Fiind un organism viu, orice plante are nevoie de un anumit set de nutrienți pentru creșterea, dezvoltarea și reproducerea acesteia. Prin urmare, unul dintre scopurile primordiale ale agronomului este de a asigura culturile cultivate cu toate macro-, mezo- și microelemente necesare în cantitatea necesară și combinația optimă. Și pentru aceasta trebuie să cunoașteți și să țineți cont de o serie de factori, printre care caracteristicile acestor substanțe, interacțiunea lor, tipul de sol, nevoile diferitelor specii de plante, condițiile climatice etc.
Problema furnizării de plante cu nutrienți a fost cunoscută de la nașterea agriculturii. În mod firesc, atunci mecanismele și cauzele care fac fertilul sol și plantele culturale mai productive nu au fost încă cunoscute. Cu toate acestea, deja în momentul utilizării sistemele cele mai primitive ale agriculturii - slash și arde și agricultori necultivate, o scădere a fertilității de teren însămânțat câțiva ani de utilizare, și lăsându-le, trecerea la dezvoltarea de site-uri noi. S-au înregistrat progrese semnificative în utilizarea gunoiului de grajd, a sideratelor, a legumelor și a utilizării vaporilor și a rotației culturilor pentru a restabili și îmbunătăți fertilitatea solului. Cu toate acestea, toate aceste tehnici s-au bazat în primul rând pe experiența și cunoștințele obținute empiric.
Aproape un secol mai târziu, exploratorul olandez Jan Baptista van Helmont a efectuat experimente cu plante, sperând să stabilească surse de nutriție. Nu se știe dacă el era familiarizat cu teoria lui Palissy, dar din experimentele sale a făcut concluzii complet diferite. Van Helmont a crezut că totul - în apă, și solul servește doar ca un substrat pentru atașarea plantelor, fără a participa direct la hrănirea lor. Aceste concluzii au devenit baza teoriei apei în nutriția plantelor. Mai mult, și alți cercetători au confirmat experimental concluziile lui van Helmont.
Jan Baptista van Helmont
Totuși, acesta este cazul care poate fi descris în cuvintele clasicei "teorii uscate, prietenul meu, iar pomul vieții este verde superba". Pentru că orice fermier ar putea respinge această teorie, în practică, explicând că pentru a obține o recoltă bună este necesară nu numai apă, ci și, de exemplu, gunoi de grajd, și în același udare diferite în caracteristicile sale pământul va da rezultate diferite atunci când tot mai mare aceleași culturi. În ceea ce privește oamenii de știință, atunci unul dintre primii care se îndoiesc de teoria apei a profesorului englez de medicină John Woodworth la sfârșitul aceluiași secol al XVII-lea. Experimentele sale au arătat că plantele se dezvoltă mai bine nu doar în apă pură, ci în apă, la care se adaugă pământul. Cu toate acestea, experimentele sale nu se agită încrederea adepților alimentării cu apă în corectitudinea teoriei, iar această teorie a rămas una dintre principalele în acest domeniu, timp de aproximativ un secol.
Dar, în paralel, a existat o acumulare de cunoștințe care nu era în concordanță cu această teorie. De exemplu, chimistul german Johann Rudolf Glauber a efectuat experimente cu saltpetre, care a arătat că utilizarea sa pentru plantele cultivate permite o creștere a randamentului. Experimente similare efectuate de alți cercetători au condus la concluzia că plantele au nevoie de săruri de potasiu și de acid fosforic.
Johann Rudolf Glauber
Cu toate acestea, doar la mijlocul secolului al XVIII-lea Wigman și Polstorff au reușit să zdruncină încrederea susținătorilor teoriei apei în nutriția plantelor. Acești cercetători au efectuat experimente folosind o tehnică mai avansată decât predecesorii lor. Au folosit un substrat neutru - sârmă de platină și nisip quartz spălat cu acizi - pentru a crește plantele. Apa a fost luată pentru distilare pentru irigare. Plantele din aceste experimente au murit imediat după ce au folosit stocurile conținute în semințele din care au fost cultivate. Astfel, sa demonstrat că nu numai apa este necesară pentru nutriția plantelor.
Și ce altceva este necesar? Această întrebare, părea, a fost răspunzătoare de teoria humusului despre nutriția plantelor. Numele ei vorbește de la sine: suporterii acestei teorii au explicat creșterea și dezvoltarea plantelor prin absorbția humusului și prin construirea de țesuturi din acesta. Cu toate acestea, această teorie în viitor va fi respinsă. În plus, ea a explicat incorect rolul substanțelor minerale în nutriția plantelor, reducându-i numai la faptul că aceste substanțe ajută la absorbția humusului.
Descoperirea procesului de fotosinteză a dus la crearea unei alte teorii - alimentația aer-lumină a plantelor. Experimentele de Joseph Priestley manuale în a doua jumătate a secolului al XVIII-lea, în care a pus într-o lumânare borcan sigilat mai întâi, apoi - animal și apoi - planta, a arătat că plantele produc oxigen. Pentru ca aerul, care, după ardere lumânare în sine și să înceteze să se mențină de ardere și de respirație a animalelor își recapătă proprietățile în cazul în care vasul a fost lăsat pentru un timp planta. Apoi au fost făcute multe experimente care au dezvăluit esența fotosintezei. Deci, a fost destul de curând dovedit că plantele sintetizează materia organică din dioxidul de carbon conținut în aer. Cu toate acestea, pentru ca această descoperire să devină universal recunoscută, au durat mult mai mulți ani și eforturile cercetătorilor.
Experiența lui J. Priestley
Cu toate acestea, chiar și această teorie nu a explicat pe deplin ceea ce plantele mănâncă la fel. Deși printre susținătorii ei au existat și cei care s-au apropiat cel mai mult de explicarea problemei investigate. Deci, pe baza propriilor experimente, cercetătorul francez Nicola Theodore de Saussure în 1804 a concluzionat că principala sursă de carbon pentru plante este aerul și substanțele de cenușă (minerale) pe care le primesc din sol. Punctul de vedere similar a fost exprimat de omul de știință german Sprengel. Concluziile predecesorilor săi, printre altele, se bazau pe chimistul german Justus von Liebig, care în 1840 avansează o teorie minerală a nutriției plantelor. A devenit una dintre fundamentele ideilor moderne în acest domeniu. Liebig a dovedit că elementele extrase din cenușa plantelor, aceste organisme provin din sol sub formă de săruri minerale. El a formulat, de asemenea, legea minime a lui Liebig (cunoscută și drept legea factorului limitativ sau "barilul Liebig"), potrivit căreia cultura depinde de acel element de hrană, a cărui valoare este minimă. El a propus, de asemenea, utilizarea îngrășămintelor minerale pentru a introduce mineralele lipsă în sol.
Justus von Liebig
Totuși, în scrierile sale, von Liebig nu a putut arăta rolul și sursa de azot în nutriția plantelor, ceea ce a făcut teoria minerală incompletă. Un completat chimist francez Jean-Baptiste Boussingault în 1830-40-e, printr-o serie de experimente și au concluzionat că plantele nu primesc nici azot din aer (așa cum a sugerat Liebig) și din sol, precum și săruri minerale.
Dezvoltarea acestor teorii, în cele din urmă, a condus la idei moderne despre nutriția plantelor. În forma, cele mai semnificative pentru agronomie, acestea sunt formulate în plante verzi drept autotrophy, care unește teoria fotosinteză și teoria nutriției minerale a plantelor. Conform acestei legi, plante verzi folosind energia luminii solare și care absorb dioxidul de carbon din aer și din sol - apa si minerale necesare sintetizata substanțe organice într-o cantitate care asigură productivitatea și dezvoltarea plantelor de înaltă. Prin urmare, una dintre cele mai importante principii este formarea unei culturi intensive capacitate de asimilare de suprafață optimă capabilă să absoarbă mai eficient energia solară pentru sinteza substanțelor organice și formarea unui organism vegetal.
plante verzi Legea autotrophy - una dintre cele șapte legi (reguli) care celebrul agrochimie ucrainean Grigorie Gospodarenko recomandă printre cele mai frecvente în practica. agronomic În plus față de cele de mai sus, sunt și legi (reguli): echivalența și independența factorilor de viață ai plantelor; agregarea acțiunii lor interdependente; minim, optim și maxim; returnează substanțele nutritive în sol; rotația culturilor; creșterea fertilității solului. Ele oferă o abordare cuprinzătoare și rezonabilă de a utiliza tehnologia de celule, în scopul de a obține eficiență maximă de la ei în creșterea productivității menținând în același timp echilibrul ecologic al circulației naturale a substanțelor. Accentul fiecărui element al tehnologiei asupra îmbunătățirii funcționării agrocenozelor este baza pentru realizarea potențialului bioproductiv al unui hibrid sau varietate. În acest caz, este necesar să se ia în considerare faptul că nivelul recoltei depinde, în primul rând, de reînnoirea factorilor care sunt la minim. În același timp, surplusul oricărui factor afectează în mod negativ productivitatea agrocenozelor. Astfel, randamentul maxim poate fi obținut numai cu conținutul și rapoartele optime ale tuturor factorilor de viață ai plantelor. Astfel, altele decât cele cosmice factori - lumină și căldură, de vreme (vremii) - apă, oxigen, dioxid de carbon, azot, sol - umiditate, aer și substanțe nutritive pentru plante necesare macro-, mezo- și microelemente ca îngrășământ.
- nivelul culturii depinde nu numai de elementul nutritiv care intră în instalație într-o cantitate minimă, ci și de orice factor de mediu care este la minimum (acesta poate fi umiditatea, lumina etc.);
- în conformitate cu norma cerințelor normalizate ale plantelor în elemente nutritive, punctul minim de cultură este "plutitor": cu o combinație de nutrienți, punctul minim va fi unul, în timp ce celălalt va fi mai mare sau mai mic.
Având în vedere deficiențele legii minime, omul de știință german E. Volnie a propus în schimb să utilizeze legea optimului, conform căreia cultura este cea mai mare cu combinația optimă de factori.
În plus, efectul limitator asupra recoltei nu este doar un dezavantaj, ci și un surplus al oricărui factor. Având în vedere acest lucru, cercetătorul american Victor Shelford a propus legea toleranței (legea optimului ecologic), extinderea și completarea legii minime. Termenul "toleranță" în acest caz înseamnă rezistența organismului în raport cu fluctuațiile unui factor ecologic. În acest caz, intervalul dintre minimul ecologic și cel maxim al factorului formează limita de toleranță - cantitatea de rezistență a organismului față de acest factor.
Regula de dependență a nivelului randamentului de cantitatea unuia sau a celuilalt element nutritiv afirmă că, odată cu creșterea normei elementului, cultura crește mai întâi, apoi se stabilizează și la viteze foarte ridicate de obicei începe să scadă. În plus, diferite elemente în astfel de cazuri funcționează în moduri diferite. De exemplu, în potasiu, zona de stabilizare este mărită, iar zona de inhibare este slab exprimată în azot. Odată cu introducerea micro-îngrășămintelor se observă o tranziție bruscă de la zona de creștere a culturii până la zona de inhibare a acesteia, chiar și cu un ușor excedent al ratei optime de aplicare.
Important din punct de vedere practic este legea antagonismului ionic, care în secolul al XIX-lea a fost formulată de omul de știință scandinav Oscar Lev. Potrivit acestuia, elementele chimice individuale care sunt în exces în sol sau în soluție apoasă, împiedică absorbția altor elemente de către plante. Rezultă că raportul dintre elementele din sol ar trebui să fie optim.
Studiul legilor nutriției minerale a plantelor a dus la apariția științei agrochimiei. Acum este strâns legată de agronomie. Iar aplicarea corectă a acestor reguli în organizarea alimentației minerale a plantelor este necesară pentru fiecare agronom pentru a dezvălui cel mai complet potențialul soiurilor și hibrizilor de plante cultivate, obținând randamente ridicate de produse de o calitate corespunzătoare.