o podziale tym decyduje zawartość części spławialnych)

Kategoria gleb % części spławialnych < 0,02mm

bardzo lekkie 0 - 10

lekkie 11 - 20

średnie 21 - 34

ciężkie > 35

Żyzność gleby - jest to zdolność gleby do zaspokojenia potrzeb pokarmowych roślin.

Czynniki decydujące o żyzności gleb:

- fizyczne: tekstura, struktura, objętość porów, nagrzanie i temperatura gleby, podatność na erozję - chemiczne: właściwości sorpcyjne (T,V,S), odczyn, zawartość mikro- i makroskładników.

- czynniki biologiczne i organiczne: próchnica, zwierzęta, bakterie, grzyby, CO₂

- stosunki wodne: pojemność wodna, woda gruntowa, nawadnianie.

Właściwości sorpcyjne - jest to zdolność gleby do zatrzymywania różnych pierwiastków, związków chemicznych na

różnej drodze. Interesuje nas sorpcja wymienna, biologiczna i chemiczna (mają znaczenie w żywieniu roślin).

Sorpcja wymienna - polega na wymianie jonów między roztworem glebowym a kompleksem sorpcyjnym. Sorpcji wymiennej ulegają kationy K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, NH₄⁺, H⁺. Aniony są sorbowane w minimalnej ilości (nie bierzemy ich pod uwagę). Wielkość tej sorpcji zależy od pojemności sorpcyjnej gleby (decyduje o niej: substancja organiczna w glebie, minerały ilaste, uwodnione tlenki i wodorotlenki żelaza).

Właściwości fizykochemiczne koloidów glebowych

Największą pojemność sorpcyjną ma próchnica (bo ma największą powierzchnię właściwą), potem niektóre minerały

ilaste.

Największą poj. sorp. mają gleby ciężkie, a najmniejszą gleby lekkie.

Sorpcja chemiczna - polega na tworzeniu najczęściej nierozpuszczalnych w wodzie soli; zatrzymanie na drodze chemicznej w glebie. Nie zależy od rodzaju gleby, ale zależy od jej odczynu. Zachodzi głównie na glebach kwaśnych i zasadowych (nie zachodzi na obojętnych). Należy więc dbać o obojętny odczyn gleby. Sorpcji chemicznej ulegają aniony np. PO₄^-3, SO₄^-2, Cl^-. Wyjątkiem jest NO₃^-, który w zasadzie nie ulega żadnej sorpcji.

rozpuszczalne w wodzie, najłatwiej pobierane przez rośliny. gromadzą się w glebie do pH 5; nie rozpuszczają się w

kwasach organicznych; mogą być przyswajane, ale znacznie słabiej. gromadzą się na glebach kwaśnych i

zasadowych; tworzą nierozpuszczalne sole; rozpuszczają się w mocnych kwasach mineralnych.

Na glebach kwaśnych z kationami Al³⁺, Fe²⁺, Mn²⁺ tworzą się sole nie rozpuszczalne w wodzie:

fosforany glinu AlPO₄, Fe³⁺ -utleniony Fe₃(PO₄)₂, fosforan manganu Mn₃(PO₄)₂ (powstaje nie tak łatwo)

Na glebach zasadowych z Ca²⁺ powstają fosforany wapnia Ca₃(PO₄)₂, które długo przechodzą w inne formy, czasowe zatrzymanie.

Sorpcja biologiczna - czasowe zatrzymanie przez organizmy glebowe; mikroorganizmy pobierają je dla swoich

potrzeb; są konkurencją dla roślin, ale szybko umierają. Sorpcja ta zależy od zawartości substancji organicznej;

temperatury; wilgotności gleby; od odczynu (organizmy kwasolubne, zasadolubne). Sorpcja ta jest korzystna dla

środowiska bo zapobiega nadmiernemu pobieraniu przez rośliny składników pokarmowych np.aż do toksyczności

(właściwy skład biologiczny rośliny); zapobiega wymywaniu do głębszych warstw gleby (skażenie wód); zapobiega

ulatnianiu się składników pokarmowych; chroni przed rozproszeniem składników w środowisku. Negatywne skutki tej

sorpcji dla roślin występują czasowo.

Odczyn gleby - stężenie jonów H⁺ w glebie, 0 - 14 w czystych stężeniach chemicznych.

Podział gleb w zależności od pH

gleby bardzo kwaśne - pH do 4,5

kwaśne - pH 4,6 do 5,5

lekko kwaśne - pH 5,6 do 6,5

obojętne - pH 6,6 do 7,2

zasadowe - pH od 7,3

Przy odczynie obojętnym zachodzi większość procesów glebowych; najlepsza jest przyswajalność składników pokarmowych, wyjątek stanowi molibden (lepiej przyswajalny przy odczynie zasadowym) oraz mangan (lepiej przyswajalny przy odczynie kwaśnym).

Na glebach kwaśnych (poniżej pH 5) mogą rosnąć rośliny uprawiane na podłożu torfowym.

Wszystkie niemal rośliny ogrodowe rosną na glebach o pH 5,5 - 7.

Przyczyny zakwaszenia gleb:

- naturalne ok. 80%

- antropogeniczne ok. 20% (glwby fizjologicznie kwaśne).

- wietrzenie minerałów

- mineralizacja substancji organicznej

- uwalnianie się tlenków SO₂, CO₂, NO₂ (częściowo naturalnie, a częściowo w wyniku działalności człowieka-przemysł, spalanie, ogrzewanie mieszkań); czynnik antropologiczny

- niewłaściwe stosowanie nawozów, zwłaszcza fizjologicznie kwaśnych.

W wyniku tych procesów powstają wolne jony wodorowe.

Zakwaszenie gleb w Polsce: 60% naszych gleb jest kwaśnych i bardzo kwaśnych (grunty orne).

80% naszych gleb wymaga regulacji odczynu (w 80% użytki zielone).

Regulacja odczynu gleby: kationy Ca²⁺, Mg²⁺ - nawozy wapniowe, poniżej pH 4,5 wapnowanie jest konieczne.

Zasobność w składniki pokarmowe (czego rośliny potrzebują do życia).

• czynniki energetyczne: światło, temperatura (ciepło).

• czynniki materialne: pochłaniany przez liście CO₂; pobierane przez korzenie i liście wody, tlenu, składników mineralnych.

Składniki mineralne

makroskładniki mikroskładniki

(takie pierwiastki, których rośliny (takie pierwiastki, których roślina

potrzebują w dużych ilościach; potrzebuje w niewielkich ilościach;

pełnią w roślinach fynkcje budulcowe); pełnią funkcje fizjologiczne, katalizują

N, P, Ca, Mg, S reakcje; nie mają bezpośredniego

wpływu);

Fe, Zn, Cu, B, Mn, Si, Mo, Na, Co, Cl

Większość mikroelementów to metale ciężkie, które jednak są toksyczne tylko gdy przekroczą poziom dopuszczalny (gdy są w nadmiarze).

Skład chemiczny rośliny

- 80% woda

- 20% sucha masa: 30% włókno surowe, 12% białlko np. bezazotowe wyciągowe, 4% tłuszcz surowy, 6% popiół

Aby zbadać zawartość mikro-, i makroskładników trzeba roślinę wysuszyć, zmineralizować, określić skład dostępnymi metodami.

Dla roślin Na jest mikroskładnikiem a dla ssaków makroskładnikiem.

Chlor dla roślin jest toksyczny (nie jest dla nich ani makro-, ani mikroskładnikiem), a ssakom jest potrzebny. Podobnie jest z glinem Al.

Pierwiastki organogenne: C, O, H.

Są to podstawowe pierwiastki związków organicznych, pobierane są z powietrza.

Rodzaje kwasowości w glebie zależą od tego gdzie mierzymy stężenie jonów wodorowych.

Kwasowość czynna - jest to kwasowość określająca stężenie jonów wodorowych w roztworze glebowym (skąd rośliny bezpośrednio pobierają składniki pokarmowe).

Kwasowość potencjalna - jest to kwasowość określająca stężenie jonów wodorowych w roztworze i w kompleksie sorpcyjnym.

a) wymienna - stężenie jonów H+ roztworu glebowego i tych jonów w kompleksie sorpcyjnym, które są słabo z nim związane.

b) hydrolityczna - stężenie jonów H+ roztworu glebowego i jonów związanych słabo i mocno z kompleksem sorpcyjnym.

Nas interesuje kw.hydrolityczna; na jej podstawie określa się dawki np. nawozów wapniowych i innych.

By określić kw. czynną - traktujemy glebę wodą destylowaną.

kw. wymienną - traktujemy glebę solami obojętnymi np. KCl.

kw. hydrolityczną traktujemy glebę solami hydrolizującymi zasadowo (szczawiany, octany).

Zasobność gleby w składniki pokarmowe

W glebie występują wszystkie składniki potrzebne roślinie (pobierane drogą korzeniową).

Składniki pokarmowe można podzielić na formy:

a) aktywna - rozpuszczalna, przyswajalna dla roślin.

b) ruchoma - w tej formie składnik może być zasorbowany przez kompleks sorpcyjny. Łatwo przechodzi do roztworu. Forma warunkowo przyswajalna przez rośliny.

c) zapasowa - trwale związana z kompleksem sorpcyjnym. Nieprzyswajalna dla roślin (czasem powoli przechodzi w formę ruchomą, możliwość ta jest jednak znikoma).

Podział ten dotyczy makro-, mikroskładników oraz toksyn.

Przemiany składników pokarmowych w glebie

AZOT - najbardziej potrzebny roślinom, występuje w największej ilości form. Rośliny pobierają go w formie mineralnej, jonowej.

Występuje w glebie w dużych ilościach: od 0,02 do kilku %. 95% azotu glebowego to azot organiczny, a tylko 5% to azot

mineralny.

Przychody azotu glebowego

Źródła: N- biologicznie wiązany ok.20%

N- materiału siewnego ok.3%

N- nawozów organicznych ok.27%

N- nawozów mineralnych ok.48%

Najwięcej azotu w glebie pochodzi z nawożenia, potem z wiązania biologicznego.

Obieg azotu w glebie (RYSUNEK)

Mineralizacja - wysoka wilgotność, wysoka temperatura gleby (35-60°C).

Nitryfikacja - jest procesem zachodzącym przy udziale mikroorganizmów i zachodzi dwuetapowo (Nitrosomonas; Nitrobacter).

Lekko kwaśny odczyn gleby; duża wilgotność gleby; temp.gleby ok.30°C.

Denitryfikacja - przeprowadzają ją bakterie beztlenowe; nie jest to proces odwrotny do nitryfikacji.

Wszystkie te przemiany zachodzą równocześnie; z różnym natężeniem w zależności od sprzyjających warunków

• Główne procesy przemian N w glebie

Amonifikacja N_org → NH₃⁺ ↔ NH₄

Nitryfikacja NH₄ → NO₂ → NO₃^-

Denitryfikacja NO₃^- → NO_x^- → N₂

Asymilacja NO₃^- → NH₃ → aminokwasy →białka

puryny → kw nukleinowe

Wiązanie NH₄⁺ przez minerały ilaste.

Wiązanie NH₃ przez substancję organiczną gleby.

Reakcje NO₂^- z kwasami huminowymi i fulwowymi.

• Amon w glebie Amon NH₄⁺

Nitryfikacja

2NH₄⁺ + 3O₂ → 2NO₂^- +H₂O + 4H⁺ (I faza)

2NO₂ + O₂ → 2NO₃

Immobilizacja

fizykochemiczna - niewymienna i mikrobiologiczna

Sorpcja

• Azotany w glebie Azotany NO₃^-

Immobilizacja

asymilacyjna redukcja azotanów

NO₃^- + 9H⁺ → NH₃ +3H₂O NH₃ ↔ NH₄⁺

Denitryfikacja

2NO₃ → 2NO₂ → 2NO → N₂O → N₂

Wymywanie

FOSFOR - występuje w glebie w mniejszych ilościach: od 0,03 do 0,3%. Forma przyswajalna stanowi ok.2%, nieprzyswajalna -

98%. Fosfor występuje w glebie głównie w zw. mineralnych - 80%. P organiczny stanowi 20%. Fosfor powstaje w glebie w

wyniku wietrzenia minerałów (fosforyty, apatyty). Fosfor organiczny to głównie ten, który występuje w fosforowych związkach

organicznych (fosfolipidy, kwasy nukleinowe, fityna).

Fosfor ulega w glebie sorpcji chemicznej. Ma na to wpływ odczyn gleby. Rośliny pobierają fosfor w postaci anionu H₂PO₄^-, tylko czasem w formie HPO₄^2- (zależy od odczynu).

Reakcja dysocjacji kwasu fosforowego:

H₂PO₄^- - gleby obojętne i słabo kwaśne (forma aktywna, przyswajalna dla roślin)

HPO₄^2- - fosfor ruchomy

PO₄^3- - gleby kwaśne i zasadowe (forma zapasowa, niedostępna dla roślin).

Czynniki wpływające na przyswajalność fosforu

• pH

• zawartość próchnicy

• zawartość innych składników:

a) wpływ dodatni: NH₄⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ (zależnie od odczynu) Mo, Si. Światło, gatunek rośliny (ilość wydzielanego CO₂, powierzchnia systemu korzeniowego).

b) wpływ ujemny: Fe³⁺, Al³⁺, NO₃^-. Przy kwaśnym odczynie, fosfor jest wiązany przez uwodnione tlenki Fe; Al; Mn.

Wiązanie fosforanów przez glebę przy różnym pH (RYSUNEK)

POTAS- jest pobierany przez rośliny w formie jonu K⁺. Potas charakteryzuje się tym, że w przyrodzie występuje w formie

jonowej. Nie tworzy związków organicznych, jedynie mineralne np. sole potasu (związki łatwo rozpuszczalne w wodzie). Potas

jest bardzo łatwo pobierany przez rośliny i bardzo łatwo ulega wymywaniu z gleby. Źródłem potasu jest wietrzenie minerałów

potasowych np. ortoklaz, biotyt, muskowit, illit. Potas dostarczamy do gleby w postaci nawozów mineralnych i organicznych

(źródła zewnętrzne). W glebie jest od 0,2 - 4% potasu. Zachowanie kationu K⁺ w glebie będzie zależało od tego, od czego

zależy sorpcja wymienna, której on podlega, czyli od rodzaju gleby (czy są minerały ilaste, ile jest próchnicy). Potas

przyswajalny dla roślin stanowi mniej niż 2%.

Obieg potasu w przyrodzie (RYSUNEK)

Formy potasu w glebie 0,2 - 4% K₂O

potas minerałów pierwotnych

(b. trudno przyswajalny)

powoli b. powoli

potas roztworów glebowych 1%

(b. łatwo przyswajalny)

powoli b.szybko b.szybko

potas wymienny 1,5 - 5% potas w przestrzeniach międzypakietowych

w koloidach glebowych minerałów ilastych (trudno przyswajalny)

(łatwo przyswajalny)

Pobieranie /rysunek/

● - bezpośredni kontakt z korzeniami

○ - transport do korzeni bierny i aktywny

Przepływ , dyfuzja

Procesy decydujące o przyczynach przyswajalności składników pokarmowych (RYSUNEK)

- formy składnika - procesy glebowe

dyfuzja

nawozy korzeń rośliny przepływ z wodą

wymywanie

faza stała faza ciekła faza gazowa

forma forma forma

zapasowa ruchoma aktywna

wietrzenie sorpcja wymienna

mineralizacja hydroliza oddychanie

immobilacja utlenianie i redukcja

sorpcja niewymienna tworzenie ligandów

Formy składników przyswajalnych w glebie i procesy przemian

RG - roztwór glebowy GKS -glebowy kompleks sorpcyjny

dwutlenek węgla światło

tlen ciepło

woda

tlen pobieranie

składników

RG

mocno związane słabo związane uruchamianie

formy rezerwowe formy rezerwowe uwstecznianie

GKS

Potas,wapń i magnez są kationami i ulegają w glebie sorpcji wymiennej. Im gleba cięższa, tym więcej tych składników jest sorbowanych przez kompleks sorpcyjny.

Wapń i magnez - zachowują się w glebie podobnie jak potas. Wapń nie jest roślinom potrzebny w dużych ilościach i jeśli gromadzi się w roślinach, to w setnych %. Decyduje on jednak o odczynie gleby i stosowanie nawozów wapniowych jest najlepszym sposobem wpływania na odczyn.

MAGNEZ - potrzebny jest roślinom w dużych ilościach. Jako kation ulega bardzo łatwemu wymyciu (duże straty). Łatwo

wychodzi, a trudno wchodzi do kompleksu sorpcyjnego. Przemiany , zachowanie, formy w glebie - podobnie jak potas.

SIARKA - pierwiastek pobierany przez rośliny w formie anionu SO₄^2- (ulega sorpcji chemicznej). Trudność w przemianach

polega na tym, że siarka w glebie występuje głównie w postaci organicznej (z rozkładu substancji organicznej tworzy łatwo

lotne związki siarki - ulatnia się do atmosfery).Siarka może występować również w formie mineralnej jako siarczki i sole. Siarka

jest makroskładnikiem, rośliny potrzebują jej w mniejszych lub w większych ilościach.

Obieg siarki w przyrodzie(RYSUNEK)

MIKROSKŁADNIKI

Są to żelazo, miedź, mangan, cynk, molibden, bor. Ostatnie badania wykazały, że żelazo powinno należeć do makroskładników. Rośliny często wymagają nawożenia mikroskładnikami. Metale ciężkie są szkodliwe tylko gdy występują w nadmiarze (w dużej ilości) - na terenach uprzemysłowionych, lub przy stosowaniu zanieczyszczonych nawozów (często odpadów przemysłowych).

Zawartość mikroskładników podaje się w mg/kg gleby lub w ppm.

Mn²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ - pobierane w formie kationów przez rośliny;

BO₃^3-, MoO₄^2- - pobierane w formie anionów przez rośliny.

Wyjątkami są tu : Mn²⁺ i MoO₄^2-

- mangan występuje w przyrodzie w formie od Mn²⁺ do Mn⁷⁺. Przyswajalny przez rośliny (zredukowany) Mn²⁺, występuje w gebie o odczynie kwaśnym i przy dużej wilgotności. Uregulowanie odczynu gleby uniemożliwia pobieranie przez rośliny manganu przyswajalnego; utlenia się on do Mn⁶⁺, Mn⁷⁺.

- molibden w formie przyswajalnej MoO₄^2-, występuje na glebach zasadowych (na innych ulega redukcji). Zawartość Mo to średnio 1mg/kg gleby czyli 0,0001%.

Obieg mikroskładników w glebie

• Wietrzenie minerałów

i rozpuszczalne sole

2. Wytrącanie 3. Tworzenie humusu

7. Roztwór glebowy 4. Pobieranie przez rośliny

Mⁿ⁺, A^n- 5. Redukcja w korzeniach

6. Sorpcja na minerałach

i tlenkach Fe i Al Utlenianie

- redukcja 8. Sorpcja przez substancję

organiczną

9. Wymywanie

Czynniki biologiczne decydujące o żyzności gleb

Materia organiczna gleby

materia żywa materia martwa

(edafon)

części

nieshumifikowane shumifikowane (próchnica humus)

rozkład celulozy humifikacja : - biologiczna (przy pomocy organizmów żywych)

CO₂, H₂O, NH₃, H₂S, - abiologiczna (bez pomocy org.żyw.)

CH₄; składniki popielne;

K, Ca, Mg, Na i mikroelementy.

Wpływ próchnicy na właściwości gleb

I. Właściwości fizyczne

4. sklejanie agregatów glebowych - tworzenie struktury gruzełkowej;

5. poprawa warunków powietrzno-wodnych;

6. poprawa warunków cieplnych;

7. poprawa stabilności odczynu - właściwości buforowe (zapobiegają wszelkim nagłym zmianom warunków w glebie)

5. poprawa właściwości sorpcyjnych

II. Właściwości chemiczne

• źródło składników pokarmowych; (jeśli jest rozłożony do końca);

• wpływ na dostępność fosforu (efekt fosforo-próchniczy); (także na dostępność innych skł.pok.);

III. Właściwości biologiczne (mikroorganizmy).

Wpływ organizmów glebowych na właściwości gleb

• Właściwości fizyczne

• sklejanie agregatów glebowych (tworzenie struktury gruzełkowej);

• poprawa warunków powietrzno-wodnych;

• poprawa warunków cieplnych

• pośrednio przez powstawanie próchnicy;

• bezpośrednio przez dostarczanie ciepła.

2. Właściwości chemiczne

• tworzenie próchnicy;

• mineralizacja resztek organicznych;

• rozkład lub przekształcenie substancji szkodliwych dla roślin wyższych.

Zawartość próchnicy w glebie

Sposób użytkowania	Zawartość substancji organicznej		Stosunek C : N
		%		t/ha
gleby orne	2	120	10 (lepszy stosunek 10:1)
las liściasty	4	200	20
las szpilkowy	6	240	30
użytki zielone	7	360	15
torf niski	95	1140	20
torf wysoki	98	490	50 (niekorzystny stosunek 50:1)

Przy dużej ilości węgla rozwijają się bakterie celulolityczne; roślinom brakuje azotu bo bakterie go zabierają. Przy nawożeniu np.słomą (C:N = 90:1) następuje spadek plonów rosliny uprawnej, i konieczne jest stosowanie nawożenia azotowego.

Właściwości buforowe gleb - przeciwdziałają gwałtownym zmianom; jest to zdolność do regulacji odczynu w glebie

(najbardziej widoczne przy zmianie odczynu).

- piasek kwarcowy - przy próbie zmiany odczynu roztworu glebowego (ph = 7) dodanie zasady lub kwasu powoduje nagłą zmianę.

- gleba lekka -zmiany odczynu zachodzą łagodniej niż w piaskach, bo łagodzą je właściwości buforowe.

- gleba ciężka - zmiany zachodzą niepostrzeżenie (zmiany są b.małe, bo wł. buforowe są duże).

Właściwości buforowe są dobre przy dużej pojemności sorpcyjnej gleby; dużej zawartości próchnicy.

• Skład glebowej materii organicznej

materia org. gleby

edafon substancja organiczna gleby

żywe organizmy

szczątki organiczne substancje próchniczne

(próchnica, humus)

substancje nieswoiste substancje swoiste

• Resztki roślinne i zwierzęce

mineralizacja humifikacja

gnicie butwienie produkty humifikacji

warunki beztlenowe warunki tlenowe

Od zawartości składników pokarmowych zależy jakość plonu.

Plon i wzrost roślin /krzywa planowania dla wszystkich roślin uniwersalna/.

d nieszkodliwy nadmiar

c prawidłowa zawartość

e szkodliwy nadmiar

b względny niedobór

a wyraźny niedobór

zawartość składników pokarmowych

Zależność wzrostu roślin od zawartości w nich składników pokarmowych

• wyraźny niedobór

• względny niedobór - nie przeszkadza w plonowaniu i wzroście ale jakościowo roślina jest słaba;

• prawidłowa zawartość - rośliny dobre jakościowo;

• nieszkodliwy nadmiar - plon się stabilizuje; nieszkodliwy nadmiar skł. pok dla roślin, ale za dużo dla konsumentów;

• szkodliwy nadmiar - spadek plonowania.

Pomiędzy zawartością c i d należy już regulować zawartość składników pokarmowych.

W miejscu e, absolutnie nie należy już nawozić roślin.

Prawidłowa krzywa plonowania

A początek wegetacji B - kwitnienie C - pełna dojrzałość

Składniki pokarmowe zawarte w roślinie (podobnie jak w glebie):

makro- i mikroskładniki w dużych ilościach - duża część tkanek rośliny; w glebie mg/kg s.m, a w roślinie w %.

Zawartości różnią się w zależności od gatunku rośliny; odmiany; nawożenia; warunków środowiska.

Ogólnie zawartość w roślinie:

N 1 - 5% (5% - motylkowe; 1% - słoma zbóż)

P₂O₅ 0,1% - 1,0%

K₂O 1 - 5%

Funkcja i rola składników pokarmowych w roślinach.

Niedobory związane są z funkcją jaką dany składnik pełni.

Składnik	Pobierany jako	Najważniejsze funkcje
Azot	NO3^-, NH4^+	składnik białek, chlorofilu i genów
Fosfor	H2PO4^2-, HPO4^2-	składnik genów; funkcja energetyczna; metabolizm białek
Potas	K^+	gospodarka wodna roślin; regulacja siły osmotycznej; metabolizm białek i węglowodanów.

Azot - najważniejszy składnik; należy do pierwiastków budulcowych; pierwiastek plonotwórczy. Niedobory: zahamowanie wzrostu; chloroza (żółte przebarwienia, głównie na młodych liściach); spadek plonów nawet do 50%. Przy nadmiarze azotu: nadmierny wzrost części wegetatywnych; ciemnozielone zabarwienie; zła jakość rośliny (gromadzenie się toksycznych, szkodliwych form NO₃^-, nieprzekształconych np. w białko.

Fosfor - pobierany w formie jonu fosforanowego jedno lub dwuwartościowego. Odpowiada m.in. za metabolizm białek;

gromadzenie substancji zapasowych (w organach generatywnych). Po pobraniu, przerabiany na fosfolipidy, fitynę (z której

roślina korzysta, dopóki nie zacznie sama pobierać fosforu z gleby. Objawy niedoboru: niedorozwój części generatywnych (słabo lub wcale niewykształcone ziarna); gromadzenie się barwników zawierających fosfor (antocjanów) w łodygac. O nadmiarze nie ma mowy, bo fosforu jest w glebie b. mało.

Potas - odpowiada za gospodarkę wodną (uwodnienie cytoplazmy w komórkach); bierze udział w syntezie białek i

Węglowodanów. Objawy niedoboru: więdnięcie; gromadzenie się cukrów prostych i aminokwasów w roślinach (zła jakość

roślin); zabarwienie sino-niebiesko-zielone. Nadmiar: następuje zaburzenie równowagi jonowej, która decyduje o poziomie

elektrolitów. Przy nadmiarze K⁺ następuje niedobór pozostałych - Ca, Na, Mg. Wapń, sód, magnez i potas to pierwiastki ziem

alkalicznych.

Składnik	Pobierany jako	Najważniejsze funkcje
Wapń	Ca^2+	stabilizuje strukturę błon komórkowych, przez usztywnianie błon komórkowych
Magnez	Mg^2+	składnik chlorofilu i stymulator wielu reakcji enzymatycznych
Siarka	So4^2-	składnik niektórych białek, aminokwasów, witamin; niezbędny do produkcji olejków roślinnych
Żelazo	Fe^2+	składnik wielu enzymów np. cytochromów, ferredoksyny, która odpowiada za wiązanie azotu i fotosyntezę

Wapń - w roślinach od 0,01 - 0,05%.

Magnez - prawie połowa magnezu w roślinie wchodzi w skład chlorofilu. Objawy niedoboru: chloroza (żółte zabarwienie wzdłuż

nerwu liścia - u 1 liściennych; żółte zabarwienie wokół nerwów liścia, pomiędzy nerwami blaszka zielona - u 2 liściennych).

Rośliny z niedoborem Mg mają w składzie b.mało związków magnezu. Jeśli magnezu brakuje w roślinach, to brakuje go także

tym, którzy te rośliny jedzą (ludziom i zwierzętom). Występuje u zwierząt tężyczka pastwiskowa; u człowieka występują

schorzenia układu nerwowego (u dzieci - nadpobudliwość, u dorosłych - senność, ospałość).

Siarka - pobierana w formie jonu siarczanowego; wchodzi w skład cystyny, cysteiny (aminokwasy). Rośliny krzyżowe są

siarkolubne (rzepak, kapusta, gorczyca) - produkują one olejki gorczyczne (używane do produkcji leków np. z gorczycy

czarnej). Siarkę lubią też motylkowe i trawy. Inne nie potrzebują dużo siarki.

Żelazo - ostatnie badania zaliczają Fe do makroskładników.

Cynk - pobierany jako Zn²⁺. Składnik ok. 300 enzymów, najważniejsze to te ,które syntetyzują kwasy nukleinowe i odpowiadaja

za metabolizm auksyn (hormonów roślinnych).

Mangan - pobierany jako Mn²⁺. Składnik wieku enzymów m.in. odpowiadających za przebieg fotosyntezy.

Miedź - pobierany jako Cu ²⁺. Składnik ok. 100 enzymów. Niezbędny w procesach fotosyntezy (zwłaszcza w uprawie roślin

zbożowych - choroba nowin).

Bor - pobierany jako H₃BO₃ i BO₃^3-, czasem może być pobierany przez rośliny w formie cząsteczki kwasu borowego, drogą

dolistną. Spełnia nie znane do tej pory, specyficzne funkcje w roślinach. Ważny w uprawie buraka cukrowego i roślin

motylkowych.

Molibden - pobierany jako MoO₄^2-. Niezbędny w procesie pobierania azotu przez rośliny; bierze udział w redukcji NO₃^- do NH₄⁺ a

także w procesach biologicznego wiązania azotu.

Pierwiastki w dużych ilościach toksyczne:

Chlor - pobierany jako Cl^-. Potrzebny przy fotosyntezie; reguluje osmozę u roslin na glebach zasadowych.

Nikiel - pobierany jako Ni²⁺. Składnik enzymu ureazy (rozkłada mocznik w glebie) w roślinach motylkowych.

Część skł. pokarmowych roślina ma w glebie; w przypadku roślin występują wymagania pokarmowe.

Wymagania pokarmowe - jest to taka ilość składników pokarmowych, która pozwoli roślinie w okresie wegetacji, w danych

warunkach wydać maksymalny plon.

Zasobność gleby nie zawsze wystarczy i trzeba dostarczyć część skł. pokarmowych z zewnątrz. Dostarczanie z zewnątrz to nawożenie, a różnice między wymaganiami pokarmowymi roślin a zasobnością gleby to potrzeby nawozowe.

Wymagania pokarmowe zależą od: gatunku roślin; celu uprawy roślin (inne dla kukurydzy na ziarno, inne na zielonkę); zasobności gleby w składniki pokarmowe; potrzeb nawozowych.

Wymień czynniki, które należy uwzgl. przy układ planu nawozów: bilans powinien uwzgl: naturalną zdolność gleby do zaopatrywania się w skł min; stosowanie nawozów min i org; ilość skł w resztkach pożniwnych /innych częściach rośl pozostających na polu po zbiorach; skł min dostające się do gleby wraz z odpadami atmosf. ; ilość skł zabieranych z pola wraz z plonem* straty skł na skutek wymywania powierzchni, zmywania przez przejścia w formy niedostępne dla roślin; struktura zasiewów w gosp ; pula nawozów pochodzących z gospodarstwa i z zakupów

Wzory: *saletra amonowa:NH4NO3*siarczan amonu:(NH4)2SO4*węglan wapnia CaCo3*siarczan magnezu: MgSO4*fosforan amonu: (NH4)2HPO4/NH4H2PO4*mocznik:CO(NH2)2*sól potasowa:KCl.

Znaczenie stosow. nawozów org. :*charakt. się odpowiednią zawartością subst org stanowiącej substrat do tworzenia próchnicy glebowej i są źródłem wszystkich niezbędnych dla roślin makro- i mikroelementów,najczęściej w związkach org,które są uwalniane w wyniku procesów mineralizacji

Od jakich czynników zależy wartość obornika?*pochodzenie odchodów zwierząt,np.obornik bydlęcy,świński,koński,pomiot ptasi,mieszany*materiału ściółkowego,np.obornik słomiasty,torfowy,trocinowy,liściasty*okresu przechowywania,np.obornik swieży,średnio rozłożony,dobrze rozłożony i b.dobrze rozłożony(kompost obornikowy)

Charakterystyka mocznika:*związek org,nie dysocjuje w wodzie i nie jest elektrolitem*wprowadzony do gleby rozpuszcza się w wodzie glebowej i wraz z nią ulega przemieszczaniu*ulega szybko hydrolizie pod wpływem urazy wydzielanej przez bakterie i grzyby,dlatego nie ulega szybko wymyciuCO(NH2)2 + 2H2O--(uraza)(NH4)2CO3->2NH3+CO2+H2O NH3+H2O->NH4OH *nawóz fizjolog.kwaśny-po przemianie hydrolit.w formę amonową działa fizjolog zakwasz.na glebę*to nawóz uniwersalny-stosowany pod wszystkie rośliny(przedsiewnie i pogłównie)*stosowany pogłównie nie ulega wiązaniu glebie,ale rozpuszczeniu w wodzie glebowej,potem z nią przemieszcza się do systemu korzeniowego i tam ulega amonifikacji i dalszym przemianom*ze wszystkich nawozów azotowych jest najodpowiedniejszym nawozem do nawożenia dolistnego/nie przy roślin/^wnika do wnętrza liści ,tam ulega hydrolizie przez urazę

Typowe nawozy azotowe przedsiewne:*typowo przedsiewne:^amonowe(z dodatkiem inhibitorów nitryfikacji) ^nawozy wolno działające(zawierające azot w formie związków słabo rozpuszcz. w wodzie,nawozy otoczkowane

Typowe nawozy azotowe pogłówne:*saletry wapniowa i sodowa

Różnice miedzy stosowaniem superfosfatów i mączek fosforytowych:*superfosfaty to nawozy typowo przedsiewne-pod wszystkie rośliny^nie zakwaszają gleby^ ze względu na małą ruchliwość fosforu w glebie są tylko wyjątkowo stosowane pogłównie,gdy nie można wykonać nawożenia przedsiewnego^najwieksza efektywność na glebach obojętnych i słabo kwaśnych^na kwasnych i zasadowych lepiej działa superfosfat granulowany(uwstecznia się wolniej) niż sup.w formie pylistej*superf.prosty-odczyn kwaśny*nawóz higroskopowy-rozprowadzany luzem*w odróżnieniu od superfosfatu mączka fosforytowa nie jest uniwersalnym nawozem fosforowym^winna być stosow.w okresl.warunkach,które sprzyjają uruchamianiu zawartych w niej trudno rozpuszcz. związków fosforowych^czynniki roztwarzające mączkę w glebie to:duża kwasowość i wilgotność oraz obecność materii org.^stosowane na gl kwasnych i kwasnych,wilgotnych,głównie pod rośliny o długim okresie wegetacji*można ją stosować w dawkach pojedynczych jak i skomasowanych (raz na kilka lat) oraz w tzw.nawożeniu na zapas*dobre działanie na gl kwaśnych przez zastępowanie Ca2+ w fosforanie wapnia przez jony H+^na glebach suchych działa ona słabo^podczas roztwarzania mączki fosforytowej w glebie współdziałają też kwasy huminowe->formy trudno rozpuszcz.humianów=efekt próchniczny^jest to nawóz wolno działający^dostarcza roślinom fosforu przez dłuższy czas*wykazuje odczyn alkaliczny-odkwasza glebę

Wymień nawozy magnezowe:* tlenkowe MgO*węglanowe MgCO3*mieszane

Jakim pierwiastkiem i dlaczego należy uzupełniać nawoż.gnojówką:*Nawożenie uzupełniamy fosforem w celu lepszego wykorzystania azotu i potasu z gnojówki.

Co należy wiedzieć żeby ustalić dawkę nawozu:*wymagania pokarm.uprawianej rośliny*wartość przedplonu jako źródła azotu*zawartość próchnicy*wielkość i termin ostatniego nawoż.org.*zawartość azotu

Niewłaściwe mieszanie nawozów,przykłady:*mieszanie nawozów o różnej postaci fizycznej(płynne,stałe,granulowane,pyliste)*mieszanie nawozów higroskopijnych(np.mocznik)z niehigroskopijnymi(nawozy azotowe)

Wymagania pokarmowe-ilość skł. pokarm. jaką roślina pobiera w warunkach,gdy plon jak i jego jakość nie są ograniczone niedoborem lub nadmiarem tych składników(skł.do wytw.max plonu w danych warunkach o dobrych cechach jakościowych) zasobność gleby nie zawsze wystarczy i trzeba dostarczyć część skł.pokarmowych z zewnątrz(nawożenie),a różnice między wymag.pokarm roślin a zasobnością gleby to potrzeby nawozowe) Wymagania pok zalezą od:*gatunku roślin*celu uprawy roślin(inne kukurydzy na ziarno,inne na zielonkę)*zasobności gleby w skł pok*potrzeb nawozowych*założonego plonu. Im wyższy plon tym więcej skł.pok.roślina musi pobrać na jego wyprodukowanie

Metoda fotometrii płomieniowej:*potas w wyciągu glebowym po strąceniu wapnia oznaczany jest w fotometrze płomieniowym.Polega to na ilościowym pomiarze promieniowania wysyłanego przez atomy K,które są wprowadzone w stan wzbudzenia wysokiej (2327ºC)temp.płomienia acetyleno-powietrznego.Wzbudzone atomy,które powracają do wyjściowego stanu równowagi emitują kwanty energii płomienistej,która powoduje powstanie prądu fotoelektrycznego(przez te padające kwanty)Wielkość prądu jest proporcjonalna do stężenia K badanym r-rze.K barwi płomień acety-powietrz na kolor fioletowy.Będące w r-rze inne pierwiastki też barwią płomień,ale na inne kolory(przeszkadza to w analizie).Analizę ułatwia filtr monochromatyczny,który przepuszcza tylko promienie emitowane przez K.Filtr jest skuteczny gdy stężenie atomów (Ca,Na=przeszkadzających)jest małe.Przy dużym stężeniu-konieczność usuwania drogą chemiczną.Zawartość K w glebie odczytuje się z krzywej wzorcowej,a potem ocenia się zasobność gleby.

Mikroelementy(mikroskładniki,pierw.śladowe)-pierw.chem w śladowych ilościach ilościach org rośl i zwierz.Pomimo niewielkiej ilości są niezbędne do prawidłowego funkcjonow. Tych org.Niedobór/nadmiar->zaburzenia fizjolog. Zaliczamy do nich 8 pierw: Fe,Mn,Zn,Cu,B,Mo,Cl,Ni

Przedział w jakim miesci się pobranie miedzi przez rośliny uprawne:*3-20 mg ·kg-1 s.m / 1-5 mg Cu-1 s.m

Rośliny szczególnie wrażliwe na niedobór boru:* burak cukr(zgorzel jego liści sercowych) *lucerna(czuły wskaźnik)

Choroby spowodow.niedoborem mikroelementów:*Zn:- karłowatość rośliny(krótsze pędy i międzywęźla)*Cu:-zółknięcie i bielenie wierzchołków liści- opóźnienie wzrostu- zniekształc. kwiatostanów- kruche i łyżeczkowane liście *Mn:-najmłodsze liście- delikatna siateczka zielonych nerwów na jasnym tle- na starszych liściach brunatne cętki*Mo:- rośliny wolno rosnące- liście są lancetowato wydłużone- zamierają brzegi liścia- środkowa część rośnie*B:- - obumieranie stożków wzrostu- młode liście (białe lub żółte plamki zlewające się)-usychanie łamliwość liści i łodyg- zamieranie pędów, korzeni

Brak wpływu

toksyczność

Stężenie pierwiastka

Plonowanie i wzrost roślin

e

d

c

b

a

Zawartość składników pokarmowych

Plon i wzrost roślin

wymywanie

wietrzenie

sorpcja

desorpcja

uwalnianie

wiązanie

FAZA STAŁA GLEBY

50%

KS

25%

RG

25%

FG

kompleks sorpcyjny= części stałe, magazyn składników nieprzyswajalnych

faza płynna= roztwór glebowy, (woda, w której rozpuszczone są składniki pokarmowe, w postaci dostępnej dla roślin)

faza gazowa

KS

RG

FG

Nawozy org.

Azot biolog.

N w zw. org. (próchnica)

Mineralizacja

immobilizacja

Mineralne formy azotu NH₄⁺ NO₃^--

sorpcja

desorpcja

wymywanie

Nawozy min.

N z opadów atmosf.

Pobieranie prze rośl

NH₃

NO₂;N₂O;N₂

FAZA STAŁA GLEBY

Forma zapasowa

Forma ruchoma

FAZA CIEKŁA GLEBY

Forma aktywna

Występowanie tych jonów zależy od odczynu gleby, różnie się one rozpuszczają w wodzie.

Forma zapasowa

Forma ruchoma

FAZA CIEKŁA GLEBY

Forma aktywna

FAZA GAZOWA

ODDYCHANIE

S. WYMIENNA, HYDROLIZA, UTLENIANIE, REDUKCJA, TWORZENIE LIGANDÓW

WIETRZENIE, MINERALIZACJA, IMMOBILIZACJA, SORPCJA WYMIENNA

NAWOZY

KORZENIE ROŚLIN

DYFUZJA, PRZEPŁYW WODY, WYMYWANIE

W minerałach

K

Związany K

Wymienny K

KS

KS

K^- w roztworze

Wymywanie l z roślin

Potas minerałów pierwotnych

Potas roztworów glebowych 1% bardzo łatwo przyswajalny

powoli

Potas wymienny w koloidach glebowych

b. szybko

Potas w przestrzeniach międzypakietowych minerałów ilastych

b. szybko

powoli

MATERIA ORGANICZNA GLEBY

ŻYWE ORGANIZMY(EDAFON)

SUBSTANCJA ORGANICZNA GLEBY

SZCZĄTKI ORGANICZNE

SUBSTANCJE PRÓCHNICZE (PRÓCHNICA, HUMUS)

SUBSTANCJE SWOISTE

SUBSTANCJE NIESWOISTE

MATERIA MARTWA GLEBY

CZĘŚCI

NIESHUMIFIKOWANE

ROZKŁAD CAŁKOWITY

CO₂ , H₂O , NH₃ , H₂S , CH₄ , K, Ca, Mg, Na i mikroelementy

KS

RG

Ca⁺⁺

Na⁺, Na⁺

SHUMIFIKOWANE, PRÓCHICA, HUMUS, HUMIFIKACJA BIOLOGICZNA I ABIOLOGICZNA

-zawierają 15,5%azotu

Plon

Nawożenie

Dostarczenie skł. pokarmowych powoduje wzrost plonu do pewnego maksimum, dalsze nawożenie jest niewskazane, gdyż wiąże się ze stratami ekonomicznymi, a ponadto powoduje obniżkę jakości plonu.

max

1 2 3

plon

jakość

1-optymalna dawka azotu dla wysokiej jakości plonu

2-racjonalne nawożenia dla plonu o dobrych cechach jakościowych

3-optymalna dawka azotu dla plonu, plon o słabszej jakości, wyższe dawki są ekonomicznie nieuzasadnione.

Azotany w przewodzie pokarmowym ulegają redukcji do azotynów.

Azotyny powodują przekształcenie hemoglobiny w methemoglobinę(nie przenosi tlenu)

NO₃^--  NO₂^-- hemoglobina methemoglobina

Objawy methemoglobinemii: duszności, sinica

%	żyto	pszenica	jęczmień	owies
N	0,53	0,68	0,65	0,78
P (P2O5)	0,19	0,24	0,27	0,34
K (K2O)	1,25	1,42	2,05	2,75

40

---