Живлення рослин та умови їхнього ефективного зростання в органічному виробництві

1624

Щоб ефективно організувати сільськогосподарську діяльність у  напрямі органічного виробництва потрібно чітко розуміти з яких компонентів складається рослина, як вона функціонує та за допомогою яких біохімічних процесів формується урожай.

Рослина – одна з форм існування живої матерії. Продуктивність рослин безпосередньо пов’язана з фотосинтезом, інтенсивність якого залежить від забезпечення рослин необхідними та найважливішими факторами життя. Для того, щоб забезпечити рослину цими факторами, потрібно усвідомлювати з чого складається рослина. Вона складається з води і сухих речовин, вміст яких у різних рослин не однаковий. У зернових культурах вміст води лише 12-15% і 85-88% сухих речовин, тоді як у коренеплодах буряків і бульбах картоплі – відповідно 75-80% і 20-25%, у плодах помідорів і огірків – відповідно 94-96% і 4-6%. Вміст води і сухих речовин у рослинах залежить від групи сільськогосподарських культур, до якої вони належать, їхнього віку, умов вирощування та інших факторів.

Органічна частина сухої речовини рослин складається в основному з чотирьох органогенних елементів: вуглецю, на частку якого припадає 45% маси сухої речовини, кисню – 42%, водню – 6,5% і азоту – 1,5%. Усі інші елементи, що залишаються після спалювання рослин, називаються зольними. Вони становлять приблизно 5% маси сухої речовини, хоча їхнє число може перевищувати 70. Відомо, що лише 20 із них є необхідні для життєдіяльності рослин, а 12 – умовно необхідні.

Найважливіший хімічний елемент для рослини

Із вищенаведеного можна зробити висновок, що саме вуглець є найбільш необхідним для рослин. Вуглець у вигляді вуглекислого газу за допомогою сонячної енергії, разом із киснем, воднем та азотом утворюють органічні сполуки. Цей основний фізіологічний процес називається фотосинтезом, або вуглецевим живленням рослин.

Вуглекислий газ, що міститься в атмосферному та ґрунтовому повітрі, є єдиним джерелом вуглецю для синтезу органічних сполук рослинами. Для створення одиниці сухої речовини врожаю рослина використовує 1,83 одиниці вугільної кислоти Н2СО3. Щоб отримати так званий урожай сухої речовини 100 ц/га, треба щоб шар повітря з вмістом у ньому 0,03% вуглекислого газу був висотою 2033 м. У метровому шарі повітря над одним гектаром поля міститься 5,5 кг СО2, тоді як рослини можуть засвоювати до 250-300 кг/га СО2 за світловий день. Зі зниженням концентрації СО2 у повітрі до 0,01% фотосинтез практично припиняється, а з підвищенням до 1% – значно прискорюється. Збільшенню вмісту СО2 у приземному шарі повітря сприяє внесення гною, торфу й інших органічних речовин.

Вважають, що 90% вуглекислого газу, що засвоює рослина, виділяється з ґрунту і лише 10% – з атмосфери. Дослідами Уманського сільськогосподарського інституту встановлено, що з ґрунту, де тривалий час добрива не вносили, з 1 м2 за годину виділилося 0,071 г вуглекислого газу, тоді як за внесення органічних добрив – 0,172 г.

На інтенсивність фотосинтезу, крім концентрації вуглекислого газу в повітрі, впливають також вміст елементів мінерального живлення у ґрунті, вологозабезпеченість посівів, умови освітлення, температура повітря і ґрунту, сортові особливості культур тощо.

Умови кореневого живлення рослин

Шляхом кореневого живлення рослини з ґрунту або поживного розчину засвоюють різні іони й органічні сполуки. Зокрема азот може засвоюватися у вигляді аніона NO3- і катіона NH4+. Бобові рослини здатні в процесі симбіозу з бульбочковими бактеріями засвоювати молекулярний азот атмосфери. Фосфор і сірка надходять у рослини з аніонами фосфорної і сірчаної кислот – Н2PO4 і SO42-.

Висока концентрація іонів водню у поживному розчині ґрунту створює кисле середовище, у якому пригнічується розвиток коренів і знижується проникність плазми їхніх клітин, що призводить до погіршення надходження поживних речовин у рослини. В умовах підвищеної кислотності ґрунту більше проявляється антагонізм іонів, що гальмує надходження в рослину катіонів Са2+, Мg2+, NH4+, K+.

У кислих ґрунтах створюються несприятливі умови для життєдіяльності корисних мікроорганізмів, що затримує перехід поживних речовин ґрунту в доступні для рослин форми. На кислих ґрунтах послаблюється фіксація азоту повітря, затримуються процеси мінералізації органічних речовин, знижується нітрифікаційна здатність ґрунту, що погіршує умови азотного живлення рослин.

Висока кислотність збільшує розчинність сполук алюмінію і марганцю, підвищений вміст яких  у розчині негативно впливає на рослини, навіть сильніше ніж надмірна кількість водню. Рухомий алюміній пригнічує розвиток кореневої системи, підвищує в’язкість і знижує проникність цитоплазми клітин, у результаті чого корені стають коротшими, значно зменшується кількість кореневих волосків. Все це призводить до порушення живлення й обміну речовин у рослині.

Вуглекислий газ, який міститься у ґрунті, взаємодіючи з водою, утворює вугільну кислоту: Н2О + СО2 = Н2СО3. Вона сприяє розчиненню важкодоступних мінеральних елементів, які перетворюються у доступні для рослин сполуки. Крім того, корені рослин виділяють невелику кількість яблучної, лимонної, щавлевої, молочної та деяких інших органічних кислот, що є досить корисним для біоценозу ґрунтових організмів.

Надходження поживних речовин до рослин залежить також від інтенсивності процесу дихання, перш за все – дихання кореневої системи та виділення нею іонів Н+ та НСО3. Мінеральні сполуки азоту та зольних елементів поглинаються в основному через кореневу систему. Саме тому потрібно забезпечити вільний доступ повітря до коренів рослин упродовж усього вегетаційного періоду. Надходження атмосферного повітря до коренів рослин забезпечує біологічну активність ґрунту, як результат – відновлюється чисельність ефективних мікроорганізмів, грибів, сапрофітів, які розкладають рослинні рештки та готують поживні речовини для рослин.

Найбільш ефективним способом забезпечення повітропроникності ґрунту є мінімальне втручання у ґрунтове середовище: застосування стерньових сівалок без глибокого обробітку ґрунту. Обробіток без перевертання пласта на глибину не більше 5 см сприяє відновленню біологічної активності ґрунту, накопиченню в ньому вуглецю.

Роль бактеріальних препаратів у живленні рослин

Бактеріальні препарати відіграють важливу роль у збільшенні продуктивності сільськогосподарських культур і підвищенні родючості ґрунту. Суть їхньої дії полягає в направленому використанні корисних мікроорганізмів. Вони беруть участь у складних біохімічних процесах, що протікають у ґрунті та сприяють поліпшенню живлення рослин і підвищенню їхньої продуктивності. Діяльність корисних мікроорганізмів багатогранна. Особливо велике значення має асиміляція молекулярного азоту з повітря. Відносно низька вартість біопрепаратів, порівняно з мінеральними добривами, висока окупність, простота застосування, безпечність для навколишнього середовища обумовлюють їхнє широке застосування.

Технологія вирощування культури зі застосуванням мікоризи забезпечує високу врожайність (на 15-20% вищу порівняно з технологією із застосуванням мінеральних добрив), низьку собівартість, високу конкурентоздатність, обумовлену високоякісною продукцією, та високий прибуток, завдяки використанню природних симбіотичних механізмів. Якість такої продукції вища завдяки збалансованості макро- та мікроелементів та інших компонентів; більш широкого переліку елементів, амінокислот, вітамінів, біологічно активних речовин та ін., а також їхньої якості; здатності мікоризи не пропускати в рослини важкі метали, що спричиняють загрозу рослинам. Ця технологія може називатися «органічним виробництвом для професіоналів».

Застосування мікоризи та проміжних культур дозволяє, завдяки значному (на 40%) скороченню кількості технологічних операцій, пов’язаних з обробітком ґрунту, внесенням добрив, застосуванням хімічних препаратів засобів захисту рослин, а також паливо-мастильних матеріалів, зменшити виробничі витрати на 50-60%.

В органічному виробництві ключовим фактором у системі захисту рослин від патогенних організмів та шкідників є застосування мікробіологічних препаратів. Крім того, у зв’язку з різними кліматичними змінами, високими температурами, частими та тривалими посухами, зростає роль препаратів з антистресовими властивостями. Лише за умов забезпечення системного підходу до вирощування сільськогосподарських культур можна отримувати сталі врожаї високої якості. Тому виробництво продукції рослинництва має здійснюватися на комплексній основі. Адже будь-яка добре забезпечена живленням рослини краще протистоїть захворюванням і шкідникам.

Нове екологічне мислення

Тривалий час основними критеріями оцінки технології вирощування сільськогосподарських культур були кількість врожаю та вміст у ньому біологічно важливих речовин. Останнім часом, зі значним екологічним навантаженням на природне середовище, в оцінку агротехнологій включено питання наявності шкідливих речовин не тільки у вирощеній продукції, а й у ґрунтовому середовищі.

У зв’язку з цим, у XX столітті, як у світі, так і в Україні, почали набирати оберти процеси зміни пріоритетів відношення до природного середовища. Визначальним фактором цього процесу є нове екологічне мислення – як фундамент створення системи стійкого економіко-екологічного розвитку.

Підводячи підсумок, варто зазначити, що доцільність впровадження органічного виробництва обумовлена необхідністю відновлення родючості ґрунтів та збереження навколишнього природного середовища. Органічне виробництво здатне підвищити ефективність та прибутковість сільськогосподарських підприємств, забезпечити споживчий ринок здоровою і якісною продукцією харчування за умови комплексного та системного підходу та повного розуміння процесів ефективної життєдіяльності рослин.

© Наталія Негуляєва, канд. с.-г. наук, с.н.с.

НАПИСАТИ ВІДПОВІДЬ

Please enter your comment!
Please enter your name here