Фізіологічні основи використання добрив. Мікориза. Гідропоніка

Головною вимогою до розкидного способу внесення є рівномірність розподілу добрив по поверхні ґрунту або посіву. Нерівномірність розподілу добрив призводить до зниження врожайності на 10-19%, нерівномірності дозрівання врожаю, полягання рослин і зниження якості продукції.

Так, недобір  урожаю озимої пшениці за рахунок  полягання досягає 25-60%. Локальне внесення добрив. При локальному внесенні добрива  розміщуються екраном (суцільним шаром), суцільною або пунктирною стрічкою, розрізненими гніздами. Локальний спосіб порівняно з розкидним дає можливість зменшити площу взаємодії добрива з ґрунтом, що сприяє підвищенню коефіцієнта використання рослинами поживних речовин, особливо з фосфорних добрив.

Локально добрива вносять в основне удобрення, припосівне і в підживлення. Добрива вносять у рядки або ямки. Розміщують стрічку добрив в основному і припосівному внесенні упоперек до майбутнього напряму сівби рядками. Локально добрива вносять за допомогою сіялок, культиваторів-рослино- підживлювачів, комбінованих агрегатів та інших механізмів.

При внесенні основного  добрива локальним способом глибина  заробляння добрив у Поліссі і  Лісостепу становить 10-12, у Степу  — 12-15 см. Відстань між стрічками  при основному удобренні зернових культур і культур суцільного посіву 12-17 см, просапних — 20-30 см. Ширина стрічки 2-4 см. Глибина припосівного локального внесення становить 12-15 см.

Оптимальні  норми локального внесення добрив на 10-30% менші, ніж розкидного. Застосування для локального внесення норм добрив, вищих за оптимальні, зумовлює значно більше зниження врожайності, ніж при розкидному. При локальному внесенні добрив порівняно з розкидним підвищується врожайність зернових культур на 2-5 ц/га, зерна кукурудзи — на 5- 8 ц/га. При нормах добрив 60-90 кг/га ИРК і вище та високій родючості ґрунту ефективність локального внесення добрив менша, ніж розкидного.

Строки  внесення добрив

Із урахуванням  біологічних особливостей вирощування  культур, створення оптимальних  умов живлення рослин, ґрунтово-кліматичних  умов добрива вносять в основне  і припосівне удобрення, під час вегетації рослин (підживлення).

Мікориза

На мінеральне харчування рослин впливають кореневі мікроорганізми, що розділяються на ризпланові, клубенькові і мікоризоутворювачі. На поверхні кореня в ризоплані чисельність  мікроорганізмів, здатних фіксувати азот і проводити денітрифікацію, у тисячі разів більша, ніж у ґрунті. Завдяки слизуватим виділенням кореня, що отримали назву міцелію, мікроорганізми утворять на поверхні кореня мікроколонії, а в деяких місцях - майже суцільні плівки. Ризопланові бактерії, асоційовані з коренем, і клубенькові бактерії впливають на азотний баланс рослини.

Гриби утворюють на коренях рослин обростання, названі мікоризою. На даний час установлено наявність мікоризи в 80% рослин: у всіх голонасінних і в 78 % покритонасінних. Рослини з мікоризою зустрічаються у всіх природних зонах, за винятком полярних пустель і високогір'їв. Міцелій гриба виконує роль кореневих волосків, висмоктуючи воду і мінеральні речовини, деякі гормони, вітаміни і ферменти, які потрібні рослині. Зелена ж рослина забезпечує гриб органічними сполуками. Завдяки мікоризі корені краще поглинають із ґрунту вологу і мінеральні елементи. Особливо важлива роль мікоризи в постачанні рослин доступними формами фосфору. Мікроорганізми не тільки вступають у безпосередній контакт із коренем, але і, існуючи в зоні його дії, можуть так чи інакше впливати на життєздатність рослинного організму. Та частина ґрунтового середовища, що примикає до кореня і випробує вплив кореневих виділень, називається ризосферою. Деякі гриби утворюють мікоризу з відповідними видами рослин: піддубники – з дубом, підберезовики – з березою і та ін..

Типи  мікоризи

Розрізняють мікоризу ектотрофну (зовнішню), при якій гриб обплітає покривну тканину кінцівок молодих коренів і проникає в міжклітинники зовнішніх шарів кори, і ендотрофну (внутрішню), яка характеризується впровадженням міцелію (гіфу гриба) всередину клітин. Ектотрофна мікориза характерна для багатьох дерев (дуб, ялина, сосна, береза), чагарників (верба), деяких кущів (дріада) і трав'янистих рослин (гречка живородна). Молоді корені цих рослин зазвичай гілкуються, закінчення їх товщають, зростаюча частина коренів огортається товстим щільним грибним чохлом, від якого в грунт і по міжклітинникам в корінь на глибину одного або декілька шарів кори відходять гіфи гриба, утворюючи т. з. мережі Гартіга; кореневі волоски при цьому відмирають (еуектотрофний тип мікоризи). У чагарничках арктоуса арктичного і трав'янистої рослини грушанки великоквіткової гіфи гриба проникають не тільки в міжклітинники, але і в клітини кори (ектоендотрофний тип мікоризи).

При розвитку ендотрофної  мікоризи форма коренів не змінюється, кореневі волоски зазвичай не відмирають, грибний чохол і "мережа Гартіга" не утворюються; гіфи гриба проникають всередину клітин коркової паренхіми. У рослин родини вересових, брусничних і шікшевих гіфи гриба у клітинах утворюють клубки, пізніше перетравлювані рослиною (ерікоїдний тип мікоризи). В мікоризі такого типу беруть участь фікоміцети (пологи Endogone, Pythium). У рослин родини орхідних гіфи гриба з грунту проникають в насіння, утворюючи клубки, перетравлювані потім клітинами насіння. Найбільш поширений в природі – у багатьох однорічних і багаторічних трав, чагарників і дерев різноманітних родин – фікоміцетний тип мікоризи, при якому гіфи гриба пронизують наскрізь клітини епідермісу кореня, локалізуючи в міжклітинниках і клітинах середніх верств корою паренхіми.

Мікориза поширює  на рослину сприятливий вплив: за рахунок розвиненого міцелія збільшується поглинаюча поверхня кореня і посилюється надходження в рослину води та поживних речовин. Гриби-мікоризоутворювачі, ймовірно, здатні розкладати деякі недоступні рослині органічні сполуки грунту, виробляють речовини типу вітамінів і активатори росту. Гриб використовує деякі речовини (можливо, вуглеводи), які добуваються їм з кореня рослини. При розведенні лісу на грунті, що не містить грибів-мікоризоутворювачів, в нього вносять у невеликих кількостях лісову землю, наприклад при посіві жолудів, – землю зі старої діброви.

Біологічна сутність мікоризи

Сходи багатьох видів лісових дерев, вирощені в  стерильному поживному розчині, а потім перенесені в лугову грунт, будуть погано рости і навіть гинути від нестачі їжі, хоча субстрат досить багатий нею. Однак якщо додати до грунту навколо коренів сіянців зовсім небагато (0,1% за обсягом) лісового грунту, що містить відповідні гриби, зростання нормалізується. Це обумовлено мікоризою ("грибокорнем"), тісним взаємовигідним симбіозом коренів і грибів. Мікориза відома в більшості груп судинних рослин. Усього кілька родин квіткових не утворюють її або утворюють дуже рідко, наприклад хрестоцвіті і осокові. Багато рослин можуть нормально розвиватися і без мікоризи при доброму забезпеченні незамінними елементами, особливо фосфором. Однак при обмеженій доступності цих мінеральних речовин вони ростуть без неї погано або гинуть. Участь мікоризи в прямому транспорті фосфору з грунту в коріння доведено експериментально. У свою чергу рослини постачають симбіотичні гриби вуглеводами. Гриб допомагає рослині засвоювати мінеральні солі і воду, а сам отримує від нього органічні речовини, які рослини синтезують з неорганічних речовин. Мікориза збільшує здатність коренів поглинати речовини з грунту в тисячі разів. З грибами вступають у симбіоз 80-98% (за різними джерелами) наземних рослин: дерева, чагарники, трави. Наприклад, у результаті багаторічної роботи (Селіванов І.А. "Мікосімбіотрофізм як форма консортивних зв'язків в рослинному покриві Радянського Союзу". М., 1981) було вивчено 3449 видів (не екземплярів!) рослин у різних кліматичних зонах. З них 78% виявилися мікотрофними (тобто ті, які можуть утворювати мікоризу): дерева, трави, чагарники. Інакше кажучи, три чверті рослинного світу живляться за допомогою грибів. Дуби, сосни та багато інших рослин без мікоризи жити просто не здатні. Степи, луки, ліси в такому їх вигляді, який для нас звичний, не змогли б існувати без мікоризи. Так само без мікоризи більшість шапкових грибів не змогло б утворювати плодові тіла: на це просто не вистачило б сил. Рідкісний виняток з правила - печериці, які мікоризу не утворюють. Велика кількість мікоризних грибів можуть жити не з однією, а з багатьма деревними породами. Наприклад, красноголовець утворює мікоризу не тільки з осикою, але і з березою, а білий гриб живе разом майже з п'ятьма - десятьма деревами.

Макроміцети, що утворюють мікоризу на коренях дерев  і чагарників, становлять 40% від загальної кількості шапкових грибів. У грунті міцелій гриба щільним чохлом огортає дрібні коріння і кореневі волоски рослин, у багато разів збільшуючи площу їх живлення.

Багато необхідних рослинам елементів, наприклад, деякі сполуки фосфору, кальцію, калію, азоту, знаходяться в грунті в недоступній для рослин формі. І якщо б симбіоз грибів і рослин не був так широко поширений в природі, рослини сильно страждали від мінерального голоду. Велика роль мікоризи і в постачанні рослин водою. Особливо важлива ця функція в умовах недостатньої вологості, т.зв. фізіологічної сухості і засоленості грунтів - у холодних тайгових і сухих напівпустельних і пустельних областях мікориза стає практично єдиною формою грунтового живлення деревних рослин. Мікоризні гриби беруть участь і в захисті рослин від патогенних організмів. Є дані про те, що загибель чистих культур сосни викликається відсутністю в грунтах мікоризних грибів і розвитком внаслідок цього патогенного гриба Trametes radiciperta. Надаючи такі численні переваги рослинам, гриби отримують від них вуглеводи, які через відсутність хлорофілу не здатні синтезувати самі.

Інтенсивність формування мікоризи залежить насамперед від вмісту в грунті доступних для рослин форм азоту, фосфору, калію і ступеня освітленості місцезростань. Максимальний її розвиток спостерігається при низьких концентраціях одного з названих елементів.

Отже, при наявності  гумусу і життєздатних мікроорганізмів у ґрунті рослини можуть більше використовувати мінеральних елементів живлення. Значна частина поживних речовин ґрунту, що іде з врожаєм, випадає з малого біологічного кругообігу.

Тому забезпечення бездефіцитного балансу живильних речовин у ґрунті - важлива задача регулювання живильного режиму рослин.

Гідропоніка

Гідропоніка –  це спосіб вирощування рослин без  грунту, при якому рослина отримує  з розчину всі необхідні поживні  речовини в потрібних кількостях і точних пропорціях (що майже неможливо здійснити при грунтовому вирощуванні).

Гідропоніка має  великі переваги в порівнянні із звичайним (грунтовим) способом вирощування:

• Рослина завжди отримує потрібні йому речовини в необхідних кількостях, воно росте міцним і здоровим, і набагато швидше, ніж у грунті. При цьому врожайність плодових і цвітіння декоративних рослин збільшується в кілька разів.
• Коріння рослин ніколи не страждають від пересихання або нестачі кисню при перезволоженні, що неминуче відбувається при грунтовому вирощуванні.
• Так як витрата води легше контролювати, немає необхідності щодня поливати рослини. Залежно від обраної ємності та системи вирощування потрібно додавати воду набагато рідше – від разу на три дні до разу на місяць.
• Не виникає проблеми нестачі добрив або їх передозування.
• Зникають багато проблем грунтових шкідників та хвороб (нематоди, капустянки, сциарід, грибкові захворювання, гнилі, і пр.), що позбавляє від застосування отрутохімікатів.
• Сильно полегшується процес пересадки багаторічних рослин – не треба звільняти коріння від старої грунту і неминуче травмувати їх. Треба лише перевалити рослину в більший посуд і досипати субстрат.
• Немає необхідності купувати нове підгрунтя для пересадки, що сильно здешевлює процес вирощування кімнатних рослин.
• Так як рослина отримує тільки потрібні йому елементи, воно не накопичує шкідливих для здоров'я людини речовин, неминуче присутніх в грунті (важкі метали, отруйні органічні сполуки, радіонукліди, надлишок нітратів та ін), що дуже важливо для плодових рослин.
• Ну, і, нарешті, немає необхідності возитися з землею: руки завжди чисті; гідропонні судини мало важать; в будинку, на балконі або в теплиці чисто і охайно, немає сторонніх запахів, які літали над горщиками сциарід, і інших неприємних супутніх грунтовому вирощуванню факторів.

Після освоєння небагатьох базових понять можна  вирощувати майже всі і з набагато меншими трудовитратами, ніж на грунті. У випадку ж використання автоматизованих  систем циркуляції розчину (деякі з  яких дуже просто зібрати в домашніх умовах) трудовитрати на полив і підживлення рослин зникають взагалі.

Найпростіший  гідропонний посудину робиться за дві  хвилини з звичайного пластмасового  горщика і будь-якої зручної ємності  більшого розміру (ця ємність повинна  вміщати достатню кількість води, бути хімічно інертною і не пропускати світло). Гарним прикладом є паперовий літровий пакет з-під соку чи молока тривалого зберігання, покладений на бік з точно прорізаним (з боку шва) отвором під горщик. Горщик з субстратом повинен бути занурений у розчин на 1-2 сантиметри.

Субстрат (керамзит, вермикуліт, перліт, мінеральна вата, кокосове волокно, будь інертне хім. Волокно (нитки поліпропілен, нейлон, капрон та ін), поролон тощо) коштує стільки  ж, або набагато менше (в залежності від того, що у вас під рукою) ніж аналогічна за обсягом порція землі. Але землю, на відміну від субстрату, треба щорічно міняти при пересадці.

Одного літра  кінцевого розчину вистачає на одне невелике (типу невеликий бегонії  або фуксії) рослина в рік, тобто, баночки концентрату призначеного на 50 л розчину вистачить на 50 років, або на річне утримання 50 рослин.

Рослини, придатні для гідропоніки:

Придатні майже  будь-які рослини, вирощені з насіння  або держака. У разі пересадки  дорослих рослин перевагу краще віддавати  рослинам з грубими товстими корінням, які легко очистити від землі. Не рекомендується переводити на гідропоніки дорослі рослини з ніжною кореневою системою.

Методи  гідропоніки

Розрізняють такі методи вирощування рослин з використанням  гідропоніки:

• гідропоніка (водна культура)
• гідрокультура (субстратна культура)
• аеропоніка (повітряна культура)
• хемокультура (культура сухих солей)
• іонопоніка

Гідропоніка (водна культура) – це метод вирощування, при якому рослина укорінюється в тонкому шарі органічного субстрату (торф, мох і т.п.), укладеного на сітчасту основу, опущену в піддон з живильним розчином.

Коріння рослин через субстрат і отвори основи опускаються в розчин, живлячи рослину. При гідропонним способі вирощування рослин складність представляє аерація коріння, так як кисню, що міститься в живильному розчині, рослині не достатньо, і кореневу систему рослини повністю занурити в розчин не можна. Для забезпечення дихання коренів між розчином і основою залишають повітряний простір для молодих рослин 3см, для дорослих - 6 см. При цьому необхідно подбати про підтримку підвищеної вологості повітря в цьому просторі, інакше коріння швидко засохнуть. Поживний розчин замінюється раз на місяць.