31.1: Поживні потреби рослин

Рослини – унікальні організми, здатні поглинати поживні речовини і воду через свою кореневу систему, а також вуглекислий газ з атмосфери. Якість ґрунту та клімат є основними детермінантами розподілу та росту рослин. Поєднання поживних речовин ґрунту, води та вуглекислого газу разом із сонячним світлом дозволяє рослинам рости.

Хімічний склад рослин

Оскільки рослинам потрібні поживні речовини у вигляді таких елементів, як вуглець і калій, важливо розуміти хімічний склад рослин. Більшу частину об’єму в рослинній клітині становить вода; зазвичай вона становить від 80 до 90 відсотків загальної ваги рослини. Грунт є джерелом води для наземних рослин і може бути рясним джерелом води, навіть якщо вона здається сухою. Коріння рослин поглинають воду з грунту через кореневі волоски і транспортують її до листя через ксилему. Оскільки водяна пара втрачається з листя, процес транспірації і полярність молекул води (що дозволяє їм утворювати водневі зв’язки) тягне більше води від коренів вгору через рослину до листя (рис. \(\PageIndex\) ). Рослинам потрібна вода для підтримки структури клітин, для метаболічних функцій, для перенесення поживних речовин та для фотосинтезу.

Малюнок \(\PageIndex\) : Вода всмоктується через кореневі волоски і рухається вгору по ксилемі до листя.

Клітинам рослин потрібні необхідні речовини, які в сукупності називаються поживними речовинами, для підтримки життя. Поживні речовини рослин можуть складатися з органічних або неорганічних сполук. Органічна сполука – це хімічна сполука, яка містить вуглець, такий як вуглекислий газ, отриманий з атмосфери. Вуглець, який був отриманий з атмосферного CO2, становить більшу частину сухої маси всередині більшості рослин. Неорганічна сполука не містить вуглецю і не входить до складу або виробляється живим організмом. Неорганічні речовини, які утворюють більшість ґрунтового розчину, прийнято називати мінералами: ті, які потрібні рослинам, включають азот (N) і калій (K) для структури та регулювання.

Основні поживні речовини

Рослинам потрібно лише світло, вода та близько 20 елементів для підтримки всіх своїх біохімічних потреб: ці 20 елементів називаються необхідними поживними речовинами. Щоб елемент вважався істотним , необхідні три критерії: 1) рослина не може завершити свій життєвий цикл без елемента; 2) жоден інший елемент не може виконувати функцію елемента; і 3) елемент бере безпосередню участь у живленні рослин.

Таблиця \(\PageIndex\) : Основні елементи для росту рослин

Макроелементи	Мікроелементи
Вуглець (C)	Залізо (Fe)
Водень (Н)	Марганець (Mn)
Кисень (O)	Бор (Б)
Азот (N)	Молібден (Mo)
Фосфор (P)	Мідь (Cu)
Калій (K)	Цинк (Zn)
Кальцій (Ca)	Хлор (Cl)
Магній (Mg)	Нікель (Ni)
Сірка (S)	Кобальт (Co)
Натрій (S)
Кремній (Si)

Макроелементи та мікроелементи

Основні елементи можна розділити на дві групи: макроелементи і мікроелементи. Поживні речовини, які потребують рослинам у більшій кількості, називаються макроелементами . Близько половини найважливіших елементів вважаються макроелементи: вуглець, водень, кисень, азот, фосфор, калій, кальцій, магній і сірка. Перший з цих макроелементів, вуглець (С), необхідний для утворення вуглеводів, білків, нуклеїнових кислот та багатьох інших сполук; тому він присутній у всіх макромолекулах. В середньому суха вага (без урахування води) клітини становить 50 відсотків вуглецю. Як показано на малюнку \(\PageIndex\) , вуглець є ключовою частиною біомолекул рослин.

Малюнок \(\PageIndex\) : Целюлоза, основний структурний компонент клітинної стінки рослини, становить понад тридцять відсотків рослинної речовини. Це найпоширеніша органічна сполука на землі. Рослини здатні виробляти власну целюлозу, але для цього потрібен вуглець із ґрунту.

Наступним найбільш поширеним елементом в клітині рослин є азот (N); він входить до складу білків і нуклеїнових кислот. Азот також використовується в синтезі деяких вітамінів. Водень і кисень є макроелементами, які входять до складу багатьох органічних сполук, а також утворюють воду. Кисень необхідний для клітинного дихання; рослини використовують кисень для накопичення енергії у вигляді АТФ. Фосфор (Р), інша макромолекула, необхідний для синтезу нуклеїнових кислот і фосфоліпідів. У складі АТФ фосфор дозволяє перетворенню харчової енергії в хімічну енергію шляхом окислювального фосфорилювання. Так само світлова енергія перетворюється в хімічну енергію під час фотофосфорилювання при фотосинтезі та в хімічну енергію, яку потрібно витягти під час дихання. Сірка входить до складу певних амінокислот, таких як цистеїн і метіонін, і присутня в декількох коферментах. Сірка також відіграє роль у фотосинтезі як частина ланцюга транспорту електронів, де градієнти водню відіграють ключову роль у перетворенні світлової енергії в АТФ. Калій (К) важливий через його роль у регулюванні устьинного відкривання та закриття. Як отвори для газообміну, продихи допомагають підтримувати здоровий водний баланс; іонний насос калію підтримує цей процес.

Магній (Mg) і кальцій (Ca) також є важливими макроелементами. Роль кальцію двояка: регулювати транспорт поживних речовин та підтримувати багато ферментних функцій. Магній важливий для процесу фотосинтезу. Ці мінерали разом з мікроелементами, які описані нижче, також сприяють іонному балансу рослини.

Крім макроелементів, організмам потрібні різні елементи в невеликих кількостях. Ці мікроелементи , або мікроелементи, присутні в дуже малих кількостях. Вони включають бор (B), хлор (Cl), марганець (Mn), залізо (Fe), цинк (Zn), мідь (Cu), молібден (Mo), нікель (Ni), кремній (Si) та натрій (Na).

Дефіцит будь-якого з цих поживних речовин, особливо макроелементів, може негативно вплинути на ріст рослин (рис. \(\PageIndex\) ). Залежно від конкретної поживної речовини, нестача може спричинити затримку росту, повільне зростання або хлороз (пожовтіння листя). Надзвичайні недоліки можуть призвести до того, що листя виявляють ознаки загибелі клітин.

Малюнок \(\PageIndex\) : Дефіцит поживних речовин проявляється в симптомах, які проявляють ці рослини. Цей (а) виноградний томат страждає від кінцевої гнилі цвіту, спричиненої дефіцитом кальцію. Пожовтіння в цьому (b) Frangula alnus виникає внаслідок дефіциту магнію. Недостатній вміст магнію також призводить до (c) інтервенального хлорозу, що спостерігається тут у листі солодкої камеді. На цю (d) долоню впливає дефіцит калію. (Кредит c: модифікація роботи Джима Конрада; кредит d: модифікація роботи Малкольма Маннерса)

Щоденне підключення: гідропоніка

Гідропоніка – це метод вирощування рослин у водно-живильному розчині замість грунту. З моменту свого появи гідропоніка переросла в процес вирощування, який часто використовують дослідники. Вчені, які зацікавлені у вивченні дефіциту поживних речовин рослин, можуть використовувати гідропоніку для вивчення впливу різних комбінацій поживних речовин в строго контрольованих умовах. Гідропоніка також розвивалася як спосіб вирощування квітів, овочів та інших культур у тепличних умовах. Ви можете знайти гідропонічно вирощені продукти в місцевому продуктовому магазині. Сьогодні багато салатів і помідорів на вашому ринку були вирощені гідропонічно.

Резюме

Рослини можуть поглинати неорганічні поживні речовини і воду через свою кореневу систему, а вуглекислий газ з навколишнього середовища. Поєднання органічних сполук разом з водою, вуглекислим газом і сонячним світлом виробляють енергію, яка дозволяє рослинам рости. Неорганічні сполуки утворюють більшу частину ґрунтового розчину. Рослини отримують доступ до води через грунт. Вода поглинається коренем рослини, транспортує поживні речовини по всій рослині, підтримує структуру рослини. Необхідні елементи є незамінними елементами для росту рослин. Вони діляться на макроелементи і мікроелементи. Необхідні рослинам макроелементи – вуглець, азот, водень, кисень, фосфор, калій, кальцій, магній та сірка. Важливі мікроелементи включають залізо, марганець, бор, молібден, мідь, цинк, хлор, нікель, кобальт, кремній і натрій.

Глосарій

неорганічна сполука хімічна сполука, яка не містить вуглецю; вона не входить до складу або виробляється живим організмом макроелемент поживні речовини, необхідні у великих кількостях для росту рослин; вуглець, водень, кисень, азот, фосфор, калій, кальцій, магній та сірка мікроелемент поживні речовини, необхідні в невеликих кількостях; також називається мікроелементом органічна сполука хімічна сполука, що містить вуглець

Дефіцит Азоту В Рослинах: Виявлення Та Усунення Симптомів

Дефіцит азоту в рослинах значно знижує врожайність, тому дуже важливо своєчасно його виявити та усунути. Також необхідно розуміти причини виникнення проблеми, щоб уникати її в майбутньому.

Чим раніше вдається діагностувати азотне голодування, тим ефективніше лікування. Постраждалі рослини стають більш тоншими та блідими; вони схильні до хлорозу та погано плодоносять. Використовуючи органічні та хімічні методи боротьби з дефіцитом азоту в рослинах, фермери можуть зберегти врожай. Визначити загрозу на ранній стадії допомагає дистанційне зондування. Таким чином, вирішення цієї проблеми вимагає комплексного підходу, який включає профілактичні та діагностичні заходи протягом усього сезону, а також використання різних засобів боротьби, зокрема з застосуванням сучасних технологій.

Чому Дефіцит Азоту Небезпечний Для Рослин?

Азот (N) необхідний для синтезу хлорофілу, без якого неможливий фотосинтез — тобто живлення рослин. Крім того, азот є «будівельним блоком» для амінокислот, ДНК, мембранних білків, ферментів, більшості коферментів, ауксинів, цитокінінів та клітин. Також внаслідок дефіциту азоту знижується рівень білка в зернових на кшталт кукурудзи та пшениці. Тож азотфіксація та підтримання його оптимального рівня критично важливі для зростання та продуктивності рослин.

Що Спричиняє Дефіцит Азоту В Рослинах?

Нестачу азоту в рослині може спровокувати ряд факторів. Щоб контролювати ситуацію, слід розуміти причини виникнення проблеми. Ось типові з них:

• Невідповідний тип ґрунту на кшталт піщаних та добре дренованих земель, для яких характерне швидке вимивання поживних речовин.
• Перезволоження внаслідок надмірного поливу та злив.
• Недолік вологи в ґрунті, який перешкоджає поглинанню водорозчинних поживних речовин корінням рослин.
• Недостатня аерація ґрунту. Вона забезпечує необхідною кількістю O2 аеробні та факультативні аеробні азотфіксуючі бактерії, які постачають рослинам органічний азот. Якщо вміст повітря в ґрунті низький, денітрифікуючі бактерії почнуть замість нього поглинати NO2 та NO3. Крім того, брак аерації призводить до розщеплення корисних для рослин нітратів до N2O, тобто парникового газу.
• Занадто низька температура ґрунту знижує розчинність поживних речовин та активність мікроорганізмів, необхідних для вивільнення засвоюваного рослинами N.
• Високий рівень вмісту цинку (Zn), марганцю (Mn), калію (K), хлоридів також провокує дефіцит азоту в рослинах.
• Засолення ґрунту перешкоджає поглинанню поживних речовин через осмотичний тиск та знижує доступ N.
• Високий або низький рівень кислотності ґрунту (pH) також може спровокувати дефіцит азоту в рослинах.
• Пошкоджені шкідниками або хворі коріння рослин погано засвоюють поживні речовини, зокрема N.
• Бур’яни позбавляють культури життєво важливих елементів, що також провокує азотне голодування рослин.
• Висока розчинність елементу також є однією з причин його дефіциту, оскільки він легко вимивається із ґрунту.
• Низький рівень органічної речовини, оскільки це природне джерело N для рослин.

Дефіцит азоту особливо критичний після зимових дощів та танення снігу, коли молоді рослини лише починають рости та вимагають велику кількість N.

Ознаки Та Симптоми Дефіциту Азоту В Рослинах

Азотне голодування рослин можна визначити за характерними змінами кольору, а також форми листя та стебла, вимушеним раннім цвітінням, ознаками некрозу тощо.

Як Швидко Проявляються Ознаки Нестачі Азоту В Рослинах?

Дефіцит N в рослинах можна виявити досить рано за станом листя. Характерними ознаками є блідо-зелений колір та пожовтіння, поряд із нестачею інших поживних речовин. Виявивши проблему, слід негайно зайнятися її усуненням, інакше легка початкова стадія перейде у важку.

Симптоми Азотного Голодування Рослин

Недолік N свідчить про низький вміст хлорофілу, який надає рослинам яскравого зеленого кольору. Саме тому на ранніх стадіях дефіцит азоту листя починає тьмяніти, а потім жовтіти. Далі з’являються серйозніші симптоми — некроз та в’янення.

Також симптоми азотного голодування рослин помітні на початку періоду цвітіння. Стебла набувають фіолетового відтінку, пагони вкорінюються повільно, рослини стають тонкими та слабкими. На останній стадії азотного голодування культури гинуть, що призводить до повної втрати врожаю.

Пожовтіння (хлороз) рослин не завжди є наслідком дефіциту азоту. Наприклад, воно може бути пов’язане з недоліком K, Zn, S, Fe, Mg або стати результатом опіків гербіцидами внаслідок неправильної обробки рослин. Тому для ефективного вирішення проблеми необхідно точно визначити причини її виникнення.

Вплив Дефіциту Азоту На Зростання Коренів

Дефіцит азоту в сільськогосподарських культурах впливає на розвиток коренів: вони ростуть швидше, ніж пагони. Це реакція саме на азотне голодування Zhongtao Jia, Ricardo F.H. Giehl, Nicolaus von Wirén. (2020, July). The Root Foraging Response under Low Nitrogen Depends on DWARF1-Mediated Brassinosteroid Biosynthesis. Plant Physiology, 183(3): 998–1010, https://doi.org/10.1104/pp.20.00440. : так рослини намагаються займати більше територій у пошуках життєво необхідної поживної речовини. При надлишку N зростання коренів уповільнюється, щоб мінімізувати його поглинання.

Прояви Нестачі Азоту В Рослинах

Наслідки дефіциту азоту в рослинах залежать від того, наскільки сильно порушено їхнє живлення.

На ранній стадії азотне голодування проявляється в легкому знебарвленні зрілого листя, через що рослина виглядає блідою та тонкою. Потім з’являються серйозніші симптоми:

• велике листя з блідо-зелених перетворюється на жовте та біле;
• коріння та дрібне листя стають червонуватими або пурпуровими;
• жилки та черешки червоніють;
• на стеблах з’являються вертикальні пурпурові смуги;
• форсується період цвітіння;
• хлороз вражає не лише нижню, а й верхню частину рослини;
• листя скручується та опадає;
• на посівах з’являються некротичні тканини;
• значно знижується врожайність;
• рослини передчасно в’януть і гинуть.

Крім нездатності будувати клітини та виробляти енергію, вони стають сприйнятливими до водного стресу.

У пошуках доступного N коріння починає активно розростатися, але пагони залишаються маленькими та слабкими, оскільки рослини закривають водні пори. Отже, доступ вологи й поживних речовин до пагонів обмежений.

У разі сильного дефіциту азоту — без води, харчування, будівельних матеріалів для клітин, при слабкому фотосинтезі й, як наслідок, відсутності енергії — культури зрештою гинуть.

Приклади Ознак Азотного Голодування Рослин

Незважаючи на деякі загальні ознаки дефіциту N, у різних культур симптоми голодування можуть візуально відрізнятись.

Дефіцит Азоту В Кукурудзі

Проростки кукурудзи не потребують великої кількості N, тому на початку сезону симптоми азотного голодування зазвичай не помітні. Пізніше проблему можна виявити за тонким стеблом та характерним блідо-зеленим або жовтуватим листям. До специфічних симптомів дефіциту азоту в кукурудзі відносяться:

• V-подібне пожовтіння Adotey, McClure, Raper and Florence. (2021). Visual Symptoms: A Handy Tool in Identifying Nutrient Deficiency in Corn, Cotton and Soybean. University of Tennessee, Institute of Agriculture. : воно починається з кінчиків листя, поширюється вздовж головної жилки до основи листа, який зрештою стає коричневим;
• маленькі качани, які погано наповнені або мають занадто тонку верхівку;
• лисніючі зерна (через дефіцит білків і надлишок жирів);
• стерня набуває бурого відтінку.

Дефіцит Азоту В Рисі

Нестача азоту погіршує розвиток рисових культур, що проявляється у надто маленьких, блідо-зелених стеблах та коротких головках. Проблему можна визначити за:

• світло-зеленим і жовтим кольором нижнього молодого листя;
• пожовтінням кінчиків старого листя;
• низькою продуктивністю та кущистістю.

Дефіцит Азоту В Сої

Бобові відомі як азотфіксуючі рослини, які забезпечують N інші культури. Тим не менш, соя також може страждати від азотного голодування. Серед перших симптомів — блідо-зелена рослинність та світло-жовте листя з зеленими прожилками (міжжилковий хлороз). На останній стадії починається некроз: колір листя поступово змінюється від блідо-жовтого до коричневого.

Ознаки Нестачі Азоту В Огірках

Огірки дуже чутливі до хімічного складу ґрунту, тому швидко реагують на дефіцит N. Можна виділити наступні ознаки цієї проблеми:

• плоди й листя втрачають колір — стають світло-зеленими;
• на верхівках зеленців з’являються дзьобоподібні паростки;
• нижня частина листа жовтіє;
• припиняють розвиватися пасинки та батоги.

Симптоми Дефіциту Азоту В Пшениці

Азотне голодування пшениці проявляється в жовтуватому або світло-зеленому листі. Також знижується кількість пагонів та уповільнюється їх зростання. До характерних симптомів належать:

• знебарвлення: воно починається з кінчиків старого листя, колір якого змінюється з жовтого на світло-зелений, а потім білий;
• стебла можуть набувати світло-рожевого відтінку.

У той же час знебарвлення не завжди означає дефіцит азоту — це може бути наслідком нестачі в пшениці калію або молібдену (Mo), а також заболочування Diagnosing nitrogen deficiency in wheat. (2017, February 27). Department of Primary Industries and Regional Development, Agriculture and Food division. . Тому, визначаючи причини проблеми, поряд із тестуванням тканин та коректним аналізом ситуації необхідно розуміти відмінності у цих порушеннях.

Зимове азотне голодування суттєво знижує кількість та продуктивність вирощування озимої пшениці. Ефективне вирішення проблеми — внесення N на стадії кущення при достатньому зрошенні Zhai Bingnian, Li Shengxiu. (2005). Response to nitrogen deficiency and compensation on growth and yield of winter wheat. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 11(3): 308-313. .

Чим Дефіцит Азоту В Рослинах Відрізняється Від Надлишку?

Обидва порушення небезпечні, оскільки уповільнюють зростання рослин та знижують урожайність. Різниця полягає в тому, що при дефіциті посіви страждають від нестачі азоту, а при надлишку — від його надмірної кількості.

• жовті або блідо-зелені
• є некротичні тканини
• опадання (дефоліація)

• темно-зелені
• міцні
• опадають на пізній стадії

• фіолетові або червоні
• тонкі та короткі
• слабкі

• темно-зелені або коричневі
• жорсткі
• слабкі

• надмірно глибоке проникнення коріння при низькій біомасі та щільності

• слабо розвинене коріння, яке згодом руйнується

• раннє дозрівання та цвітіння
• зниження кількості та якості врожаю

• утворення вегетативних бруньок замість репродуктивних
• мляві або деформовані плоди

Таким чином, надлишок та дефіцит азоту в рослинах вимагають різних рішень. При нестачі елементу необхідно додавати поживну речовину, зберігаючи оптимальний баланс рН ґрунту. При перевищенні норми азот можна спробувати вимити слабшими розчинами добрив.

Як Боротися З Дефіцитом Азоту В Рослинах

Коли рослинам не вистачає N, необхідний обсяг поживної речовини можна забезпечити за допомогою органічних або хімічних методів. Профілактика дефіциту азоту в рослинах вирішує цю проблему заздалегідь.

Органічні методи

Органічна речовина не тільки забезпечує рослини життєво важливими поживними речовинами, але також покращує структуру ґрунту та допомагає утримувати ґрунтову вологу. Основними джерелами N в органічному землеробстві є:

• компост;
• гній;
• азотфіксуючі рослини (наприклад бобові);
• рогове, кісткове, рибне або кров’яне борошно;
• настій кропиви;
• лушпиння арахісу;
• кокосовий торф (кокосова стружка);
• макуха;
• сидерати;
• листя дерев;
• зола тощо.

Існує багато добрив, які можуть вирішити проблему дефіциту азоту в рослинах. Концентрація елемента в них різна Krishan Chandra. (2005, January). Organic manures. Regional Centre of Organic Farming. . Зокрема, кров’яне борошно, лушпиння (або макуха) арахісу та кокосовий торф містять набагато більше N, ніж вугілля, деревна зола або свіжий пташиний послід. Попередити дефіцит азоту в бобових також допомагають покривні культури, сумісні посіви та сівозміна.

Скільки часу потрібно для усунення дефіциту азоту в сільськогосподарських культурах за допомогою органічних методів?

Розкладання органічного гною займає деякий час. Тому його найкраще вносити після збирання врожаю, щоб перед наступним посівом отримати поживний ґрунт. Крім того, свіжий гній не слід вносити одразу після посадки, щоб уникнути зараження, хвороб та опіків рослин через високу концентрацію N. У зв’язку з цим рекомендується Pamela Coleman. (2012, November). Guide for Organic Crop Producers. The U.S. Department of Agriculture (USDA). :

• 4-місячний проміжок між внесенням свіжого гною та збиранням урожаю або вживанням в їжу їстівних частин культур, що контактували з землею;
• 3-місячний період для рослин, їстівні частини яких не торкалися землі.

Хімічні Методи

Неорганічні методи боротьби з дефіцитом азоту в рослинах припускають використання синтезованих азотовмісних добрив для відновлення культур, наприклад NPK-добрив, ціанаміду кальцію, аміачної селітри, сечовини тощо. Аналіз ґрунту перед початком сільськогосподарського сезону допомагає скоригувати рівень pH та кількість поживних речовин.

Більшість хімічних добрив мають збалансовану формулу з конкретним співвідношенням NPK. Перше число означає кількість N: чим вище потреба в поживних речовинах, тим вище має бути цей показник.

Скільки часу потрібно, щоб позбавитися дефіциту азоту за допомогою хімічних добрив? Хімічні добрива підвищують рівень N у ґрунті досить швидко. Однак через високу розчинність елемента його кількість також швидко знижується. Таким чином, найкраще рішення профілактики дефіциту N в рослинах — багаторазове дробове внесення добрив перед початком та протягом вегетаційного періоду, за винятком стадій дозрівання та збирання врожаю.

Як Уникнути Дефіциту Азоту В Рослинах

Своєчасні профілактичні заходи дозволяють недопущення азотного голодування. До них відносяться:

• правильний дренаж ґрунту;
• збалансоване використання добрив;
• внесення органічних речовин;
• тестування ґрунту перед посівом;
• аналіз тканин рослин щодо азотного голодування.

Деякі сільськогосподарські методи збагачують ґрунт азотом, наприклад:

• Регулярне достатнє (але не надмірне) зрошення запобігає не тільки опікам рослин, а й витоку N.
• Фертилізація та фертигація підвищують концентрацію N у ґрунті. Зокрема, при краплинному зрошенні поживні речовини надходять до кореневої зони рослин.

Існують різні способи позбутися дефіциту азоту в ґрунті. Головне — дотримуватися правильного балансу, оскільки кожна культура має свої потреби. Інакше врожайність падає. Наприклад, надмірна кількість N уповільнює розвиток солодкої картоплі, оскільки елемент стимулює зростання пагонів, а не коренеплодів.

Ознаки відновлення рослини після дефіциту азоту виявляються швидше Identifying nutritional deficiencies in backyard plants. (2018, August 13). Department of Primary Industries and Regional Development, Agriculture and Food division. , якщо наносити розчинний N на листя, а не коріння. Тим не менш, застосування добрив та корекція pH в області коренів все одно необхідні, тому що листя не можепокрити дефіцит поживних речовин усієї рослини. Тож його обробка не вирішує проблему виснаження ґрунту та виправдана у разі несприятливих умов для обробки коренів Linda Chalker-Scott. The Myth of Foliar Feeding. Puyallup Research and Extension Center, Washington State University. .

EOSDA Crop Monitoring

Аналітика полів на основі супутникових знімків з високою роздільною здатністю – відслідковуйте всі зміни оперативно!

Використання EOSDA Crop Monitoring Для Боротьби З Дефіцитом Азоту В Рослинах

Виявити дефіцит N допомагає не тільки пошук візуальних ознак проблеми. Ефективними інструментами контролю стану посівів є дистанційне зондування та супутникова аналітика. Особливо супутниковий моніторинг корисний для представників агропромислового сектора, що оперують тисячами гектарів землі. Крім кооперативів, це можуть бути агроконсультанти, страхові компанії, постачальники сільськогосподарського програмного забезпечення, державні організації тощо.

Моніторинг Погоди

Баланс N значною мірою залежить від кліматичних умов. Наприклад, на нього негативно впливають посухи та зливи. EOSDA Crop Monitoring дозволяє агроконсультантам та іншим учасникам сільськогосподарської промисловості стежити за погодними аномаліями за допомогою двотижневих прогнозів. Таким чином, платформа полегшує планування польових робіт для підтримки необхідного рівня поживних речовин, зокрема N. Також агроконсультанти можуть використовувати дані EOSDA Crop Monitoring для рекомендацій клієнтам щодо усунення дефіциту азоту в ґрунті.

Прогноз погоди у EOSDA Crop Monitoring для поля сої. карта індекса NDMI

Ідентифікація Заболочування

Причиною затоплення або заболочування бувають не тільки сильні дощі та особливості рельєфу, а й надмірне зрошення. Це також може призвести до дефіциту азоту в рослинах. Індекс NDMI показує рівень вологи у посівах, що допомагає контролювати цей фактор. За відсутності дощів високі значення NDMI можуть свідчити про надмірний полив.

Поле сої з високими значеннями індексу NDMI.

Також EOSDA Crop Monitoring допомагає планувати сільськогосподарські роботи для кожного поля чи окремих ділянок, зокрема моніторинг дефіциту азоту в рослинах. Завдяки журналу робіт, у якому фіксується кожна дія, великі агрокомпанії завжди знатимуть про все, що відбувається на кожній ділянці поля. Це дозволяє контролювати величезні масиви землі, ефективно організувати полив, фертигацію або будь-яку іншу сільськогосподарську діяльність, економити ресурси та зберігати здоров’я врожаю.

Журнал робіт у EOSDA Crop Monitoring для планування агротехнічних операцій.

Моніторинг Здоров’я Рослин На Активних Етапах Розвитку

Пожовтіння та відставання у зростанні відбуваються під впливом різних факторів, але саме N безпосередньо впливає на рівень хлорофілу. Саме тому дефіцит елемента негативно впливає на посіви. Оскільки на етапі активного розвитку рослин потреба сільськогосподарських культур в нітрогені зростає, для виявлення дефіциту азоту можна використовувати індекс ReCl. Він підходить для моніторингу рослин у період активного росту. Низькі значення індексу вказують на відхилення у розвитку посівів, можливо, саме через дефіцит N.

Поле сої с низькими значеннями індексу ReCl.

Крім перерахованих функцій, EOSDA Crop Monitoring можна використовувати на всіх етапах вирощування рослин — від посіву до збирання врожаю. Більш того, платформа дозволяє оцінити продуктивність поля загалом та окремих ділянок протягом будь-якого сільськогосподарського сезону. Це підвищує ефективність довгострокове керування фермою.

Баланс Азоту — Ключ До Здоров’я Рослин

Дефіцит азоту в рослинах негативно позначається на врожаї, але його надлишок також знижує продуктивність. При нестачі N культури страждають від хлорозу, насамперед старе листя, оскільки рослини перерозподіляють елемент на користь молодих. Азотне голодування гальмує зав’язування плодів та загальне зростання культур.

При надлишку N підвищується чутливість рослин до водного та холодного стресу, а також їхня уразливість до атак патогенів. Плоди дозрівають повільно, стають занадто м’якими та швидше псуються. Особливо високий вміст N небезпечний для коренеплодів рослин, оскільки у цьому випадку пагони ростуть швидше за коріння.

Таким чином, необхідно підтримувати правильний баланс, щоб уникнути надлишку або дефіциту азоту в рослинах. EOSDA Crop Monitoring допомагає вчасно помітити будь-які відхилення у розвитку культур. Це дозволяє вирішити проблему на ранній стадії та уникнути втрат врожаю.

Джерела

1. Zhongtao Jia, Ricardo F.H. Giehl, Nicolaus von Wirén. (2020, July). The Root Foraging Response under Low Nitrogen Depends on DWARF1-Mediated Brassinosteroid Biosynthesis. Plant Physiology, 183(3): 998–1010, https://doi.org/10.1104/pp.20.00440.↑Наукова публікація
2. Adotey, McClure, Raper and Florence. (2021). Visual Symptoms: A Handy Tool in Identifying Nutrient Deficiency in Corn, Cotton and Soybean. University of Tennessee, Institute of Agriculture.↑Онлайн-ресурс
3. Diagnosing nitrogen deficiency in wheat. (2017, February 27). Department of Primary Industries and Regional Development, Agriculture and Food division.↑Онлайн-ресурс
4. Zhai Bingnian, Li Shengxiu. (2005). Response to nitrogen deficiency and compensation on growth and yield of winter wheat. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 11(3): 308-313.↑Наукова публікація
5. Krishan Chandra. (2005, January). Organic manures. Regional Centre of Organic Farming.↑Онлайн-ресурс
6. Pamela Coleman. (2012, November). Guide for Organic Crop Producers. The U.S. Department of Agriculture (USDA).↑Книга
7. Identifying nutritional deficiencies in backyard plants. (2018, August 13). Department of Primary Industries and Regional Development, Agriculture and Food division.↑Онлайн-ресурс
8. Linda Chalker-Scott. The Myth of Foliar Feeding. Puyallup Research and Extension Center, Washington State University.↑Онлайн-ресурс

Про автора:

Василь Черлінка має більш ніж 30-річний досвід роботи в галузі агрономії та педології (ґрунтознавства). Він є доктором біологічних наук зі спеціалізацією в галузі ґрунтознавства.

Доктор Черлінка навчався у машинобудівному технікумі в Україні (1989-1993), потім поглиблював свої знання в галузі агрохімії та агрономії у Чернівецькому національному університеті за спеціальністю “Агрохімія та ґрунтознавство”.

У 2001 році успішно захистив дисертацію “Обґрунтування агроекологічної відповідності моделей родючості ґрунту та його факторів вимогам польових культур” та отримав ступінь кандидата біологічних наук з ухилом у ґрунтознавство в ННЦ “Науково-дослідний інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.М. Соколовського”.

У 2019 році доктор Черлінка успішно захистив дисертацію “Цифрові моделі рельєфу у ґрунтознавстві: Теоретико-методологічні основи та практичне використання” та отримав ступінь доктора біологічних наук зі спеціалізацією в галузі ґрунтознавства.

Василь одружений, має двох дітей (сина та дочку). Протягом усього життя захоплюється спортом (є кандидатом у майстри спорту України з пауерліфтингу та навіть брав участь у змаганнях стронгменів).

З 2018 року доктор Черлінка консультує EOSDA з проблем ґрунтознавства, агрономії та агрохімії.