Доля органического азота, не являющегося белком, составляет 20-26 % от общего количества азота в растениях. При неблагоприятных условиях, таких как дефицит калия или недостаток света, количество небелковых азотных соединений увеличивается.
Азот в жизни растений
Азот — это химический элемент, инертный газ без запаха и цвета, открытый во второй половине XVIII века французским химиком Лавуазье. Он является основным компонентом атмосферного воздуха (78,08 %) и означает что-то вроде «не живой», поскольку не поддерживает горение или дыхание. Однако дальнейшие исследования показали, какую огромную роль играет азот в жизни растений и в органическом мире в целом.
Все ферменты — это белки, и если растения не получают достаточного количества азота, синтез ферментов замедляется, что приводит к нарушениям в биосинтезе, метаболизме и, в конечном итоге, к потере урожая.
- белков, пептидов и аминокислот, которые являются составной частью протоплазмы и ядра растительных клеток;
- нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) — носителей наследственных свойств живых организмов и участвующих в обмене веществ;
- молекул хлорофилла;
- ферментов;
- фосфатидов;
- гормонов;
- большинство витаминов.
- Питание растений
- Химический состав растений
- Воздушное питание растений (фотосинтез)
- Минеральное (корневое) питание растений
- Азот в жизни растений (EnglishEspañol)
- Фосфор в жизни растений
- Калий в жизни растений
- Диагностика питания растений
Навигация
- Питание растений
- Химический состав растений
- Воздушное питание растений (фотосинтез)
- Минеральное (корневое) питание растений
- Азот в жизни растений (EnglishEspañol)
- Фосфор в жизни растений
- Калий в жизни растений
- Диагностика питания растений
Регулируя поступление азота в растения, можно влиять на урожайность, учитывая при этом другие факторы жизни. Максимальный урожай достигается тогда, когда растения в достаточной степени обеспечены всеми необходимыми для их роста условиями. Ученый Д.Н. Прянишников писал, что вся история сельского хозяйства Западной Европы показывает, что главным условием, определяющим среднюю урожайность сельскохозяйственных культур в разные эпохи, была степень обеспеченности посевов азотом.
Оптимальное снабжение азотом способствует синтезу белков, и растения формируют крепкие стебли и листья ярко-зеленого цвета. Сильный ассимиляционный аппарат позволяет накапливать больше продуктов фотосинтеза, что повышает урожайность и общее качество урожая.
Одностороннее избыточное снабжение азотом, особенно во второй половине вегетационного периода, задерживает созревание растений; образуется большая всхожая масса, но растение не успевает сформировать репродуктивные органы.
Дефицит азота приводит к резкому замедлению роста растений. Прежде всего, нарушается развитие зародышевой массы: Листья становятся мелкими, светло-зелеными и раньше желтеют, стебли тонкие и слабо разветвленные. Снижается формирование репродуктивных органов, резко падает урожайность. Недостаток азота в зерне ослабляет обработку почвы, уменьшает количество зерен в колосе и снижает содержание белка в зерне.
Культивация
Протеин Азот Выращивание Соя 29 5,8 Горох 20 4,5 Пшеница 14 2,5 Рис 7 1,2 Протеин Скорость, с которой растения накапливают органическое вещество, превышает поглощение ими азота и других питательных веществ. Происходит «разбавление роста» содержанием питательных веществ. Во время созревания происходит сильное смещение азота к репродуктивным органам, где он откладывается в виде запасенных белков. кущение трубкование колошение цветение Озимая пшеница 5,0-5,4 3,0-4,5 2,1-2,5 2,0-2,4 Яровая пшеница 4,5-5,5 3,0-4,4 2,5-3,0 1,8-2,5 Овес 5,5-5,9 2,9-3,9 2,2 1,3-1,7 Поступление и трансформация азота в белковые вещества
Азот поступает в растения в основном в виде нитратов и аммиака, но некоторые растворимые органические соединения, такие как мочевина, аминокислоты и аспарагин, также могут быть усвоены.
Из соединений азота, поступающих в растения из почвы, только аммиак используется непосредственно для синтеза аминокислот. Нитраты и нитриты включаются в синтез аминокислот только после восстановления в тканях растений.
Восстановление нитратов до аммиака начинается уже в корнях с помощью флавин-металлоферментов:
При избытке часть нитратов переходит в неизменном виде в листья, где они восстанавливаются по той же схеме.
Образование аминокислот (аминирование) происходит при взаимодействии аммиака с кетокислотами: пировиноградной, щавелевой, кетоглутаровой и т.д., которые образуются при окислении углеводов. Аминирование контролируется ферментами. Так, при взаимодействии пировиноградной кислоты с аммиаком образуется аланин:
Аналогично, взаимодействие аммиака с оксалуксусной кислотой приводит к образованию аспаргиновой кислоты (СООН-СН
-CHNN2-СООН), с кетоглутаровой кислотой — глутаминовая кислота (СООН-СН2-SH2-CHNN2-СООН), с кетоглутаровой кислотой — глутаминовая кислота (СООН-СН2В аминокислотах азот находится в виде аминогруппы (-NH
). Процессы образования аминокислот происходят в корнях и надземной части растений.2Тесты с мечеными атомами показывают, что уже через несколько минут после подкормки растений аммиачными удобрениями в тканях можно обнаружить аминокислоты, синтезированные из аммиака, добавленного в удобрение. Первой образовавшейся аминокислотой является аланин, за ним следуют аспарагин и глутаминовая кислота.
Нитратный азот может накапливаться в растении в больших количествах, не причиняя ему вреда. Аммиак в свободной форме присутствует в тканях лишь в незначительных количествах. Его накопление, особенно в отсутствие углеводов, приводит к аммиачному отравлению растений.
Однако растения способны связывать избыток свободного аммиака: Часть его взаимодействует с синтезированными аминокислотами аспарагином и глутамином и образует соответствующие амиды — аспарагин и глутамин:
Образование аспарагина и глутамина позволяет растениям защищаться от отравления аммиаком и создавать запасы аммиака, а амиды также участвуют в синтезе белка.
Азот необходим для правильного роста растений, особенно корневой системы. Он также влияет на метаболизм растений и является строительным блоком для образования нуклеиновых кислот и других важных соединений.
Роль азота в жизни растений
Все метаболические процессы в растении, от синтеза хлорофилла до усвоения витаминов, активируются азотом. Дефицит азота может привести к низкой урожайности или даже гибели растений.
Общее содержание азота во «взрослом» растении может составлять до 5 %, в зависимости от культуры. Если вы выращиваете растение дома, то компенсировать это значение можно с помощью специального азотного удобрения для комнатных растений. Однако в природных условиях существует два основных источника азота для растений:
В чем содержится азот для растений
В первом случае растения получают азот из почвы в виде долгоживущего азота (аммонийной соли) и быстрого азота (нитрата). Аммонийная соль постоянно присутствует в почве, почти никогда не истощается и необходима на ранних стадиях роста растений. Нитрат также присутствует в почве, но быстро вымывается. Чтобы уменьшить вымывание азота, вносят перегной для заполнения пространства между частицами почвы.
Азот также содержится в воздухе, но не все растения могут усваивать это вещество в газообразной форме. Здесь на помощь приходит наука: азотфиксаторы — это специальные азотфиксирующие бактерии, которые могут поглощать азот в молекулярной форме прямо из воздуха и затем преобразовывать его в форму, пригодную для питания растений. Эти бактерии в большом количестве содержатся в корнях бобовых растений.
Чтобы распознать дефицит азота в растении, не нужно иметь специальную степень по биологии или обладать какими-либо специальными знаниями в области сельского хозяйства. Последствия дефицита видны сразу. Растение выглядит слабым, цвет листьев меняется, начиная с жилок и прилегающей части листовых пластинок.
Признаки недостатка азота у растений
Дефицит азота приводит к замедлению роста растений, снижению интенсивности цветения, сокращению вегетационного периода, снижению содержания белка в растении и, соответственно, снижению урожайности.
Обе формы азота важны в питательном растворе для гидропоники. Контролируя их соотношение, можно добиться постоянного pH, поскольку если в растворе содержится только аммоний, это понижает pH раствора и делает его кислым. И наоборот, если нитрата слишком много, рН вокруг корней повышается, и раствор становится щелочным. Если pH не находится на нужном уровне, растение не будет получать элементы, необходимые для нормального роста. При pH 6,8 растения могут в равной степени поглощать обе формы азота.
Азот в гидропонике
В равных пропорциях аммоний понижает рН раствора больше, чем нитратный азот повышает его. Поэтому для стабилизации рН используется гораздо меньше аммония, чем нитратов (в соотношении 1:3).
Другим важным критерием является правильное соотношение NH
+ и NO4— так как более высокий уровень аммония приводит к дефициту кальция и магния.3Соотношение нитрата и аммония очень важно. Однако оно может меняться в зависимости от сорта растения, температуры раствора, стадии роста и освещенности:
1. Если во время плодоношения в питательном растворе некоторых растений будет присутствовать аммоний, это снизит урожай и может привести к заболеваниям. Поэтому лучше использовать аммоний только на начальной стадии роста. 2. повышение температуры увеличивает поглощение сахара и, таким образом, снижает метаболизм аммония. Поэтому высокие концентрации аммония недопустимы при высоких температурах. 3. наоборот, при низких температурах нитрат транспортируется медленнее, поэтому его использование в растворе отрицательно сказывается на росте растений.
-
Не нужно обладать специальными знаниями, чтобы понять, как выглядит растение с дефицитом азота N2. Главный признак — прекращение роста и общая слабость. Растение с нормальным уровнем азота выглядит здоровым и имеет насыщенный зеленый цвет листьев. Даже на ранних стадиях дефицит азота может привести к потере половины урожая.
Нехватка азота у растений
Недостаток азота в растении можно заметить по следующим признакам:
Азот поступает в растения в виде нитрата калия, нитрата натрия, аммиачной селитры, органических удобрений и других удобрений. Он повышает урожайность почти всех культур.
- растут слабые, короткие побеги;
- недостаток листьев, а те, что есть, теряют яркую окраску;
- новые листья мелкие, узкие, бледно-зеленые с красноватыми оттенками, рано опадают;
- пожелтение жилок с расположенными возле них частями листа. Сначала желтеть начинают нижние, старые листья;
- слабое ветвление деревьев;
- слабое цветение;
- плоды вырастают мелкие, рано осыпаются.
Как восполнить дефицит азота у растений
В почве
Почву удобряют ранней весной и в начале лета. В это время растение растет более активно. Раннее внесение удобрений стимулирует обмен веществ и способствует росту.
Удобрения оказывают положительное действие после весенних заморозков и понижения температуры. Не рекомендуется вносить их после середины лета. Это затягивает рост и значительно снижает зимостойкость растений. Это также может привести к накоплению нитратных солей в плодах.
Минеральные удобрения используются для гидропоники. Обычные органические удобрения (навоз) использовать не следует, так как они могут привести к гниению. Это происходит потому, что органические удобрения разлагаются организмами, которые встречаются только в почве. Гидропонные удобрения, с другой стороны, содержат все элементы, готовые к использованию.
В гидропонике
Раньше вам приходилось самостоятельно смешивать химические вещества, чтобы сделать питательный раствор. Но это очень сложно. Теперь вы можете сделать свой собственный гидропонный раствор, используя готовые к применению удобрения:
Неорганическое удобрение Plagron Hydro A/B 5 литров. Азотное двухкомпонентное удобрение идеально подходит для профессионалов с большим опытом выращивания. Оно содержит все необходимые питательные вещества даже для самых требовательных растений. Используются во время роста, цветения и плодоношения. Предназначены для гидропонного метода выращивания.
Plagron Power Roots 1 л. Это удобрение обеспечивает развитие сильной, хорошо развитой корневой системы. В результате увеличивается поглощение питательных веществ и ускоряется рост молодых побегов. Используется в период роста и после пересадки для укрепления иммунной системы. Подходит для всех типов растений.
Минеральное удобрение FloraGro 500 мл. Стимулирует активный рост и укрепляет корневую систему, обеспечивая растение необходимыми элементами. Используется в фазе роста для гидропонного выращивания, выращивания в почве и субстрате.
Теплицы для домашнего использования и для других целей — от компактных гроубоксов для домашнего использования и небольших гроубоксов до полноразмерных коммерческих теплиц — позволили людям выращивать растения круглый год и без учета климатических условий конкретного региона.
Как построить гроубокс своими руками.
Свет — это основа жизни растений. Без достаточного количества световой энергии и необходимого — фотосинтетически эффективного — спектрального состава даже самые перспективные и продуктивные сорта не могут раскрыть свой потенциал.
Азотные удобрения следует вносить весной в первые теплые дни (середина апреля). Большинство азотных удобрений легко вымываются из почвы, поэтому не рекомендуется вносить их ранней весной. Не следует вносить азот осенью, иначе растения перезимуют с невызревшими побегами.
Сроки и нормы внесения азотных удобрений
Первая подкормка (апрель): 100-150 г азота на один оборот грядки. Доза зависит от действующего вещества: 200 г мочевины (45-46% действующего вещества), 250-300 г аммиачной селитры (30-34% действующего вещества).
Вторая подкормка (середина мая): под плодовые деревья и кустарники, декоративные кустарники подкормке не подлежат. 50-100 г (на основе действующего вещества) азота на одну грядку севооборота.
Третья операция (2-я декада июня): аналогично второй операции, для сохранения семян.
Азотные удобрения вносятся с июля и далее.
После июля не рекомендуется вносить удобрения для сохранения урожая.С июля не рекомендуется вносить азотные удобрения, чтобы не готовить растения к зиме.Указанные количества удобрений относятся к деревьям; для кустарников количество следует уменьшить в 2-3 раза; для вересковых и хвойных растений следует вносить 1/8 от указанного количества. Для внекорневой подкормки уменьшите концентрацию в 2-3 раза; мочевина предпочтительнее, так как она не обжигает листья — 5-10 г на 1 л воды.
В зависимости от формы содержания азота удобрения обычно делятся на 3 группы: Аммиачные, Нитратные и Амидные. Азот в аммиачной форме лучше усваивается растениями и не накапливается в плодах, в отличие от азота в нитратной форме. Существуют также удобрения, содержащие азот как в аммиачной, так и в нитратной форме (аммиачная селитра).
Виды азотных удобрений
В аммиачных удобрениях (сульфат аммония, хлорид аммония).
Азот содержится в форме аммиака благодаря добавлению минеральной кислоты.Сульфат аммония (сульфат аммония) содержит около 20,5 % азота и серы и особенно подходит для песчаных почв. В отличие от других азотных удобрений (таких как аммиачная селитра и мочевина), сульфат аммония лучше связывается с почвой, устойчив к вымыванию, не испаряется, хорошо хранится и не накапливается. Сульфат аммония подкисляет почву и поэтому подходит для растений, предпочитающих кислую среду — вереска, рододендрона, клюквы, ежевики — или вы можете добавить нейтрализатор — мел, известь, доломит.
Нитратные удобрения
(нитрат натрия, нитрат калия, нитрат кальция).содержат соли азотной кислоты (нитратная форма). В отличие от аммиачных удобрений, нитратные удобрения содержат относительно небольшую долю азота — около 15-16 %. Нитратные удобрения не подкисляют почву, поэтому их можно использовать на любой (даже кислой) почве. К недостаткам относятся: сложные условия хранения — нитратные удобрения необходимо хранить в сухом месте в герметично закрытых контейнерах или мешках, не пропускающих влагу, и подвижность — нитратные удобрения легко вымываются из почвы, поэтому используйте их, когда минует опасность таяния снега.Особенно используйте калийную селитру, так как это азотное удобрение улучшает качество плодов благодаря содержанию калия. Из-за низкого содержания азота (13%) и калия (44%) рекомендуется использовать калийную селитру в период адаптации.
Амидное удобрение
Азот используется в форме аммиака. Наиболее распространенными являютсямочевина (карбамид). Это самое концентрированное азотное удобрение: чистая мочевина содержит около 46,2 % азота и поэтому чаще всего используется при дефиците азота и в качестве азотного удобрения. Мочевина хорошо растворима в воде, устойчива к смыванию и не обжигает листья при внесении на листву, как аммиачная селитра. Недостатком мочевины является то, что она подкисляет почву. Смешивать мочевину следует только в сухом виде и только перед внесением с другими удобрениями, так как она повышает гигроскопичность смеси. Мочевину не следует смешивать с простым суперфосфатом, известью, доломитом и мелом. Аммиак испаряется на открытом воздухе. Чтобы избежать его потерь, удобрение необходимо заделывать в почву на глубину не менее 3-4 см. Карбамид следует хранить в сухом месте, так как он хорошо впитывает влагу.Аммиачная селитра
— Удобрение аммиачная селитра содержит азот в обеих формах, около 34-35 %. Вместе с мочевиной это одно из наиболее часто используемых азотных удобрений. Аммиачная селитра подкисляет почву, поэтому на кислых почвах необходимо добавлять нейтрализующие вещества. В чрезмерно влажных почвах и при обильном поливе она может выщелачиваться. Аммиачная селитра также липкая и чувствительна к влаге, поэтому ее следует хранить только в сухих, герметичных контейнерах. Как и мочевина, аммиачная селитра используется для профилактики заболеваний и борьбы с вредителями.Дефицит азота в основном влияет на зрелые и старые листья: они первыми желтеют, но дефицит азота влияет только на промежутки между жилками — сами жилки остаются зелеными. Рост растения, как правило, задерживается. Молодые листья сначала берут азот из старых листьев, но затем сами листья бледнеют. Когда появляются новые листья, они становятся меньше. Со временем листья могут даже стать розовыми, скрутиться и опасть. Недостаток азота не позволяет растению цвести и, следовательно, плодоносить.
Последствия и признаки недостатка азота
Листья становятся темно-зелеными, крупными и сочными, а цветение задерживается. В то же время стебли становятся очень толстыми. У некоторых растений они лопаются, а если это происходит у корневища, то стебли скручиваются. Это означает, что как дефицит азота, так и избыточное удобрение могут привести к потере урожая.
Аммиачная селитра или нитрат аммония содержит 35 % азота. Он хорошо растворим (190 г на 100 мл воды при 20 °C) и быстро усваивается растениями, которые поглощают ионы аммония и нитраты. Все другие азотистые вещества и элементарный азот из атмосферы должны быть преобразованы в эти ионы бактериями в почве и клубнях бобовых культур, чтобы азот мог быть усвоен растениями. При удобрении аммиачной селитрой этот этап пропускается.
Азотные удобрения
— Удобрение аммиачная селитра содержит азот в обеих формах, около 34-35 %. Вместе с мочевиной это одно из наиболее часто используемых азотных удобрений. Аммиачная селитра подкисляет почву, поэтому на кислых почвах необходимо добавлять нейтрализующие вещества. В чрезмерно влажных почвах и при обильном поливе она может выщелачиваться. Аммиачная селитра также липкая и чувствительна к влаге, поэтому ее следует хранить только в сухих, герметичных контейнерах. Как и мочевина, аммиачная селитра используется для профилактики заболеваний и борьбы с вредителями.
Необходимо 15-25 граммов аммиачной селитры на квадратный метр. Вносите это удобрение под все культуры ранней весной. Летом капуста, огурцы и овощи нуждаются в дополнительном удобрении. Капусту удобряют внекорневой подкормкой раствором с концентрацией нитратов 2,5 г на литр воды.
С аммиачной селитрой следует обращаться осторожно из-за ее взрывоопасности. Хотя садоводы редко хранят большие запасы аммиачной селитры и для ее воспламенения требуется много усилий, полезно знать, что взрывоопасность этого вещества возрастает с увеличением влажности. Об огромной силе этого удобрения можно судить по последствиям взрыва более двух тысяч тонн аммиачной селитры в порту Бейрута 4 августа 2020 г. Она хранилась там с 2013 г., а в этом году был разработан безопасный состав, который содержит сульфат железа, а также селитру. Более важным для садоводов является химическая опасность нитрата аммония — при проглатывании он сильно раздражает глаза.
Сульфат аммония содержит только ионы аммония, а содержание азота составляет 21 %. В отличие от нитрата аммония, который взрывается и усиливает горение, сульфат аммония используется в порошковых огнетушителях и антипиренах. Вещество также считается безвредным для человека и используется в пищевой промышленности в качестве заменителя соли с показателем E517.
Сульфат аммония
Поскольку содержание азота в сульфате аммония ниже, чем в нитрате аммония, требуется большее количество — 75-95 г на квадратный метр. Сульфат аммония вносят осенью на весь сад под траншею. Сульфат аммония очень хорошо впитывается в почву и практически не вымывается. Недавние исследования показали, что ионы сульфата аммония улучшают усвоение азота растениями.
Из всех азотных удобрений мочевина или карбамид содержит больше всего азота (46,63 %), но он не может быть поглощен непосредственно растениями. Бактерии в почве должны сначала преобразовать мочевину в аммиак и нитрат-ионы, то есть фактически превратить ее в нитрат аммония. Как уже упоминалось, аммоний и нитрат уже усваиваются растениями. Процесс биохимического преобразования мочевины происходит в три этапа, поэтому она не является удобрением с самым быстрым эффектом. Отсутствие определенных бактерий затрудняет процесс преобразования мочевины в усвояемую форму.
Мочевина
Одновременное потребление мочевины составляет до 20 г на квадратный метр. Применять ранней весной и в начале лета под все культуры. Поздней осенью и ранней весной опрыскивайте растения раствором 500 г мочевины на 10 л воды. Это служит для профилактики заболеваний и защиты от вредителей.
Недостаток чистого азота невозможен, так как он содержится в воздухе и организму его хватает. Человек, как и подавляющее большинство всех живых существ, не способен усваивать чистый азот. Поэтому он поступает в наш организм в связанном виде как компонент растительных и животных белков, аминокислот, пуриновых соединений, нуклеотидов и т.д. При недостатке в рационе белков и витаминов возможен дефицит азота.
Азот для человека
Массовое использование азотных удобрений привело к чрезмерно высокому содержанию нитратов в рационе. Кстати, чрезмерное использование азотных удобрений в саду может привести к ненужным потерям урожая при хранении. Нитраты сами по себе безвредны, но в организме они преобразуются в нитриты, а эти ионы превращают гемоглобин в метагемоглобин, который не может переносить кислород. В результате возникает хроническая гипоксия, от которой страдают все курильщики. Это означает, что человек, считающий себя здоровым, может получить от нитратов такой же вред, как и от курения.
Следствия и признаки дефицита азота
- мышечная дистрофия;
- нарушения обмена веществ, сопровождающиеся отеками;
- задержка физического и умственного развития;
- иммунодефицит;
- гиподинамия;
- депрессия.
Избыток азота
Другой возможный вред заключается в том, что патогенная кишечная флора может процветать на нитратах и производить токсины, отравляющие организм. Симптомы могут быть самыми разными — точную картину может дать только анализ.
Аргинин — самая важная аминокислота в азотистом обмене, и NO образуется из этой аминокислоты под действием ферментов. Этот газ необходим для функционирования сосудистых мышц и сердечной мышцы. Дефицит оксида азота может привести к сердечным приступам или даже остановке сердца. Самый низкий уровень оксида азота наблюдается в 3-4 часа утра — именно в это время происходит большинство случаев сердечной смерти. Оксид азота участвует и в других важных процессах организма. Американский фармаколог Луис Игнарро получил Нобелевскую премию за исследование сигнальной функции оксида азота.
Аргинин
У взрослых и здоровых людей аргинин может вырабатываться самим организмом. Однако детям и подросткам, пожилым и больным людям эта аминокислота крайне необходима, поскольку ее синтез часто недостаточен. Аргинин биосинтезируется из цитруллина. А без цитруллина уровень аргинина быстро падает.
К счастью, аргинин содержится в большинстве растительных и животных продуктов, богатых белком. Самым лучшим среди них являются тыквенные семечки, которые содержат 5353 мг на 100 граммов. Далее следуют кедровые орехи с 2413 мг/100 г, затем грецкие орехи с 2278 мг/100 г. Не отстает от них сушеный горох с 2188 мг/100 г.
