Půdní úrodnost nezbytný předpoklad pro setrvalou rostlinnou produkci Prof. Ing. Rostislav Richter, DrSc. Institut pro Regionální Spolupráci a OAK

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Půdní úrodnost nezbytný předpoklad pro setrvalou rostlinnou produkci Prof. Ing. Rostislav Richter, DrSc. Institut pro Regionální Spolupráci a OAK"

Vladimíra Dvořáková
před 9 lety
Počet zobrazení:

1 Půdní úrodnost nezbytný předpoklad pro setrvalou rostlinnou produkci Prof. Ing. Rostislav Richter, DrSc. Institut pro Regionální Spolupráci a OAK Vyškov Vyškov, Palánek 1

2 Dusík v půdě a v rostlině

3 Při dobré zásobě všech živin v půdě rozhoduje o výši výnosu hnojení dusíkem... Dusík je jazýčkem na váze, jehož nadbytek nebo nedostatek vede ke škodlivým efektům, které se projeví nejen na výnosu, ale i na kvalitě pěstovaných plodin Duchoň 1948

4 Obecná závislost mezi jednotlivými živinami nebo růstovými faktory a intenzitou růstu r rostlin (Russel, 1950) produkce hmoty luxusní prahová deficitní toxická obsah živin v prostředí koncentrace živin v rostlině

(Russel, 1950) produkce hmoty luxusní prahová

5 Schéma vstupů a výstupů dusíku VSTUPY Atmosféra - srážky - spad - biologická fixace Přírodní obohacení VÝSTUPY volatilizace vyplavování denitrifikace Statková hnojiva Organická hnojiva Mineráln lní hnojiva Antropogenní obohacení sklizeň

volatilizace vyplavování denitrifikace Statková hnojiva

6 Na Zemi jsou 2 pooly dusíku: % N - vázán n v atmosféře e jako N % N - chemicky vázán v n v další ších vazbách Interní atmosferický dusík k vstupuje: - 10 % N je fixováno světlem a fotochemickou radiací - biologickou cestou - volná - symbiotická fixace

1 % N - chemicky vázán v n v další ších vazbách Interní

7 Doba setrvání N a jeho plynů v atmosféře N roku N 2 O oxid dusný 2,5 4 roky (kontaminuje zemědělství 38, příroda 29 %) NO 2 oxid dusičitý 8 11 dnů (prům. součást nitr.plynů) NO oxid dusnatý 9 dnů (snadno oxiduje na s 0 na NO 2 NH 4+ NO 3-6 dnů 5 dnů

NO 2 oxid dusičitý 8 11 dnů (prům. součást nitr.

8 Formy dusíkatých sloučenin v půděp N v půděp kg N mineráln lní N organický kg kg kg NH + 4 V NO - 2 NO - 3 NH + 4 F kg HYDROLYZOVATELNÝ - amidy - aminocukry - alfa aminocukry NEHYDROLYZOVATELNÝ - nehydrolyzovatelný org. vázaný v (20 35 %) - zbytek N v hydrolyzátu

1000-2500 kg HYDROLYZOVATELNÝ - amidy - aminocukry - alfa aminocukry

9 Mineralizace statkových hnojiv v půdě Statková a organická hnojiva mineralizují humifikují N látky + živiny tvoří se humus Slouží pro výživu rostlin N látky polypeptidy Amin.kys. deaminace NH 3 NH 4+

+ živiny tvoří se humus Slouží pro výživu rostlin

10 Amoniak (NH 4 ) se v půdě : - váže na VSK - je přijímán rostlinami - je nitrifikován přeměňován na nitráty Průběh nitrifikace I.Fáze: nitritace 2NH O 2 = 2HNO 2 + 2H 2 O tis kal. II.Fáze: nitratace 2 HNO 2 + O 2 = 2 HNO tisíc kal.

11 Podmínky ovlivňuj ující nitrifikaci : A) vliv půdnp dní kyselosti na nitrifikaci: ph nad 7,6 - amoniak se velmi rychle oxiduje, NO 2 pomaleji 6,5 - amoniak a NO 2 se oxiduje pomaleji 5,0 - amoniak a NO 2 se oxiduje pomalu pod 5 - amoniak a NO 2 se oxiduje velmi pomalu B) vliv teploty na nitrifikaci : nad 45 C - nitrifikace se zastavuje C - optimáln lní teplota pod 5 C - výrazně se snižuje 0 C - nitrifikace je zastavena

oxiduje pomalu pod 5 - amoniak a NO 2 se oxiduje velmi pomalu B) vliv teploty na nitrifikaci : nad 45 C -

12 C) vliv půdnp dní vlhkosti na nitrifikaci: % plné vodní kapacity - optimum 70 % PVK - nitrifikace se snižuje pro nedostatek O 2 3 % PVK - nitrifikace se zastavuje D) vliv provzdušenosti půdy: p při i poměru voda: vzduchu 60:40% nitrifikace je optimáln lní při i snížen ení podílu vzduchu v půdě je brzděna (hromadí se více NO 2 )

zastavuje D) vliv provzdušenosti půdy: p při i poměru voda: vzduchu 60:40%

13 Na výnose plodin se podílí N: - z mineráln lních hnojiv % ( 50 %) % je vázáno v v půdě - ztráty ty volatilizací,, vyplavením, erozí Zásada : hnojit dusíkem porosty v období intenzivního růstur NO 3 NH 4 NO 3 NH 4 ztráty ty těkáním t m a denitrifikací zůstatek v půděp odběr r rostlinami ztráty ty vyplavením pod porostem úhor

porosty v období intenzivního růstur NO 3 NH 4 NO 3 NH 4 ztráty ty těkáním t m a

15 NO - 3 NH + 4 TURNOVER DUSÍKU i m o b i l i z a c e Organické látky Organické N-látky amonizace NH 3 nitrifikace NO - 3 mineralizace

16 Hodnoty poměru C:N u vybraných materiálů (Kára a kol. 2000) Materiál Poměr C : N Materiál Poměr C:N Kůra 120:1 Digestát 3-4:1 Piliny 500:1 Chlév.hnůj skot 25:1 Zahr.odpad 40:1 Sláma(žito,oves) 60:1 Listí 50:1 Sláma(pšen.,ječ) 100:1 Poseč. tráva 20:1 Sláma luskovin 25:1 Drůbeží trus 10:1 Sláma řepky 20-25:1 Močůvka 2:1 Sláma máku 20-25:1 Kejda skotu 10:1

Chlév.hnůj skot 25:1 Zahr.odpad 40:1 Sláma(žito,oves) 60:1 Listí 50:1 Sláma(pšen.

17 NO 3 - NH 3 Formy dusíku a jejich působen sobení CO(NH 2 ) 2 NH 4 +

18 Nitrátov tová forma N-NON NO - 3 v půdě: p - dusík k je velmi mobilní - z půdního roztoku ho rostlina přijp ijímá při i teplotě nad 5 C5 - poután n je v půdě pouze biologickou sorpcí (z 10-20%) v rostlině: - je přemp eměňován n systémem NR a NiR na amoniak - rostlina ho kumuluje v poolech

poután n je v půdě pouze biologickou sorpcí (z 10-20%) v rostlině: - je

19 Zabudování nitrátů v rostlině xylém jiné buňky zásobní pool (vakuola) indukční pool metabolický pool NO z 3 půdy

20 Schéma nitrátové a nitritové redukce v rostlinách

21 Obecné schéma metabolismu spojené s redukcí NO 3 dle Bidwella 1979 Fotosyntéza cukry Redukční sila dýchání NADH, NADPH C- skelety NO - 3 NR ferredoxin NO - 2 NiR NH 3 aminokyseliny

22 Amoniakáln lní forma N-NHN NH + 4 v půdě: p - je imobilizovaná na VSK - je fixovaná do intermicelárn rních prostor jílových j minerálů ( kg.ha - 1 ) - volně obsažen ená v půdním m roztoku - nitrifikovaná podle hydrotermických a půdnp dních podmínek v rostlině: - je amoniak zabudováván n cestou GS/GOGAT glutaminsyntetáza, glutamátsyntet tsyntetáza GDH glutamátdehydrogen tdehydrogenáza

23 1. Zatímco nitrátová forma dusíku může být uložena ve vakuole rostlinné buňky bez škodlivých vlivů, NH 4+ a NH 3 jsou toxické již ve zcela malých koncentracích. 2. Asimilace NH 4+ vyžaduje velké množství uhlíkatých skeletů pro syntézu aminokyselin 3. Je nutný fungující fotosyntetický aparát a dostatečný zdroj cukrů

24 Organická forma N v močovin ovině v půdě: p - močovina ovina je snadno rozpustná a proniká do hlubší ších vrstev - při i nižší ších teplotách půdy p dochází pouze k omezenému mu rozkladu na amoniak a močovina ovina je transportovaná do většív hloubky - Močovina ovina zapravená do půdy p se štěpí urobakteriemi (enzym ureáza) na uhličitan itan amonný, který se snadno rozkládá na amoniak, CO a vodu. 2 - Intenzita rozkladu močoviny oviny v půdě závisí na obsahu vody v půdě,, půdnp dním m druhu a typu, ph půdy p i na pěstovaných p plodinách - při i aplikaci močoviny oviny na povrh půdy p je nebezpečí ztrát t dusíku těkáním čpavku

25 v rostlině: - močovina ovina je přijp ijímána ve formě celých molekul - vedle NH 2 zabudovává i C skelety - v rostlinné buňce je močovina ovina rozkládan daná ureázou na amoniak a ten je zapojen cestou GS/GOGAT do AK - k rozkladu močoviny oviny dochází na povrchu půdy p nebo v půdě - při i teplotě nad 10 o C je močovina ovina na půděp slabě kyselé až alkalické rychle rozkládan daná ureázou aža na amoniak který snadno volatilizuje

26 Močovina ovina s inhibitorem ureázy Močovina obohacená o IU by neměla být tak rychle přeměňovaná na amoniak, CO 2 a vodu zvýší se doba, po kterou bude celá molekula močoviny rozpustná v půdním roztoku a dostane se hlouběji do půdy Snižují se ztráty volatilizací

27 TRANSFORMACE MOČOVINY OVINY V PŮDĚP inhibitory ureázy imobilizace Močovina O H 2 N NH 2 Hydrolýza (Ureáza) Nitritace (Nitrosomonas) NH 4 + NH 3 inhibitory nitrifikace NO 2 - Vyplavení Nitratace (Nitrobacter) NO 3 - Denitrifikace N 2, N 2 O, NO

28 Močovina s inhibitorem nitrifikace neomezíme přeměnu močoviny na uhličitan amonný a dále na amoniak prodloužíme sorbci amonného N v půdě (výměnná sorbce i fixace) výrazně omezíme nitrifikaci

29 Obsah nitrátového a amoniakálního dusíku v mg. kg -1 zeminy po aplikaci močoviny Druh hnojiva Dny od aplikace hnojiva Močovina N-NH ,6 3,0 3,0 Urea Stabil N-NH ,5 5,9 2,3 Urea IN Alzon N-NH 4 97,7 62,4 35,3 34,1 Teplota půdy:15-18 o C, vlhkost půdy: 50-60% PVK

30 Schéma koloběhu N v rostlině Formy N Primární produkty Metabolity NO - 3 NH + 4 NH 2 N 2 utilizace aminokyseliny amidy aminy Reutilizace proteiny nukleové kyseliny

31 Nedostatek dusíku: omezuje tvorbu a růst listů listy od spodu žloutnou redukuje se počet odnoží odnože zasychají klas má malý počet vřeten snižuje se obsah bílkovin v zrnu (pšenice, žito, oves)

32 - N + N Rostliny ječmene ve fázi 2-3 listů foto Richter

34 Dusík u kukuřice : podporuje růst a vývoj rostlin zasahuje do celého metabolismu rostliny Nedohnojení: nevyvinutý list zkrácená délka palic snížen počet zrn v palici malá HTZ Přehnojení: rostliny temně zelené generativní fáze nastupuje později snižuje se klíčivost osiva

35 Zasychání listu od špičky dovnitř ve tvaru V Rostliny slabší, nižší a světleji zbarvené

36 Deficit P z chladu

38 Deficit Mg a N

39 DUSÍK K A JEHO VLIV NA RŮST R A VÝVOJ ROSTLIN PŘI P OPTIMÁLN LNÍM M OBSAHU OSTATNÍCH BIOGENNÍCH PRVKŮ: - podporuje vegetační růst rostlin - zvyšuje počet a velikost listů - optimální obsah příznivě působí na vývoj listů - zvyšuje obsah morfinu v semeni - zvyšuje výnos a kvalitu produkce semene

41 Teď není čas přemýšlet o tom, co nemáme, přemýšlejte, co můžete udělat s tím, co máte. (Ernest Hemingway )

42 Ra d ostn é p r ožit í V á n oc a m n oh o štěst í a z d r aví v r oce 2012 přej e Rost isla v Rich ter

Podobné dokumenty

Odběr rostlinami. Amonný N (NH 4 )

Odběr rostlinami. Amonný N (NH 4 ) Složka N do půdy N z půdy Spady Export Atmosférický dusík Minerální hnojiva Stájová hnojiva Fixace N Organický dusík Rostlinné zbytky Amonný N + (NH 4 ) Odběr rostlinami Volatilizace Nitrátový N - (NO