BAZELE AGROCHIMICE ALE FERTILIZRII N RAPORT CU CERINELE PLANTELORPlantele sunt organisme autotrofe care i produc singure substanele necesare creterii i dezvoltrii lor din compuii minerali.

Pentru aceasta ele consum:

Energie luminoas

Energie caloric

Ap

Elemente nutritive

Deci factorii de vegetaie care se pot restrnge n dou grupe: factori climatici i factori de nutriie.Factorii climatici asigur asimilarea elementelor nutritive sub influena energiei luminoase plantele realizeaz cel mai important proces din lumea vie FOTOSINTEZA. Acesta este un proces de conversie a energiei luminoase n energie chimic nmagazinat n moleculele produilor sintetizai.

Ecuaia general a acestui proces este:

unde A = poate fi O, S sau alt element.

Fotosinteza are mai multe etape: faza luminoas i faza obscur (de ntuneric), fotosinteza fiind un sistem oxido-reductor.

Sistem redox:

1. donor de H+

2. acceptor de H+

plantele n procesul de asimilare a substanelor i transformare n diferii compui organici au nevoie de aflux permanent de energie, comportndu-se din acest punct de vedere ca nite acumulatori care asimileaz i transform energia luminoas n produi de sintez, deci n energie chimic.

Energie luminoas produi de sintez energie chimic

Clorofila b capteaz energia solar clorofilei a2 cu rol de rezervor de energien sistemul redox H2O prin fotoliz este descompus cu ajutorul energiei solare.

Donor de H+

Acceptor de H+

Energia se acumuleaz n organism n sisteme speciale care o pot apoi transforma prin reacii de oxido-reducere. n aceste reacii P joac un rol important prin participarea n reaciile de fosforilare, formnd compui, precum gluco-fosfaii, ATP (adenozintrifosfat), ADP (adenozindifosfat).

Transferul de energie i elementele nutritiveOrice sintez se face cu consum de energie. Energia necesar proceselor metabolice ale organismelor vegetale vii se obin n principal din dou surse:

1. din compuii fosforului bogai n energie (ATP, NADPH), care prin hidroliz enzimatic controlat elibereaz ntre 7000-13000 de calorii pe molecul. Transferul se face n timpul transfosforilrii. 2. alte elemente, componente ale unor enzime (Cu, Fe, Mo, Zn) sau activatori ai unor sisteme enzimatice.

Intensitatea luminoas constituie un factor de baz care influeneaz ritmul de desfurare a biosintezei hidrailor de carbon, ca i cel de absorbie la elementelor nutritive. Cercetrile arat c intensitatea fotosintezei este maxim la lumina spectral roie (620-740 nm), urmat de cea albastr (450-500 nm). Sinteza glucidelor este maxim n lumina roie, iar a proteinelor n cea albastr. Plantele se mai clasific n plante de zi lung i plante de zi scurt , plante iubitoare de lumin i plante de semiumbr sau umbr. Intensitatea luminoas puternic (la orele 13-14) ct i cea sczut ncetinesc intensitatea fotosintezei, ceea ce se reflect i asupra absorbiei elementelor nutritive din sol. Fiecare specie are nevoie de un anumit nr. de ore de lumin, de o anumit lungime a zilei (fotoperiodism), cultivarea plantelor n zone necorespunztoare, greite din acest punct de vedere poate compromite recolta. n raport cu specia, maximul fotosintezei se situeaz la temperaturi cuprinse ntre 20-30C, iar procesul de respiraie e mai intens la circa 40C.

Producia de mas net rezultat este:

FOTOSINTEZ (F) RESPIRAIE (R) = g MAS VERDE (MV)

n fotosintez numai o cantitate mic de radiaii solare este utilizat (Heller 1969)

1% - folosite n fotosintez

10% - sunt reflectate

17% sunt radiaii termice

27% sunt transmise

45% sunt folosite n transpiraie.

Din energia luminoas ajuns pe suprafaa cultivat cerealele folosesc 0,16%, cartofii 0,2 %, culturile intensive 0,3-0,4%. Energia luminoas are influen n procesele de respiraie, transpiraie, fructificare, fotoperiodism, germinaie, utilizarea elementelor nutritive.

Valorificarea mai bun a energiei luminoase se poate face prin alegerea plantelor de cultur potrivit condiiilor ecologe date, mbuntirii condiiilor de nutriie, alegerea perioadei de semnat, orientarea rndurilor, stabilirea densitii etc.

FACTORII DE NUTRIIE apa i elementele nutritive

Apa este principala surs de hidrogen n fotosintez i mediul de transport al elementelor nutritive, este substratul schimburilor vitale de substane din plante, asigur turgescena celulelor, menine echilibrul mecanic al diferitelor organe, menine o temperatur convenabil. Pentru 1 kg s.u. se utilizeaz 500 litri ap, pentru 0,12 t/ha s.u. sunt necesari 5000-6000 m3 ap de irigaie sau 500-600 mm precipitaii.Aerul, surs de CO2 mediului pentru desfurarea procesului de respiraie. Aeraia trebuie asigurat la nivelul rdcinii. Concentraia CO2 n sere mrete producia.

Nutriia dat de ioni formai de elemente precum, N, P, K, S, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu. Solul este sursa principal de elemente nutritive prin completare cu ngrminte. Sistemul de nutriie dezechilibrat duce la consum iraional de energie. De exemplu azotul aplicat n exces determin creteri luxuriante i deci un dezechilibru ntre masa vegetativ i fructificare. Un raport armonios de elemente nutritive scade consumul de ap cu 20-30%. N i P creeaz dezechilibru i consum mare prin transpiraie . K micoreaz transpiraia cu 26%, MgCl2 cu 40-50%. De aceea e necesar cunoaterea particularitilor de nutriie a sistemului radicular al fiecrei specii de plante.

COMPOZIIA CHIMIC A PLANTELOR

Pentru fundamentarea teoretic a msurilor de fertilizare aplicate n scopul sporirii cantitative i calitative a recoltelor, se impune cunoaterea naturii substanelor, coninutului n elemente nutritive, rolul lor n viaa plantelor , mecanismul de ptrundere al elementelor etc.

Substanele care alctuiesc compoziia plantelor sunt:

apa care este componentul principal, variaz n plantele verzi ntre 80-95%,

n organele lignificate, mbtrnite 5-25%.

Apa legat de imbibiie capilar

Apa de constituie face parte din moleculele proteice etc.

Apa liber din soluie.

Compui organici (5 -11%) Glucide

Lipide

Substane cu azot (proteine simple, complexe, lipo, nucleo, glucoproteine etc.) Pigmeni

Enzime

Vitamine, substane de cretere , substane cu caracter antibiotic Compui anorganici sruri: nitrai, cloruri, sulfai, fosfai (0,1-14%)

Ioni liberi organici i anorganici.Substanele din sol, cele aplicate ca ngrminte influeneaz sinteza acestor compui.

Pentru stabilirea bilanului elementelor nutritive i a dozelor de ngrminte este necesar cunoaterea compoziiei elementare a plantelor. Prin eliminarea apei din plant (105C) rezult substana uscat (5-25%) alctuit din compui minerali i organici. Prin calcinarea substanei uscat la 450- 550 C produii organici sunt transformai n CO2, NO, SO2, NH3, H2O, care se volatilizeaz i rmne reziduu mineral cenua. Coninutul de cenu al plantelor variaz cu specia, vrsta, organul, condiiile de mediu. Plantele lemnoase sunt mai bogate n cenu ca cele erbacee. Rdcinile mai srace ca prile aeriene. Frunzele sunt mai bogate pentru c n ele este activitatea vital cea mai intens.Cenua plantelor cultivate conine peste 60 de elemente, are caracter bazic (elementele se combin cu O rezultnd K2O, Na2O, CaO, MgO care n soluie dau baze)

Cenua conine cationi de K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, Na, Al i anioni HPO42-, Cl-, SO42-, BO3-.

n plant elementele dominante sunt 12 C H O N P K Fe Si Na Ca Mg S = 99,9%

n litosfer dintre elementele predominante pot fi considerate nenlocuibile pentru plante O C H N P K Ca Mg Fe S

Indispensabile Mn Cu Zn Mo B

Legtura ntre compoziia chimic a scoarei i compoziia chimic a plantei

Plantele n dezvoltarea istoric a extras din mediu elemente, consolidndu-le n compoziia chimic nscris n codul genetic. Azotul n plant este de 500 de ori mai mult ca n sol, P i K se gsete de 20 de ori mai mult in plant, cu ct diferena este mai mare cu att nevoia de ngrminte este mai mare.K2O/CaO plante calcifile raport favorabil Ca zone nordice, pH acid, temperatura sczut favorizeaz absorbia NH4+

K2O/CaO plante calcifobe raport favorabil K zone sudice, pH neutru, temperatur ridicat, favorizeaz absorbia NO3-.n compoziia elementar a plantelor

C, H, O intr n proporie de 90%

N, P, K, S pe care plantele le iau din sol intr n proporie de 4,4%

Na, Ca, Mg, Cl, Si reprezint 2,7%

Microelementele intr n cantitatea 0,2-0,3%.Deci 4,4 + 2,7 + 0,3 = 7,4% asimilate numai din sol au un rol tot att de important ca i cele 3 (C, H, O) = 90%

Majoritate elementelor sunt prezente n cenu i absolut indispensabile creterii, neputnd fi nlocuite.

Compoziia chimic a plantelor difer de la o specie la alta, de la soi la soi i chiar de la un organ la altul.. agricultorul i ndreapt atenia asupra unei pri a produciei vegetale i de aceea trebuie luate n considerare i alte aspecte din care pot rezulta concluzii practice pentru fertilizarea solului. Astfel putem vorbi de producia biologic reprezentat de totalitatea organelor unei plante care se formeaz de la rsrire pn la maturitate, inclusiv organele care pe parcurs s-au vestejit i uscat. n timpul formrii produciei biologice elementele absorbite se repartizeaz deferit n organele plantei. O parte se restituie din nou n sol.Producia biologic este alctuit din:

Producia valorificabil (cu valoare comercial, consumabil): semine i paie la cereale, semine la floarea soarelui, soia, mazre boabe, tuberculi la cartofi, rdcini la sfecla, morcov, fructe la pomii fructiferi

Producie nevalorificabil: mirite, rdcini, frunze czute, boabe nerecuperate, vreji cartofi, care restituie o parte din elementele extrase din sol.

Cnd aceast cantitate e mare se va lua n calculul dozei de ngrmnt. Circa 50-80% din elementele de nutriie absorbite de plante se gsesc n producia valorificabil. Sub influena ngrmintelor cantitatea de elemente absorbite din sol crete cu 50-100 %n producie valorificabil (la cereale), la cartof i crete cu 20-50% (excepie face conopida). n anii ploioi (luna iulie) cantitatea de N extras din sol scade n producia valorificabil fa de cea nevalorificabil, la ovz i cartof scad n medie 15-50 % N, 30-50% P2O5, 15-35 % K2O fa de anii cu repartizare normal a precipitaiilor. La plantele leguminoase furajere este invers, crete coninutul elementelor n producie valorificabil, deoarece aici se folosete partea vegetativ.

Relaia vrsta plantei compoziie chimic reprezint variaii mari n raport cu specia, soiul, vrsta, factori de mediu. Exemplu la cereale de la rsrire pn la nfrire se acumuleaz aproape 50% din totalul elementelor asimilate pn la sfritul perioadei de vegetaie, de la nfrit la nflorit nc 40%. Practic platele trebuie s fie asigurate cu elemente de la nceputul vegetaiei, acumularea masei vegetative rmne n urma acumulrii elementelor nutritive, deci ele trebuie absorbite nainte de a putea s se produc substan uscat. ntrzierea acumulrii s.u. face ca plantele s aib coninut ridicat n elemente nutritive. ELEMENTELE NECESARE NUTRIIEI PLANTELOR I CLASIFICAREA LORPlecnd de la coninutul mediu al plantelor n elemente i de la importana lor n procesele de cretere i dezvoltare, ele pot fi clasificate n: elemente eseniale, elemente utile i alte elemente.Elementele eseniale sunt absolut necesare pentru procesele de cretere i reproducere a plantelor.

Elementele eseniale sunt:

Macroelemente primare: C, H, O, N, P, K

Macroelemente secundare: S, Ca, Mg se gsesc n sol n cantitate relativ suficiente, se folosesc ngrminte cnd lipsesc formele asimilabile.

Microelemente Mn, B, Zn, Cu, Mo, Co sunt tot eseniale, se folosesc din ngrminte n cantitate mai mic.

Dup coninutul elementelor n plant acestea se clasific n:

Macroelemente n.10-2 n.101 % s.u.

Microelemente n.10-5 n.10-3 % s.u.

Ultramicroelemente n.10-12- n.10-6 %s.u.

Elemente utile prezena lor produce efecte favorabile creterii plantelor, absena nu produce efect negativ sesizabil.

Alte elemente existena lor n plant nu exercit nici un rol cunoscut n procesele biologice.

Rolul elementelor nutritive n viaa plantelor

Toate elementele nutritive eseniale au rol determinant n viaa plantelor. Planta i poate desfura metabolismul normal numai cnd e aprovizionat din sol, aer i ap cu cantitatea de elemente necesare. Plantele folosesc elementele chimice sub form de ioni NO3-, NH4+, K+, Cu2+, SO42- i nu ca elemente, de aceea ngrmintele sunt sub form de sruri. Organizarea organismelor vegetale n sistem (fotosintez, respiraie) i subsisteme (depunere, transport) riguros ierarhizate explic rolul difereniat al elementelor chimice n metabolismul vegetal. Cu toate c din punct de vedere al rolului fiziologic al elementelor acestea sunt egale, totui n caz de restricii exist o anumit ierarhizare a importanei acestora n viaa plantelor.Azotul rmne elementul conductor al procesului de cretere, constituent esenial al citoplasmei. Element de baz al proteinelor favorizeaz nmulirea celulelor, determin randamentul recoltelor.

Fosforul face parte din acizii nucleici codul genetic transportor de energie n celulele plantelor. Cu azotul formeaz fosfoproteide, are rol n metabolismul glucidelor particip cu azotul la creterea general a plantelor n special a rdcinilor.

Sulful constituent n aminoacizi eseniali, are rol apropiat de al N.

Potasiul se gsete sub form de ioni acioneaz ca regulator al funciilor de cretere, necesar n fotosintez n sinteza proteinelor, rezistena la boli i duntori, regimul apei.

Magneziul intr n componena clorofilei favorizeaz absorbia fosforului.

Calciu prezent n membrana pectic d rezistena esuturilor, maturarea fructelor.

Fierul constituent al clorofilei, absolut necesar formrii ei, sinteza auxinelor, procese de oxidoreducere.

Cuprul intr n compoziia unor enzime oxidative.

Zincul intr n compoziia unor enzime oxidative i are rol protector al auxinelor.

Molibdenul necesar n metabolismul N, constituent al enzimelor ce reduc nitraii pentru transformarea lor n aminoacizi.

Borul i manganul n compoziia unor enzime.

Starea de aprovizionare a plantelor cu elemente nutritive

Ritmul de asimilare este influenat de factorii de mediu (ap, temperatur, intensitate luminoase), de raportul dintre ele (N: P: K: Ca: Mg) echilibrat sau neechilibrat (exces, caren).Pentru ca plantele s creasc n condiii bune, elementele nutritive trebuie s se gseasc n cantiti ndestultoare (mici insuficiene, carene mici, excesul, toxicitatea nu sunt bune). Legea factorilor limitativi, elaborat de Liebig (butoiul) reformulat de Blackman (1905) la realizarea unui proces biologic particip numeroi factori, ns atunci cnd unul e deficitar, el determin desfurarea anormal a procesului. Interaciunea factorilor de vegetaie reflect faptul c aciunea unui element e condiionat de prezena altuia.

Nutriia plantelor se difereniaz nu numai n raport cu particularitile biologice ale speciei dar i n raport cu vrsta.

n viaa plantelor distingem ciclul anual de vegetaie, iar n cadrul acesteia distingem fazele de vegetaie (fenofaze).

Vrsta plantelor ontogenetic de la apariia din smn pn la un moment dat; facultativ la plante ce se nmulesc pe cale vegetativ de la detaarea butaului pn la un moment dat. La plantele anuale ciclul de vegetaie dureaz 1 an = ciclul anual se suprapune cu fazele de vegetaie. La plantele perene ciclul de vegetaie este multianual, fazele de vegetaie se repet anual. n timpul ciclului de vegetaie distingem perioadele de vrsta, perioada de cretere vegetativ n care se formeaz esuturi noi N prelungete vegetaia, perioada de fructificare necesit P, Zn, Cu, Mn, Mo, perioada de maturitate declin se acumuleaz substanele de rezerv P, K, B.

Din punct de vedere al nutriiei n cursul vegetaiei distingem o modificare a consumului de elemente nutritive astfel:

Perioade critice de nutriie sunt acelea cnd lipsa sau insuficiena sau raportul nearmonios ntre elemente are repercusiuni asupra creterii i dezvoltrii plantelor. Intervenia pentru remediere nu aduce plantele la normal.

Perioade de consum maxim sunt acelea n care plantele acumuleaz cea mai mare cantitate de elemente nutritive ntr-un timp accelerat.

Perioada eficienei maxime n care se sintetizeaz maximum de substanele de rezerv n care aplicarea unui ngrmnt prezint eficien maxim.

Perioada descreterii consumului are loc n fenofaza maturrii fructelor, consumul ncepe s scad, devine redus.Perioadele critice la diferite plante

Cereale

gru

Rsrirea

apariia frunzei a 3-a (P)

nfrirea (N)

intrarea n burduf (N)

nspicarea (P i K)

porumb

rsrirea

apariia frunzei a 3-a (N i K)

apariia spicului

mtsit (N i P)

fructificarea

Floarea soarelui

rsrirea

apariia primei perechi de frunze adevrate

formarea capitolului

nflorirea

Sfecla de zahr

rsrirea

apariia primei perechi de frunze adevrate

formarea rdcinii

depunerea zahrului

Legume

cmp apariia primei perechi de frunze adevrate

- apariia florilor etaj I, II etc.

sere formarea inflorescenei etaj I

- nflorirea etaj I

- coacerea fructelor etaj I

- fructificarea ealonat (la castravei la fel)

La plante perene Pomi fructiferi ciclul multianual cu perioade de vrst, fiecare cu perioade critice n fiecare an. Perioada de tineree solicit N, perioada de fructificare solicit N,P,K, perioada de maturitate i declin, solicit N pentru prelungirea vegetaiei.

Perioada de fructificare cea mai important, avem urmtoarele faze critice:

dezmugurirea se face pe seama substanelor de rezerv acumulate n anula anterior. Aplicarea ngrmintelor primvara nu are efect asupra desfacerii mugurilor Dezmugurirea ncepe cu apariia primei frunze. Creterea intens a lstarilor solicit N ncetinirea creterii lstarilor, apariia mugurilor terminali solicit N, P, K. Paralel cu formarea organelor de reproducere are loc fructificarea planta ncepe diferenierea mugurilor de rod. Diferenierea se face pe seama substanelor de natur proteic cu rol plastic, plantele au nevoie de N (diferene ntre seminoase i smburoase). Maturarea lemnului ncheie fazele critice la pomi are loc depunerea substanelor de rezervVia de vie lian cu sistem radicular puternic.Perioadele de vrst

- tineree

- maturitate rodire

- declin

via tnr

dezmugurirea

creterea intens a lstarilor

ncetinirea creterii lstarilor

coacerea lemnului

via pe rod

plnsul viei

desmugurirea creterea intens a lstarilor (N)

apariia inflorescenei i nflorirea (N)

creterea boabelor i coacerea lor consum N, P, K.

Elementele nutritive i rolul lor n metabolismul general al plantelor. cele peste 60 de elemente ce intr n alctuirea plantelor au un rol complex, cele mai multe participnd, singure sau mpreun cu altele sub form de grupe anionice sau acide (C, N, S, P), cationi bazici cu valen fix (K, Ca, Mg) sau variabil (Mn, Fe, Cu, Zn), amfolii cu valen variabil (B, Al, Si) la procesele de transport, sintez, depunere de substane, activarea sau catalizarea unor procese, schimb de energie.

Macroelementele considerate eseniale trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii:

- s se gseasc n plant n cantiti mai mari de 10-2;

- s aib rol direct n procesele de nutriie cretere i dezvoltare;

- absena lor din mediul nutritiv s impiedice dezvoltarea prilor vegetative a organelor de reproducere i ncheierea ciclului vital:

- carena s fie specific i s poat fi corectat numai prin introducerea n mediul nutritiv a unor sruri ce conin elementul respectiv (zeci de kg/ha);

- carena accentuat s provoace tulburri metabolice, citologice, histologice, anatomopatologice.

Microelementele considerate eseniale trebuie s ndeplineasc, la rndul lor urmtoarele condiii:

- coninutul n plant s fie cuprins ntre 10-6 i 10-2 i s nu depeasc 0,01% socotit la substana uscat;

- s aib o aciune strict specific i direct;

- lipsa sau insuficiena s mpiedice ndeplinirea cilului vegetal;

- carena s poat fi corectat prin cantiti ce nu depesc 10 kg/ha socotit din substana activ;

- s manifeste aciune toxic dac se depete un anumit prag optim;

- insuficiena lor n mediul nutritiv s provoace tulburri metabolice, citologice, histologice sau morfologice care duc la scderea recoltei.

Prezena diferitelor elemente n plante nu reprezint o simpl acumulare, ci aceasta este n strns legtur cu aciunea foarte variat n diferite procese fiziologice i biochimice, ca i cu metabolismul acestora n raport cu sinteza i depunerea substanelor organice, cu vrsta plantei.

Rolul complex al elementelor nutritive permite gruparea lor i n legtur cu unele nsuiri fizico-chimice i energetice ce l au n esuturi (tabelul nr.3).

n decursul evoluiei organismelor vegetale, elementele nutritive au cptat un rol multiplu, care explic intercondiionarea cu alte elemente i efectele specifice cantitative i calitative.

Tabelul nr. 3

Clasificarea general a elemetelor nutritive din plant i principalele funcii biochimiceGrupaEle

men

tul% din totalPrincipalele forme sub care este luat din sol sau particip la procesele biochimicePrincipalele funcii biochimice

12345

IC

O

H45

42

6,5ioni n soluia solului sau gaze n atmosfer: CO2,Hco3-,CO32-

O2

H+,OH-,HOH,H3OConstituienii principali ai materiei organice, fac parte din diferite grupri, radicali, ioni implicai n procesele enzimatice, fotosintez, respiraie, transpiraie, sintez,

circulaia apei,rezisten la condiiile nefavorabile, cretere dezvoltare.

IIN

S1,5(0,2-4,5)

0,4(0,02-1,1)No3-,NO+,NH4+, NH2=NH-, N-N2

-SH, SO2,SO42-, -S-S-Se asimileaz prin schimb n urma unor procese de oxido-reducere. Formeaz grupe purttoare de energie.

IIIP0,9(0,2-1,7)H2PO4-,HPO42-,

PO43-, Nadp+, NadphParticip la edificarea acizilor nucleici. Formeaz esteri fosforici cu gruparea OH (de la glucide, alcooli, acizi organici) cu rol n acumularea i eliberarea energiei necesare proceselor vitale.

tabelul nr.3 (continuare)

12345

IVCa

Mg

K

Na

Cln.10-1n.10-21,6(0,4-3,5)

n.10-2n.10-2Ca2+

Mg2+,MgATP2-

K+

Na+

Cl-

Particip la reacii specifice legate de formarea enzimelor i activarea lor. Regleaz presiunea osmotic a celulei, transpiraia, circulaia glucidelor, translocaia. Iau parte la sinteza unor compui organici (clorofil, glucide, proteine).

VFe

Cu

Mnn.10-2

n.10-3n.10-3Fe2+,Fe3+, Fe-Mo,

Fe-ARN

Cu2+Mn2+,Mn3+, Mn(OH), Mn(OH)2Constituieni ai enzimelor, participnd att la formarea ct i la activarea lor. Rol n rezistena plantelor la condiii nefavorabile i n formarea unor vitamine pigmeni.

IVMo

Znn.10-6n.10-4MoO2-Zn2+Compleci organici, chelai. Regulatori ai oxidoreducerii.

VIIB

Si

Aln.10-4n.10-1n.10-2B(OH),H2BO3-, BO32-

SiO42-Al3+Dau esteri borici cu gruparea oxidril OH (de la glucide, alcooli). Particip la metabolismul hidrailor de carbon, la sinteza acizilor nucleici i a fitohormonilor.

Consumul de elemente nutritive la plantele superioare difer n raport cu rolul acestora n procesul de metabolism cu specia, soiul i varietatea, factorii de mediu (apa, temperatura, lumina).

Cantitatea de elemente nutritive extrase odat cu recolta difer cu specia, soiul, volumul recoltei, condiiile de mediu (tabelul nr. 4). din acest punct de vedere, cerealele consum n primul rnd N, apoi Ca, Mg i K i dup aceea P, S, Zn, Mn; rdcinoasele i tuberculiferele au exigene mai mari fa de N i K; leguminoasele pentru boabe au cerine mai mari pentru N, apoi Ca, care se consum de dou ori mai mult dect Ca i de zece ori mai mult dect P. Plantele ce acumuleaz zaharuri (sfecl de zahr, vita de vie) au cerine ridicate i aproape egale fa de N, K, dup care, n ordine descrescnd se situeaz Ca, Mg, S, P, B; plantele textile au exigene mari fa de K urmat de Ca i N; cele oleaginoase consum n cantitate mare K, dup care se situeaz N; legumele au exigene diferite, n raport cu partea care se comercializeaz, frunzoasele n N i K, bulboasele n K, apoi N, urmat de S i P, vrzoasele n N, K apoi n P, solano-fructoasele au exigene n primul rnd n K apoi n N i dup aceea n Ca, P, Mg, S; gramineele furajere au cerine mari fa de K, N, urmate de Ca, Mg i de P, S.

Tabelul nr.4

Cantitatea medie din principalele elemente nutritive luate odat cu recolta

Cantitatea luat odat cu recolta

SpecificareRecolta kg/hakg/hag/ha

N P K Ca Mg SFe Cu Mn Zn

Porumb -coceni

-boabe

Orz -boabe

-paie

Ovz -boabe

-paie

Sfecl de zahr

-rdcini

-frunze

Soia

Lucern -fn

Trifoi rou -fn

Timoftic -fn10 000

6 300

4 100

3 500

2 000

3 500

30 000

10 000

3 400

10 000

6 000

6 000 90 15 116 35 - 5,2

179 20 116 - 33 9,4

90 17 26 3,5 - 11,5

20 3 34 12 - -

40 9 12 3,5 - -

25 6 50 10,7 - -

109 21 156 - - 18

35 6,5 50 10,7 - 4

210 22 60 - - -

200 20 170 125 24 21

110 13 95 77 19 8

66 13 90 20 7 6 - 69 110 180

5 600 43 66 113

- 63 43 101

- 15 504 84

- 23 92 39

- 24 - 245

- - - -

- - - -

- - - -

- 66 500 470

- 45 600 400

- 33 340 220

Plantele cultivate, strile de aprovizionare, stres i folosirea ngrmintelor

Strile de aprovizionare cu elemente nutritive

In baza cercetrilor fcute n ultimul timp de ctre numeroi specialiti se pot deosebi urmtoarele stri ale gradului de aprovizionare cu elemente nutritive:starea normal, caren, insuficien, nivel critic, abunden, exces i toxicitate.

Starea norml este dat de concentraia i raportul dintre principalele elemente nutritive n cursul perioadei de vegetaie, care coreleaz cu o recolt ridicat i de calitate.

Curba strilor de nutriie la plantele cultivate (dup Prevost i Ollagnier)

Prin caren se nelege ( starea de nutriie ) efectul datorat insuficienei accentuate sau lipsei din mediul nutritiv a unui element i care influieneaz asupra creterii i dezvoltrii, desfurrii normale a proceselor fiziologice i biochimic.

Carena unor elemente (K) provoac absorbia mai accentuat a altor elemente(Mg, Na) pentru meninerea raportului anioni/cationi n sucul celular, care ns poate avea efect nefavorabil asupra metabolismului, consumului energetic, creterii i dezvoltrii. Carenele pot s fie ascunse, identificabile numai prin analize chimice, care se manifest mai ales prin scderea recoltei sau pot s se exteriorizeze sub forma unor simptome relativ specifice pe prile vegetative (frunze, tulpini, fructe). Impropriu mai sunt denumite "boli" de nutriie sau neparazitare, dei nu exist nici un agent patogen deoarece anumite semne exterioare datorit carenelor sunt asemntoare cu unele provocate de accidente climatice, ageni fitopatogeni sau duntori.

Insuficiena este starea de nutriie n care organele vegetative sunt aprovizionate nesatisfctor cu un element; dei acestea nu duc la modificri vizibile, provoac schimbri de ordin fiziologic i scderea recoltei.

Nivelul critic este starea care se definete n mai multe moduri i anume : a) concentraia unui element (raportat la substana uscat) i raportul acestuia fa de alte elemente, ntr-un esut sau organ, la o anumit faz de vegetaie, i care corespunde unei corelaii optime a productivitii plantei; b) coninutul (concentraia) minim pentru maximum de recolt (Tyner, 1947); c) limita cea mai szut a concentriei unui element la care recolta ncepe s descreasc (comparativ cu nivelul optim) (Ulrich, 1952); d) coninutul ce corespunde la 95% din randamentul maxim (Bennett, 1953); e) coninutul (concentraia) la care sporul de recolt dat de ngrminte nu mai este rentabil (Dumenil, 1961).

Nivelul critic este considerat astzi ca un criteriu de apreciere a strii de nutriie a plantelor cultivate, prin analiza chimic (cu trusa de teren sau n laborator) a unor esuturi sau organe n ceeace privete coninutul n azot, fosfor, potasiu, zinc, magneziu i a raportului dintre ele.

Abundena (denumit i aprovizionare de lux) este starea de nutriie n care concentraia ntr-un anumit element depete nivelul critic, fr a produce ns efecte toxice, dar i fr efect asupra sporirii produciei.

Excesul este starea de nutriie n care concentraia unui element depete un anumit nivel, ceea ce produce tulburri fiziologice, histochimice i modific raportul dintre partea vegetativ i fructificare. De exemplu, folosirea de doze mari de ngminte cu azot duce la acumularea n exces a azotului nitric la spanac, salat, hric, care poate deveni duntor i pentru cei ce consum aceste produse.

Toxicitatea survine atunci cnd concentraia unui anumit element provoac n celule procese ireversibile care mpiedic desfurarea metabolismului normal, provocnd moartea celulei.

Corelaia dintre concentraia elementelor nutritive n plante atunci cnd este ideal este influienat n realitate de numeroi factori: specie, vrst, formarea organelor de reproducere, aprovizionarea cu ap, temperatur, prezena sau absena altor elemente.

In practic, aprecierea gradului de aprovizionare a plantelor cu elemente nutritive prin analize chimice ale unor organe vegetative reprezentative este mult mai dificil, complicndu-se i din cauza unei aciuni de "compensare" (ntre anumite limite) a efectului unui element nutritiv. Astfel de actiuni de compensare a efectului se cunosc ntre P i K, ntre N i P, fr ns a se putea suplini complet elementul n aciunile principale.

Nevoile plantelor n substane nutritive n raport cu vrsta i fazele de vegetaie

Aplicarea ngrmintelor trebuie fcut difereniat de la o specie de plant la alta deoarece, n timp, diferitele specii i-au format nsuirea de a acumula n frunze, ramuri tulpini, ca i n smn, substanele nutritive n anumite raporturi.

Pentru a nelege mai bine principiile aplicrii difereniate a ngrmintelor, n raport cu cerinele plantelor n elemente nutritive n cursul vegetaiei, este necesar s se cunoasc noiunea de vrst, care este dat de durata ciclului vital i de ciclul anual de vegetaie, n cadrul cruia se disting diferite faze de vegetaiex .

Vrsta are caracteristici diferite dup cum plantele sunt anuale, bienale, multianuale i dup cum se nmulesc prin smn sau pe cale vegetativ, ceea ce atrage dup sine i cerine diferite fa de mediul nconjurtor, inclusiv cele de nutriie. Vrsta biologic sau ontogenetic ncepe din momentul ieirii germenului din smn i pn la data considerat. La plantele ce se nmulesc pe cale vegetativ (butai etc.) vrsta biologic se socotete indiferent cte generaii au parcurs din momentul ieirii din smn i pn la data respectiv. La plantele care se nmulesc pe cale vegetativ exist o "vrsta facultativ"x care ncepe din momentul detarii prii vegetative (butai) de planta mam. Rezult c plantele care se nmulesc pe cale vegetativ i care provin din aceeai plant-mam (clon), dei pot s aib vrste facultative diferite, au toate aceeai vrsta biologic, ceea ce nseamn c au toate aceleai nsuiri genetice i cerine fa de mediul nconjurtor i de condiiile de nutritie, respectiv ngrminte.

n cadrul ciclului vegetativ se disting mai multe perioade de vrsta dintre care, pentru aplicarea ngrmintelor, prezint interes:

- Perioada de dominan a creterii vegetative -de la ncolirea seminei (respectiv prinderea butaului) i pn la nceperea fructificrii-cnd apar esuturi noi a cror mas predomin.

n aceast perioada se distinge, n raport cu specia, nite subperioade critice foarte importante pentru nutriia plantelor i anume: subperioada creterii radiculare, subperioada creterii frunzelor i subperioada creterii tulpinilor (ramurilor).

- Perioada de dominan a formrii organelor de reproducere a fructificrii care la plantele anuale se suprapune cu ciclul vital iar la plantele lemnoase multianuale cu frunze caduce ncepe odat cu prima rodire i ine pn cnd recolta ncepe s descreasc i apar ramuri uscate.

- Perioada de dominan a proceselor de mbtrnire (maturare deplin) care ncepe la plantele anuale odat cu intrarea n prg a fructelor, iar la cele lemnoase perene odat cu apariia primelor ramuri uscate i ine pn la uscarea (maturarea) complet.

n cadrul perioadelor de vrst se disting diferite faze de vegetaie, legate de cretere i dezvoltare i care se materializeaz prin modificarea dimensiunilor sau apariia de noi organe. La plantele anuale apar o singur dat pe cnd la plantele perene se repet n fiecare an.

n parcurgerea ciclului vital o alt nsuire care se schimb cu vrsta este consumul diferit de substane nutritive pe parcursul acestor perioade i sensibilitatea fa de prezena sau absena n mediul de nutriie a anumitor substane nutritive. Legat de aceasta, n viaa plantelor se disting o serie de perioade critice ale nutriiei i anume:

- Perioade critice de dominan n nutriie a unui element sau mai multor, cnd insuficiena sau excesul ca i raportul ( neechilibrat sau echilibrat) dintre elemente influeneaz creterea i dezvoltarea.

- Perioade de dominan a consumului maxim, cnd plantele necesit cantiti ridicate n anumite elemente ( N, P, K).

- Perioade de eficien maxim, cnd aplicarea unui ngrmnt produce sporul cel mai ridicat pe kilogramul de ngrmnt aplicat.

- Strile de stress sunt date de rspunsul nespecific al organismului la toate solicitrile la care este expus ( Selye, 1956) cu alte cuvinte insuficiena sau excesul ntr-unul din factorii de vegetaie (ap, lumin, cldur, substane nutritive) sau variaii brusce ale acestora ce stnjenesc asimilarea elementelor nutritive, respectiv folosirea eficient a ngrmintelor, iar n organism se produc o serie de reacii biochimice nscrise n codul genetic care-i permit adaptarea brusc la o solicitare sporit. Prin faptul c n organismele vegetale procesele biologice sunt ireversibile, n caz de stress planta se echilibreaz la condiiile minime existente; ea nu risc s atepte condiii ulterioare mai bune i ca atare, producia se plafoneaz la condiiile minime din perioada de stress, ceea ce duce de fapt la o scdere a recoltei.

Pentru practic trebuie reinut c "anumite fenofaze corespund cu unele perioade critice ale nutriiei sau ale consumului maxim" i creterea lor permite o mai bun dirijare a nutriiei prin ngrminte.

La plantele cultivate, principalele fenofaze corespunztoare diferitelor perioade critice ale nutriiei sunt: la cerealele autogame - apariia frunzei a treia, nfrirea, intrarea n burduf (apariia primului nod) i nspicarea; la porumb - apariia frunzei a treia, apariia a 50% din numrul de frunze, nceputul apariiei paniculului, mtsirea; la sfecl - apariia perechii a 2-a i a 3-a de frunze, nceputul ngrorii rdcinii i nceputul depunerii intense a zahrului; la floarea soarelui - apariia primei perechi de frunze adevrate, nceputul formrii inflorescenei, nflorirea; la cartof - apariia perechilor 2-4 de frunze, nceputul apariiei inflorescenei i nceputul nfloririi; la tomate - apariia primei frunze adevrate, nceputul formrii bobocilor florali, nflorirea, nceputul coacerii fructelor din primul etaj; la castravei - prima frunz adevrat, nceputul formrii bobocilor florali, nflorirea, legarea; la pomi roditori - desfacerea mugurilor i nceputul creterii lstarilor, creterea intensiv a lstarilor i fructelor, ncetinirea i ncetarea creterii lstarilor, diferenierea mugurilor de rod din mugurii vegetativi, maturarea lemnului i a esuturilor; la via de vie - plnsul, desfacerea mugurilor, nceputul nfloririi, creterea intensiv a boabelor.

- Un alt factor care trebuie luat n considerare l constituie durata perioadei de absorbie a elementelor nutritive care poate s fie mai scurt (orz, cartof timpurii, in, salat, ridichi) sau mai lung (gru, tomate, cartof de toamn, sfecl, morcov, pomi, vi de vie).

Dac ne referim doar la perioadele de consum i eficiena maxim la perioadele critice ale nutriiei i durata perioadei de absorbie a elementelor nutritive rezult c sistemul de ngrare nu poate s fie unic, ci difereniat pentru a obine o eficiena maxim pe unitatea de energie ncorporat cu ngrmntul folosit.

Coninutul ntr-un element

Creterea plantei (recolta)

stare normal

insuficien

caren

abunden

exces

toxicitate

x Apariia de diferite pri sau organe exterioare sau modificri ale acestora (rsrirea, nfrirea, formarea paiului, apariia mugurilor vegetativi i a mugurilor de rod, legarea fructelor, intrarea n prg, plnsul viei de vie, etc.)

x n afar de vrsta facultativ, plantele ce se nmulesc pe cale vegetativ se deosebesc ntre ele i prin gradul de dezvoltare stadial, dup locul unde au fost recoltai butaii (de la vrful, mijlocul sau baza tulpinei, ramurilor sau din rdcini).