Минеральное питание растений

Июль 25, 2022

Главная
Экология
Минеральное питание растений

Содержание

2. ПРОГНОЗ СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕ МАЛОПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТРЕТЬЕГО И ЧЕТВЕРТОГО УРОВНЯ ПРОДУКТИВНОСТИ РЕГУЛИРОВАНИЕ
3. Величина и стабильность урожаев культур в Нечерноземной зоне во многом зависят от уровня плодородия почвы для
4. Минеральные вещества составляют 5–7% массы растения, но являются необходимой составной частью. В состав клеток входят все
5. Минеральное питание растений осуществляется путем поглощения питательных веществ корневой системой из почвы. В почвенном растворе содержится
6. Корневой перехват Массовый поток ионов к поверхности корней Диффузионный поток ионов к корню
7. По количеству содержания в почве органического вещества и минеральных элементов судят о почвенном плодородии. Природное плодородие
8. проявляется на фоне средних многолетних климатических условий и относительно стабильно. Изменяется только при коренных мелиорациях или
9. Не всегда, а, точнее, очень редко реализуется весь потенциал. Чаще всего на величину урожая оказывает действие
10. Плодородие почв оценивают двумя различными способами: по шкале бонитировки по моделям с варьированием параметров плодородия
11. Бонитировка почвы основана на отношении ее плодородия для данной культуры к плодородию принятой за эталон почвы,
12. Второй путь более перспективен и более универсален – разработка функций плодородия. Это или полиномиальная функция Y=a0+a1X1+b1X12+a2X2+b2X22+c1X1X2…
13. Y=a0+a1X1+b1X12+a2X2+b2X22+c1X1X2… Полиномиальная функция благодаря наличию эмпирических коэффициентов, «жестко» привязана к условиям эксперимента и мало пригодна для
14. Y=a0·f1(X1)·f2(X2)·…·fn(Xn) Мультипликативная форма задания функции имеет определенные преимущества, так как частные функции fn(Хn) имеют некоторую общность
15. ПРОГНОЗ СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕ Прогноз содержания гумуса в почве Прогноз содержания подвижных
16. Прогноз содержания гумуса в почве Важнейшее значение в плодородии почвы имеет содержание в ней органического вещества
17. БАЛАНС ГУМУСА В ПОЧВЕ Органические удобрения Азотные минеральные удобрения Корневые и пожнивные остатки Минерализация микроорганизмами Ветровая
18. Методы расчета баланса гумуса весьма разнообразны. Наиболее широко применяется упрощенный расчет баланса гумуса по углероду ГУМ=1,724⋅Сгум
19. Прогноз содержания подвижных минеральных элементов в почве Для управления плодородием почв и определения потребности в удобрениях
20. Все это приводит к необходимости расчета запаса питательных веществ в почве перед посевом или посадкой культуры
21. Дополнительно для азота Изменения Эпр за годы после агрохимобследования Симбиотическая фиксация Свободноживущие азотфиксаторы Азот осадков Денитрификация
22. Кислотность почвы является лимитирующим фактором в большинстве сельскохозяйственных районов России. Поскольку интервал агрохимических обследований на кислотность
23. Обычно кислотность определяется по рНKCl и рассчитывается по функциям pH=pHисх+pHпр pHпр=0,63⋅ΣCa-0,14⋅ΣN0,5⋅ΣCa0,5+0,19⋅ΣK0,5⋅ΣCa0,5 где pH - фактическое (или
24. МАЛОПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТРЕТЬЕГО И ЧЕТВЕРТОГО УРОВНЯ ПРОДУКТИВНОСТИ Минеральное питание растений описывается в модуле почвенного питания модели
25. Опт. N,P,K Факт. N,P,K Опт. рН Факт. рН У=УQ,T,W ·KN ·KP · KK ·KpH
26. РЕГУЛИРОВАНИЕ РЕЖИМА ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЧВЫ Основными способами изменения агрохимических параметров почвы являются внесение органических и минеральных
27. 1. в пределах оптимальных доз действие каждого элемента согласно принципу лимитирования можно считать независимым. 2. для
28. Например, азот, содержащийся в почве, в 16 раз эффективнее такого же количества азота минерального удобрения.
29. Доза действующего вещества удобрений рассчитывается Θ = 10⋅сХ⋅М – mX⋅Xп – mNсф⋅Nсф – Nос ♦ Минеральное
30. Nос Nсф М* Блок окультуренности почвы Блок калийного питания Блок фосфорного питания Блок азотного питания ΘNп
31. Расчет дозы кальция для доведения кислотности почвы до оптимального для конкретной культуры значения выполняется по формулам:
32. На основании уравнений формируется блок расчета дозы Са Ca Gum рН Тип почвы* Блок окультуренности почвы
33. Таким образом, почва – это очень сложная и своеобразная среда, представляющая собой систему, в состав которой
35. Скачать презентацию

Слайд 2

ПРОГНОЗ СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕ
МАЛОПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТРЕТЬЕГО И

ЧЕТВЕРТОГО УРОВНЯ ПРОДУКТИВНОСТИ
РЕГУЛИРОВАНИЕ РЕЖИМА ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЧВЫ

Лекция 7

МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ

Слайд 3

Величина и стабильность урожаев культур в Нечерноземной зоне во многом зависят

от уровня плодородия почвы для управления которым необходимо изучение методов количественного учета его компонентов, установление оптимальных параметров их гидротермических, физико-химических, химических и биологических свойств.

Слайд 4

Минеральные вещества составляют 5–7% массы растения, но являются необходимой составной частью.

В состав клеток входят все химические элементы, встречающиеся в неживой природе, в том числе редкие и радиоактивные элементы.
Содержание элементов в растения различно, поэтому по количеству их можно разделить на три группы:

Макроэлементы от 10 до 10–2%.

Микроэлементы от 10–3 до 10–5%

Ультрамикроэлементы от 10–6 до 10–12%

Слайд 5

Минеральное питание растений осуществляется путем поглощения питательных веществ корневой системой из

почвы.
В почвенном растворе содержится незначительная часть элементов.
Основное их количество достаточно прочно удерживается почвенным поглощающим комплексом. Механизм поступления питательных веществ из почвы идет по трем потокам:

Слайд 6

Корневой перехват
Массовый поток ионов к поверхности корней
Диффузионный поток ионов к корню

Слайд 7

По количеству содержания в почве органического вещества и минеральных элементов судят

о почвенном плодородии.

Природное плодородие почвы определяется как совокупность ее свойств и режимов, весь комплекс экологических условий, на фоне которых она развивается.

На плодородие почвы действует хозяйственная деятельность человека, которая оказывает как положительное, так и отрицательное влияние.
Поэтому вместо «естественного» плодородия уместнее использовать термин «потенциальное» плодородие, которое включает и природные, и антропогенные факторы.

Слайд 8

проявляется на фоне средних многолетних климатических условий и относительно стабильно.
Изменяется только

при коренных мелиорациях или других глобальных воздействиях.
Это возможное плодородие почвы, проявляющееся при определенных экологических и технологических условиях.

Потенциальное плодородие

Слайд 9

Не всегда, а, точнее, очень редко реализуется весь потенциал. Чаще всего

на величину урожая оказывает действие некоторая часть потенциального плодородия, которая называется эффективное плодородие.

Эффективное плодородие

В хозяйственной деятельности оно проявляется как суммарный результат мобилизации элементов потенциального плодородия с помощью агротехнических и других приемов.

Слайд 10

Плодородие почв оценивают двумя различными способами:
по шкале бонитировки
по моделям с варьированием

параметров плодородия

Слайд 11

Бонитировка почвы основана на отношении ее плодородия для данной культуры к

плодородию принятой за эталон почвы, которая оценивается в 100%.
Метод этот довольно громоздкий, в нем учитывается урожайность, являющаяся, в свою очередь, функцией плодородия и зависящая от многих показателей, вводится большое количество коэффициентов, которые настолько усреднены по результатам многочисленных наблюдений, что становятся мало пригодными для моделирования.

по шкале бонитировки

Слайд 12

Второй путь более перспективен и более универсален – разработка функций плодородия.

Это или полиномиальная функция
Y=a0+a1X1+b1X12+a2X2+b2X22+c1X1X2…
или мультипликативная:
Y=a0·f1(X1)·f2(X2)·…·fn(Xn)
где a,b,c – эмпирические коэффициенты; Х1,…Хn – факторы плодородия почвы; f1,…fn – функции, определяющие влияние отдельных факторов на урожайность.

по моделям с варьированием параметров плодородия

Слайд 13

Y=a0+a1X1+b1X12+a2X2+b2X22+c1X1X2…
Полиномиальная функция благодаря наличию эмпирических коэффициентов, «жестко» привязана к условиям эксперимента

и мало пригодна для применения в других условиях.

Кроме того, при введении в полиномиальную функцию дополнительного фактора Xn+1 приходится вместе с ним изучать и предыдущие, уже изученные Xn, чтоб вывести новые коэффициенты а, b и с.

Xn+1

Слайд 14

Y=a0·f1(X1)·f2(X2)·…·fn(Xn)
Мультипликативная форма задания функции имеет определенные преимущества, так как частные функции

fn(Хn) имеют некоторую общность для разных почвенно-климатических условий.

Кроме того, при введении в функцию дополнительного фактора не требуется вместе с ним изучать и предыдущие, уже изученные.

Слайд 15

ПРОГНОЗ СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕ
Прогноз содержания гумуса в

почве
Прогноз содержания подвижных минеральных элементов в почве
Прогноз кислотности почвы

Слайд 16

Прогноз содержания гумуса в почве
Важнейшее значение в плодородии почвы имеет содержание

в ней органического вещества и его качественное состояние.
От этого зависят физико-механические и технологические свойства пахотного горизонта, агрегатное состояние, водопpочность микроструктуры, микробиологическая активность и другие физико-химические параметры почвы.

Слайд 17

БАЛАНС ГУМУСА В ПОЧВЕ
Органические удобрения
Азотные минеральные удобрения
Корневые и пожнивные остатки
Минерализация микроорганизмами
Ветровая

эрозия
Водная эрозия

Слайд 18

Методы расчета баланса гумуса весьма разнообразны. Наиболее широко применяется упрощенный расчет

баланса гумуса по углероду

ГУМ=1,724⋅Сгум

Сгум = f (приход - расход)

Если ввести в формулу прогнозируемую урожайность культур,

можно будет рассчитать баланс гумуса в целом по севообороту и целенаправленно регулировать поступление и расход органического вещества почвы.

Слайд 19

Прогноз содержания подвижных минеральных элементов в почве
Для управления плодородием почв и

определения потребности в удобрениях важное значение имеет прогноз изменения содержания подвижных форм питательных веществ в почве.
Агрохимическое обследование почв открытого грунта проводится с интервалом 5 лет.
За эти годы происходит вынос элементов с урожаем сельскохозяйственных культур и поступление их с удобрениями, варьирует микробиологическая активность.

Слайд 20

Все это приводит к необходимости расчета запаса питательных веществ в почве

перед посевом или посадкой культуры по общей формуле

Э = Эисх + Эпр

где Эисх – результат агрохимического аналиха;
Эпр – прогнозируемое количество элементов питания растений

Слайд 21

Дополнительно для азота
Изменения Эпр за годы после агрохимобследования
Симбиотическая фиксация
Свободноживущие азотфиксаторы
Азот осадков
Денитрификация
Потери в

грунтовые воды

Слайд 22

Кислотность почвы является лимитирующим фактором в большинстве сельскохозяйственных районов России.
Поскольку

интервал агрохимических обследований на кислотность почвы составляет 5 лет, возникает необходимость прогнозирования этого показателя в период между обследованиями.

Прогноз кислотности почвы

Слайд 23

Обычно кислотность определяется по рНKCl и рассчитывается по функциям
pH=pHисх+pHпр
pHпр=0,63⋅ΣCa-0,14⋅ΣN0,5⋅ΣCa0,5+0,19⋅ΣK0,5⋅ΣCa0,5
где pH -

фактическое (или прогнозируемое) значение pH; ΣCa, ΣN, ΣK - дозы кальция, азота, калия за прогнозируемый период, т⋅га–1; pHпр - прогнозируемое значение pH; pHисх - исходное значение pH.

Слайд 24

МАЛОПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТРЕТЬЕГО И ЧЕТВЕРТОГО УРОВНЯ ПРОДУКТИВНОСТИ
Минеральное питание растений описывается в модуле почвенного

питания модели продукционного процесса растений.
Расчет продуктивности культуры выполняется по следующим функциям

Слайд 25

Опт. N,P,K
Факт. N,P,K
Опт. рН
Факт. рН
У=УQ,T,W ·KN ·KP · KK ·KpH

Слайд 26

РЕГУЛИРОВАНИЕ РЕЖИМА ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЧВЫ
Основными способами изменения агрохимических параметров почвы являются внесение

органических и минеральных удобрений, а также известкование.
Применение средств химизации должно быть экономически эффективным, поэтому одним из условий является точное определение потребности растений в элементах минерального питания.
При недостатке одного из необходимых элементов планируемая продуктивность не будет достигнута, а при избытке – затраты на внесение удобрений в текущем году не дадут прибыли.
Кроме того, в последнем случае возникает опасность снижения качества продукции, загрязнения грунтовых и поверхностных вод подвижными соединениями азота.

Слайд 27

1. в пределах оптимальных доз действие каждого элемента согласно принципу лимитирования

можно считать независимым.
2. для повышения точности доз удобрений на планируемую урожайность все источники и формы каждого из элементов питания, различающиеся по степени усвояемости растениями, приводятся к форме, эквивалентной по действию на урожай питательному веществу минерального удобрения

В настоящее время опубликовано более 40 способов расчета доз удобрений, но наиболее широко применяется метод элементарного баланса по причине его логичности и простоты расчетной схемы. Этот метод подразумевает, что

Слайд 28

Например, азот, содержащийся в почве, в 16 раз эффективнее такого же

количества азота минерального удобрения.

Слайд 29

Доза действующего вещества удобрений рассчитывается
Θ = 10⋅сХ⋅М – mX⋅Xп – mNсф⋅Nсф

– Nос
♦ Минеральное удобрение Хм = Θ;
♦ Органическое удобрение Хоу = Θ/mXоу;
♦ Совместное внесение органического и минерального удобрения Хоу = Θ – mXоу⋅Хоу;
где Хм, Хоу – дозы действующего вещества минерального и органического удобрений (N,P,K), кг⋅га–1; сХ – коэффициенты; mX – коэффициенты для N, P, K; Xп – содержание N,P,K в почве, мг⋅100г–1; mNсф – коэффициент эквивалентности азота, фиксированного свободноживущими азотфиксаторами, азоту минерального удобрения, кг⋅кг–1; Nсф – количество азота, фиксированного свободноживущими азотфиксаторами, кг⋅га–1; Nос – количество азота, поступившего с осадками; mXоу – коэффициент эквивалентности действующего вещества органического удобрения действующему веществу минерального удобрения, кг⋅кг–1.

Слайд 30

Nос
Nсф
М*
Блок окультуренности почвы
Блок калийного питания
Блок фосфорного питания
Блок азотного питания
ΘNп
ΘРп
ΘКп
Nм
Рм
Км
ОУ
Nоу
Роу
Коу
ОУ
Nоу
Роу
Коу
Nм
Рм
Км
Nп
Рп
Кп
Модуль роста и развития

растений

Органо-минеральная система удобрений

Органическая система удобрений

Минеральная система удобрений

М*

Слайд 31

Расчет дозы кальция для доведения кислотности почвы до оптимального для конкретной

культуры значения выполняется по формулам:
XСa = a⋅4,0 – c(рН/4,0) + d⋅Gum / 1,5;
где XСa – доза кальция, т⋅га–1; Gum – содержание гумуса в почве, %; a,c,d – статистические коэффициенты, зависящие от гранулометрического состава почвы.

Слайд 32

На основании уравнений формируется блок расчета дозы Са
Ca
Gum
рН
Тип почвы*
Блок окультуренности почвы
Блок кислотности почвы
База

данных хозяйства

Рис. 71. Структурная схема блока расчета дозы кальция.
– внешние связи; – внутренние связи; * – предикторы модуля.

Тип почвы*

Слайд 33

Таким образом, почва – это очень сложная и своеобразная среда, представляющая

собой систему, в состав которой входит огромное количество параметров, постоянно изменяющихся в пространстве и времени.
Это обусловливает необходимость создания многопараметрических динамических моделей, что чрезвычайно осложняет задачу моделирования химических процессов как внутри почвы, так и подсистемы «корни-почва».
Из-за этой сложности количественное описание процессов, определяющих плодородие почвы, сводится к упрощенной трактовке, то есть содержанию и динамике в ней N, P2O5, K2O, pH, гумуса, основных микроэлементов и некоторых других показателей.

Минеральное питание растений

Содержание

ПРОГНОЗ СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕМАЛОПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТРЕТЬЕГО И

Величина и стабильность урожаев культур в Нечерноземной зоне во многом зависят

Минеральные вещества составляют 5–7% массы растения, но являются необходимой составной частью.

Минеральное питание растений осуществляется путем поглощения питательных веществ корневой системой из

Корневой перехватМассовый поток ионов к поверхности корнейДиффузионный поток ионов к корню

По количеству содержания в почве органического вещества и минеральных элементов судят

проявляется на фоне средних многолетних климатических условий и относительно стабильно.Изменяется только

Не всегда, а, точнее, очень редко реализуется весь потенциал. Чаще всего

Плодородие почв оценивают двумя различными способами:по шкале бонитировкипо моделям с варьированием

Бонитировка почвы основана на отношении ее плодородия для данной культуры к

Второй путь более перспективен и более универсален – разработка функций плодородия.

Y=a0+a1X1+b1X12+a2X2+b2X22+c1X1X2…Полиномиальная функция благодаря наличию эмпирических коэффициентов, «жестко» привязана к условиям эксперимента

Y=a0·f1(X1)·f2(X2)·…·fn(Xn)Мультипликативная форма задания функции имеет определенные преимущества, так как частные функции

ПРОГНОЗ СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕПрогноз содержания гумуса в

Прогноз содержания гумуса в почвеВажнейшее значение в плодородии почвы имеет содержание

БАЛАНС ГУМУСА В ПОЧВЕОрганические удобренияАзотные минеральные удобренияКорневые и пожнивные остаткиМинерализация микроорганизмамиВетровая