Элементарная жизнь растений. АЗОТ

Как оказалось элементы питания растений – это не только увлекательно, но и познавательно. Вся наша Вселенная активно участвует в круговороте веществ, и как это ни странно, мы – тоже. Всевозможные химические элементы вступают во всевозможные химические реакции, образуя всевозможные химические соединения. Более сложные химические соединения образуют на нашей планете Жизнь. И растения, разумеется, тоже участвуют в этом круговороте веществ. Из простых неорганических соединений растения создают сложные органические соединения. Эта удивительная фабрика по преобразованию веществ окружает нас с самого рождения и до смерти. Без растений не было бы и человечества в его современном виде. Поэтому, совсем неплохо было бы познакомиться с нашими верными спутниками, узнать, чем они дышат, что они едят. Хотя бы для того, чтобы получить от растений как можно больше пользы. Пусть это эгоистично, но любой эгоизм должен быть расчётливым.

Согласно современным исследованиям, высшим растениям требуется около 20 элементов питания, чтобы полностью завершить цикл своего развития. От прорастания из семени до воспроизводства в потомстве (до плодоношения). И эти химические элементы невозможно заменить какими-либо другими. И делятся они на две группы: макро- и микроэлементы. Макроэлементами называют те элементы питания растений, что потребляются растением для своего роста и развития в значительных количествах. Все сталкивались с тем, что на пакетах с удобрениями всегда пишут их состав. Так вот, на комплексных удобрениях вы всегда обнаружите эти три волшебные латинские буквы – N, P, K. Что означает Азот, Фосфор, Калий. Кроме них к макроэлементам относят магний, железо и серу. Ну и, разумеется, кислород, водород и углерод. Микроэлементы потребны растению в крайне незначительных количествах, но, увы, и без них растение не сможет существовать. Это бор, кальций, кремний, йод, медь, цинк и другие. 

Недостаток тех или иных элементов питания растений, как правило, сказывается на их внешнем виде. И по некоторым признакам на листовой пластинке или стебле можно определить, чего растению не хватает для нормального функционирования. И, соответственно, оперативно «вылечить» растение, внеся недостающий компонент в общую формулу питания. 

«Познакомившись» с каждым элементом питания, можно не только узнать его роль в жизнедеятельности растений, чтоб использовать его себе на пользу, но и посмотреть на роль этого элемента питания в судьбе человечества. Просто потому, что это – интересно. 

Азот не зря называют «элемент роста». Ещё древние земледельцы (богатыри – не мы) обращали внимание на то, что трава растёт быстрее там, где корова уронит свою лепёшку, а крапива гуще там, где мужики освобождают место для следующей кружки пива. Собственно, так и были открыты первые органические удобрения. И всё было прекрасно. Продукты жизнедеятельности человека и скотины вывозились на поля, где и зарывались, чтоб не воняло. Обратно привозился урожай и возбудители различных заболеваний кишечно-желудочного тракта. Но, так как жизнь в те далёкие времена была не очень длинная, то болезни никого особо не волновали. Словом, была полная идиллия. До тех пор, пока миролюбивое человечество не изобрело порох. Как оказалось, одним из компонентов адской смеси является sal petrae, «соль камней» - белое кристаллическое вещество, что оседает на стенках всяких выгребных ям и навозохранилищ. Попросту говоря –, селитра. Всякие цари и князья, для усиления милитаризации, теперь запрещали держать дерьмо под открытым небом, чтобы дождём селитру не смывало. Запрещалось также фермерам мостить полы в коровниках и свинарниках. Специальные сборщики селитры ходили и осматривали всевозможные места появления селитры, запрещая хозяевам избавляться от «ароматных» куч. Падала урожайность, но росла обороноспособность. Стоить ли говорить, что все населённые пункты цивилизованных стран благоухали. Но это был крайне непродуктивный способ получения пороха, и ремесленники пытались воссоздать условия образования селитры. Теперь все фекалии промывались, нитраты осаждались из раствора и дышать стало легче. За городами строились селитряницы (нитроарии), что представляли из себя канавы, которые набивались навозом, фекалиями, трупами и гниющими растительными останками. Всё это месиво бродило, гнило и зрело, после чего настаивалось, выщелачивалось золой и полученный нитрат калия (калиевая селитра, столь необходимая в сельском хозяйстве) бережно расходовался для убийства людей и немного в строительстве для технических взрывов. И так продолжалось до середины 19 века, пока не стала развиваться бурными темпами химия. Попросту говоря, пока не появились новые виды порохов и взрывчатых веществ. Но они были достаточно дорогими, и получение селитры из навоза, в ущерб сельскому хозяйству, всё так же повсеместно практиковалось. То есть, дерьмо убивало людей в прямом смысле этого слова. Настолько, что из-за него даже случались войны. 

Одна из них, вторая тихоокеанская, случившаяся во второй половине 19 века, так и называется - Селитряная. Она разгорелась за территории, на которых веками скапливался ценный органический продукт. Ещё в 16 веке испанский монах описывал, как индейцы собирают сухой птичий помёт, разбрасывают его по полям с кукурузой и становятся счастливы от урожая. А в 19 веке и всё остальное человечество познакомилось со столь ценным продуктом, которому сохранили местное название. Ах, как хотелось бы поставить этому названию истинно русское ударение, более подходящее этому продукт, но увы, ценное органическое удобрение политкорректно называется - гуАно. В сухом климате тихоокеанского побережья Южной Америки залежи вот этого птичьего дерьма достигали порой до 50 метров. В нём содержатся 9% азота и 13 % фосфора, что делает его прекрасным удобрением и не менее ценным источником получения селитры, отчего и воевали между собой страны тихоокеанского бассейна. Но, тем не менее, часть ценного удобрения всё-таки доходила и до сельского хозяйства. И сказывалась на урожайности. Возможно, улучшив своё сельское хозяйство и увеличив продовольственную базу, человечество вновь решило повоевать. Теперь уже глобально. Разразилась первая мировая война. И как не старались немецкие подводные лодки, Британия всё равно продолжала носить титул «Владычицы морей». Казалось бы, при чём здесь флот и селитра? А всё при том же. Нитраты – кровь войны (основа взрывчатых веществ), а морские пути для поставок чилийской селитры были перекрыты британским флотом. 

Идея получать нитраты из воздуха (вы ведь знаете, что азота в нижних слоях атмосферы - 78%), в начале 20-го века, можно сказать, «висела в воздухе». Ещё за десятилетие до Мировой Бойни предпринимались попытки синтезировать аммиак из воздуха, но все они были слишком затратны и малопродуктивны. Именно нехватка пороха подстегнула учёных Германии и в 1915 году всё ж таки началось промышленное производство аммиака. Другие страны оперативно выкрали технологию и колонны синтеза аммиака украсили собой все страны с развитым машиностроением. С той поры коровам больше не нужно стало какать на износ и навоз постепенно стал возвращаться на поля, отчего сельское хозяйство оказалось только в выигрыше. Когда Первая Мировая война закончилась и все стали усиленно готовиться ко Второй. Но нитраты теперь можно было производить в любом количестве и кроме военных целей они нашли применение во многих отраслях промышленности. И, как оказалось, в сельском хозяйстве тоже.

Промышленный синтез аммиака произвёл и революцию в земледелии. Уже было известно, что растениям для питания нужен не навоз, а отдельные химические элементы в доступной форме. Поэтому, дешёвые удобрения позволили интенсивно развиваться земледелию. Урожаи выросли, продукты питания стали дешевле и, следовательно, доступнее. Трагические события голодомора на территории бывшей Российской империи случились не от отсталости сельского хозяйства, а от политического руководства. Ведь даже в тяжёлые послереволюционные годы в нашей стране продолжалась научная работа. Великий отечественный агрохимик Д. Н. Прянишников ещё до революции обосновал практическое применение аммиачного и нитратного азота. А теперь и мы можем смело перейти к особенностям азотного питания растений.

Как уже сказано, азот не зря называют «элементом роста растений». Но это отнюдь не означает, что если напичкать почву нитратами, то ваши томаты станут размером с тыкву, а тыквы – размером с карету. Как правило, при избытке азота активно нарастает вегетативная часть растения. Попросту говоря, ботва будет у вас красивая, а плоды невкусные, мелкие, пустотелые, скоропортящиеся. Ах, да… почти всех уже запугали нитратами, поэтому и нитратов в плодах тоже будет повышенное содержание. И вот по этой самой причине, в надежде сохранить своё здоровье, начитавшись всяческих благоглупостей и страшилок, садоводы начинают засовывать в землю всякий навоз, шелуху, настой травы и прочие «безвредные» гадости. Лишь бы не ХИМИЯ!

Отношение к химии у части населения нашей планеты самое, что ни на есть, подозрительное. Мол, химия вызывает болезни и прочие неприятности. Это слышать довольно странно из уст существа, на 100% состоящего из «химии» (ну, не из математики же, или физики). Ах, возразят мне, мы имели в виду всё только натуральное, а не эту дурацкую химию с её элементами. Но, чтобы возразить, человеку приходится «использовать» различные нервные импульсы, и для того, чтобы сформулировать эту нелепую мысль, и для того, чтобы привести в движение мышечные ткани ротового аппарата. А передача нервных импульсов в теле человека носит электрохимическую природу, в которой вовсю задействованы ионы кальция, натрия, калия и хлора. Такая насквозь вредная химия, что самому становится страшно существовать. 

Ну, хорошо, не буду морочить голову смущениями, а сразу перейду к вопросу попадания азота в растения. По большей части азот проникает в ткани растений через корневую систему, а точнее через мембрану клетки корня. Азота в почве огромное количество (особенно, если вы туда назакапывали навоза и прочей органики). Ведь все белки содержат в себе азот. Но, увы, проницаемость мембраны клетки корня такова, что она не может пропустить крупную белковую молекулу (та в неё просто физически не пролезет), поэтому и существуют в природе различные микроорганизмы, участвующие в цикле обмена веществ. Именно всевозможные бактерии и грибы разлагают органические молекулы (и зачастую питаясь за счёт этой энергии расщепления) на минеральные компоненты, которыми и питаются растения. Этот процесс носит название «минерализация почвы». Некоторые бактерии, живущие в симбиозе с растениями, и сине-зелёные водоросли способны фиксировать свободный азот из воздуха и почвы и переводить его в ионное состояние доступное для растений. И опять же не от любви к человеку и в целях заботы о его урожае, а исключительно для собственного существования. И всё это, повторюсь, входит в круговорот химических элементов в природе. В котором существуют и растения, и люди и вся планета в целом и даже Вселенная. 

Казалось бы, можно успокоиться и напихать в грядку навозу, раз такой вот кругооборот вокруг и растение само найдёт, что ему съесть на завтрак, обед и ужин. Но нет. Помните, мы говорили про гуано и называли какое конкретное количество содержится в нём азота и фосфора. Так вот, гуано – это минерализованное удобрение. То есть азот (а речь о нём) уже находится в нём в ионной форме, доступной растениям. В основном, в виде нитратов. А вот азот, который содержится в навозе, по большей части существует в составе органических соединений. И с ним происходят следующие изменения. Сначала азот из органического вещества переходит в аммиачные соединения. Но не сам по себе, а с помощью специальных бактерий – аммонификаторов. Затем из почвенного раствора другие бактерии (нитрификаторы) превращают аммиачные соединения в нитриты и нитраты. И уже вот этими самыми нитритами и нитратами, грубо говоря, питается растение. Кроме того, есть ещё бактерии – азотфиксаторы, которые связывают молекулярный азот с кислородом, переводя его опять же в доступные формы для живых организмов. Эти же полезные функции выполняют некоторые грибы и сине-зелёные водоросли.

К чему такое длинное и нудное описание процессов, происходящих с азотом? Для того, чтобы показать, что растения органику не «едят», что питание растений – довольно сложный процесс, включающий в себя жизнедеятельность других организмов. А вот из этого вытекает самое главное: работоспособность (перевод азота в доступные формы питания) живых организмов зависит от сторонних факторов – температуры, влажности, кислотности и т. д. Для поступления различных элементов питания выделяется два периода – критический и максимальный. Понятно, что максимальный период – это тот период, когда та или иная культура потребляет максимальное количество элементов. А вот критический период питания, это когда нехватка какого-либо элемента приводит к НЕОБРАТИМЫМ последствиям. Например, недостаток азота и фосфора в течение 10 – 15 дней после всходов, приводит к неправильному формированию растения и резкому снижению урожайности. А, как только что мы рассмотрели, для поступления азота в растение из органических соединений, требуется время и подходящие условия для других микроорганизмов. Растение невозможно убедить, что ему следует придерживаться моды на органическое земледелие и прочие экоштучки. Поэтому, не кажется ли вам, что будет значительно полезнее для растения подкормить его минеральным удобрением (голимой химией), хотя бы для того, чтобы оно не сдохло? 

Кто-то сделает вывод, что рассаду вполне себе можно подкормить разок вредными химикатами, зато уж потом, в огороде, можно напихать под все растения всякого полезного дерьма, как завещали деды-прадеды. К сожалению, этот вывод – неправильный. И, вот, почему…

Органика в почве – источник азота. Чем больше органики – тем больше различных микроорганизмов, перерабатывающих её и производящих нитраты и нитриты. Вам кажется, что вы кормите растение исключительно полезной и натуральной «пищей», а на самом деле (см. выше) запихиваете в растение не самые полезные для человеческого организма азотные соединения. Да, хоть нитраты и являются, по большей части, страшилкой и глупостью, но ими вполне можно отравиться. Увы, в том случае, если растения выращиваются на органике. По той простой причине, что поступление нитрозосоединений в ткани растений вы никак НЕ КОНТРОЛИРУЕТЕ. И если нитраты не столь опасны для человеческого организма, как это принято считать, то, вот, нитриты (именно - нитриты) могут нанести значительно больший вред. Всасываясь через желудочно-кишечный тракт человека, нитриты вступают в реакцию с гемоглобином крови, образуя метгемоглобин. Что приводит к кислородному голоданию. А при неоказании помощи пострадавшему, увы, и к летальному исходу (при значительном отравлении). Так вот, растению абсолютно без разницы, как получать азот из почвенного раствора – в виде нитрат-иона, или в виде нитрит-иона. А источник образования нитритов в почве – бактерии-нитрификаторы. Это одна из незавершённых стадий минерализации почвы.

Страшно? На самом деле – не очень. Отравлений нитратами и нитритами в мире регистрируется очень маленькое количество. Значительно чаще люди страдают от бегемотов и от укусов злобных императорских пингвинов. А пищевые отравления, столь популярные в наше время, регистрируются в основном от других факторов (да, хоть от пережора). Хотя, от использования навоза тоже, ведь навоз – идеальная питательная среда не только для размножения и развития (и мутации) кишечной палочки, но и ряда других, не менее опасных микроорганизмов. И, кроме того, навоз – это субстрат для распространения сорняков (непереваренные животными семена сорных растений), вредителей (тёплый дом для медведки) и грибных инфекций (грибы, в отличие от растений, как раз и «питаются» органикой). Значит ли это, что нужно вообще отказаться от применения органики в сельском хозяйстве? Ни в коем случае! Ведь почва – это природное тело, чьё плодородие как раз и зависит от деятельности микроорганизмов её населяющих. Но, как говорится, всё должно быть в меру. И в грядку необходимо вносить разумное количество органики, и разумное количество минеральных удобрений (ох, уж эта химия) для питания культурных растений. Которые, кстати, были выведены селекционерами отнюдь не на навозных кучах, а при нормальном минеральном питании (уж селекционеры то агрономию знают) и все свои максимальные полезные свойства показывают лишь при адекватном питании.

Если вы не испугались про азот – этот важнейший элемент жизни растений и человека, то давайте рассмотрим их взаимоотношения (растений и азота). Без азота невозможно образование белков и целого ряда витаминов. Без азота не было бы хлорофилла, а значит и большинства современных форм жизни на Земле (аэробов). В общих чертах, максимальный период потребления азота у растений наступает во время интенсивного формирования побегов и листьев. При недостаточном азотном питании листья (побеги) бледнеют, затем начинают желтеть или краснеть (в зависимости от вида растения) и отмирать (вспомните лихорадочные подкормки лука мочевиной на грядках весной). Плоды мельчают, болеют, теряют вкусовые качества и отваливаются. В общем, одни сплошные неприятности. Кстати, азот растением может использоваться в тканях повторно (мигрировать), то в первую очередь при азотном голодании начинают желтеть и сохнуть именно нижние листья растения (как самые ненужные организму). Всегда обращайте внимание на состояние возделываемых вами культур, чтобы вовремя заметить те или иные симптомы, связанные с питанием (или с болезнями, или с вредителями).

Избыток же азота в питании (ох, уж этот неконтролируемый навоз, да всякий настой травы и прочего г…на) несёт не менее катастрофичные последствия. Это и избыток зелени в ущерб формированию плодов, и израстание в ботву у всяких корне- и клубнеплодов, и снижение сахаров и крахмалов в плодах, и, разумеется, увеличение нитратов в тканях растений и в плодах (особенно у бахчевых культур). А деревья и кустарники, при осеннем попадании азота в растение, уходят под зиму с невызревшими побегами, от чего очень часто вымерзают. То есть азот – это тот элемент, за которым нужен глаз, да глаз.

1. Очень требовательные. Это - цветная, брюссельская, краснокочанная и белокочанная средняя и поздняя капуста, и ревень.

2. Требовательные. Это - китайская и белокочанная ранняя капуста, тыква, лук-порей, сельдерей и спаржа.

3. Среднетребовательные. Это - листовая капуста, кольраби, огурцы, кочанный салат, ранняя морковь, столовая свекла, шпинат, томаты и репчатый лук.

4. Малотребовательные. Это - фасоль, горох, редис и лук на перо.

Для чего это нужно знать? Даже, если вы всё-таки не убедились, что химия в огороде значительно безопаснее и полезнее всех вариантов навоза, то старайтесь под разные культуры подкладывать органику соответственно этим группам. А для тех, у кого разум победил предубеждённость – на пакетах удобрений, с обратной стороны всегда указывается соотношение самых основных элементов питания Азота, Фосфора и Калия. Например, N : P : K – 10 : 5 : 20. Это идеальное соотношение для томатов. Или может и не быть обозначений N, P, K, а просто стоять три цифры, что тоже является обозначением соотношения азота, фосфора и калия. Зачастую производитель указывает нормы, методы, а иногда и время внесения удобрения под различные культуры. Это тоже важные цифры, на которые стоит полагаться, ведь они проверены научным путём и характеризуют потребность той или иной культуры в различных элементах питания. А бывает и так, что удобрение выпускается под определённую культуру (или несколько схожих по питанию). Например - «Лук - чеснок» или «Клубника». В этом случае, даже и высчитывать ничего не стоит – знай, рассыпай, согласно инструкции. 

В процессе выращивания растений, кроме азота, естественно, требуются и другие макро- и микроэлементы питания. Комплексные удобрения, как правило, включают в себя весь необходимый «рацион». И этот рацион достаточно сбалансирован. Ведь на содержание азота (нитратов) в растениях существенно влияют и другие элементы почвенного раствора. Например – избыток кальция блокирует поступление азота. Казалось бы, вот - решение для снижения нитратов в плодах. Навалить гору извести под растения. Ан нет. Мало того, что растению может не хватить азота для роста, так ещё и выщелаченная почва препятствует проникновению фосфора в растение. И в результате – всё дохнет. Или, вот другой пример – недостаток калия в почве ведёт к усиленному потреблению азота. В результате – нитраты, мелкие невкусные плоды и вообще всё плохо… Недостаток серы в почвенном растворе опять же увеличивает содержание нитратов в тканях растений. И ещё множество всяких факторов влияет на поступление азота в ткани растений. От температуры до кислотности почвы. И все их нужно стараться учесть. Ну, или хотя бы представлять, что такое может случиться.

Вот, полагаю, все эти хитросплетения с азотом (и прочими элементами питания растений) приведут только к единственному правильному выводу: а зачем всё это знать? Всё это сложно. Проще поступать, как предки рекомендовали – накидать дерьма по огороду и ждать урожай гигантский. Можно, конечно, и так… но тогда вам никогда не узнать настоящий вкус плодов. Никогда не получить здоровый урожай. Никогда не добиться того, чтобы долгохранящиеся сорта овощей действительно долго хранились. Выбор всегда остаётся за человеком. Учиться ему или деградировать в мракобесие, полистывая лунный календарь – каждый решает сам. Но если всё-таки вы не обиделись и решили продолжить дальше чтение, то вот вам – ещё одна особенность азота.

Азот в удобрениях встречается в трёх формах. Это нитратная (кальциевая и калиевая селитры), аммонийная (сульфат аммония) и амидная (мочевина, она же - карбамид). Наиболее «долгоиграющий» азот – это азот в аммонийной и амидной форме. Катион NН4+ должен с помощью, уже знакомых нам трудолюбивых микроорганизмов – нитрификаторов, перейти в нитратную форму и в таком виде N03- поступить в растение. Этот процесс занимает в тёплое время около двух – трёх недель. Что это означает? Например, сульфат аммония или хлорид аммония можно вносить в гряды уже осенью, когда температура почвы опустится ниже 5 градусов тепла. Это очень удобно для всевозможных озимых и яровых растений. Например, сразу после схода снега можно подкормить озимый чеснок или подзимний лук сульфатом аммония. Если вы не успели этого сделать, и земля уже оттаяла на достаточную глубину, то вполне уместна подкормка аммиачном селитрой. В ней содержатся обе формы азота. Азот же нитратный (селитры) хорош тем, что сразу же, при попадании в корнеобитаемую зону, поступает в растение. А вот мочевина, содержащая амидную группу (NH2) вполне безопасно может применяться прямо по вегетирующим растениям, не обжигая листву. Поэтому, мочевиной можно работать по листовой пластинке, не дожидаясь, когда почва прогреется и начнётся всасывание растениями азота. То есть ранней весной. К тому же, мочевина достаточно подвижна в почвенном растворе и в водной среде образует углекислый аммоний, поэтому её можно заделывать на достаточную (до 20 см) глубину, ведь углекислый аммоний быстро разрушается, образуя аммиак.  А далее опять вступают в действие процессы, описанные выше. Причём для каждой культуры нормы потребления азота – различны. И всё это ужасненько интересно и не даёт заскучать нормальному, адекватному земледельцу.

Поэтому, садоводу приходится учиться всю cвою садоводческую карьеру. И получив новые, нормальные знания – применять их на своём участке. И тогда любому грамотному садоводу будет невозможно продать эко-,био-, органик- препараты, «увеличивающие урожай на 200%» или чудо-землянику в коробочке, способную обеспечить всю семью финансовым потоком, сопоставимым с занятием коррупцией. Да и вообще, если все начнут неожиданно думать, то можно внезапно проснуться в совершенно иной стране (той же, но другой).

ВСЁ У ВАС ПОЛУЧИТСЯ!