Калций, магнезий и сяра в растителните организми. Какво е калций, реакцията на калций с кислород Хетерогенна реакция на калций и сяра

Макронутриентите се наричат ​​елементи, които могат да бъдат включени в състава на растението в цели проценти или в десети от процента. Те включват фосфор, азот, катиони - калий, сяра, калций, магнезий, докато желязото е междинен елемент между микро и макроелементите.

Елементът се абсорбира перфектно от растението от соли на амоний и азотна киселина. Той е основното хранително вещество на корените, тъй като е част от протеините в живите клетки. Белтъчната молекула има сложна структура, протоплазмата е изградена от нея, съдържанието на азот варира от 16% до 18%. Протоплазмата е живо вещество, в което протича основният физиологичен процес, а именно респираторният метаболизъм. Само благодарение на протоплазмата се осъществява сложен синтез на органични вещества. Азотът също е компонент на нуклеиновата киселина, която е част от ядрото и в комбинация е носител на наследствеността. Голямото значение на елемента се определя от факта, че този макроелемент е част от хлорофил-зеленото, процесът на фотосинтеза зависи от този пигмент, а също така е част от някои ензими, които регулират метаболитните реакции и редица различни витамини. Малко количество азот може да се намери в неорганична среда. При липса на светлина или излишно азотно хранене нитратите могат да се натрупват в клетъчния сок.

Повечето форми на азот се превръщат в растението в амонячни съединения, които, когато реагират с органични киселини, образуват аспарагинови амиди, аминокиселини и глутамин. Амонячният азот най-често не се натрупва в големи количества в растението. Това може да се наблюдава само при недостатъчно количество въглехидрати, при такива условия растението не е в състояние да го преработи в безвредни вещества - глутамин и аспарагин. Излишъкът на амоняк в тъканите може да доведе до тяхното директно увреждане. Това обстоятелство трябва да се има предвид при отглеждане на растение през зимата в оранжерия. Високият дял на амонячен азот в хранителния субстрат и недостатъчното осветление, което може да намали процеса на фотосинтеза, също може да доведе до увреждане на паренхима на листата поради високото съдържание на амоняк.

Зеленчуковите растения се нуждаят от азот през целия си вегетационен период, тъй като винаги изграждат нови части. При липса на азот растението започва да расте слабо. Нови издънки не се образуват, размерът на листата намалява. Ако в старите листа липсва азот, хлорофилът в тях се разрушава, поради което листата стават бледозелени, след това пожълтяват и умират. При остър глад средните слоеве на листата стават жълти, а горните стават бледозелени. С това явление може да се справите лесно. За да направите това, трябва само да добавите нитратна сол към хранителното вещество, така че след 5 или 6 дни листата да станат тъмнозелени на цвят и растението да продължи да създава нови издънки.

Този елемент може да бъде усвоен от растението само в окислена форма - SO4 анион. В това растение голяма маса сулфатен анион се редуцира до -S-S- и -SH групи. В такива групи сярата е част от протеините и аминокиселините. Елементът е част от някои ензими, също ензими, участващи в дихателния процес. Следователно серните съединения оказват значително влияние върху метаболитните процеси и образуването на енергия.

Сярата също присъства в клетъчния сок като сулфатен йон. При разлагането на съдържащи сяра съединения с участието на кислород сярата се окислява до сулфат. Ако коренът умре поради липса на кислород, тогава съединенията, съдържащи сяра, се разлагат до сероводород, който е отровен за живите корени. Това е една от причините за смъртта на цялата коренова система с липса на кислород и нейното наводняване. Ако има липса на сяра, тогава, както при азота, хлорофилът се разгражда, но листата на горните слоеве са сред първите, които изпитват липса на сяра.

Този елемент се абсорбира само в окислена форма с помощта на соли на фосфорната киселина. Елементът се намира и в състава на протеини (комплекс) - нуклеопротеини, те са най-важните вещества на плазмата и ядрото. Също така фосфорът е част от мастноподобни вещества, а фосфатидите, които играят важна роля в образуването на мембранни повърхности в клетката, са част от някои ензими и други активни съединения. Елементът играе важна роля в аеробното дишане и гликолизата. Енергията, която се освобождава по време на тези процеси, се натрупва под формата на фосфатни връзки и впоследствие се използва за синтезиране на много вещества.

Фосфорът също участва в процеса на фотосинтеза. Фосфорната киселина не може да се редуцира в растението, тя може само да се свързва с други органични вещества, образувайки фосфорни естери. Фосфорът се намира естествено в в големи количества, а в клетъчния сок се натрупва с помощта на минерални соли, които са резервен фонд на фосфора. Буферните свойства на солите на фосфорната киселина са в състояние да регулират киселинността в клетката, поддържайки благоприятно ниво. Елементът е много необходим за растежа на растението. Ако първоначално растението няма фосфор, а след това след хранене с фосфорни соли, растението може да страда от повишен прием на този елемент и нарушение, дължащо се на този азотен метаболизъм. Ето защо е много важно да се осигури добри условияфосфорно хранене навсякъде кръговат на животарастения.

Калций, магнезий и калий се абсорбират от растението от различни соли (разтворими), чиито аниони нямат токсичен ефект. Те са достъпни, когато са в абсорбирана форма, а именно, те са свързани с някакво неразтворимо вещество, което има киселинни свойства. Когато се отделят в растението, калцият и калият не понасят химични трансформации, но са необходими за храненето. И те не могат да бъдат заменени с други елементи, както не могат да бъдат заменени сярата, азотът или фосфорът.

Основната роля на магнезий, калций и калийсе състои в това, че когато се адсорбират върху колоидни частици на протоплазмата, те образуват специални електростатични сили около тях. Тези сили играят важна роля във формирането на структурата на живата материя, без която не може да се осъществи нито синтезът на клетъчните вещества, нито Съвместна дейностразлични ензими. В същото време йоните задържат определен брой водни молекули около себе си, поради което общият обем на йоните не е еднакъв. Силите, които задържат йона директно върху повърхността на колоидната частица, също не са равни. Трябва да се отбележи, че калциевият йон има най-малък обем - той е в състояние да остане на колоидната повърхност с по-голяма сила. Калиевият йон има най-голям обем, поради което е в състояние да образува по-малко силни адсорбционни връзки, а калциевият йон може да го измести. Междинната позиция е заета от магнезиевия йон. Тъй като по време на адсорбцията йоните се опитват да задържат водна обвивка, те определят водозадържащата способност и водното съдържание на колоидите. Ако има калий, тогава водозадържащата способност на тъканта се увеличава, а с калция тя намалява. От горното следва, че при създаването вътрешни структуриважно е съотношението на различните катиони, а не тяхното абсолютно съдържание.

В растенията елементът се съдържа в по-големи количества от другите катиони, особено във вегетативните части. Най-често се намира в клетъчния сок. Също така има много в младите клетки, които са богати на протоплазма, значително количество калий в адсорбирано състояние. Елементът е в състояние да повлияе на плазмените колоиди, втечнява протоплазмата (увеличава нейната хидрофилност). Също така, калият е катализатор за много синтетични процеси: обикновено катализира синтеза на прости макромолекулни вещества, допринасяйки за образуването на нишесте, протеини, захароза и мазнини. Ако се наблюдава, липсата на калий може да наруши процесите на синтез и аминокиселините, глюкозата и други продукти на разпадане ще започнат да се натрупват в растението. Ако има липса на калий, върху листата на долния слой се образува краен предпазител - това е, когато ръбовете на плочата близо до листа умират, след което листата стават куполовидни и върху тях се образуват кафяви петна. Некрозата или кафявите петна са свързани с образуването на трупна отрова в растителните тъкани и нарушение на азотния метаболизъм.

Елементът трябва да се доставя на инсталацията през целия жизнен цикъл. Голяма част от този елемент се намира в клетъчния сок. Този калций не участва особено в метаболитните процеси, той помага да се неутрализират излишните киселини от органичен характер. Другата част от калция е в плазмата - тук калцият действа като калиев антагонист, действа в обратна посока спрямо калия, т.е. повишава вискозитета и намалява хидрофилните свойства на плазмените колоиди. За нормалното протичане на процесите е важно съотношението на калций и калий директно в плазмата, тъй като това съотношение определя колоидните характеристики на плазмата. Калцият се намира в ядрената субстанция, поради което е много важен в процеса на делене на клетките. Освен това играе важна роля в образуването на различни клетъчни мембрани, като най-голяма роля има в образуването на стените на кореновите власинки, където влиза като пектат. Ако калцият не присъства в хранителния субстрат, точките на растеж на корена и надземните части се засягат светкавично, поради факта, че калцият не се транспортира от старите към младите части. Има изтъняване на корените, докато растежът им е ненормален или спира напълно. Когато се отглежда в изкуствена култура с помощта на чешмяна вода, липсата на калций е рядка.

Елементът навлиза в растението по-малко от калций или калий. Ролята му обаче е много важна, тъй като елементът е част от хлорофила (1/10 от целия магнезий в клетката е в хлорофила). Елементът е жизненоважен – необходим за безхлорофилните организми и ролята му не се изчерпва с фотосинтетичните процеси. Магнезият е основен елемент, необходим за респираторния метаболизъм и катализира и транспортира много различни фосфатни връзки. Тъй като фосфатните връзки, които са богати на енергия, участват в много процеси на синтез, те просто не могат да минат без този елемент. При недостиг на магнезий молекулите на хлорофила се разрушават, но вените на листата остават зелени, а тъканите, разположени между вените, стават по-бледи. Това се нарича петниста хлороза и е доста често срещано, когато растението има дефицит на магнезий.

Елементът се усвоява от растението с помощта на сложни, органични съединения, както и под формата на соли (разтворими). Общото съдържание на желязо в растението е ниско (стотни от процента). В растителните тъкани желязото е представено от органични съединения. Също така си струва да знаете, че железният йон може свободно да преминава от желязна форма в оксидна форма или обратно. Следователно, като в различни ензими, желязото участва в редокс процесите. Също така елементът е част от респираторните ензими (цитохром и др.).

В хлорофила няма желязо, но участва в неговото създаване. При липса на желязо може да се развие хлороза - при това заболяване хлорофилът не се образува и листата пожълтяват. Поради ниската подвижност на желязото в старите листа, то не може да се транспортира до младите листа. Следователно хлорозата обикновено започва с млади листа.

При липса на желязо фотосинтезата също претърпява промяна - растежът на растението се забавя. За да предотвратите хлороза, трябва да добавите желязо към хранителния субстрат не по-късно от 5 дни след началото на това заболяване, ако направите това по-късно, тогава вероятността за възстановяване е много малка.

В древни времена хората са използвали калциеви съединения за строителството. По същество това беше калциев карбонат, който беше в скалите, или продуктът от изгарянето му - вар. Използвани са също мрамор и гипс. Преди това учените вярваха, че варът, който е калциев оксид, е просто вещество. Това погрешно схващане съществува до края на 18 век, докато Антоан Лавоазие не изказва своите предположения за това вещество.

Добив на вар

В началото на 19 век английският учен Хъмфри Дейви открива чистия калций с помощта на електролиза. Освен това той получава калциева амалгама от гасена вар и живачен оксид. След това, след като дестилира живака, той получава метален калций.

Реакцията на калций с вода е бурна, но не е придружена от запалване. Поради обилното отделяне на водород, плочата с калций ще се движи през водата. Образува се и вещество - калциев хидроксид. Ако към течността се добави фенолфталеин, тя ще стане яркочервена - следователно Ca(OH)₂ е основа.

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂↓ + H₂

Реакцията на калций с кислород

Реакцията на Ca и O₂ е много интересна, но експериментът не може да се проведе у дома, тъй като е много опасен.

Помислете за реакцията на калция с кислорода, а именно изгарянето на това вещество във въздуха.

внимание! Не се опитвайте сами да повторите това преживяване!ще намерите безопасни химични експерименти, които можете да правите у дома.

Нека вземем калиев нитрат KNO₃ като източник на кислород. Ако калцият се съхранява в керосинова течност, тогава преди експеримента той трябва да се почисти с горелка, като се държи над пламъка. След това калцият се потапя в KNO₃ прах. След това в пламъка на горелката трябва да се постави калций с калиев нитрат. Калиевият нитрат се разлага на калиев нитрит и кислород. Отделеният кислород запалва калция и пламъкът става червен.

KNO₃ → KNO₂ + O₂

2Ca + O₂ → 2CaO

Струва си да се отбележи, че калцият реагира с някои елементи само при нагряване, те включват: сяра, бор, азот и други.

По отношение на калция растенията се делят на три групи: калциофили, калциофоби и неутрални видове. Съдържанието на калций в растенията е 0,5 - 1,5% от масата на сухото вещество, но в зрелите тъкани на калцифилните растения може да достигне 10%. Надземните части натрупват повече калций на единица маса от корените.

Химичните свойства на калция са такива, че той лесно образува достатъчно силни и в същото време лабилни комплекси с кислородни съединения на макромолекули. Калцият може да свързва вътремолекулни места на протеини, което води до промяна в конформацията, и да образува мостове между сложни съединения на липиди и протеини в мембраната или пектинови съединения в клетъчната стена, осигурявайки стабилността на тези структури. Следователно, съответно, с дефицит на калций, течливостта на мембраните рязко се увеличава, процесите на мембранен транспорт и биоелектрогенеза също се нарушават, клетъчното делене и удължаване се инхибират и процесите на образуване на корени спират. Липсата на калций води до набъбване на пектинови вещества и нарушаване на структурата на клетъчните стени. По плодовете се появяват некрози. В същото време листните плочи са огънати и усукани, върховете и ръбовете на листата в началото побеляват, а след това стават черни. Корени, листа и части от стъблото загниват и умират. На първо място, младите меристематични тъкани и кореновата система страдат от липса на калций.

Ca 2+ йони играят важна роля в регулирането на усвояването на йони от растителните клетки. Излишното съдържание на много катиони, токсични за растенията (алуминий, манган, желязо и др.), Може да се неутрализира чрез свързване към клетъчната стена и изместване на Ca 2+ йони от нея в разтвора.

Калцият играе важна роля в процесите на клетъчно сигнализиране като втори пратеник. Ca 2+ йоните имат универсална способност да провеждат различни сигнали, които имат първичен ефект върху клетката - хормони, патогени, светлинни, гравитационни и стресови ефекти. Характеристика на предаването на информация в клетката с помощта на Ca 2+ йони е вълновият метод за предаване на сигнала. Ca-вълните и Ca-колебанията, инициирани в определени области на клетките, са в основата на калциевото сигнализиране в растителните организми.

Цитоскелетът е много чувствителен към промените в съдържанието на цитозолния калций. Локалните промени в концентрацията на Ca 2+ йони в цитоплазмата играят изключително важна роля в сглобяването (и разглобяването) на актиновите и междинните нишки и в организацията на кортикалните микротубули. Калциево-зависимото функциониране на цитоскелета се осъществява в процеси като циклоза, флагеларно движение, клетъчно делене и растеж на полярни клетки.

Сярата е едно от основните хранителни вещества, необходими за живота на растенията. Съдържанието му в растителните тъкани е сравнително ниско и възлиза на 0,2 - 1,0% на суха маса.Сярата постъпва в растенията само в окислена форма - под формата на сулфатен йон. Сярата се среща в растенията в две форми – окислена и редуцирана. Основната част от абсорбирания от корените сулфат се придвижва към надземната част на растението през ксилемните съдове до младите тъкани, където интензивно се включва в метаболизма. Веднъж попаднал в цитоплазмата, сулфатът се редуцира с образуването на сулфхидрилни групи от органични съединения (R-SH). От листата сулфатът и редуцираните форми на сярата могат да се придвижват както акропетално, така и базипетално към растящите части на растението и органите за съхранение. В семената сярата се намира предимно в органична форма. Делът на сулфата е минимален в младите листа и рязко се увеличава с тяхното стареене поради разграждането на протеините. Сярата, подобно на калция, не може да се използва повторно и следователно се натрупва в стари растителни тъкани.

Сулфхидрилните групи са част от аминокиселини, липиди, коензим А и някои други съединения. Нуждата от сяра е особено висока в богатите на протеини растения, като бобови и кръстоцветни растения, които синтезират съдържащи сяра синапено масло в големи количества. Той е част от аминокиселините цистеин и метионин, които могат да бъдат намерени както в свободна форма, така и като част от протеини.

Една от основните функции на сярата е свързана с образуването на третичната структура на протеините поради ковалентните връзки на дисулфидните мостове, образувани между цистеиновите остатъци. Влиза в състава на редица витамини (липоева киселина, биотин, тиамин). Друг важна функциясярата е да поддържа определена стойност на редокс потенциала на клетката с помощта на обратими трансформации:

Недостатъчното снабдяване на растенията със сяра инхибира синтеза на протеини, намалява интензивността на фотосинтезата, скоростта на растежните процеси. Външните симптоми на дефицит на сяра са бледи и пожълтели листа, което се проявява първо в най-младите леторасти.

Магнезият по съдържание в растенията е на четвърто място след калия, азота и калция. Във висшите растения средното му съдържание в сухо тегло е 0,02 - 3,1%, във водораслите 3,0 - 3,5%. Особено много от него в младите клетки, генеративните органи и тъканите за съхранение. Натрупването на магнезий в растящите тъкани се улеснява от относително високата му подвижност в растението, което прави възможно повторното използване на този катион от стареещите органи. Въпреки това, степента на повторно използване на магнезия е много по-ниска от тази на азота, фосфора и калия, тъй като част от него образува оксалати и пектати, които са неразтворими и неспособни да се движат през растението.

В семената по-голямата част от магнезия е в състава на фитин. Около 10-15% Mg е част от хлорофила. Тази функция на магнезия е уникална и никой друг елемент не може да го замени в молекулата на хлорофила. Участието на магнезия в метаболизма на растителната клетка се свързва със способността му да регулира работата на редица ензими. Магнезият е кофактор за почти всички. Ензимите, които катализират преноса на фосфатни групи, са необходими за работата на много от ензимите на гликолизата и цикъла на Кребс, както и алкохолната и млечнокиселата ферментация. Магнезият в концентрация най-малко 0,5 mM е необходим за образуването на рибозоми и полизоми, активиране на аминокиселини и протеинов синтез. С увеличаване на концентрацията на магнезий в растителните клетки се активират ензимите, участващи в метаболизма на фосфатите, което води до увеличаване на съдържанието на органични и неорганични форми на фосфорни съединения в тъканите.

Растенията изпитват магнезиев глад главно на песъчливи и подзолисти почви. Неговият дефицит засяга преди всичко метаболизма на фосфора и съответно енергията на растението, дори ако фосфатите присъстват в достатъчни количества в хранителния субстрат. Дефицитът на магнезий също инхибира превръщането на монозахаридите в полизахариди и причинява сериозни смущения в протеиновия синтез. Магнезиевият глад води до нарушаване на структурата на пластидите - граната се слепва, ламелите на стромата се счупват и не образуват единна структура, вместо тях се появяват много везикули.

Външен симптом на магнезиев дефицит е междужилковата хлороза, свързана с появата на петна и светлозелени, а след това жълти ивици между зелените листни вени. Краищата на листните плочи ще станат жълти, оранжеви, червени или тъмночервени. Признаците на магнезиев глад се появяват първо върху старите листа, след което се разпространяват към младите листа и растителните органи, а листните участъци, съседни на съдовете, остават зелени по-дълго.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

калциев сулфид- средна сол, образувана от силна основа - калциев хидроксид (Ca (OH) 2) и слаба киселина - сероводород (H 2 S). Формулата е CaS.

Моларна маса - 72g / mol. Представлява бял прах, който абсорбира добре влагата.

Хидролиза на калциев сулфид

Хидролизиран в аниона. Природата на средата е алкална. Теоретично е възможна втора стъпка. Уравнението на хидролизата изглежда така:

Първи етап:

CaS ↔ Ca 2+ + S 2- (солева дисоциация);

S 2- + HOH ↔ HS - + OH - (анионна хидролиза);

Ca 2+ + S 2- + HOH ↔ HS - + Ca 2+ + OH - (уравнение в йонна форма);

2CaS + 2H 2 O ↔ Ca(HS) 2 + Ca(OH) 2 ↓ (молекулно уравнение).

Втора стъпка:

Ca (HS) 2 ↔ Ca 2+ + 2HS - (дисоциация на сол);

HS - + HOH ↔H 2 S + OH - (анионна хидролиза);

Ca 2+ + 2HS - + HOH ↔ H 2 S + Ca 2+ + OH - (уравнение в йонна форма);

Ca(HS) 2 + 2H 2 O ↔ 2H 2 S + Ca(OH) 2 ↓ (молекулно уравнение).

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

Упражнение	Когато калциевият сулфид се нагрява, той се разлага, което води до образуването на калций и сяра. Изчислете масите на реакционните продукти, ако 70 g калциев сулфид, съдържащ 20% примеси, са били подложени на калциниране.
Решение	Пишем уравнението за реакцията на калциниране на калциев сулфид: Намерете масовата част на чистия (без примеси) калциев сулфид: ω(CaS) = 100% - ω примес = 100-20 = 80% = 0,8. Намерете масата на калциев сулфид, който не съдържа примеси: m(CaS) = m примеси (CaS)× ω(CaS) = 70×0,8 = 56g. Да определим броя молове калциев сулфид, несъдържащ примеси (моларна маса - 72 g / mol): υ (CaS) \u003d m (CaS) / M (CaS) \u003d 56/72 \u003d 0,8 mol. Съгласно уравнението υ (CaS) = υ (Ca) = υ (S) = 0,8 mol. Намерете масата на продуктите на реакцията. Моларната маса на калция е - 40 g / mol, сярата - 32 g / mol. m(Ca)= υ(Ca)×M(Ca)= 0,8×40 = 32g; m(S)= υ(S)×M(S)= 0.8×32 = 25.6g.
Отговор	Масата на калция е 32 g, на сярата - 25,6 g.

ПРИМЕР 2

Упражнение	Смес, състояща се от 15 g калциев сулфат и 12 g въглища, се калцинира при температура 900 o C. В резултат на това се образува калциев сулфид и се отделят въглероден оксид и въглероден диоксид. Изчислете масата на калциевия сулфид.
Решение	Пишем уравнението на реакцията за взаимодействието на калциев сулфат и въглища: CaSO 4 + 4C \u003d CaS + 2CO + CO 2. Намерете броя молове на изходните вещества. Моларната маса на калциевия сулфат е 136 g/mol, въглищата са 12 g/mol. υ (CaSO 4) \u003d m (CaSO 4) / M (CaSO 4) \u003d 15/136 \u003d 0,11 mol; υ (C) \u003d m (C) / M (C) \u003d 12/12 \u003d 1 mol. Калциев сулфат в недостиг (υ (CaSO 4)<υ(C)). Согласно уравнению реакции υ(CaSO 4)=υ(CaS) =0,11 моль. Найдем массу сульфида кальция (молярная масса – 72 г/моль): m(CaS)= υ(CaS)×M(CaS)= 0,11×72 = 7,92 g.
Отговор	Масата на калциевия сулфид е 7,92 g.

С увеличаването на добивите нараства значението на осигуряването на полета с достатъчни количества от всяко от 17-те основни хранителни вещества. По-специално поради редица фактори се е увеличила нуждата от калций, магнезий и сяра. В тази връзка поставяме препоръките на американски консултанти за въвеждането на мезоелементи.

Приложение на торове, които не съдържат мезоелементи.Торенето обикновено се извършва с торове, които не съдържат магнезий или сяра: диамониев фосфат, урея, амониев нитрат, азот, фосфор или калиев хлорид. Поради това има дефицит на сяра или магнезий. Тези торове, както и моноамониевият фосфат и безводният амоняк, изобщо не съдържат калций, магнезий или сяра. Сред всички обикновени торове само тройният суперфосфат съдържа 14% калций и не съдържа магнезий или сяра.

Растеж на добива.През последното десетилетие добивите са се увеличили значително. Царевицата, която дава добив 12,5 т/ха, изразходва 70 кг/ха магнезий и 37 кг/ха сяра. За сравнение: при добив 7,5 t/ha магнезий се изнася 33 kg/ha, а сяра - 22 kg/ha.

Намаляване на употребата на пестициди, съдържащи сяра.Преди това фермерите можеха да разчитат на източник на сяра като инсектициди и фунгициди. Много от тези пестициди вече са заменени с продукти, които не съдържат сяра.

Ограничаване на емисиите в атмосферата.В САЩ емисиите от металургични пещи и електроцентрали са ограничени. В много други страни емисиите на сяра в атмосферата от изгаряне на газ в битови и промишлени котли са намалели. Освен това в съвременните автомобили каталитичните конвертори абсорбират сярата, която преди това е навлязла в атмосферата заедно с отработените газове. Всички тези фактори са намалили връщането на сяра в почвата заедно с валежите.

Отстраняване на мезоелементи с добив, kg/ha

култура	производителност, центнер/ха
царевица
домати
захарно цвекло

калций

Недостатъчно внимание се отделя на калция при изготвянето на схемите за торене на много високодобивни и овощни култури. Изключение правят доматите и фъстъците, които изискват добро калциево хранене при отглеждане.

В почвата калцият замества водородните йони на повърхността на почвените частици, когато се добави вар за намаляване на киселинността. Той е от съществено значение за микроорганизмите, които превръщат растителните остатъци в органична материя, освобождават хранителни вещества и подобряват структурата на почвата и капацитета за задържане на вода. Калцият помага да се печелят азотфиксиращи нодулни бактерии.

Функции на калция в растението:

калцият, заедно с магнезия и калия, спомага за неутрализиране на органичните киселини, образувани в резултат на клетъчния метаболизъм в растенията;

подобрява усвояването на други хранителни вещества от корените и транспорта им от растението;

активира редица ензимни системи, които регулират растежа на растенията;

подпомага превръщането на нитратния азот във формите, необходими за образуването на протеини;

необходим за образуването на клетъчни стени и нормално клетъчно делене;

подобрява устойчивостта към болести.

дефицит на калций

Недостигът на калций най-често възниква в кисели, песъчливи почви поради измиване от дъждовна или напоителна вода. Не е типично за почви, в които е добавена достатъчно вар за оптимизиране нивото на pH. С повишаване на киселинността на почвата растежът на растенията се затруднява поради увеличаване на концентрацията на токсични елементи - алуминий и / или манган, но не поради липса на калций. Анализът на почвата и подходящото варуване е най-добрият начин да се избегнат тези проблеми.

Дефицитът на калций може да се избегне чрез редовно анализиране на почвата и регулиране на киселинността чрез прилагане на оптимални дози вар. Необходимо е да се придържате към балансирано приложение на калций, магнезий и калий. Между тези елементи съществува антагонизъм: предозирането на единия води до дефицит или неутрализиране на другия. Освен това калцият трябва да се прилага с причина, но в определени фази, за да се осигурят определени функции на растението.

Източници на калций

Доброто варуване ефективно осигурява калций на повечето култури. Висококачествената калцитна вар е ефективна, когато е необходимо регулиране на pH. Когато има и дефицит на магнезий, могат да се приложат доломитни варовици или калцитни варовици заедно с източник на магнезий като калиев магнезиев сулфат. Гипсът (калциев сулфат) е източник на калций при подходящо ниво на pH.

Основни източници на калций

Магнезий

Растенията се нуждаят от енергия, за да растат. Пшеницата и другите култури се нуждаят от магнезий за фотосинтезата. Магнезият е основен компонент на молекулите на хлорофила: всяка молекула съдържа 6,7% магнезий.

Магнезият също действа като транспортьор на фосфора в растението. Необходим е за деленето на клетките и образуването на протеини. Усвояването на фосфора е невъзможно без магнезий и обратното. По този начин магнезият е от съществено значение за фосфатния метаболизъм, дишането на растенията и активирането на редица ензимни системи.

Магнезий в почвата

Земната кора съдържа 1,9% магнезий, предимно под формата на магнезий-съдържащи минерали. С постепенното изветряне на тези минерали, част от магнезия става достъпен за растенията. Запасите от наличен магнезий в почвата понякога са изчерпани или изчерпани поради измиване, усвояване от растенията и химични реакции на обмен.

Наличието на магнезий за растенията често зависи от pH на почвата. Проучванията показват, че наличността на магнезий за растенията намалява при ниски стойности на pH. На кисели почви с рН по-малко от 5,8, излишъкът от водород и алуминий оказва влияние върху наличността на магнезий и неговото усвояване от растенията. При високо pH (по-голямо от 7,4), излишъкът от калций може да попречи на усвояването на магнезий от растенията.

Песъчливите почви с нисък капацитет за обмен на катиони имат нисък капацитет за снабдяване на растенията с магнезий. Приложенията с високо съдържание на калций и вар могат да влошат магнезиевия дефицит чрез насърчаване на растежа на растенията и увеличаване на нуждите от магнезий. Високите нива на приложение на амоний и калий могат да нарушат хранителния баланс поради ефекта на йонната конкуренция. Границата, под която съдържанието на обменен магнезий се счита за ниско и прилагането на магнезий е оправдано, е 25-50 ppm или 55-110 kg/ha.

За почви с капацитет на катионен обмен по-голям от 5 mEq на 100 g, съотношението калций към магнезий в почвата трябва да се поддържа приблизително 10: 1. За песъчливи почви с капацитет на катионен обмен от 5 mEq или по-малко, калций към магнезий съотношението трябва да се поддържа приблизително на ниво 5:1.

Как да компенсираме магнезиевия дефицит

Ако листният анализ разкрие дефицит на магнезий във вегетативно растение, той може да бъде компенсиран чрез доставка на магнезий в разтворима форма заедно с дъждовна или напоителна вода. Това прави магнезия достъпен за кореновата система и усвояването му от растенията. Малки дози магнезий могат да се прилагат и през листата, за да се коригира съдържанието на този елемент или да се предотврати неговият дефицит. Но е по-добре да добавите магнезий към почвата преди сеитбата или преди културата да започне активно да расте.

Източници на магнезий

вещество		разтворимост във вода
доломитен варовик
магнезиев хлорид
магнезиев хидроксид
магнезиев нитрат		+
магнезиев оксид		-
магнезиев сулфат

Сяра

Сяра в почвата

Източник на сяра за растенията в почвата са органичните вещества и минералите, но често те не са достатъчни или са във вид, недостъпен за високодобивните култури. По-голямата част от почвената сяра е свързана в органична материя и не е достъпна за растенията, докато не бъде превърната в сулфатна форма от почвените бактерии. Този процес се нарича минерализация.

Сулфатите са толкова подвижни в почвата, колкото азотът в нитратна форма и в някои типове почви могат да бъдат измити от кореновата зона при обилни валежи или напояване. Сулфатите могат да се върнат обратно към повърхността на почвата с изпаряване на водата, освен в песъчливи или едри почви, където капилярните пори са счупени. Подвижността на сулфатната сяра затруднява измерването на нейното съдържание в анализа на почвата и използването на такива анализи за прогнозиране на необходимостта от приложение на сяра.

Сярата се съдържа в по-голяма степен от глинестите почвени частици, отколкото нитратния азот. Интензивните дъждове в началото на пролетта могат да измият сярата от горния почвен слой и да я свържат в дъното, ако горният почвен слой е пясъчен, а дъното е глинесто. Следователно, културите, които растат в такива почви, могат да покажат симптоми на дефицит на сяра в ранните етапи на вегетационния период, но когато корените проникнат в долните слоеве на почвата, този дефицит може да изчезне. На почви, които са песъчливи по целия профил, с малко или никакъв слой глина, културите ще реагират добре на прилагане на сяра.

Сярата в растенията

Сярата е част от всяка жива клетка и е необходима за синтеза на определени аминокиселини (цистеин и метионин) и протеини. Сярата също е важна за фотосинтезата и издръжливостта на културите. Освен това сярата е важна за процеса на превръщане на нитратния азот в аминокиселини.

Дефицит на сяра

При визуален анализ дефицитът на сяра често се бърка с дефицит на азот. И в двата случая има изоставане в растежа, придружено от общо пожълтяване на листата. Сярата в растението е неподвижна и не се движи от старите към младите листа. При недостиг на сяра често първо пожълтяват младите листа, а при недостиг на азот - старите. Ако дефицитът не е много остър, неговите симптоми може да не се проявяват визуално.

Най-надеждният начин за диагностициране на дефицит на сяра е да се анализират растителни проби както за сяра, така и за азот. Нормалното съдържание на сяра в растителните тъкани на повечето култури варира от 0,2 до 0,5%. Оптималното ниво на съотношението между азот и сяра е от 7: 1 до 15: 1. Ако съотношението надхвърли горните граници, това може да сигнализира за дефицит на сяра, но за точна диагноза този показател трябва да се разглежда в комбинация с абсолютни показатели за азот и сяра.

В условията на дефицит на сяра може да се натрупа азот в нитратна форма. Натрупването на нитрати в растението може да предотврати образуването на семена при някои култури като рапица. Следователно балансирането на съдържанието на сяра и съдържанието на азот е важно за здравето на растенията.

Култури като люцерна или царевица, които произвеждат високи добиви на сухо вещество, изискват най-високи дози сяра. Освен това картофите и много зеленчукови култури се нуждаят от сяра в големи количества и дават по-добри плодове, когато се прилагат торове, съдържащи сяра. Без балансирана диета със сяра културите, които получават високи дози азотни торове, могат да страдат от дефицит на сяра.

Източници на сяра

Водата за напояване понякога може да съдържа значителни количества сяра. Например, когато съдържанието на сулфатна сяра във водата за напояване надвишава 5 части на милион, няма предпоставка за възникване на дефицит на сяра. Повечето съдържащи сяра торове са сулфати, които имат средна до висока разтворимост във вода. Най-важният източник на неразтворима във вода сяра е елементарната сяра, която може да бъде окислена до сулфати от микроорганизми, преди да бъде използвана от растенията. Окисляването възниква, когато почвата е топла, има подходяща влага, аерация и размер на частиците на сярата. Елементарната сяра се усвоява добре от почвата, а след това и от културите.

Източници на сяра

вид тор		разтворимост във вода	повишена киселинност на почвата
амониев сулфат
амониев тиосулфат
амониев полисулфид
елементарна сяра	поне 85
магнезиев сулфат
нормален суперфосфат
калиев сулфат
калиев тиосулфат
урея със сяра