Азот (N)
Функции Азота
Азот необходим для формирования аминокислот, белков и хлорофилла. Азот играет важную роль в развитии растений. Азот имеет гораздо большее влияние на растения, чем большинство других важных элементов. Избыток или недостаток Азота существенно влияет на рост растений и качество урожая.
Симптомы дефицита Азота
Дефицит Азота проявляется осветлением листьев растения. Так как N достаточно подвижный элемент, то первые симптомы дефицита Азота появляются сразу на старых листьях, которые становятся светло-зеленого цвета. Когда дефицит усиливается, листья желтеют и отмирают. Дефицит Азота приводит к сокращению периода вегетации, наблюдается мелколистность, уменьшение кустистости.
Симптомы дефицита Азота быстро развиваются, но могут так же быстро и корректироваться, добавлением нужной формы N, регулировкой концентрации.
Тяжелые последствия может нанести длительная нехватка N в период активного роста.
Дефицит Серы можно спутать с дефицитом Азота. Но при дефиците Серы, симптомы появляются на всем растении, а при дефиците Азота сначала на старых листьях и только потом распространяются на все растение.
Симптомы отравления Азотом
Избыток Азота так же опасен, как и дефицит, особенно для плодовых культур.
Избыток Азота сопровождается усиленным ростом: растения пышные с темно-зеленой листвой. Такие листья больше подвержены болезням и атакам насекомых и очень чувствительны к изменениям окружающей среды.
Излишки N в плодовых культурах не только ухудшают обильность цветения и развитие плодов, но и снижают качество урожая. Нельзя повлиять на качество плодов элементами F и B пока Азот в избытке.
Избыток N наносит больше ущерба растению, чем дефицит.
Формы Азота
Существуют две формы азота: NO3 – и NH4 + .
Контролируя их соотношение в растворе, можно добиться некоторого стабильного значения pH.
Если NH4 + единственный источник азота в растворе, то это приводит к подкислению. Растения поглощают больше иона аммония, чем серной кислоты, соответственно в растворе накапливается анион серной кислоты и раствор подкисляется. И, наоборот, если в растворе содержится только NO3 – , раствор подщелачивается.
В целом, в кислой среде NO3 – легче поглощается, а NH4 + лучше усваивается при более высоком рН. При рН 6,8 обе формы азота поглощаются одинаково.
Влияние Азота на pH в корневой зоне
В клетках корней должен поддерживаться электрический баланс, поэтому для каждого положительно заряженного иона, который притягивается, должен быть освобожден положительно заряженный ион, то же самое верно и для отрицательно заряженных ионов.
Таким образом, когда растение «притягивает» аммоний (NH4 + ), оно освобождает протон (Н +) в раствор. Повышение концентрации протонов вокруг корней, снижает рН в корневой зоне. Соответственно, когда растение «притягивает» нитраты (NO3 – ), оно выпускает бикарбонат (HCO3-), что увеличивает рН вокруг корней.
Из этого следует, что поглощение нитратов увеличивает рН вокруг корней,
в то время как поглощение аммония уменьшает ее.
Это явление особенно важно в гидропонике, где корни могут легко повлиять на рН среды, поскольку их объем относительно велик по сравнению с объемом питательной среды.
Для предотвращения скачков рН раствора и нужно правильное соотношение аммония / нитратов, которое зависит от сорта, температуры и стадии роста.
Следует отметить, что при определенных условиях, рН «реагирует» не так, как ожидалось в связи с нитрификацией. Нитрификация очень быстрый процесс, и добавка аммония может быть быстро преобразована и поглощена в виде нитратов, тем самым увеличивая рН в корневой зоне, а не уменьшая его.
Влияние Азота на поглощение других элементов
Аммонийный Азот легче поглощается при повышенном содержании в растворе магния, кальция и калия. Аммоний – катион (положительно заряженный ион), поэтому он конкурирует с другими катионами (калия, кальция, магния) в поглощении корнями. Слишком высокое содержание аммония может привести к дефициту кальция и магния. Поглощение калия меньше зависит от «конкуренции» с Аммонийным Азотом.
Для питания растения нитратным Азотом важное значение играет достаточное наличие молибдена и фосфора. Дефицит молибдена замедляет восстановление нитратов, снижается ассимиляция нитратного азота.
Так как соотношение аммония / нитратов может изменить рН вокруг корней, то изменение pH может повлиять на растворимость и доступность других питательных веществ.
Если соотношение NO3 – и NH4 + больше, чем 9 к 1, то рН раствора имеет тенденцию к увеличению с течением времени, а при соотношении 8 к 1или менее, рН уменьшается со временем. Из графика видно, что NH4 + , как правило, гораздо больше подкисляет раствор, чем NO3 – подщелачивает. Поэтому и рекомендуют % содержания аммонийного азота намного меньше чем нитратного для стабилизации рН раствора.
Соотношение нитратного и аммонийного Азота
Процент аммонийного азота NH4 + в питательном растворе не должен превышать 50% от общей концентрации N.
Оптимальным же является соотношение: 75% NO3 – и 25% NH4 + .
Если основным источником Азота будет NH4 + , то это может быть токсично для растения. Однако, некоторое количество NH4 + желательно, так как наличие NH4 + в питательном растворе стимулирует поглощение NO3 – .
5% NH4 + в растворе достаточно для стимуляции поглощения NO3 – , а более высокий процент (до 25% от общего) необходим для постоянно аэрируемых растворов, чтобы получить то же стимулирующее действие на NO3 – . Метаболизм аммония требует гораздо больше кислорода, чем метаболизм нитратов.
Соотношение Азотов зависит от вида растений, стадии роста растений, температуры питательного раствора, рН в корневой зоне и других факторов.
Если ион NH4 + является основным источником Азота в питательном растворе, то его влияние на рост томатов, например, может быть существенным в зависимости от интенсивности освещения. При низком освещении эффекта почти нет, а при высокой интенсивности света отмечено снижение роста растений на 30%, проявляются симптомы: скручивание листьев, увядание, хлороз старых листьев.
Соотношение Азотов в зависимости от вида растений и стадии роста
При подборе соотношения нитратного и аммиачного азотов, следует учитывать виды растений. Плодоносящие растения, такие как помидор и перец, особенно чувствительны к NH4 + . Когда NH4 + присутствует в питательном растворе при образовании цветов и плодов, урожайность снижается. Плоды могут поражаться вершинной гнилью. Поэтому аммонийный азот может быть включен в состав раствора в начале вегетации, но затем должны быть исключен с момента образования цветков и до конца цикла.
Сахара должны транспортироваться вниз от листьев к корням, чтобы «встретиться» с аммонием.
При выращивании плодов и растений, в которых наибольший рост происходит в листьях (например, китайская капуста, салат, шпинат), сахара потребляются быстрее около их места производства и гораздо менее доступны для транспортировки к корням. Таким образом, аммоний не сможет эффективно метаболизироваться и предпочтительно использовать меньше аммония по отношению к нитратам. В зимнее время аммония также нужно давать меньше, так как при недостатке света растение образует мало сахаров.
Соотношение Азотов в зависимости от температуры в прикорневой зоне
Метаболизм аммония требует гораздо больше кислорода, чем метаболизм нитратов. Аммоний метаболизируется в корнях, где он вступает в реакцию с сахарами. Эти сахара должны быть доставлены в корни из листьев.
С другой стороны нитраты транспортируются в листья, где они преобразовываются в аммоний, а затем вступает в реакцию с сахарами.
При более высоких температурах дыхание растения увеличивается, потребляется сахар быстрее, что делает его менее доступным для обмена веществ с аммонием в корнях. В то же время, при высоких температурах, растворимость кислорода в воде уменьшается, что делает его так же менее доступным.
Таким образом, при более высоких температурах целесообразно использование более низкого содержания аммония в растворе.
При более низких температурах питание аммонием является более оптимальным, потому что кислород и сахара более доступны на корневом уровне. Кроме того, поскольку транспорт нитратов в листьях снижен при низких температурах, использование нитрата в растворе приведет к задержке роста растений.
Токсичность аммония
Аммоний может быть токсичными для растений, если он является основным источником Азота в растворе. При отравлении аммонием замедляется рост и развитие, повреждаются стебли и листья, листья становятся чашеобразными. Разрушается сосудистая ткань (NH4 + нарушает работу Ca, который требуется для поддержания целостности клеточной оболочки). Отравление Аммонием может в конечном итоге привести к гибели растения. Если стебель пострадавших растений разрезать чуть выше корневой линии, то хорошо видна разлагающаяся сосудистая ткань.
Но, похожие симптомы могут быть и у некоторых болезней, поэтому требуется тщательный анализ, чтобы определить, что вызывает распад, болезнь или отравление NH4 + .
Аммиачный азот обычно не накапливается в растении в больших количествах. Это наблюдается только при недостатке углеводов; в таких условиях растение не может его переработать в безвредные органические вещества — аспарагин и глютамин.
Чрезмерная доза аммиачного азота в питательном растворе и недостаточность освещения, которая снижает интенсивность фотосинтеза, могут привести к повреждению листовой паренхимы из-за скопления аммиака.
Влияние концентрации Азота на корни
Концентрация азота в питательном растворе может влиять на характер роста корня. Увеличивается концентрация нитратного Азота – уменьшается количество и длина корневых волосков. Концентрации других основных элементов (P, K, Ca, Mg) не оказывают подобное влияние. Даже изменение концентрации NH4 + в питательном растворе не влияет на корневые волоски. Однако, корни, подвергающиеся воздействию высоких концентраций NH4 + в питательных растворах или где основным источником Азота является NH4 + , будет грубы на вид, с небольшим ветвлением или тонкой структурой.
Концентрация Азота в питательном растворе
Большинство формул требуют общей концентрации N в питательном растворе в диапазоне от 100 до 200 мг / л (ppm).
Если аммонийный Азот NH4 + входит в состав, то соотношение нитратного к аммонийному к должно быть примерно три или четыре к одному.
Инструкции часто требуют начинать подавать раствор с малых доз ( – : нитрат кальция (Ca(NO3)2•4H2O), нитрат калия (KNO3) и азотная кислота (HNO3), аммиачная селитра (NH4NO3).
Источники NH4 + : аммиачная селитра (NH4NO3), сульфат аммония (NH4)2SO4), аммония моно-или кислый фосфат (NH4)2HPO4 или NH4H2PO4.
Мочевина, CO(NH2)2, не рекомендуется в качестве источника Азота для гидропонных растворов, так как ее гидролиз производит NH4, который может быть нежелательным катионом в питательном растворе. Молекулы мочевины могут непосредственно поглощаться корнями растений, хотя ее присутствие в растениях может быть не желательно.
Источники:
Чесноков В. А. «Выращивание растений без почвы», 1960.
J. Benton Jones «Hydroponics. A Practical Guide for the Soilless Grower. Second Edition», 2005.
Guy Sela «Ammonium-Nitrate Ratio in Plant Nutrition», 2010.
Опять эта гидропоника: готовлю раствор.
Я расскажу, как я готовлю раствор из удобрений. Удобрений, которые можно легко купить в любых хозяйственных магазинах.
Есть удобрения, тип GHE, BioBizz и прочие. Которые специализируются на выращивании растений гидропонным методом. Про них я не буду рассказывать, так как при их покупке, в комплекте идет подробная инструкция дозировки, для выращивания различных культур. В настоящий момент подобных удобрений очень много. Проблем в их покупке нет (кроме цены). Хоть я и сам начинал на GHE, но решил перейти на приготовлении растворов самостоятельно. Это и дешевле, гораздо дешевле! И ты можешь самостоятельно выводит соотношение питательных элементов с большой точностью.
Есть три основные характеристики приготовленного раствора.
2 – Общая минерализация.
3 – Количество питательных элементов.
И у каждого растения они свой.
ph – измеряется от 1 до 14. Показывает насколько кислый или щелочной раствор.
ph в гидропонике влияет на скорость всасывания и усваивания питательных элементов. Самый оптимальный для большинства 6.0-6.5
Если ph выше или ниже, необходимого значения для растения. То усваиваемость будет идти медленно, а то и в обще остановиться всасывание элементов.(я уже не говорю о критических значениях, при которых всё растение погибает)
Общая минерализация или показатель количества содержащихся в воде растворённых веществ (неорганические соли, органические вещества). Тут, скажем так, нет какого-то определенного стандарта. Для каждого растения, показатель насыщения раствора солями, свой. Если вы новичок, при приготовлении раствора для вас главное правило лучше не докормить чем перекормить.
Все питательные элементы можно разделить на три группы
1 – Макро элементы: азот(N), фосфор(p), калий(K).
2 – Вторичные питательные вещества: Кальций(Ca), Магний(Mg), Сера(S)/
3 – Микроэлементы: Марганец(Mn), Железо(Fe), Медь(Cu), Цинк(Zn), Бор(B), Молибден(Mo), Хлор(Cl).
Макро элементы нужны в больших количествах. Это как белки, жиры, углеводы, для нас. Вторичные и микро элементы, нужны в меньших количествах. Более того, большинство микро элементы, входят и выходит из растений в неизменной форме, они только помогают в строении и формировании клеток и в протекании разных процессов в растении.
Мне нужно приготовить раствор для помидоров. В начале я выясняю какое оптимальное соотношение NPK(макро) элементов мне необходимо. Вся эта информация взята из книги Чесноков В. А. Базырина Е. Н. “Выращивание растений без почвы”.
(Количество элементов (в г) на 1000 л воды)
В период вегетации: N – 300, P – 120, K – 150.
В период цветения: N – 180, P – 80, K – 280.
Чтобы не вникать во все эти числа и цифры, мне подсказали специальные калькуляторы растворов для гидропоники. Я лично пользуюсь вот этим. (При пользовании этим калькулятором смотрите внимательно какое удобрение вы выбираете. Там может быть несколько кальциевой селитры, разного производителя и разного содержания кальция и азота. Это все указанно в калькуляторе). Я подобрал несколько растворов для себя.
В период Вегетации:
В период Цветения:
И самый главный девайс это весы, лучше взять с точностью до 0,001. Но я смог найти только 0,01.
(раствор только микро элементов ни где не нашел, кроме как в отделе для аквариумов. На данный момент пользуюсь этим.)
Я взвесил удобрений на 7 литров воды.(тупо умножил все на 7 и получил грамовку на 7 литров). Все элементы высыпал в отдельные контейнеры и залил их небольшим количеством воды. Подождал пока все раствориться. И после влил по очереди в основной раствор.
Ради эксперимента, смешал все сухие удобрения в одном контейнере, залил их водой. И ни чего хорошего из этого не вышло. Все выпало в осадок и ни чего не растворилось.
Минерализацию я измеряю вот таким TDS метров. Значение питательного раствора этим прибором должно составлять 1400-3500. (для начала роста и развития маленьких саженцев нужно 1400, а по мере развития и роста поднимать это значение путем увеличения граммовки макро элементов.)
После того как все соли растворены и влиты в раствор, выравниваю уровень ph. Делаю корректирующим электролитом для автомобильных акб, уже знаю сколько нужно на глаз(около 0,1-0,2 мили литра на 7 литров). А измеряю вот этим препаратом, пока с Китая идет электронный ph-метр. ph для томатов 6.0-6.5
Из собственного опыта, для себя сделал несколько выводов, про которые в свое время ни где не прочитал.
1 – Старайтесь накрывать или изолировать бак с раствором, от кислорода. У меня в первой установке, бак был открыт. И из-за этого ph раствора за день становился более щелочным. После закрытия бака с раствором ph держался стабильно два дня.
2 – Замена раствора в одной из статей, говорилось, что после того как раствор понизился на треть, нужно долить воды до первоначального уровня, И после того как он понизиться опять до одной третей. Сливать его и заливать новый. Старайтесь сами выделить для себя формулу замены раствора. У меня на томате я меняю раз в три дня. На землянке раз в неделю. И самое важное: следите за уровнем минерализации особенно в жаркие дни. Так как растение пьет больше воды, в отличие от питательных элементов и из-за этого в растворе становиться меньше воды и повышается концентрация соли, что в свою очередь плохо сказывается на растении.
3 – Так же я готовлю концентраты растворов. Мне на 7 литров нужно 7,7 грамм кальциевой селитры в растворе. Допустим я хочу сделать концентрат кальциевой селитры, для приготовления 3 порций раствора. Я развожу в 300 мл-вом контейнере 23,1 грамм (7,7 грамм(порция селитры на 7 литров) * 3(количество порций) = 23,1 грамм)кальциевой селитры. И получается, для того, чтобы мне приготовить раствор, я просто лью 100 мл из концентрата в приготавливаемый раствор.
4 – У меня знакомый выращивает салат для ресторанов. И он, не добавляет микро элементы в питательный раствор. Он просто берет водопроводную воду, отстаивает её(чтобы испарился хлор) и вливает соли, вот и все. По его словам в водопроводной воде(не фильтровальной) достаточно микро элементов, для выращивания салата.
5 – Есть универсальные растворы, раствор Кнопа, раствор по Хогланду и т.д.. Но вся прелесть в приготовлении растворов, своими руками, в том, что вы можете с высокой точностью подобрать необходимый уровень питательных элементов. Благодаря подобным калькуляторам, можно сделать, свои растворы, из своих удобрений которые вам легко купить или достать. Я лично сделал 3 раствора, которые абсолютно разные по своему составу удобрений.
Влияние на рост растений кислотности (рН) раствора
Автор: В.А. Чесноков Е.Н. Базырина | |
Статья из книги “Выращивание растений без почвы” 1960 г. В.А. Чесноков Е.Н. Базырина В ней даются основные понятия о кислотности питательного раствора и о необходимости постоянного контроля за этим значением. В любительских установках уровень pH в основном контролируется вручную с помощью pH электрода или “жидкого теста pH”. Подщелачивается раствор либо простой отстоянной водой, либо специальными жидкостями для повышения уровня pH. Подкисления проводят азотной кислотой, акуумуляторным раствором электролита (как более доступным) или так же специальными жидкостями для понижения уровня pH. В поглощении ионов из почвы или из питательного раствора большую роль играет реакция среды. В сильно кислой среде (при рН менее 4) нарушается поглощение растениями анионов. В менее кислой среде (при рН=4,5-5,0) прямого токсического действия ионы водорода не вызывают. Тем не менее в почвах с таким рН наблюдается плохой рост многих сельскохозяйственных растений. Это объясняется тем, что в кислых почвах задерживается поступление кальция в растения, нарушается также деятельность полезной микрофлоры. Помимо того, в кислых почвах скапливается большое количество вредно действующих на рост растений ионов железа, марганца и особенно алюминия, которые в некислых почвах находятся в связанном состоянии. В кислых почвах понижается поглощение растениями фосфатов и молибдена. Вот почему кислые почвы для получения высоких урожаев необходимо известковать. При выращивании растений на искусственных питательных средах кислотность раствора меньше сказывается на росте растений из-за отсутствия побочного влияния водородных ионов. Опыты показали следующее: при рН=4 рост рассады томатов оказывается сильно заторможенным, так как в сильно кислой среде нарушается поглощение растениями всех катионов. Зато при рН = 5 и 6 рост рассады был наилучшим. Сдвиг рН раствора в щелочную сторону (рН=8), напротив, резко снизил рост рассады, чего обычно не происходит в почве. Причина этого кроется в том, что при нейтральной реакции часть находящихся в растворе минеральных веществ выпадает в осадок в виде фосфорнокислых и углекислых солей кальция, марганца и железа и становится недоступным растению. Эти соли, осаждаясь на поверхности корня, затрудняют также и его дыхание. Нейтральная и щелочная реакции особенно сильно нарушают поглощение железа, которое нацело выпадает в осадок, в результате чего растения заболевают хлорозом, три этом заболевании прекращается образование хлорофилла и наблюдается пожелтение молодых листьев. При хлорозе изменяется не только окраска листа, но нарушается процесс фотосинтеза и дыхания, рост растений резко замедляется. Вот почему при выращивании растений без почвы нужно тщательно следить за тем, чтобы питательный раствор всегда содержал железо в растворенном состоянии. Железо поглощается только молодыми корнями, старые корни железа не поглощают, поэтому при лечении растений от хлороза следует обратить серьезное внимание на создание благоприятных условий для роста новых корней. Наиболее благоприятные условия для роста в искусственных культурах создаются при рН = 5,0-6,0. Невольно возникает вопрос, почему происходит смещение кислотности раствора. Это совершается в результате неравномерного поглощения корнем катионов и анионов из питательного раствора. Например, если в рецептуру питательного раствора входят аммонийные соли, то раствор обычно подкисляется, так как растения с большой скоростью поглощают аммонийный азот по сравнению с сопутствующим анионом: наоборот, при наличии селитры растения с большей скоростью потребляют нитратный азот, вследствие чего раствор подщелачивается, так как он обогащается щелочными остатками соли. Опыт показал, что в питательный раствор нельзя добавлять большие количества аммонийных солей, потому что они повреждают растения из-за сильного подкисления раствора. В силу сказанного в наиболее распространенных рецептах растворов преобладает нитратный, а не аммонийный азот, на практике раствор подщелачивается, и его постоянно приходится подкислять. Т.о., при выращивании растений без почвы имеется возможность точного регулирования корневого питания, возможность хорошо обеспечивать растения всеми необходимыми питательными веществами. Поэтому в искусственной культуре можно получить высокие урожаи растений. Имеется и целый ряд трудностей. Во-первых, опасность затопления корневой системы, которое может привести к гибели растений. Эта опасность устраняется с помощью различных технических приспособлений. Во-вторых, происходят сдвиги кислотности раствора (обычно его подщелачивание), которые могут вредно отразиться на росте растений. Поэтому необходима частая проверка рН питательного раствора и доведение его до оптимальной величины. Дополнение к статье В зависимости от кислотности питательного раствора, корням растений может стать недоступным тот или иной питательный элемент. На рис.1 представлена зависимость усваиваемости каждого питательного элемента от значения pH питательного раствора. Из неё можно сделать вывод, что при pH равном 6.3 все элементы усваиваются растением примерно в одинаковой степени. Именного этого значения кислотности и стоит придерживаться.
|