какое значение имеет азот в жизни растений

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Home » Агрохимия » Азот в жизни растений

Популярные статьи

Приложения для Android

Азот в жизни растений

Азот — химический элемент, инертный газ без цвета и запаха, открыт французским химиком Лавуазье во второй половине XVIII в., является основным компонентом атмосферного воздуха (78,08%). Название означает «нежизненный», так как не поддерживающий горение и дыхание. Однако, дальнейшие исследования показали огромную роль азота в жизни растений и всего органического мира.

Азот входит в состав:

Азотное питание растений

Все ферменты — белковые вещества, поэтому при недостаточном снабжении растений азотом синтех ферментов замедляется, что приводит к нарушениям в процессах биосинтеза, обмена веществ, в итоге, к снижению урожая.

Регулирование азотного питания растений, можно влиять на урожайность сельскохозяйственных культур с учетом других факторов жизни. Максимальный урожай достигается при достаточном обеспечении растений всеми условиями их роста. Академик Д.Н. Прянишников писал, что вся история земледелия в Западной Европе говорит о том, что главным условием, определяющим среднюю высоту урожаев в разные эпохи, была степень обеспеченности сельскохозяйственных растений азотом.

Оптимальное азотное питание способствует синтезу белковых веществ, растения образуют мощные стебли и листья с интенсивной зеленой окраской. Мощный ассимиляционный аппарат позволяет накапливать большее количество продуктов фотосинтеза, повышая урожайность и, как правило, его качество.

Одностороннее избыточное питание азотом, особенно во второй половине вегетационного периода, приводит к задержке созревания растений; образуется большая вегетативная масса, урожай репродуктивных органов но не успевает сформироваться.

Недостаток азота приводит к сильному замедлению роста растений. Прежде всего сказывается на развитии вегетативной массы: листья становятся мелкими, светло-зелеными, раньше желтеют, стебли тонкие, слабо ветвятся. Снижается формирование репродуктивных органов, урожай резко снижается. Азотное голодание у злаковых культур приводит к ослаблению кущения, уменьшается количество зерен в колосе, снижается белковость зерна.

Содержание азота в растениях

По химическому составу, на долю азота в растениях приходится 0,5-5,0% воздушно-сухой массы, основное количество приходится на семенах. Содержание белка четко коррелирует с количеством азота в растениях. В вегетативных органах содержание азота ниже: в соломе бобовых 1,0-1,4%, в соломе злаковых 0,45-0,65%. Еще меньше азота накапливается в корне-, клубнеплодах и овощных культурах: картофель (клубни) 0,32%, сахарная свекла (корни) 0,24%, капуста 0,33% сырого вещества.

Содержание азота в растениях зависит от возраста, почвенно-климатических условий, питательного режима, в частности обеспеченности питательными элементами.

Таблица. Содержание белка и азота в семенах различных культур, % 1

Содержание азота в молодых вегетативных органах выше. По мере старения азотистые вещества мигрируют в появляющиеся листья и побеги.

Таблица. Содержание азота в вегетативной массе зерновых культур по фазам развития, % на воздушно-сухое вещество 2

Поступление и трансформация азота в белковые вещества

Темпы накопления органических веществ растениями опережают поступление азота и других питательных веществ. Происходит «ростовое разбавление» содержания питательных элементов. При созревании отмечается выраженное передвижение азота в репродуктивные органы, где они накапливаются в виде запасных белков.

В основном азот поступает в растения в нитратной и аммонийно форме, но также способны усваивать некоторые растворимые органические соединения, например, мочевину, аминокислоты, аспарагин.

Из поступающих из почвы в растения соединений азота только аммиак непосредственно используется для синтеза аминокислот. Нитраты и нитриты включаются в синтез аминокислот только после восстановления в тканях растений.

Редукция нитратов до аммиака начинается уже в корнях с помощью флавиновых металлоферментов:

При избытке, часть нитратов поступает в неизменном видо в листья, где восстанавливается по той же схеме.

Образование аминокислот (аминирование) происходит в результате взаимодействия аммиака с кетокислотами: пировиноградной, щавелевоуксусной, кетоглутаровой и др., образующиеся в процессе окисления углеводов. Аминирование регулируется ферментами. Так, при взаимодействии пировиноградной кислоты с аммиаком образуется аланин:

Аналогично взаимодействие аммиака с щавелевоуксусной кислотой приводит к образованию аспарагиновой кислоты (СООН-СН₂-СНNН₂-СООН), с кетоглутаровой кислотой — глутаминовая кислота (СООН-СН₂-СН₂-СНNН₂-СООН).

В аминокислоты азот входит в виде аминогруппы (—NH₂). Процессы образования аминокислот происходит в корнях и в надземной части растений.

Опыты с использованием меченых атомов показывают, что уже через несколько минут после подкормки растений аммиачными удобрениями, в тканях могут обнаруживаться аминокислоты, синтезированные из внесенного в подкормку аммиака. При этом первой образующеся аминокислотой является аланин, затем аспарагиновая и глутаминовая кислоты.

Нитратный азот может накапливаться в растениях в больших количествах, без причинения им вреда. Аммиак в свободном виде в тканях содержится в незначительных количествах. Его накопление, особенно при недостатке углеводов, приводит к аммиачному отравлению растений.

Однако растения имеют способность связывать избыток свободного аммиака: его часть вступает во взаимодействие с синтезированными аспарагиновой и глутаминовой аминокислотами, образуя соответствующие амиды — аспарагин и глутамин:

Образование аспарагина и глутамина позволяет растениям защитить себя от аммиачного отравления и создать резерв аммиака, кроме того, амиды участвуют в синтезе белков.

В 1937 г. биохимиками А.Е. Браунштейном и М.Г. Крицманом была открыта реакция переаминирования, заключающаяся в переносе аминогруппы с аминокислоты на кетокислоту с образованием других амино- и кетокислот. Реакция катализируется ферментами трансаминазами или аминоферазами.

Так, присоединение к пировиноградной кислоте аминной группы от глутаминовой кислоты, приводит к образованию аланина и кетоглутаровой кислоты:

Благодаря переаминированию синтезируется значительное число аминокислот. В растениях наиболее легко переаминируются глутаминовая и аспарагиновая кислоты.

Аминокислоты являются составными частями полипептидов и белков. В построении белковых молекул участвуют 20 аминокислот, аспарагин и глутамин в различных соотношениях и пространственной ориентации, что обуславливает огромное разнообразие белков. В настоящее время известно более 90 аминокислот, около 70 из них присутствуют в растениях в свободном виде и не входят в состав белков.

Растения синтезируют аминокислоты, которые не могут образовываться в организме человека и высших животных, но являются незаменимыми для их жизни. К ним относятся: лизин, гистидин, фенилаланин, триптофан, валин, лейцин, изолейцин, треонин и метионин.

На долю небелкового органического азота в растениях приходится 20-26% от общего количества. В неблагоприятных условиях, например, при дефиците калия или недостаточном освещении, количество небелковых азотистых соединений возрастает.

В тканях растений белки находятся в динамичном равновесии с небелковыми азотистыми соединениями. Одновременно с синтезом белков и аминокислот протекает процесс их распада: отщепление аминогруппы от аминокислоты с образованием кетокислот и аммиака. Этот процес называется дезаминированием. Высвобождающаяся кетокислота используется растениями для синтеза углеводов, жиров и иных веществ; аммиак повторно вступает в реакцию аминирования других кетокислот, образуя новые аминокислоты, при его избытке — аспарагин и глутамин.

Таким образом, весь цикл превращений азотистых соединений в растениях начинается (аминирование) и заканчивается (дезаминирование) аммиаком.

«Аммиак есть альфа и омега в обмене азотистых веществ у растений».

За все время вегетации растения синтезируется большое количество белковых соединений, причем в разные периоды роста обмен азотистых веществ происходит по-разному.

При прорастании семян, клубней, луковиц наблюдается распад запасных белков. Продукты распада расходуются на синтез аминокислот, амидов и белков в тканях проростков до выхода их на поверхность почвы. В Затем, по мере формирования корневой системы и листового аппарата, синтез белков протекает за счет минерального азота, поглощаемого из почвы.

В молодых растениях преобладает синтез белков. В процессе старения растений начинает преобладать распад белков. Продукты распада из стареющих органов мигрируют в молодые, интенсивно растущие органы, где используются для синтеза новых белков в точках роста. По мере созревания растений и формирования репродуктивных органов, белковых веществ распадаются в вегетативных частей, продукты распада перемещаются в репродуктивные органы, где используются для образования запасных белков. К этому моменту поступление азота в растения из почвы существенно замедляется или полностью прекращается.

Особенности аммонийного и нитратного питания растений

В конце XIX в. в агрономической науке ведущую роль занимала теория нитратного питания растений, роль аммиака как источника минерального питания отрицалась.

Причинами этому послужили:

Однако в конце века П.С. Коссович в опытах со стерильными культурами показал, что растения могут также усваивать аммиачный азот без окисления в нитратную форму. К такому же выводы пришел и французский исследователь Мазе в 1900 г. После этого были изучены условия и особенности питания аммонийными и нитратными формами азота. Фундаментальные исследования по этому вопросу провел Д.Н. Прянишников. Он показал, что эффективность использования различных форм азота зависит от реакция среды: в нейтральной реакции лучше поглощается аммонийный азот, при кислой — нитратный.

В начальные фазы роста существенное значение имеют биологические особенности. При прорастании семян с небольшим запасом углеводов, например, у сахарной свеклы, а, следовательно, органических кетокислот, избыточное поступление аммония в растения оказывает негативное действие. Аммонийный азот не успевает использоваться для синтеза аминокислот, накапливается в тканях растения и вызывает их отравление. В данном случае используют нитратные формы азотных удобрений, так как они также накапливаться в тканях растений, но не причиняют вреда. Семена и посевной материал с большим запасом углеводов, например, картофель, используют аммонийный азот для синтеза аминокислот без ограничений. Поэтому для таких культур аммонийная и нитратная формы в начальные стадии роста равноценны.

На поглощение нитратного и аммонийного азота влияет обеспеченность другими элементами питания. Повышенное содержание в почве калия, кальция и магния способствует поглощению аммония. При нитратном питании значение имеет обеспеченность растений фосфором и молибденом. Дефицит молибдена приводит к задержке восстановления нитратов до аммиака и способствует накоплению нитратов в тканях растений.

Учитывая, что аммонийная форма азота при поступлении в растения может сразу использоваться для синтеза аминокислот, тогда как нитратная только после восстановления до аммиака, аммоний более энергетически экономной формой.

Источник

Азот в жизни растений. Его роль, недостаток и способы восстановления

Один из важнейших макроэлементов. Без его участия невозможно развитие растений. Он отвечает за обмен веществ. При этом находится в составе всех белков, цитоплазмы, ядер клеток, аминокислот, хлорофилла, гормонов, витаминов и других соединений. Все это – азот.

Растениям он необходим постоянно, так как отвечает за все процессы питания. Поэтому его недостаток задевает жизненно важные функции.

Особенно нуждаются в этом элементе молодые растения во время активного роста стеблей и листьев. Они содержат наибольшее количество азота. Но с развитием, его доля снижается.

Роль азота в жизни растения заключается еще в том, что он больше других элементов влияет на качество и количество урожая. Поэтому, чтобы вырастить богатый урожай нужно с ранней весны позаботиться о достатке азота.

Азот в природе

Обе формы полезны при разных условиях: когда нужно быстро подкормить растение, используют нитраты. А когда необходимо поступление азота только на определенной фазе роста, вносят аммонийные удобрения.

Нитраты не задерживаются в почве и могут вымываться со склонов, выноситься с урожаем:

Азот атмосферы – это единственный природный источник азота. В газообразном состоянии находится в неограниченном количестве. Но его могут использовать лишь некоторые растения. Свойство переводить такой азот в форму, доступную для усвоения имеют азотфиксирующие бактерии. Такие бактерии находятся на корнях бобовых (соя, люцерна, клевер). Поэтому для природного восполнения уровня азота, их высаживают на местах, где в будущем будут произрастать культурные растения. И после уборки бобовых, азот остается в почве.

Азот в гидропонике

В питательном растворе для гидропоники важно наличие обеих форм азота. С помощью контроля их соотношения, можно добиться стабильного значения рН. Потому что, если раствор имеет только аммоний – это приведет к понижению уровня рН раствора и его подкислению. И наоборот – при перевесе нитратов, повысится рН вокруг корней и раствор станет щелочным. В этом случае, если значение рН не соответствует нужному уровню, растение перестанет получать необходимые элементы для нормального развития. При значении рН 6,8 растения одинаково усваивают обе формы азота.

При одинаковых пропорциях аммоний больше понижает рН раствора, чем нитратный азот повышает его. Поэтому для стабилизации уровня рН аммония используют намного меньше, чем нитратов (в соотношении 1:3).

Соотношение нитратов и аммония очень важно. Но оно может меняться в зависимости от сорта растения, температуры раствора, стадии роста, освещения:

1. Если при образовании плодов у некоторых растений в питательном растворе присутствует аммоний – это снижает урожайность и может привести к заболеваниям. Поэтому лучше использовать аммоний только на начальной стадии развития. 2. При повышении температуры увеличивается потребление сахара и уменьшается обмен веществ аммония с ним. Поэтому при повышенных температурах недопустимо содержание высокого уровня аммония. 3. Наоборот, при низкой температуре нитраты транспортируются медленнее, поэтому использование их в растворе негативно сказывается на росте растения.

Нехватка азота у растений

Чтобы понять, как выглядит растение с недостатком азота N2 не нужно иметь специальных знаний. Главный признак – это прекращение роста и общая слабость. Растение с нормальным его содержанием выглядит здоровым, с насыщенным зеленым цветом листьев. Даже на начальной стадии азотное голодание может привести к потере половины урожая.

Недостаток азота у растений проявляет себя по таким признакам:

Как восполнить дефицит азота у растений

В почве

Азот для подкормки растений вносят в виде: калиевой, натриевой селитры, аммиачных, органических и других удобрений. Они повышают урожайность практически всех культур.

Почву удобряют ранней весной и в начале лета. За это время растение наиболее активно развивается. Своевременная подкормка стимулирует обмен веществ и активизирует рост.

Положительно удобрения влияют после весенних заморозков и понижений температуры. А вносить их после середины лета не рекомендуется. Это продлит рост, и существенно снизит зимостойкость растений. Также возможно накопление нитратов в плодах.

В гидропонике

Для гидропоники используют минеральные удобрения. Обычные органические удобрения (навоз) не используют, потому что они могут привести к загниванию. Это происходит из-за того, что органические удобрения расщепляются организмами, которые находятся только в почве. А удобрения для гидропоники содержат все готовые для использования элементы.

Раньше, чтобы получить питательный раствор, нужно было самому смешивать химические реактивы. Но это очень сложно. Сейчас раствор для гидропоники можно приготовить самому с помощью готовых удобрений:

Минеральное удобрение Plagron Hydro A/B 5 л. Двухкомпонентные азотсодержащие удобрения идеально подходят для профессионалов с большим опытом выращивания. Они содержат все необходимые питательные вещества даже для самых капризных растений. Используют эти подкормки во время развития, цветения и плодоношения. Они предназначены для гидропонного метода выращивания.

Стимулятор корнеобразования Plagron Power Roots 1 л. Это удобрение обеспечивает рост сильной, развитой корневой системы. В результате увеличивается усвоение питательных веществ, ускоряется рост молодых побегов. Используется во время вегетации и после пересадки для укрепления иммунитета. Подходит для любого способа выращивания.

Минеральное удобрение FloraGro 500 мл. Стимулирует активное развитие и укрепление корневой системы за счет обеспечения растения главными элементами. Используется на стадии вегетации для гидропонного способа, выращивания в почве, субстратах.

Специальные удобрения для лимона дают цветоводу возможность вырастить здоровое цитрусовое растение, которое принесет качественные ароматные плоды, в домашних условиях.

Пересадка растений должна проводиться с учетом ряда нюансов, ведь это стресс для любой агрокультуры, а узнать наилучшие сроки для пересадки помогает лунный календарь.

Налет на листьях растений возникает по различным причинам, а значит первая задача садовода заключается в том, чтобы определить виновника, будь то вредители или грибки.

pH метры играют огромную роль в садоводстве, ведь для одних растений лучше подходит нейтральная среда, а другие предпочитают слабокислую или, наоборот, щелочную почву и воду для полива.

Стимулятор роста корней обеспечивает правильное и быстрое развитие подземной части растение, что, в свою очередь, положительно влияет на стебли, листья и плоды.

Правильная калибровка pH метра обязательна вне зависимости от модели прибора, она обеспечивает высокую точность измерений и продлевает срок эксплуатации устройства.

Каждому садоводу под силу как ускорить рост растений, так и добиться более впечатляющего урожая. В этом помогут специальные препараты, которые отлично дополняют базовые удобрения.

Дренаж для комнатных растений – средство, позволяющее поддерживать благоприятную влажность почвы. По сути это слой каменистых материалов, которые размещают на дне емкости.

Узнайте первым о предстоящих акциях и скидках. Мы не рассылаем спам и не передаем email третьим лицам

Источник

Азот и растения

В этой статье мы рассмотрим:

— для чего растениям нужен азот;

— к чему может привести его нехватка;

— как распознать признаки недостатка азота;

— в чем содержится азот для подкормки растений;

— какие азотные удобрения можно использовать в домашних условиях.

Роль азота в жизни растений

Азот жизненно необходим растениям для правильного развития, в первую очередь, корневой системы. Он также влияет на метаболизм растений и является строительным элементом для формирования нуклеиновых кислот и других важных соединений.

Все обменные процессы, происходящие в организме растения, от синтеза хлорофилла до усвоения витаминов активизируются благодаря азоту. Недостаток азота может привести к неполноценному урожаю или даже гибели растения.

В чем содержится азот для растений

В первом случае растения получают азот из почвы в виде долгого азота (соль аммония) и быстрого азота (нитраты). Соль аммония содержится в почве постоянно, практически из неё не вымывается, необходима на стадии начального развития растения. Нитраты также находятся в земле, но быстро вымываются из неё. Для уменьшения вымывания азота вносится перегной, который заполняет пространство между частицами почвы.

Признаки недостатка азота у растений

Для определения нехватки азота у растения не требуется специальное биологическое образование или особые познания в сельском хозяйстве. Последствия дефицита видны сразу. Растение выглядит болезненным, меняется цвет листьев, начиная с жилок и прилегающей к ним части листовой пластинки.

При недостатке азота происходит замедление роста растений, ослабляется интенсивность цветения, сокращается вегетационный период, уменьшается содержание белка в растении и как результат снижается урожай.

Восполнение дефицита

Для повышения уровня азота в почве можно использовать калиевую или натриевую селитру, аммиачные или органические удобрения с азотом. Подкормку необходимо осуществлять весной – в активную фазу роста и развития растения. Не рекомендуется вносить данный вид удобрений в средине лета, поскольку это способствует накоплению нитратов в плодах.

Для гидропонного метода выращивания существуют следующие варианты повышения уровня азота:

Минеральные удобрения

Перечисленные питательные составы могут использоваться для любого типа гидропонной системы, отличаются сбалансированным составом, содержат все необходимые микроэлементы и азот в хелатной форме, что позволяет растению быстро его усвоить и сформировать здоровые стебли, листья и плоды.

Стимуляторы образования корневой системы

Заключение и полезное видео

Азот – это жизненно важный элемент для растения. Его недостаток, ровно, как и избыток, приводит к болезням растений и формированию неполноценного урожая. Внимательно относитесь к состоянию здоровья ваших растений и не пускайте все на самотек, если заметите какие-либо проблемы. Ведь вовремя покормить растение и вернуть его к жизни намного проще, чем выращиваться заново.

А в этом видео мы подробно разбираем, как распознать и вовремя устранить дефицит питательных элементов у вашего растения. Удачных вам экспериментов и большого урожая!

Азот для растений: значение, признаки недостатка, источники

В этой статье мы рассмотрим:

— для чего растениям нужен азот;

— к чему может привести его нехватка;

— как распознать признаки недостатка азота;

— в чем содержится азот для подкормки растений;

— какие азотные удобрения можно использовать в домашних условиях.

Роль азота в жизни растений

Азот жизненно необходим растениям для правильного развития, в первую очередь, корневой системы. Он также влияет на метаболизм растений и является строительным элементом для формирования нуклеиновых кислот и других важных соединений.

Все обменные процессы, происходящие в организме растения, от синтеза хлорофилла до усвоения витаминов активизируются благодаря азоту. Недостаток азота может привести к неполноценному урожаю или даже гибели растения.

В чем содержится азот для растений

В первом случае растения получают азот из почвы в виде долгого азота (соль аммония) и быстрого азота (нитраты). Соль аммония содержится в почве постоянно, практически из неё не вымывается, необходима на стадии начального развития растения. Нитраты также находятся в земле, но быстро вымываются из неё. Для уменьшения вымывания азота вносится перегной, который заполняет пространство между частицами почвы.

Признаки недостатка азота у растений

Для определения нехватки азота у растения не требуется специальное биологическое образование или особые познания в сельском хозяйстве. Последствия дефицита видны сразу. Растение выглядит болезненным, меняется цвет листьев, начиная с жилок и прилегающей к ним части листовой пластинки.

При недостатке азота происходит замедление роста растений, ослабляется интенсивность цветения, сокращается вегетационный период, уменьшается содержание белка в растении и как результат снижается урожай.

Восполнение дефицита

Для повышения уровня азота в почве можно использовать калиевую или натриевую селитру, аммиачные или органические удобрения с азотом. Подкормку необходимо осуществлять весной – в активную фазу роста и развития растения. Не рекомендуется вносить данный вид удобрений в средине лета, поскольку это способствует накоплению нитратов в плодах.

Для гидропонного метода выращивания существуют следующие варианты повышения уровня азота:

Минеральные удобрения

Перечисленные питательные составы могут использоваться для любого типа гидропонной системы, отличаются сбалансированным составом, содержат все необходимые микроэлементы и азот в хелатной форме, что позволяет растению быстро его усвоить и сформировать здоровые стебли, листья и плоды.

Стимуляторы образования корневой системы

Заключение и полезное видео

Азот – это жизненно важный элемент для растения. Его недостаток, ровно, как и избыток, приводит к болезням растений и формированию неполноценного урожая. Внимательно относитесь к состоянию здоровья ваших растений и не пускайте все на самотек, если заметите какие-либо проблемы. Ведь вовремя покормить растение и вернуть его к жизни намного проще, чем выращиваться заново.

А в этом видео мы подробно разбираем, как распознать и вовремя устранить дефицит питательных элементов у вашего растения. Удачных вам экспериментов и большого урожая!

Источник