Ответы по агрохимии. 3 объекты и методы исследования агрохимической химии

• Название: 3 объекты и методы исследования агрохимической химии
• Анкор: Ответы по агрохимии
• Дата: 08.11.2022
• Размер: 25.08 Kb.
• Имя файла: AGROKhIMIYa.docx
• Тип: Задача; #776753

3.1.1. 3. объекты и методы исследования агрохимической химии

Объекты изучения агрохимии

В последние годы отмечает возрастание значимости экономической и экологической задач агрохимии, оценки эффективности применения удобрений.

Задача современного агрохимика сводится к определению точных параметров круговорота биогенных элементов с учетом конкретных агроклиматических условий и специфики сельскохозяйственных растений, их сортов при аданных уровнях продуктивности.

Методы агрохимии

Лабораторные методы

Среди методов агрохимии особое значение имеют лабораторные: химические, физико-химические методы анализа растений, почв и удобрений. Создание современных высокоточных приборов для различных методов аналитической химии позволили значительно расширить спектр возможностей в агрохимии.

Среди методов аналитической химии в агрохимии широко используются:

• 
  фотометрия,
  
• 
  хроматография,
  
• 
  спектроскопия,
  
• 
  атомно-абсорбционная спектрофотометрия,
  
• 
  рентгенофлуоресценция,
  
• 
  нейтронно-активационный метод,
  
• 
  масс-спектрометрия.
  

Основные методы агрохимии

Для исследований обмена веществ в растениях используются методы стабильных и радиоактивных изотопов. Высокопроизводительная современная аналитическая техника и компьютеры позволяют обрабатывать большой объем поточных результатов анализов. Портативные средства измерения позволяют проводить экспресс-анализы непосредственно в поле, быстро определять содержание химических веществ в растениях или почве, свойства почвы, например, кислотность, оперативно вносить коррективы нормы внесения удобрений.

В последние десятилетия стала применяться комплексная почвенно-растительная диагностика питания растений и применения удобрений, заключающейся в лабораторном анализе почвы для определения оптимальных норм внесения основного удобрения и последующей корректировкой доз в подкормке в процессе вегетации после анализа растений в поле.

3.1.2. 23. Гипотиза о «ионных насосах»

Ионными насосами называют молекулярные механизмы, локализованные в мембране и способные транспортировать вещества за счет энергии, высвобождаемой при расщеплении АТФ, или любого другого вида энергии. Эти механизмы появились в результате эволюционного приспособления организмов к изменению ионного состава внешней среды. По мнению Д. Грэннера (2004), появившиеся белки наилучшим образом функционировали в среде первичного океана, содержавшей преимущественно К+ и Mg2+. Со временем состав океана изменился, и преобладающими ионами стали Na+ и Са2+. Поэтому потребовался механизм, ограничивающий концентрации этих ионов в клетках, но сохраняющий в них К+ и Mg2+. Этим механизмом стали натриевый и кальциевый насосы.

Последний способен поддерживать между цитозолем и внеклеточной жидкостью 1000-кратный градиент концентрации Са2+. В итоге сейчас у всех многоклеточных организмов Na+ и Са2+ оказались основными ионами внеклеточной среды. Последние служат внутриклеточным медиатором для множества процессов метаболизма с помощью гормонов или других биологически активных веществ, которые вызывают быстрые кратковременные изменения тока ионов через плазматическую мембрану и между внутриклеточными компартментами. Работе биологических насосов свойственны некоторые признаки.

Прежде всего — движение ионов против ожидаемого направления диффузии, сопряженное с параллельным расщеплением АТФ. При этом скорость переноса ионов чувствительна к температуре, а стимуляторы или ингибиторы действуют асимметрично, то есть с внутренней и с наружной стороны мембраны по-разному. Главным характерным свойством ионных насосов является перенос ионов только в одном направлении, то есть векторно. Ионные насосы являются основным препятствием для повышения энтропии в биосфере. Их всего три: протонный, натриевый и кальциевый. Все живые клетки содержат протонные насосы. У высших организмов протонный насос играет роль генераторов АТФ за счет энергии, выделяемой при трансмембранном переносе ионов водорода по градиентам электрического поля и концентраций ионов. У низших животных и растений имеются не только протонные насосы-генераторы, но и насосы-двигатели, которые переносят Н+ против сил электродиффузии за счет энергии АТФ или других внешних источников энергии.

Протонный насос у растений и микроорганизмов должен спасать клетку от сильных внешних воздействий — колебаний температуры, осмотического давления, механических ударов и т.п. Поэтому эти клетки защищены жесткой полисахаридной оболочкой, отличающейся по составу от оболочек животных клеток. В отличие от универсального протонного насоса, натриевый и кальциевый встречаются только у животных. При этом натриевый связан с работой в первую очередь нервной и соединительной ткани, а кальциевый выявлен только в мышцах. В отличие от протонного, они реагируют на изменения соотношения элементов внутри клетки, стабилизируя и регулируя у животных системы внутриклеточной связи и действия. Рассмотрим механизм действия биологических насосов подробнее.

3.1.5. 22. СИМБИОТИЧЕСКАЯ АЗОТФИКСАЦИЯ

Симбиотическая азотфиксация —это способность бактерий связывать молекулярный азот, нахо­дясь в симбиозе с высшими растениями. Более чем 1300 видов бобовых растений и более 200 видов небобовых древесных и кустарниковых пород (ольха, облепиха, мох и другие) имеют клубеньки на корнях. Некоторые (например, тропическое рас­тение сесбания) образуют клубеньки на корнях и стеблях.

Клубеньковые бактерии относятся к родам Rhizobium (преимущественно), Bradyrhizobium, Azorhizobium и другим.

Внедрившись в ткань корня, эти бактерии распространя­ются обычно в виде инфекционных нитей — колоний размно­жившихся клеток бактерий.

В зрелой клубеньковой ткани бактериальные клетки пре­вращаются в бактероиды. В отличие от бактериальной клетки, имеющей форму палочки, бактероиды — грушевидные, сфери­ческие или ветвистые образования в 3—4 раза более крупных размеров. Зона клубенька с клетками как бактериальной, так и бактероидной формы получила название бактероидной.

Форма и размеры клубеньков разных бобовых растений неодинаковы (рис. 25). У клевера они продолговатые и мелкие, у гороха и вики — округлые и крупные. У фасоли и сои диа­метр клубеньков достигает 1 см, а у люпина иногда — величи­ны грецкого ореха. Разрушение клубеньков сопровождается деградацией элементов растительной клетки и лизисом части бактероидов, тогда как остальная их часть образует мелкие кокковидные клетки — своеобразные артроспоры, выполняю­щие функцию размножения и сохранения в природе.

При изучении клубеньковых бактерий в световом микро­скопе артроспоры не видны. Их можно обнаружить лишь с помощью электронного микроскопа при большом увеличе­нии.

На питательных средах клетки ризобий — подвижные, не образующие спор грамотрицательные палочки. Среди них встречаются и кокковидные клетки. В старых культурах клетки крупнее, палочковидные, неподвижные, изредка встречаются Т-образные бактероидные формы.

По скорости роста клубеньковые бактерии делят на мед­леннорастущие, например Bradyrhizobium japonicum у люпина, сои, и быстрорастущие — у гороха, клевера и др.

3.1.6. 12. Агрохимические характеристика особенности применения двойного суперфосфата

Двойной суперфосфат – фосфорное, концентрированное, водорастворимое удобрение. Содержит 43 или 46 % P2O5. Применяется на любых типах почв в основной прием внесения, а также для подкормок. Получают разложением молотого природного фосфата фосфорной кислотой. Двойной суперфосфат применяется в сельском хозяйстве в качестве удобрения для различных сельскохозяйственных и декоративных культур.

Суперфосфат двойной, как и все фосфорные удобрения, повышает урожайность и улучшает качество сельскохозяйственной продукции, ускоряет созревание урожая. Решающее значение имеют дозы удобрения. Их величина зависит не только от типа почвы, но и от возделываемой культуры.

Кукуруза и подсолнечник

 испытывают угнетение при непосредственном контакте семян с суперфосфатом (двойным и простым). Для данных культур необходима прослойка почвы между удобрением и семенами и относительно невысокая доза самого удобрения.

Зерновые, овощные, конопля, лен

 не так чувствительны, и на гранулированные суперфосфаты (двойной и простой) реагируют положительно при непосредственном его смешивании с семенами перед высевом.

Способы внесения

Для получения высоких урожаев зерновых, сахарной свеклы, льна и многих других культур целесообразно сочетать внесение данного удобрения в основной прием (основное внесение) с внесением его в рядки при посеве.

При таком порядке внесения создаются хорошие условия питания растений фосфором на первых этапах роста за счет рядкового внесения и на последующих – за счет основного внесения. Одновременно следует принимать во внимание, что внесение повышенных доз суперфосфата двойного в основной прием и высокое содержание подвижного фосфора в почве делают применение фосфорных удобрений при припосевном внесении (рядковое внесение) нецелесообразным.

На сильно увлажненных участках и при орошении часть дозы удобрения вносят в подкормку.

3.1.10. 30. Как устанавливается необходимость обеззараживания бесподстилочного навоза

Простейший и наиболее распространенный способ обработки бесподстилочного навоза перед его использованием в качестве органического удобрения — длительное (не менее 6 мес.) выдерживание в хранилищах.

Считается, что при этом происходит естественное обеззараживание навоза. На самом деле микроорганизмы, яйца гельминтов и семена сорняков при хранении в анаэробных условиях «консервируются» и в основном сохраняют свою жизнеспособность. Чтобы не допустить распространения особо опасных заболеваний, в соответствии с действующими нормами перед подачей навоза в хранилища его необходимо выдерживать в промежуточных (карантинных) емкостях в течение 6 суток. Если за это время опасных заболеваний на ферме не выявлено, навоз можно перекачивать в хранилища. Для поочередного заполнения должно быть не менее двух карантинных емкостей. Если навоз кроме естественной выдержки в хранилищах не подвергается никакой обработке, то в случае возникновения эпизоотической ситуации его обрабатывают химическим способом. Удельный расход реагентов составляет: аммиака — 30 кг/т (время контакта 3-5 суток), формальдегида — 3 кг/т (время контакта — трое суток при гомогенизации в течение 6 ч). После обработки аммиаком жидкий навоз необходимо покрыть эмульсионно-дезинфицирующим слоем (незонол, масляный ангидрид) при расходе препарата 0,1-0,3% от обрабатываемой массы.

3.1.7. 3. Симптомы недостатка калия растениями

Типичные симптомы дефицита калия в растениях включают коричневое опаление и скручивание кончиков листьев, а также хлороз (пожелтение) между листовыми жилками. Пурпурные пятна могут также появиться на нижней стороне листьев. Рост растений, развитие корней, развитие семян и плодов обычно снижаются у растений с дефицитом калия. Часто симптомы дефицита калия сначала появляются на более старых (нижних) листьях, потому что калий является мобильным питательным веществом, а это означает, что растение может выделять калий на более молодые листья, когда в нем дефицит калия. Растения с дефицитом могут быть более подвержены повреждению морозами и болезням, и их симптомы часто можно спутать с ожогами от ветра или засухой. Дефицит наиболее распространен в нескольких важных фруктовых и овощных культурах; в частности, в картофеле, капусте, помидорах, яблоках, смородине, крыжовнике и малине. Сахарная свекла, злаки и клевер также часто поражаются. Специфические симптомы для каждого из этих растений следующие:

У картофеля размер клубней значительно уменьшается, а урожайность низкая. Листья растения выглядят тусклыми и часто сине-зеленого цвета с межклеточным хлорозом. На листьях также появятся маленькие темно-коричневые пятна на нижней стороне и бронзовый оттенок на верхней поверхности.

У брассикаса листья сине-зеленого цвета и могут иметь низкую степень межклеточного хлороза. Ожоги по внешним краям листьев являются обычным явлением, и листья часто жесткие по текстуре из-за медленного роста.

У томатов стебли деревянистые и рост медленный. Листья сине-зеленого цвета, а межклеточная область часто выцветает до бледно-серого цвета. Листья также могут иметь бронзовый оттенок, а на некоторых листьях могут появиться желтые и оранжевые пятна. Плоды часто созревают неравномерно и иногда имеют зеленые пятна возле стеблей.

У яблок листья опалены по краям, и часто встречается межклеточный хлороз. Плоды яблони часто имеют слегка кислый или древесный вкус.

У крыжовника, смородины и малины отмирание побегов и ветвей является обычным явлением, хотя на ранних стадиях дефицита растение может давать много цветковых почек, урожай плодов получается низким, а плоды низкого качества.