agrochimie i+ii

5/27/2018 Agrochimie I+II

1/201

PROF. UNIV. DR. MOCANU ROMULUS

ASIST. UNIV. DR. ELENA ROCULETEASIST. UNIV. DR. SUSINSKI MIHAIL

AGROCHIMIE

MANUAL UNIVERSITARpentru

nvmntul la distan

C R A IO V A2 0 1 0


2/201

2

CUPRINS

Tema nr. 1. OBIECTUL AGROCHIMIEI. PROBLEMELECHIMIZRII N ARA NOASTR 4

1.1. Obiectul i dezvoltarea Agrochimiei 41.2. Probleme care stau la baza chimizrii

agriculturii n ara noastr . 10Rezumatul temei . 13

Tema nr. 2. BAZELE AGROCHIMICE ALE FERTILIZRIIN RAPORT CU CERINELE PLANTELORN ELEMENTE NUTRITIVE . 14

2.1. Compoziia chimic a plantelor, elementenecesare creterii i dezvoltrii acestora .. 14

2.2. Cerinele plantelor n elemente nutritiven raport cu fazele de vegetaie.. 17

2.3. Strile de aprovizionare a plantelor

cu elemente nutritive . 202.4. Mecanismul absorbiei elementelor

nutritive de ctre plante. 23Rezumatul temei 28

Tema nr. 3. SOLUL CA MEDIU DE NUTRIIE PENTRUPLANTE I APLICAREA NGRMINTELOR........ 293.1. Faza solid asolului, fraciunileminerali organic

i importana lor agrochimic........................................ 293.2. Faza lichid i faza gazoas a solului i rolul lor

n nutriia plantelor........................................................ 383.3. Forme de elemente nutritive din sol i accesibilitatea

lor pentru plante........................................................... 40 3.4. Adsorbia cu schimb de cationi, complexul

argilo-humic................................................................. 453.5. Fenomene de oxido-reducere din sol i capacitatea

de tamponare a solului............................................ 49Rezumatul temei................................................................ 55

Tema nr. 4. AMELIORAREA AGROCHIMIC ASOLURILOR ACIDE I ALCALINE .. 56

4.1. Reacia solului i importana sa agrochimic. 564.2. Efectul negativ al aciditii i alcalinitii solului

asupra plantelor de cultur, oportunitatea amendrii,urgene de amendare.. 624.3. Calculul dozelor de amendamente pentru solurile

acide i alcaline. Epoca i metodelede aplicare a amendamentelor.................................... 69

Rezumatul temei 76

TEST RECAPITULATIV I.. 77

Tema nr. 5. CLASIFICAREA NGRMINTELOR.PRODUCIA I CARACTERISTICILE

NGRMINTELOR.. 825.1. Clasificarea ngrmintelor. 825.2. Principalele caracteristici ale ngrmintelor . 86


3/201

3

Rezumatul temei.. 91

Tema nr. 6. NGRMINTE CU MACROELEMENTEDE ORDIN PRINCIPAL 92

6.1. ngrminte cu azot. 926.2. ngrminte cu fosfor.. 103

6.3. ngrminte cu potasiu 110Rezumatul temei................................................................ 118

Tema nr. 7. NGRMINTE CU MACROELEMENTESECUNDARE, MICROELEMENTE,MIXTE I ORGANICE................................................ 119

7.1. ngrminte cu macroelemente de ordin secundar. 1197.2. ngrminte cu microelemente.. 1287.3. ngrminte mixte. 1357.4. ngrminte organicenaturale.... 144Rezumatul temei 155

Tema nr. 8 . CONTROLUL STRII DE FERTILITATE ASOLULUI I A STRII DE NUTRIIE APLANTELOR PRIN PROCEDEE AGROCHIMICE.STABILIREA DOZELOR DE NGRMINTE..... 156

8.1. Cartarea agrochimic. Analiza solului 1568.2. Analiza plantei. Utilizarea diagnozei foliare

n fertilizarea culturilor .. 1618.3. Stabilirea dozelor de ngrminte. 167Rezumatul temei 173

Tema nr. 9. UTILIZAREA RAIONAL ANGRMINTELOR.. 174

9.1. Sisteme de fertilizare a culturilor agricole . 1749.2. Chimizarea agriculturii, protecia mediului.Directiva

nitrailor........................................................................... 180Rezumatul temei 193

TEST RECAPITULATIV II 194

BIBLIOGRAFIE 199


4/201

4

Tema nr. 1

OBIECTUL AGROCHIMIEI. PROBLEMELECHIMIZRII N ARA NOASTR

Uniti de nvare: Obiectul i dezvoltarea Agrochimiei Probleme care stau la baza chimizrii agriculturii n ara noastr

Obiectivele temei:- cunoaterea obiectului agrochimiei i a principalelor legi i reguli

care guverneaz tiina agrochimic;- dezvoltarea agrochimiei de-a lungul timpului n lume, n ara

noastri rolul ei n agricultura contemporan;- principalele probleme care stau n faa chimizrii agriculturii n

RomniaTimpul alocat temei: 4 ore

Bibliografie recomandat:1. Avarvarei, I., i colab. 1997 - Agrochimie. Editura Sitech,

Craiova.2. Velicica Davidescu, Davidescu D., 1999 - Compendium

agrochimic. Editura Academiei Romne Bucureti.3. Mocanu R., Ana Maria Mocanu, 2005 Agrochimie, Editura

Universitaria, Craiova.4. Ana Maria Dodocioiu, Mihail Susinski, Romulus Mocanu, 2009

Agrochimie. Editura Sitech, Craiova

1.1. Obiectul i dezvoltarea Agrochimiei

Agrochimia este o tiin interdisciplinar, care studiaz problemelede baz ale chimizrii agriculturii. Ea studiaz circuitul substanelornutritive n mediul de cretere i dezvoltare al plantelor agricole,

problemele nutriiei plantelor n legtur cu aplicarea ngrmintelor iamendamentelor, precum i legile proceselor aciunii reciproce dintrengrminte, amendamente, sol, plante i microorganisme.

Agrochimia investigheaz i starea de fertilitate prin analiza plantei

i a solului, n vederea stabilirii nevoii de ngrminte precum i controlulpolurii i depolurii, ca urmare a efectului chimizrii intensive sauneraionale sau a unor noxe provenite de la unele ntreprinderi industriale.

Ocupndu-se de circuitul substanelor nutritive n mediul de creterei dezvoltare a plantelor, Agrochimia studiaz problemele legate de

producerea, pregtirea, pstrarea i folosirea ngrmintelor chimice,organice i a amendamentelori de folosirea lor raional n vederea evitrii

polurii mediului ambiant.1.1.1.Scurt istoric al dezvoltrii AgrochimieiCunoaterea istoricului dezvoltrii tiinei agrochimice, este necesar

ntruct profitnd de nvmintele trecutului i prezentului, putem sdeducem principii i legiti cederiv din legile obiective ale naturii i aledezvoltri societii.


5/201

5

Studiind modul cum au evoluat diferite concepte agrochimice de-alungul timpului putem s elaborm noi direcii de cercetare i deinterpretare, care s duc la o folosire mai eficient a energiei ncorporate nngrminte i n celelalte produse chimice utilizate n agricultur.

Istoria Agrochimiei poate fi mprit n trei perioade: antic, clasic,modern i contemporan. Corespunztor acestor trei etape se pot enumera

i concepiile n domeniul Agrochimiei.n perioada antic agricultura era principala ocupaie a oamenilor,dovad stnd lucrrile aprute n aceast perioad, care prezentau aspectele

practice ale cultivrii plantelor i creterii animalelor.Cu circa 3000 de ani n urm, cel mai vechi manual de agricultur

scris n limba sanscrit, Krisna Sandraha, cuprindea indicaii asuprapregtirii i folosirii gunoiului de grajd i dejeciilor animale.

Celii cunoteau influena favorabil a marnei i a varului asuprambuntirii condiiilor de fertilitate a solului.

La grecii antici se cunosc peste 50 de autori care au scris lucrrilegate de agricultur. Prima concepie agrochimic poate fi considerat cea

emis de Aristotel (384-322 .Ch.), care evidenia faptul c plantele ar luadin pmnt hran, n aceleai forme n care s-ar afla n corpul lor, concepiecare a stat mai trziu la baza teoriei nutriiei plantelor cu materia organicdin sol.

Romanii cunoteau rolul gunoiului de grajd, al compostului, cenuii,varului i marnei, la mbuntirea calitii solului, fapt evideniat n tratatulscris de Collumella n 12 volume: De re rustica.

La arabi, n lucrarea Kitab el Felahah (Tezaurul agriculturii) ca i lachinezi, indieni, se gsesc indicaii privitoare la sporirea produciei prinfolosirea gunoiului, fecalelor, compostului, etc.

n perioada antic a fost emis o ipotez vag asupra grsimiipmntului, care sporete prin ngrminte. Aceast ipotez a constituit defapt, germenul teoriei nutriiei plantelor cu humus.

n perioada clasic,tiina se bazeaz pe observaie, experiment, cti pe introducerea matematicii n interpretare. Se remarc lucrarea luiB.Palissy intitulat: Traite des sels divers et de lagriculture n care segsesc primele aprecieri asupra solului ca surs de elemente nutritive.

La sfritul secolului al XVIII-lea datorit lucrrilor lui Lavoisier,care a pus bazele chimiei moderne, s-a putut stabili compoziia aerului is-au clarificat unele aspecte privind esena proceselor de oxidare, ardere irespiraie.

La nceputul secolului al XIX-lea apar elemente ale dezvoltrii uneiagriculturi tiinifice. n Anglia H.Dovy i n Suedia J.Y.Berzelius punbazele teoriei nutriiei plantelor cu humus. Aceast teorie este dezvoltatapoi de Albrecht Thear i Johan Burger; 2 medici, care leag fertilitateasolului de prezena humusului. Dup aceastteorie substanele minerale dinsol au un rol indirect de stimulare a nutriiei sau de grbire a descompuneriihumusului i transformrii lui n substane accesibile plantelor.

Theodor Saussure, n prima jumtate a secolului al XIX-lea punebazele tiinifice ale fiziologiei plantelor i ale nutriiei acestora cu azot.

J.B.Baussingault (1867) arat c substanele cele mai hrnitoarepentru plante sunt cele ce conin azot.

M.C.Springel (1847) arat c plantele formeaz substanele organice(extrase din sol i aer) cu ajutorul cldurii, luminii, electricitii i apei.


6/201

6

O contribuie important n formularea teoriei nutriiei minerale aplantelor a adus-o n aceast perioad Justus von Liebig, care combtndteoria nutriiei cu humus arat, importana srurilor minerale din sol nnutriia plantelor, ct i rolul microorganismelor n solubilizareasubstanelor nutritive.

n perioada de nceput a apariiei unor concepii agrochimice se

situeaz i cercetrile lui Mitcherlich, privind stabilirea unor legiti ntreraporturile cantitative dintre plante i factorii de cretere i dezvoltare. Elconsider c recolta este rezultatul aciunii comune a mai multor factori devegetaie, fiecare dintre ei acionnd independent.

Perioada modern, contemporan.Cuceririle tiinifice n biologie,fiziologie, fizic i chimie din ultimele 4 - 5 decenii au fcut ca iagrochimia s caute noi moduri de investigaie i interpretare, pentrunelegerea i explicarea multor fenomene, pe baza limbajului mecaniciicuantice, al structurii electronice a elementelor, al aspectelor de rezonanelectronic, al potenialului chimic, al unor perioade critice din viaa

plantelor, al descifrrii modului de aciune a sistemelor biologice,

biochimice i enzimatice, al modelrii matematice, pe baza crora se d omai bun explicare, a unor procese complexe ca cele de: fotosintez,

ptrunderea elementelor nutritive n plante, transportul i depunerea lor norganismele vegetale i a influenei factorilor de mediu asupra creterii idezvoltrii plantelor.

1.1.2. Dezvoltarea Agrochimiei n ara noastrCercetarea tiinific experimental n cmp, i are nceputul la

Ferma coal de Agricultur de la Brad (1870) a lui Ion Ionescu de la Brad.n anul 1886 din iniiativa lui Vlad Crnu Munteanu se nfiineaz

Staiunea Agronomic Central de la Herstru, unde se ncep primelecercetri chimice ale solului.

O sintez a rezultatelor cercetrilor efectuate n aceast Staiune afost publicat n 1922 de I. Enescu cu titlul: 25 ani de experiene cungrminte naturale i artificiale.

n anul 1906 a luat fiin Institutul Geologic, n cadrul cruia a fcutcercetri prof.Theodor Saidel asupra reaciei solurilor.

O dat cu nfiinarea Institutului de Cercetri Agronomice alRomniei (ICAR), (1928) n cadrul seciei de chimie, s-au nceput cercetricu ngrminte la diferite plante de cultur.

Agrochimia a aprut ca tiin de sine stttoare n anul 1952 o datcu predarea primului curs de Agrochimie de ctre Acad. Prof. Dr. Doc.

David Davidescu la Institutul Agronomic Nicolae Blcescu din Bucureti.ncepnd cu anul 1957 studiile i cercetrile se amplific, prinnfiinarea a apte laboratoare zonale de agrochimie (Bucureti, Craiova,Timioara, Cluj, Iai, Braov, Galai), care au funcionat iniial n cadrulDireciilor Regionale de Agricultur, apoi n cadrul staiunilor de cercetriagricole, avnd ca for central Laboratorul de Metodic Agrochimic dincadrul Institutului de Cercetri pentru Cereale i Plante Tehnice de laFundulea.

Dup anul 1970, o dat cu nfiinarea Institutului de Cercetri pentruPedologie Agrochimie (I.C.P.A.), activitatea de Agrochimie este preluatde acest institut i de ctre Oficiile Judeene pentru Pedologie- Agrochimie

(OJSPA), nou nfiinate prin unirea laboratoarelor judeene de pedologie cucele de agrochimie.


7/201

7

Rezultatele studiilor i cercetrilor efectuate n aceste uniti, au aduscontribuii importante la cunoaterea fertilitii solurilor Romniei, lambuntirea acesteia i la sporirea produciei agricole. Toate acestea,mpreun cu rezultatele cercetrilor tiinifice efectuate n unitile denvmnt agronomic superior din Bucureti, Craiova, Cluj, Iai, Timioaraau contribuit la nivelul actual al agrochimiei romneti.

1.1.3.Legi ireguli care guverneaz tiina Agrochimicn decursul dezvoltrii tiinei i acumulrii de date, diferiicercettori au cutat s sintetizeze anumite adevruri sub forma unor

principii sau legi ale fertilitii, pe care le descriem succint n cele ceurmeaz:

Legea egalei importane a factorilor de vegetaie, elaborat de IonIonescu de la Brad, Viliams i formulat astfel: toi factorii de vegetaiesunt la fel de necesari i prin acetia, egali de importani, indiferent deraportul cantitativ cu care fiecare intervine n procesul de cretere idezvoltare a plantelor, iar neglijarea unuia dintre ei poate avea consecinenegative asupra creterii i dezvoltrii plantelor, precum i a recoltelor

finale.Legea interdependenei i condiionrii reciproce a factorilor de

vegetaie, care are urmtorul coninut: toi factorii de vegetaie sunt ninterdependen unul cu altul i se condiioneaz reciproc.

Legea nesubstituirii factorilor de vegetaie, formulat dePrianinicov (1940) astfel: Insuficiena unuia dintre factorii de vegetaie nu

poate fi compensat prin aplicarea n exces a altora.Legea completrii (restituirii) elementelor nutritive, elaborat de

Baussingault i Lieibig ca lege a restituirii elementelor nutritive luate curecolta. Aceast lege enun de fapt necesitatea meninerii unei anumite stride fertilitate, a unui anumit raport ntre ionii din soluie corespunztor

potenialului genetic al soiurilor cultivate.Legea minimului, maximului i optimului.A fost formulat iniial de Lieibig n anul 1840 ca lege a minimului

apoi de Mayer (1869), Wollny (1896) i Hellrigel (1890) care arat c:Dac una din condiiile de via (ap, hran, lumin, temperatur) lipsete,atunci recolta este egal cu zero sau c : productivitatea culturilor esteguvernat cantitativ i calitativ de factorul de vegetaie care, n condiiiledate acioneaz cu cea mai mic (i deci insuficient) intensitate sau careacioneaz cu intensitate maxim (excesiv pnla a deveni vtmtoare).

Legea maximului are urmtorul enun: dac una din condiiile de

via exist n mod natural n cantitate deplin, maxim (ap, lumin,cldur, elemente nutritive) atunci recolta este zero. ntre legea minimului imaximului exist o strns corelaie, ntruct atunci cnd unul dintreelemente se afl n maxim implicit altele rmnn minim, ceea ce duce laconcluzia practic c att insuficiena ct i excesul de elemente serepercuteaz n creterea i dezvoltarea plantelor.

Legea optimului sau a echilibrului nutritiv formulat deG.Liebschner arat c: pentru obinerea de recolte sporite, este necesar ca nsol s existe un anumit raport ntre elementele nutritive i o anumitconcentraie a lor.

Legea relaiilor fiziologice sau aciunii factorilor de vegetaie,

formulat de Maze (1913) i Mitcherlich (1918) care are urmtorul enun:mrimea recoltei este condiionat de toi factorii de vegetaie, fiecare dintreacetia exercitnd o influena limitatoare asupra recoltei, cu att mai mare cu


8/201

8

ct este mai aproape de minim. Drept expresie matematic a acestei reguli,pentru aciunea unui factor trofic de vegetaie n condiiile menineriicelorlali n optimum, Mitcherlich a propus urmtoarea formul:

dy/dx = c(Rm-R)Legea echilibrului dintre diferite organe ale plantelor. Arat

necesitatea existenei unor raporturi ponderale bine determinate ntre diferite

organe ale unei plante, n vederea obinerii unor recolte maxime din punctde vedere cantitativ i calitativ, corespunztor potenialului genetic alspeciei.

Legea fertilitii crescnde a solului,elaborat pe seama cercetrilorefectuate de Viliams (1938) i Prianinicov (1948), care au artat c n cazulaplicrii raionale a ngrmintelor, n condiiile unei agrotehnici superioarei satisfacerea i a celorlali factori de vegetaie, recolta poate crete relativcontinuu, amplificnd coeficientul de bioconversie energetic angrmintelor pe msura sporirii dozelor.

Legea ierarhizrii factorilor de vegetaie, care poate fi formulatastfel: n caz de restricie a unor factori de vegetaie (ap, hran, lumin,

temperatur, etc.) se creeaz o anumit ierarhizare a importanei lor pentrucreterea i dezvoltarea plantelor, corespunztor evoluiei filogenetice i acondiiilor mediului ambient.

Legea autoreglrii biologice a culturilor agricole. Cnd printehnologia de cultur a unei comuniti de plante nu i se asigur cerinelefa de factorii de mediu nscrise n codul genetic, privitoare laaprovizionarea cu ap, hran, aer, bioxid de carbon, lumin, cldur,densitate, spaiu de nutriie atunci cnd aceast comunitate de plante, care

prin senzorii biologici sesizeaz condiiile ce le are la dispoziie prin factoriinaturali sau prin tehnologia de cultur aplicat, i autoregleaz prin procesede conexiune n mod etapizat, creterea, dezvoltarea, fotosinteza,transpiraia, indicele foliar, recolta, la condiiile existente de aa manier cas-i asigure perpetuarea speciei, chiar dac face un singur bob(D.Davidescu i Velicica Davidescu, 1988).

Pentru acest lucru pe baza corelrii celor 10 legi i principiienumerate mai sus, cu rezultatele cercetrilor tiinifice i a celor obinute n

producia vegetal intensivizat, n vederea maximalizrii eficieneieconomice i evoluiei calitative a sistemului sol-plant, au fost elaborate deBorlan (1994) urmtoarele reguli tiinifice:

Regula recoltelor mari. Obinerea de recolte mari, la nivelulcapacitii de producie a soiului sau hibridului, n fiecare situaie ecologic

dat, este posibil pe baza interaciunii pozitive a tuturor factorilor icondiiilor de vegetaie biologic, chimic i fizic, asigurate armonizat i laniveluri optime, cantitativ i calitativ, prin tehnologiile de cultur cu verigidimensionate n funcie de nsuirile solului i gradul de favorabilitate

pentru cultur a celorlalte componente ale cadrului natural.Regula domeniilor optime de aplicare a factorilor i condiiilor de

vegetaie pentru asigurarea interaciunii pozitive. ntinderea domeniiloroptime, n care factorii i condiiile de vegetaie alocate economicinteracioneaz pozitiv cu maxim intensitate, manifest tendina de a serestrnge pe msur ce cresc recoltele, sau, altfel spus, numrul de doze ide rapoarte reciproce dintre factorii i condiiile de vegetaie n care se pot

obine recoltele, se micoreaz o dat cu creterea acestora.Regula prevenirii fenomenelor de poluare i a mbuntirii calitiimediului ambiant al produciei vegetale.


9/201

9

Fenomenele de poluare a componentelor mediului ambiant i alproduciei vegetale, sunt ntotdeauna urmarea neutilizri productive afactorilor chimici de vegetaie, aplicai n exces absolut fa de necesaruloptim economic pentru oferta ecologic de producie dat, sau n excesrelativ fa de posibilitile de metabolizare asigurate prin accesibilitateaelementelor nutritive, care nu s-au aplicat prin tehnologie (de pild

metabolizarea slab a nitrailor n plante cu deficiene de fosfor imolibden).Regula evoluiei nsuirilor fizice, chimice i biologice ale solurilor.Dac asigur obinerea de recolte mari i continuu ascendente o

perioad indefinit de lung de timp, tehnologiile de cultur intensiv aplantelor nu degradeaz nsuirile fizice, chimice i biologice ale solurilor,ci din contr le amelioreaz.

Toate aceste reguli sunt de factur statistic, aprnd ca rezultanteprobabile ale medierii unor vaste populaii de date experimentale. Ecuaiilede tip polinominal cu termeni simpli, ptratici, sau cu rdcin ptrat i cumultiplicarea factorilor par a fi corespunztoare pentru descrierea

matematic a acestor reguli,aa cum este dat mai jos:R = R0+aN+bP+cK+dN

2+eP2+fK2+g(NP)+h(NPK)+i(PK)+j(NPK),n care:

R0 = recolta fr ngrminte;a, b, c, d, e, f, g, h, i, j = coeficieni de regresie ai recoltei fa de

doza de ngrmnt.Reinem:Agrochimia investigheaz starea de fertilitate prin analiza plantei i a

solului, n vederea stabilirii nevoii de ngrminte precum i controlulpolurii i depolurii, ca urmare a efectului chimizrii intensive sauneraionale sau a unor noxe provenite de la unele ntreprinderi industriale.

Ocupndu-se de circuitul substanelor nutritive n mediul de creterei dezvoltare a plantelor, Agrochimia studiaz problemele legate de

producerea, pregtirea, pstrarea i folosirea ngrmintelor chimice,organice i a amendamentelori de folosirea lor raional n vederea evitrii

polurii mediului ambiant.Observaie:Cunoaterea istoricului dezvoltrii tiinei agrochimice, este necesar

ntruct profitnd de nvmintele trecutului i prezentului, putem sdeducem principii i legiti ce deriv din legile obiective ale naturii i aledezvoltri societii.

TEST DE EVALUARE

b) Care sunt regulile elaborate de Z. Borlan n vedereamaximalizrii eficienei economice i evoluiei calitative asistemului sol-plant?

Rspuns:Regula recoltelor mari, Regula domeniilor optime de aplicare a factorilori condiiilor de vegetaie pentru asigurarea interaciunii pozitive, Regulaprevenirii fenomenelor de poluare i a mbuntirii calitii mediuluiambiant al produciei vegetale,Regula evoluiei nsuirilor fizice,chimice

i biologice ale solurilor


10/201

10

2. Enunai legea nesubstituirii factorilor de vegetaie,formulatde Prianinicov (1940)

Rspuns:

Exerciii.Exemplu rezolvat:1. Agrochimia este tiina interdisciplinar care studiaz:a) poluarea solului

b) poluarea aeruluic) problemele de baz ale chimizrii agriculturiiRezolvare : a i c

De rezolvat:

2. Dac una din condiiile de via a plantelor (ap, hran,lumin, temperatur) lipsete, atunci recolta este:a)mai mare

b) egal cu zeroc) mai micaRezolvare:

1.2. Probleme care stau n faa chimizriiagriculturiin ara noastr

1.2.1. Resursele de sol ale Romniei i problema chimizrii

agriculturii.n agricultura modern contemporan, principalele msuri tehnice pecare se acioneaz pentru sporirea produciei la hectar sunt: irigarea;chimizarea prin: ngrminte, erbicide, fungicide etc.; folosirea unuimaterial sditor cu nalt valoare biologic, a unei semine cu un potenial

productiv ridicat; mecanizarea lucrrilor agricole. Alturi de acetia trebuieinut cont i de factorii climatici (secete, ger, brum).

Dintre msurile tehnice prezentate mai sus un rol esenial n sporireaproduciei la ha l au ngrmintele. Din datele experimentale din aranoastrrezult c 1kg de substan activ (N.P.K.), aduce pe solurile moliceurmtoarele sporuri de recolt: 10kg la gru, 12 kg la porumb, 11 kg la orz,

4,5 kg la floarea soarelui, 50 - 60 kg la sfecla de zahr, 35 kg la cartofi,40 - 60 kg la ardei, 80 kg la tomate, 10 - 15 kg la mere, 15 - 20 kg lastruguri.

Exist deci o strns legtur ntre consumul de ngrminte iproducia agricol.

Creterile de producie n toate cazurile se datoreaz nu numaisporirii cantitilor de ngrminte, ci i intesificrii celorlali factori devegetaie, ns acetia nu-i evideniaz efectul atta timp ct nu se folosescngrminte n cantiti satisfctoare i echilibrate.

Alturi de ngrminte, solul joac un rol important n obinereaunor producii mari pentru asigurarea necesarului de hran a omenirii.

Teritoriul agricol al rii noastre, caracterizat printr-o marediversitate a condiiilor naturale, prezintpe un spaiu geografic relativrestrns, aproape toate categoriile de sol reprezentative din Europa, de la


11/201

11

cernoziomuri de step i silvostep cu fertilitate natural ridicat, soluribrun-rocate, soluri brun acide, pn la soluri podzolice, srturatenisipoase, cu fertilitate sczut.

Dup datele Ministerului Agriculturii, Direcia General - FondFunciar, Cadastru, Geodezie i Organizarea Teritoriului (citai de I.C.P.A.),la 31 decembrie 1995, situaia fondului funciar agricol i silvic a prezentat

nsemnate modificri ca urmare a aplicrii Legii 18/1990.Astfel, cu excepia societilor comerciale, foste IAS-uri care ausuprafee mari de ordinul miilor de hectare, circa 10.694.000 ha terenagricol din care 7.807.000 ha arabil sunt n proprietate particular (peste6 milioane proprietari), revenind n medie 1,3-2 ha i un maxim de 10 ha pe

proprietar.n Romnia terenurile arabile, deosebit de importante pentru

economia naional reprezint 39,17 % din teritoriul rii i practic toate(95 %) sunt luate n cultur, fa de 44% pe plan mondial 88 % n Europa,51 % n S.U.A. i Canada, 2% n Australia i Noua Zeeland i 58% nmedie n rile dezvoltate. Aceast situaie reflect att ponderea mare a

terenurilor agricole i mai ales arabile n economia fondului funciar, ct ifaptul c Romnia este una din rile n care resursele de cretere asuprafeei arabile sunt, practic epuizate.

1.2.2. Calitatea solurilor i principalele restricii ale calitiiacestora.

Productivitatea terenurilor agricole este mult diferit, ca rezultat attal diversitii condiiilor fizico-geografice i nsuirilor intrinseci alesolurilor, ct i a influenelor antropice intervenite n timp.

Potrivit datelor sistemului naional de monitoring al calitii soluriloragricole, elaborat de I.C.P.A. n 1998, principalii factori restrictivi aicapacitii productive a solurilor agricole din ara noastr sunt urmtorii:seceta frecvent, excesul periodic de umiditate din sol, eroziunea hidricialunecrile de teren, eroziunea eolian, coninutul excesiv de schelet n

partea superioar a solului, srturarea natural a solului, deteriorareastructurii i compactarea solului, distrugerea solului prin diverse lucrri dedesecare, acoperirea cu deeuri i reziduuri solide, poluarea cu petrol i apsrat, poluarea chimic, etc.

Tabloul general al factorilor restrictivi prezentai evideniaz faptulc, majoritatea acestora intr n sarcina chimizrii agriculturii(Agrochimiei), prin mbuntirea tehnologiilor folosite n agricultura riinoastre, care trebuie s aib n vedere urmtoarele aspecte:

- ameliorarea solurilor slab productive, acide, alcaline, nisipoase,antropice prin msuri agrochimice;- creterea coninutului de materie organic din soluri prin folosirea

ngrmintelor organice i a resturilor organice vegetale n vederearealizrii unui bilan favorabil al humusului din sol;

- creterea fertilitii solurilor prin sporirea cantitii de ngrmintechimice cu azot, fosfor i potasiu utilizate la unitatea de suprafa;

- msuri de depoluare a solurilor poluate;- msuri de reconstrucie ecologic a solurilor degradate.Reinem :Teritoriul agricol al rii noastre, caracterizat printr-o mare

diversitate a condiiilor naturale, prezint pe un spaiu geografic relativrestrns, aproape toate categoriile de sol reprezentative din Europa, de lacernoziomuri de step i silvostep cu fertilitate natural ridicat, soluri


12/201


13/201

13

Rezumatul temei

Agrochimia este o tiin interdisciplinar, care studiaz problemelede baz ale chimizrii agriculturii. Ea studiaz circuitul substanelor

nutritive n mediul de cretere i dezvoltare al plantelor agricole, problemelenutriiei plantelor n legtur cu aplicarea ngrmintelor iamendamentelor, precum i legile proceselor aciunii reciproce dintrengrminte, amendamente, sol, plante i microorganisme.

Diferii cercettori au cutat s sintetizeze anumite adevruri subforma unor principii sau legi ale fertilitii, cum ar fi: Legea egaleiimportane a factorilor de vegetaie,Legea interdependenei i condiionriireciproce a factorilor de vegetaie, Legea nesubstituirii factorilor devegetaie, Legea completrii (restituirii) elementelor nutritive, Legeaminimului, maximului i optimului, Legea relaiilor fiziologice sau aciunii

factorilor de vegetaie, Legea echilibrului dintre diferite organe ale

plantelor,Legea fertilitii crescnde a solului, Legea ierarhizrii factorilorde vegetaie, Legea autoreglrii biologice a culturilor agricole.

Pe baza corelrii celor 10 legi i principii enumerate mai sus, curezultatele cercetrilor tiinifice i a celor obinute n producia vegetalintensivizat, n vederea maximalizrii eficienei economice i evoluieicalitative a sistemului sol-plant, au fost elaborate de Z. Borlan (1994)urmtoarele reguli tiinifice: Regula recoltelor mari,Regula domeniiloroptime de aplicare a factorilor i condiiilor de vegetaie pentru asigurareainteraciunii pozitiv, Regula prevenirii fenomenelor de poluare i ambuntirii calitii mediului ambiant al produciei vegetale, Regulaevoluiei nsuirilor fizice, chimice i biologice ale solurilor.

Alturi de ngrminte, solul joac un rol important n obinereaunor producii mari pentru asigurarea necesarului de hran a omenirii.


14/201

14

Tema nr. 2

BAZELE AGROCHIMICE ALE FERTILIZRIIN RAPORT CU CERINELE PLANTELOR

N ELEMENTE NUTRITIVE

Uniti de nvare: Compoziia chimic a plantelor, elemente necesare creterii i

dezvoltrii acestora; Cerinele plantelor n elemente nutritive n raport cu factorii de

vegetaie; Strile de aprovizionare a plantelor cu elemente nutritive; Mecanismul absorbiei elementelor nutritive de ctre plante.

Obiectivele temei:- cunoaterea compoziieielementare a plantelor i legturile ei cucea a solului;

- cerinele plantelor n elemente nutritive n raport cu fazele devegetaie;

- strile de aprovizionare aplantelor cu elemente nutritive;- mecanismul absorbiei radicularea elementelor nutritive de ctre

plante.Timpul alocat temei : 8 ore

Bibliografie recomandat :

1. Avarvarei, I., i colab. 1997- Agrochimie. Editura Sitech,Craiova.2. Velicica Davidescu, Davidescu D., 1999 - Compendiumagrochimic. Editura Academiei Romne Bucureti.

3. Mocanu R., Ana Maria Mocanu, 2005 Agrochimie, EdituraUniversitaria, Craiova.

4. Ana Maria Dodocioiu, Mihail Susinski, Romulus Mocanu, 2009 Agrochimie. Editura Sitech, Craiova.

5. Rusu M., 2006 - Compendiu de Agrochimie. Editura CeresBucuresti

2.1. Compoziia chimic a plantelor, elemente necesare

creterii i dezvoltrii acestora

Compoziia chimic a plantelor, reflect n mare parte cerinele lorfa de factorii de mediu. Aproape n totalitate plantele sunt organismeautotrofe, avnd nsuirea de a-i procura singure hrana i energia dinmediul nconjurtor. Exist i excepii - plantele hemiparazite -, care iasigur hrana brut pe seama altor specii (Vscum, Melampirum, .a.).

Componentele majore ale plantelor sunt: apa, care reprezint ntre75 95% din masa proaspt i substana uscat, care reprezint 5 25 %.

2.1.1. Apa - este componenta de baz a tuturor organismelor viideoarece ea ndeplinete urmtoarele roluri:

- este mediul de desfurarea al reaciilor chimice, biologice ifizice;


15/201

15

- dizolv, hidrateaz, hidrolizeaz i particip la fenomenele deoxido-reducere i de sintez;

- menine presiunea osmotic, regleaz concentraia ionilor dehidrogen i oxidril;

- este mediul de transport al elementelor nutritive i al substanelorsintetizate;

- este un regulator de temperatur.n concepia biostructural a lui Macovski(1981) apa din esuturilevii se prezint n trei forme:

- ca soluie intercelular, comportndu-se ca ap liber, obinuit, ncare sunt dizolvate substane, enzime i sunt prezeni ioni, putnd fi stoarssub form de suc vacuolar;

- apa integrat n materia biostructurat, fr nsuiri de solvent, fiindprezent ca suc plasmatic;

- apa legat de coloizi i materia biostructurat, care se adaug apeilibere numai dup moartea plantei.

Coninutul n ap al plantelor este foarte diferit, fiind n funcie de

specie, de vrst, organul vegetativ, fructul i smna.Astfel n seminele cerealelor ea are valoarea de 1214 %,

oleaginoase 78 %, fn 1416 %, castravei 9097 %, mere 7788 %,struguri 7583 %.

2.1.2. Substana uscat, rezult dup eliminarea apei la etuv(1050C). Ea este format din compui organici i minerali. Compuiiorganici din plante reprezint 530 % fiind formai din:

- Extractive azotate: proteine simple, aminoacizi, proteine complexe,protide;

- Extractive neazotate: glucide, lipide, substane pectice, acizi graii acizi organici;

- Pigmeni: antocianici, carotinoizi, clorofilieni, etc.;- Enzime: oxidoreductaze, transferaze, hidrolaze, liaze, izomeraze,

ligaze, etc.;- Vitamine: A, B, B1, B2, B6, C, D, H, PP, etc.;- Substane de cretere: auxine, gibereline , chimetine,.a.Compuii minerali din plante reprezint 0,3 12 % i sunt formai

din: nitrai, fosfai, sulfai, cloruri, silicai.2.1.3. Clasificarea elementelor nutritive din planteCele 60 de elemente, care 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 procese de transport, sintez, depunere de substane, activareasau catalizarea unor procese, schimb de energie.

Prin element nutritiv, se nelege acel element chimic existent n sol,care este adsorbit de plante n cantiti mai mari sau mai mici i care esteutilizat direct sau indirect, ntr-o msur mai mare sau mai mic n proceselemai sus menionate.

Exist mai multe criterii de clasificare a elementelor nutritive caresunt prezentate n cele ce urmeaz.

A) n funcie de cantitatea n care se gsesc n plante - sunt

grupate astfel: macroelemente - care se gsesc n plante n cantiti den.101-n.10-2 % icare trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii:


16/201

16

- s aib rol direct n procesele de nutriie, de cretere i dezvoltare;- absena lor din mediul nutritiv, s mpiedice dezvoltarea prilor

vegetative a organelor de reproducere i ncheiere a ciclului vital; - carena lor s fie specific i s poat fi corectat numai prin

introducerea n mediul nutritiv a unor sruri ce conin elementul respectiv;- carena accentuat s provoace tulburri metabolice, citologice,

histologice, anatomopatologice.Macroelementele pot fi: principale (N,P,K) i secundare (S,Mg,Ca).microelementele- care se gsesc n plante n cantiti de n.10-3-

n.10-5% i trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii:- s aib aciune strict specific i direct;- lipsa sau insuficiena s mpiedice ndeplinirea ciclului vegetal;- carena s poat fi corectat prin cantiti ce nu depesc 10kg/ha

socotit n substan activ;- s manifeste aciune toxic dac se depete un anumit prag

optim;- insuficiena lor n mediu nutritiv, s provoace tulburri metabolice,

citologice, histologice, sau morfologice care duc la scderea recoltei.Ultra-microelementele se gsesc n plante n cantiti de

n.10-6-n.10-9 % cuprind de regul unele elemente radioactive (U,Th,Ac),care pot stimula creterea plantelor.

B)n funcie de importana pe care o au n procesele metabolice elemente eseniale, care sunt implicate direct n nutriia plantelor

i nu pot fi nlocuite cu alte elemente n funciile lor, absena sauinsuficiena lor din mediul de nutriie, fac imposibil creterea normal a

plantelor i ncheierea ciclului vital.Ca elemente eseniale sunt sunt considerate de Bergman (1992) doar

16 i anume: C,O, H, N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn, Cl. elemente neesenialesunt considerate elementele care ncurajeaz

creterea plantelor, ns al cror rol nu este bine definit (Ar,Bo, Be, Bi, Br,Ce, Cr, Li, Pb, Pt, Rb, Se, Sr).

Reinem:Componentele majore ale plantelor sunt: apa, care reprezint ntre

75 95 % din masa proaspt i substana uscat, care reprezint 5 25 %.Apa este componenta de baz a tuturor organismelor vii.Substana uscat, este format din compui organici i minerali.

Compuii organici din plante reprezint 5 30 %, iar compuii mineralidinplante reprezint 0,3 12 %.

Prin element nutritiv, se nelege acel element chimic existent n sol,care este adsorbit de plante n cantiti mai mari sau mai mici i care esteutilizat direct sau indirect n procesele de cretere i dezvoltare a plantelor.

Macroelementele se gsesc n plante n cantiti de n.101-n.10-2 % ipot fi: principale (N, P, K) i secundare (S, Mg, Ca).

Microelementele se gsesc n cantiti de n.10-3- n.10-5% (Cu, Fe, Ni,Mn, Zn, B, Mo)

Observaie:Exist mai multe criterii de clasificare a elementelor nutritive:- n funcie de cantitatea n care se gsesc n plante (macroelemente,

microelemente);

- n funcie de importana pe care o au n procesele metabolice(elemente eseniale, elemente neeseniale).


17/201

17

TEST DE EVALUARE

1. Cum sunt clasificate elementele nutritive n funcie decantitatea n care se gsesc n plante.Rspuns:

n funcie de cantitatea n care se gsesc n plante elementelenutritive sunt grupate n: macroelemente principale (N, P, K),macroelemente secundare (S, Mg, Ca), microelemente (Fe, Cu, Mn, B, Cr,

Ni, Mo ) i ultra-microelemente.

2. Cum sunt clasificate elementele nutritive n funcie deimportana pe care o au n procesele metabolice?Rspuns:

Exerciii.Exemplu rezolvat:1. Substana uscat din plante reprezint un procent cuprins

ntre 5 25%.a) 0,5 1%

b) 5 25%.c) 75 95%

Rezolvare : b

De rezolvat:2. Din substana uscat rezultat dup eliminarea apei la etuv,

enzimele sunt reprezentate de:a) antocianici, carotinoizi, clorofilienib) auxine, gibereline, chimetinec) oxidoreductaze, transferaze, hidrolaze, liaze, izomeraze, ligaze

Rezolvare:

2.2. Cerinele plantelor n elemente nutritive n raportcu fazele de vegetaie

Folosirea ngrmintelor trebuie fcut difereniat de la o specie deplant la alta, deoarece n timp diferitele specii i-au format nsuirea de a

acumula n frunze, ramuri, tulpini, ca i n smn, substane nutritive nanumite raporturi.

Pentru a nelege mai bine principiile aplicrii difereniate angrmintelor, n raport cu cerinele plantelor n elemente nutritive ncursul vegetaiei, este necesar s se cunoasc noiunea de vrst, care estedat de durata ciclului vital i de ciclul anual de vegetaie, n cadrul cruiase disting diferite faze de vegetaie (fenofaze), caracterizate prin apariia,creterea i maturarea organelor (rsrirea, nfrirea, formarea paiului,apariia mugurilor de rod, nflorirea).

n cadrul ciclului vegetativ se disting mai multe perioade de vrste,dintre care dup D. Davidescu (1992), pentru aplicarea ngrmintelor,

prezint interes:


18/201

18

- perioada de dominan a creterii vegetative, de la ncolireaseminei i pn la nceperea fructificrii, cnd apar esuturi noi a crormas predomin;

- perioada de dominan a formrii organelor de reproducere, afructificrii care la plantele anuale se suprapune cu ciclul vital, iar la

plantele lemnoase multianuale cu frunzele caduce, ncepe cu prima rodire i

ine pn cnd recolta ncepe s descreasc i apar ramuri uscate;- perioada de dominan a proceselor de mbtrnire (maturaredeplin), care ncepe la plantele anuale odat cu intrarea n prg afructelor, iar la cele lemnoase perene odat cu apariia primelor ramuriuscate i ine pn la uscareacomplet.

n timpul ciclului vital, o alt nsuire care se schimb cu vrsta, esteconsumul diferit de substane nutritive pe parcursul acestor perioade isensibilitatea fa de prezena sau absena n mediul de nutriie a anumitorsubstane nutritive.

Astfel, n fenofaza creterii vegetative, elementul nutritivdeterminant este azotul. n fenofaza de maturitate, plantele folosesc cantiti

mari de K, P, B, iar n fenofaza de fructificare se mai adaug cantitisporite de P, Zn i Mo.

n general, se pot separa trei perioade de consum a elementelornutritive:

-perioada critic, coincide cu primele faze de cretere i dezvoltare aplantelor. Este perioada n care insuficiena, excesul sau un raportneechilibrat dintre elementele nutritive au aciune duntoare asupra ntregii

perioade de cretere i dezvoltare a plantei. Dac pe parcurs se ncearc oremediere a elementelor nutritive, plantele nu revin la starea normal.

-perioada consumului maxim, coincide cu creterea cea mai intensi nceputul acumulrii substanelor de rezerv. Elementele nutritive suntasimilate n cantiti mari i ritm accentuat. n aceast perioadngrmintele au eficien maxim.

- perioada consumului minim coincide cu maturarea fructelor iseminelor i cu acumularea maxim a substanelor de rezerv; consumul desubstane nutritive din sol se reduce treptat pn la ncetarea total. O partedin elementele asimilate pot chiar migra, prsind organele plantei, cum este

potasiul.Aceste perioade sunt redate pentru diferite specii de plante n

tabelul 1.Reinem:

Se pot stabili trei perioade de consum a elementelor nutritive ianume:- perioada critic, coincide cu primele faze de cretere i dezvoltare

a plantelor.- perioada consumului maxim, coincide cu creterea cea mai

intens i nceputul acumulrii substanelor de rezerv.- perioada consumului minim coincide cu maturarea fructelor i

seminelor i cu acumularea maxim a substanelor de rezerv; consumul desubstane nutritive din sol se reduce treptat pn la ncetarea total.

n fenofaza creterii vegetative, elementul nutritiv fa de careplantele au cerine mari este azotul. n fenofaza de maturitate, plantele

folosesc cantiti mari de K, P, B, iar n fenofaza de fructificare se maiadaug cantiti sporite de P, Zn i Mo.


19/201

19

Observaie:Folosirea ngrmintelor trebuie fcut difereniat de la o specie de

plant la alta, deoarece n timp diferitele specii i-au format nsuirea de aacumula n frunze, ramuri, tulpini, ca i n smn, substane nutritive nanumite raporturi.

Tabelul 1

Perioadele consumului de elemente nutritivela diferite plante cultivate (dup Calancea, 1990)

Planta Perioada critica nutriiei

Perioadaconsumului

maxim

Perioadaconsumului

minimCereale pioase 12 - 20 zile de la

rsrirenfrire-nspicare

Coacere

Porumb 4 - 6 frunze nainte deapariia

paniculului

Coacere cear

Cartof 2 - 4 perechi defrunze

nceputulngroriirdcinii

Uscareafrunzelorinferioare

Sfecl de zahr 2 - 3 perechi defrunze

nceputulngroriirdcinii

Uscareafrunzelorprimare

Tomate Apariia primeifrunze adevrate

nceputulnfloririi

Coacereafructelor

Varz detoamn

3 - 4 frunze 70 zile de larsrire

Cpna esteformat

In 3 - 5 frunze Butonizare-nflorire Dup formareasemineiCnep 2 - 4 frunze Creterea tulpinii nglbenirea

pstilorSoia 3 - 4 frunze Dup formarea

nodozitilornglbenirea

pstilorVi de vie Desfacerea

mugurilornceputulnfloririi

Coacereastrugurilor

Pomi fructiferi Desfacereamugurilor de rod

Apariiafrunzelor,

diferenierea

mugurilor de rod

Coacereafructelor

TEST DE EVALUARE

1. Care sunt perioadele din viaa plantelor care prezint interesn aplicarea ngrmintelor?

Rspuns:Importan n aplicare a ngrmintelor au perioadele de creterevegetativ, cele de formare a organelor de reproducere i cele dematurare deplin.

2. Care sunt perioadele de consum a elementelor nutritive dectre plante?


20/201

20

Exerciii.Exemplu rezolvat:1. La cerealele pioase perioada consumului maxim de elemente

nutritive este:a) 12 - 20 zile de la rsrire

b) nfrire-nspicarec) faza de lapte -cear

Rezolvare : b

De rezolvat:2. La porumb perioada consumului maxim de elemente nutritive

este:a) nainte de apariia paniculului

b) 12 - 20 zile de la rsrirec) faza de lapte - cearRezolvare:

2.3. Strile de aprovizionare a plantelorcu elemente nutritive

n funcie de aprovizionarea solului cu elemente nutritive, densuirile fizice i chimice ale solului, de condiiile climatice, planta se poategsi n una din strile posibile de aprovizionare cu elemente nutritive ianume:

- starea normal;- carena unuia sau mai multor elemente;- insuficiena unui sau mai multor elemente;- nivelul critic al elementului;- abundena elementului;- excesul elementului;- toxicitatea datorit concentraiei prea mari.

Starea normaleste atunci cnd toate elementele nutritive se gsescn cantiti ndestultoare i echilibrate, ele determinnd o cretere idezvoltare normal a plantelor, producia fiind ridicat i de calitate.

Carenaeste efectul pe care l poate avea asupra plantelor cultivate,

lipsa sau insuficiena accentuat a unui element nutritiv sub formasimilabil din mediu nutritiv i care influeneaz asupra creterii idezvoltrii, asupra produciei i ca atare cauzeaz n final un prejudiciueconomic.

Carenele nutritive se pot exterioriza sub forma unor simptomedeterminate ce apar pe frunze, tulpini sau fructe i care sunt, n general,cunoscute sub denumirea de carene minerale, boli de nutriie, tulburri alenutriiei sau boli neparazitare.

Exist ns stri de caren care nu se manifest prin semneexterioare ci doar printr-o scdere cantitativ sau calitativ a produciei, dari stri de caren identificabile doar prin analize chimice sau ncercriexperimentale. Carenele elementelor nutritive pot fi clasificate n funcie decauzele care le produc astfel: datorate solului i datorate plantelor(fiziologice).


21/201

21

Datorate solului:- caren absolut (primar), cnd un element nutritiv lipsete din

sol;- caren indus, datorit insolubilizrii unor elemente nutritive din

sol.Astfel, fosforul n exces n sol mpiedic asimilarea zincului datorit

formrii Zn3(PO4)2, care este insolubil.Datorate plantelor (fiziologice):- prin fenomenul de antagonism ionic. Astfel calciu n exces

mpiedic ptrunderea n plant a magneziului i potasiului;- datorit temperaturilor sczute, cnd activitatea de absorie a

rdcinilor este sczut.Insuficiena unui element este starea prin care esuturile sunt

nesatisfctor aprovizionate ntr-un element nutritiv. Insuficiena, dac nuproduce semne vizibile de caren, duce la modificri fiziologice care au unefect negativ din punct de vedere economic.

Nivelul critical elementului este starea care se definete n mai

multe moduri i anume:- concentraia unui element i raportul acestuia fa de alte elemente,

ntr-un esut sau organ, la o anumit faz de vegetaie, i care corespundeunei corelaii optime a productivitii plantei;

- concentraia minim pentru maximum de recolt;- limita cea mai sczut a concentraiei unui element, la care recolt

ncepe s descreasc;- coninutul care corespunde la 95% din randamentul maxim;- coninutul la care sporul de recolt dat de ngrminte nu mai este

rentabil.Abundena sau aprovizionarea de lux, este dat de concentraia

unui element ntr-un anumit esut sau organ, care depete nivelul critic,fr a provoca ns efecte toxice i fr a contribui la formarea substanelororganice, care duc la sporirea produciei.

Excesul unui elementeste dat de coninutul ridicat, care depeteun anumit nivel, denumit grad de toxicitate i care face ca producia sscad pe msur cu concentraia acestuia crete.

Toxicitateasurvine atunci cnd concentraia ntr-un anumit elementprovoac n celul procese ireversibile, care mpiedic desfurareametabolismului normal i duc chiar la moartea celulei.

Corelaia dintre elementele nutritive n plante, atunci cnd este ideal

este influenat n realitate de numeroi factori: specie, vrst, formareaorganelor de reproducie, aprovizionarea cu ap, temperatura, prezena sauabsena unor elemente.

Prevost i Ollangnier (1954) au propus o diagram care sintetizeazcorelaia dintre concentraiaelementelor minerale i creterea acesteia sau arecoltei. n fig.1. se prezint schematic relaia dintre concentraiaelementelor nutritive i creterea plantelor.

Reinem:n funcie de aprovizionarea solului cu elemente nutritive, planta se

poate gsin una din urmtoarele stri posibile de aprovizionare cu elementenutritive: starea normal, carena unuia sau mai multor elemente,

insuficiena unuia sau mai multor elemente, nivelul critic al elementului,abundena elementului, excesul elementului, toxicitatea datoritconcentraiei prea mari.


22/201

22

Fig.1. Corelaia dintre creterea plantei (recolt) i concentraiaelementelor din plant (Prevost i Ollangnier, 1954, dup Calancea1990)

Observaie:Carenele elementelor nutritive pot fi clasificate n funcie de cauzele

care le produc astfel:- datorate solului: caren absolut (primar) i caren indus;- datorate plantelor (fiziologice).

TEST DE EVALUARE

1. Care sunt strile de aprovizionare a plantelor cu elementenutritive?Rspuns:

Plantele prezint urmtoarele stri de aprovizionare cu elementenutritive: starea normal; carena unuia sau mai multor elemente;insuficiena unuia sau mai multor elemente; nivelul critic al elementului;abundena elementului; excesul elementului; toxicitatea datoritconcentraiei prea mari.

2. Cnd un element nutritiv devine toxic pentru plante?Rspuns:

Exerciii.Exemplu rezolvat:1. Excesul unui element n mediul nutritiv, denumit i grad de

toxicitate, face ca producia s:a) scad

b) creascc) stagnezeRezolvare: a

De rezolvat:2. Carena unui element nutritiv reprezint:

a) lipsa sau insuficiena elementuluidin mediul nutritivb)prezena elementului nutritiv numai n frunzec) absena elementului nutritiv din semine


23/201

23

Rezolvare:2.4. Mecanismul absorbiei elementelor

nutritive de ctre plante

Sistemul radicular al plantelor are rolul cel mai important naprovizionarea plantelor cu elemente nutritive. Raporturile care se stabilesc

ntre sol i plant, prin intermediul sistemului radicular determincaracteristicile de nutriie al plantelor, pe baza crora se stabilescmodalitile i dozele de aplicare a ngrmintelor i amendamentelor.

Fiecare specie de plante are un sistem radicular propriu, care-ipermite s-i asigure nutriia cu elementele nutritive din sol. Distribuiasistemului radicular n sol depinde ns de tipul de sol, de succesiunea iargilozitatea orizonturilor, de bogia n elemente nutritive.

2.4.1. Principalii factori care influeneaz absorbia elementelornutritive

Starea de asigurare a solului cu elemente nutritive reprezintfactorul hotrtor al absorbiei acestora i al dezvoltrii sistemului radicular.

n acest sens aplicarea ngrmintelor are un efect deosebit asupra creteriirdcinilor n sol.

Temperatura - optimul de temperatur care asigur creterea idezvoltarea normal a sistemului radicular este de 25 - 300C. Depirea n

plus sau n minus a acestei temperaturi, determin scderea creteriisistemului radicular i n mod implicit absoria normal a elementelornutritive.

Gradul de aeraie al solului,are i el un rol important n creterea idezvoltarea sistemului radicular. O aeraie normal este considerat la15 20 % oxigen din volumul total al fazei gazoase. n cazul cnd oxigenulscade sub 5 % se nregistreaz ncetarea creterii rdcinilor.

Capacitatea de schimb a sistemului radicular , este dat de sumacapacitii de schimb a periorilor radiculari, fiecare perior avnd ocapacitate proprie de schimb ionic. Este firesc ca plantele care au la nivelulsistemului radicular un numr mai mare de periori radiculari s aib ocapacitate mai mare de schimb ionic. Astfel dicotiledonatele sunt din acest

punct de vedere superioare monocotiledonatelor. Acest lucru rezult dindatele tabelului 2.

Tabelul 2Capacitatea de schimb cationic a rdcinilor unor specii

de plante i cantitatea de calciuextras prin recolt

(dup Lixandru i colab. 1990)

Specia deplante

Capacitatea de schimb ardcinilor

(me/100 g s.u.)

Cantitatea de CaOextras prin recolt

kg/ha

Soia 65 350

Sfecl 51 120

Lucern 48 230

Tomate 35 93

Ovz 23 30

Porumb 15 25

Orz 12 30


24/201

24

Gru 9 35

2.4.2. Mecanismul absorbiei elementelor nutritive de ctrerdcini

Asimilarea substanelor nutritive de ctre plante nu constituie osimpl trecere a acestora prin membrana celular, ci un proces complex,care are loc cu consum de energie i se intercondiioneaz cu metabolismul

plantei, fotosinteza, fotorespiraie, formarea acizilor organici, a glucidelor ia proteinelor, activitatea enzimatic, cu factorii de mediu, pH, textur,capacitatea de saturaie cu baze i coninutul de argil al solului ct i cutehnologia de cultur.

Deplasarea elementelor nutritive n soluia solului spre periiradiculari se face n stare de ioni, sub influena forelor electrostatice, iar

ptrunderea ionilor n periorii radiculari se face prin schimb cu ionii dincelulele perilor radiculari.

Principalele surse de ioni sunt srurile solubile (fosfai, nitrai,sulfai, cloruri) i unii acizi slabi. Chelaii i complecii organici(aminoacizi, acizi humici) ptrund n perii radiculari i sub formmolecular. n celula periorului radicular, chelatul este preluat de uncomplex organic cu nsuiri chelatice mai puternice sau este degradat pecale metabolic, eliberndu-se elementul sub form de cation. (R. Lctuu,2000).

Absorbia ionilor de ctre sistemul radicular se face pe dou ci: - absorbie pasiv (fr cheltuialde energie din partea plantei);- absorbie activ (cu consum de energie).

Absorbia pasivse realizeaz pe mai multe ci:- difuzia ionilor, are loc odat cu deplasarea soluiei solului sub

form de flux continuu din zone mai umede spre zone mai uscate, din

apropierea perilor radiculari, se deplaseaz i ionii din soluie. Uscareasolului din zona perilor radiculari se datoreaz evapotranspiraiei. Tot prindifuzie apa ncrcat cu ioni ptrunde n spaiul liber aparent al rdcinii,spaiu care se gsete ntre celulele epidermei. Volumul acestui spaiureprezint 8-10% din volumul total al celulelor radiculare, iar coninutul luiconstituie o rezerv important pentru absorbia metabolic i pentru

perioadele secetoase. - absorbia pe baza schimburilor ionice se face nvirtutea echilibrului de membran Donnan, realizat la nivelul membranei

pectocelulozice, care acoper pereiiepidermei celulelor rdcinii.Echilibrul termodinamic poate fi scris sub forma:

[ ][ ]ei

NaNa*

*

= [ ][ ]ie

ClCl

Aceast formul, evideniaz raportul dintre concentraiile cationilorreinui de coloizii perilor radiculari (i) i cei din soluia extern (e), careeste invers proporional cu raportul dintre concentraiile ionilor din soluiaextern i cei absorbii de coloizii perilor radiculari. Deoarece n soluieexist mai multe tipuri de ioni, relaia se poate scrie i sub forma:

[ ][ ]e

i

Na

Na+

+

=[ ][ ]

[ ]

[ ]

[ ][ ]

[ ][ ]

e

i

i

e

e

i

i

e

PO

PO

Cl

Cl

Ca

Ca

K

K

+

+

+

+

===3

4

3

4

2

12

2

12


25/201

25

- absorbia prin pinocitoz, const din resorbia n interiorul celulei aunor vezicule ncrcate cu ioni, vezicule formate din invaginaiunile

plasmalemei pline cu ap ncrcate cu ioni.- absorbia pe calea electro-osmozei, are loc n urma atragerii ionilor

de semn contrar, prezeni n compartimentul exterior al membraneicitoplasmatice de ctre ionii compartimentului celular, prin canaliculele

citoplasmatice, prevzute cu un dublu strat de ioni, cu sarcini contrare numitstratul dublu al lui HELMHOLZ. Se genereaz astfel un cmp electric.Absorbia activ, se produce ca rezultat al activitii metabolice, cu

un consum de energie, pe baz de schimb de ioni, sau prin transferul deelectroni la nivelul redox al citocromilor, cnd apare o valen liber. nacest fel citocromii devin transportori de ioni. n afar de citocromi rolul detransportor l pot avea i ali produi intermediari ai fotosintezei cum ar fi:aminoacizii, fosfatidele, peptidele.

2.4.3. Factorii care influeneaz absorbia ionilor nutritivi de ctrerdcinile plantelor

Selectivitatea ionilor - Elementele nutritive sunt absorbite n mod

selectiv. n interiorul celulelor, concentraia substanelor poate fi mai maredect n soluia exterioar; are loc deci o acumulare de elemente. Existdeosebiri privitoare la selectivitatea absoriei i acumularea substanelorminerale care difer n funcie de specie, uneori i de soi, varietate(tabelul 3).

Tabelul 3

Oferta de ioni i absoria la cteva specii crescute n aceeaisoluie nutritiv (dup Marschaner, 1992)

Specia % n diferii cationi din coninutul total de ioni din planteNa K Mg Ca

Hric 0,9 39 27 33Floareasoarelui

2,3 54 17 27

Porumb 2,9 70 16 11Lobod 19,7 39 31 10Soluie

nutritiv25 25 25 25

Reacia mediului - ionii de H+ micoreaz absorbia cationilor n

rdcin, avnd o activitate ionic mai ridicat i ocup poziii ionizate.Absorbia cationilor pe moleculele transportoare de ioni se face prin schimbcu ionii de H+ n punctele ionizabile. Rezult c ionii de H+ din soluiaextern vor micora absorbia altor cationi la gruprile cu nsuiri bazice.

Absorbia anionilor este favorizat de pH < 7, iar a cationilor depH > 7.

Concentraia soluiei solului. La concentraii ridicate ale soluieisolului n diferite elemente nutritive se intensific absoria azotului, semrete presiunea osmotic a soluiei, fapt ce stnjenete absoria apei dectre plante. Pentru o cretere normal a plantelor este nevoie de un raportoptim N.P.K.

Temperatura - influeneaz direct respiraia, transpiraia plantei iabsoria elementelor nutritive, fenomene ce se petrec cu intensitate maxim,la valori ale temperaturii cuprinse ntre 24 i 350C cu excepia calciului.


26/201

26

Faza de vegetaie - imprim ritmuri diferite de absorie aelementelor nutritive. Astfel, n primele faze de vegetaie, n special n celede cretere i dezvoltare, absoria azotului este maxim, se micoreazatingnd un minim la maturitate. Spre deosebire de azot, calciul imagneziul se asimileaz mai intens n a doua parte a perioadei de vegetaie.

Tehnica de aplicare a ngrmintelor. Dup D.Davidescu (1991),

micarea ionilor n sol prin difuziune nu se face la aceiai vitez, pentru uniiioni (PO4) avnd importan aplicarea localizat. Astfel cea mai mare partea fosforului nu difuzeaz dect la o distan de 0,5cm, ceea ce impuneaplicarea lui la o distan corespunztoare fa de rdcin. Mrirea dozei dengrminte, deci sporirea concentraiei i aplicarea localizat cresc vitezade difuziune a fosforului.

Interaciunea ionilor.Dup raporturile n care ionii se gsesc ntreei n soluia nutritiv sau n plasma celular se disting 3 situaii:

a) de nsumare a efectului pozitiv sau negativ al fiecrui ion;b) de sinergism sau de intensificare a efectului pozitiv sau negativ al

unui ion datorit prezenei altui ion, n aa fel nct efectul final depete

suma efectelor individuale. Exemple n acest sens sunt perechile de ioni:Mg2+- Zn2+, Mg2+- Cu2+, H2PO4

-- MoO42-. Aceasta nseamn c magneziu

stimuleaz absoria Zn i Cu, iar fosforul stimuleaz absoria molibdatului;c) de antagonism, care const n anihilarea efectului toxic sau

favorabil al unui ion de ctre alt ion nutritiv, astfel nct n final, efectulindus de perechea de ioni este mai mic dect efectul fiecrui ion luat separa t.

Se cunosc o multitudine de perechi de ioni antagoniti. n funcie dereacia solului antagonismul ionic este mai accentuat:

- a 5


27/201

27

1. Care sunt principalii factori care influeneaz absorbiaelementelor nutritive?Rspuns:

Factorii care influeneaz absorbia elementelor nutritive sunt:asigurarea solului cu elemente nutritive, temperatura, gradul de aeraieal solului, capacitatea de schimb a sistemului radicular.

2. Care sunt factorii care influeneaz absorbia ionilornutritivi de ctre rdcinile plantelor?Rspuns:

Exerciii.Exemplu rezolvat:1. Optimul de temperatur care asigur creterea i dezvoltarea

normal asistemului radicular este de:a) 10 - 200

b) 30 - 400c) 25 - 300

Rezolvare : c

De rezolvat:2. Absorbia cationiloreste favorizat de urmtoarelevalori ale

pH:a) pH > 7

b) pH < 7

c) pH = 5 - 6Rezolvare:


28/201

28

Rezumatul temei

Compoziia chimic a plantelor, reflect n mare parte cerinele lor

fa de factorii de mediu. Componentele majore ale plantelor sunt: apa, carereprezint ntre 75 95 % din masa proaspt i substana uscat, carereprezint 5 25 %.

Apa, ndeplinete urmtoarele roluri:este mediul de desfurarea alreaciilor; dizolv, hidrateaz, hidrolizeaz i particip la fenomenele deoxido-reducere i de sintez; menine presiunea osmotic; este mediul detransport al elementelor nutritive i al substanelor sintetizate; este unregulator de temperatur.

Substana uscat,este format din compui organici i minerali.Compuii organici din plante reprezint 5 30 % fiind formai din:

extractive azotate; extractive neazotate, pigmeni, enzime, vitamine,

substane de cretere.Compuii minerali din plante reprezint 0,3 12 % i sunt formai

din: nitrai, fosfai, sulfai, cloruri, silicai.Prin element nutritiv, se nelege acel element chimic existent n sol,

care este adsorbit de plante n cantiti mai mari sau mai mici i care esteutilizat direct sau indirect, ntr-o msur mai mare sau mai mic n proceselemai sus menionate.

n funcie de cantitatea n care se gsesc n plante elementelenutritive sunt grupate n: macroelementeprincipale (N, P, K) i secundare(S, Mg, Ca) i microelemente (Fe, Cu, Mn, B, Cr, Ni, Mo ), dar iultramicroelemente.

Se pot distinge trei perioade de consum a elementelor nutritive:- perioada critic;- perioada consumului maxim;- perioada consumului minim.n funcie de aprovizionarea solului cu elemente nutritive, de

nsuirile fizice i chimice ale solului, de condiiile climatice, planta se poategsi n una din strile posibile de aprovizionare cu elemente nutritive ianume:

- starea normal;- carena unuia sau mai multor elemente;

- insuficiena unuia sau mai multor elemente;- nivelul critic al elementului;- abundena elementului;- excesul elementului;- toxicitatea datoratconcentraiei prea mari.Deplasarea elementelor nutritive n soluia solului spre perii

radiculari se face n stare de ioni, sub influena forelor electrostatice. Principalele surse de ioni sunt srurile solubile (fosfai, nitrai,sulfai, cloruri) i unii acizi slabi.

Absoria ionilor de ctre sistemul radicular se face pe dou ci:- absorie pasiv (fr cheltuialde energie din partea plantei);

- absorie activ (cu consum de energie).


29/201

29

Tema nr. 3

SOLUL CA MEDIU DE NUTRIIE PENTRU

PLANTE I APLICAREA NGRMINTELOR

Uniti de nvare: Faza solid a solului, fraciunea mineral i organic i importana

lor agrochimic; Faza lichid i gazoas a solului i rolul lor n nutriia plantelor; Forme de elemente nutritive din sol i accesibilitatea lor pentru

plante; Adsorbia cu schimb de cationi, complexul argilo-humic; Fenomene de oxido-reducere din sol i capacitatea de tamponare a

acestora.Obiectivele temei :- cunoaterea alctuirii generale a solului(faza solid, faza lichid i

faza gazoas);- influena unor factori fizici asupra mobilitii i accesibilitii

elementelor nutritive din sol;- rolul complexului argilo-humic n adsorbia cu schimb de cationi;- fenomenele de oxido-reducere din sol icapacitatea de tamponare a

solului

Timpul alocat temei : 10 ore

Bibliografie recomandat :1. Velicica Davidescu, Davidescu D., 1999 - Compendium

agrochimic. Editura Academiei Romne Bucureti.2. Eliade Gh., Ghinea L., - 1983- Bazele biologice ale fertilitii

solului. Editura Ceres Bucureti.3. Goian M., 2000- Agrochimie. Editura Marineasa Timioara.4. Ana Maria Dodocioiu, Mihail Susinski, Romulus Mocanu, 2009

Agrochimie. Editura Sitech, Craiova.5. Papacostea P., 1976- Biologia solului. Editura tiinific i

enciclopedic Bucureti.

3.1. Faza solid a solului, fraciunilemineral i organici importana lor agrochimic

Solul este un sistem eterogen dinamic trifazic: faza solid, fazalichid, faza gazoas. Aceste trei componente se ntreptrund, seinflueneaz reciproc, formnd mediul natural de cretere i dezvoltare a

plantelor.Faza solid, constituie suportul sistemului radicular i principala

surs de elemente nutritive pentru plante. Ea reprezint 50% din volumultotal al solului.

Faza lichid constituie agentul fizico-chimic i de transport alelementelor nutritive (25% din volumul total al solului).


30/201

30

Faza gazoas constituie mediul care favorizeaz activitatea biologicdin sol, respiraia rdcinilor i influeneaz procesele de oxido-reducere ide trecere a elementelor nutritive n forme accesibile plantelor.

Faza solid a soluluieste format din dou componente:Fraciunea mineral a soluluireprezint 90 95% din faza solid

i respectiv 45% din volumul total al solului idispune de componente care

se clasific dup:- evoluia genetic:mineraleprimare iminerale secundare.Mineralele primare, sunt roci eruptive sau metamorfice dezagregate,

cu o compoziie chimic neschimbat dup dezagregare.Mineralele secundare, provin din roci sedimentare sau din alterarea

mineralelor primare.- compoziia chimic:silicai,alumino - silicai i sruri minerale.Silicaii din soluri reprezint fraciunile granulometrice nisip i praf,

intrnd n compoziia acestuia n proporie de 50 90%. Lctuu (2000)consider c celula cristalografic a silicailor din natur este reprezentatdetetraedru de siliciu. Atomul de siliciu este aezat n centru tetraedrului la o

distan de 1,6 A de atomul de oxigen. Distana dintre doi atomi de oxigeneste de 2,6 A. Raza atomului de siliciu (0,39 A) este inferioar razeiatomului de oxigen.

Fiecare tetraedru de siliciu are 4 sarcini libere SiO44- (anionul

ortosilicat), ale crui sarcini libere pot fi neutralizate cu cationi bazici sauprin unirea tetraedrilor. Unirea se face prin punerea n comun a atomilor deoxigen din vrfurile tetraedrilor rezultnd un anion pirosilicat Si2O7

-6. Prinunirea mai multor tetraedrii sub form de lan rezult catenemacromoleculare cu formula (SiO3)n

2n-. Dac se unesc mai multe lanuri detetraedrii, se formeaz anioni macromoleculari bidimensionali cu structurciclic, avnd formula Si2O5

2-.Dac se suprapun dou straturi astfel formate i unirea lor prin

valene libere ale oxigenului, se genereaz reele macromolecularetridimensionale. Unirea tetraedrilor se poate face i sub form de cicluri cuformula (SiO3)n

2n-.Aluminosilicaii, sunt alctuii din tetraedrii de siliciu i octoedrii de

aluminiu, cu Al3+ n centru i 6 atomi de O sau grupe OH-, n vrfurileoctoedrului, la distan egal de Al, cu formula Al(OH)6

3-. Prin unire,octoedrii formeaz foie, octoedrii alturai avnd n comun 3 atomi deoxigen sau 3 grupri hidroxil.

Suprapunerea alternativ a foielor tetraedrice i octoedrice

genereaz structura aluminosilicailor. Legtura dintre foie se face printr-unatom de oxigen de la fiecare tetraedru, care nlocuiete un hidroxil de laoctoedru, formnd puni de legtur ntre aceti atomi de oxigen i atomii desiliciu i aluminiu.

Foiele de tetraedri unite cu cele de octoedri alctuiesc pachete carepot fi formate:

- din dou foie; una de tetraedru de siliciu i alta de octoedru dealuminiu, de tipul 1/1, grupa caolinitului;

- din trei foie; dou de tetraedri ntre care se gsete o foi deoctoedri, de tipul 2/1, grupa smectitului, vermicalitului, illitulului.

n cazul apariiei ntre dou pachete de tipul 2/1 a unui strat

octoedric de tip brucitic ( )[ ]2OHMg sau gibsitic ( )[ ]3OHAl se formeaz oreea de tipul 2/1/1 sau 2/2 caracteristic cloritului (Lctuu, 2000).

Mineralele de tipul 1/1 cuprind dou grupe:


31/201

31

- caolinitului (caolinit, dikit, nacrit, anauxit). Pachetele nvecinatesunt unite ntre ele prin legturi de hidrogen, care mpiedic extindereareelei cnd particulele vin n contact cu apa. Distana ntre dou pachetermne la 2,7 A, iar distana bazal 7,2A ;

- halloysitului (halloysit, metahalloysit). ntre cele dou pachete seafl un strat de molecule de ap, prinse cu legturi de hidrogen, att de foia

octoedric ct i de cea tetraedric.Mineralele de tip 2/1 cuprind trei grupe:- smectitelor, cunoscut anterior drept grupa montmorilonitului, n

care intr mineralele cu strat dioctoedric (montmorilonit, beidelit inontronit) i mineralele cu strat trioctoedric (saponit, hectorit i sauconit);

- verniculituluin care intr verniculitul;- illitului,care cuprinde: illit, fenegit i hidromuscovit.Mineralele smectice au dimensiuni foarte mici, n general 50% din

totalul greuti lor se situeaz n domeniul coloidal, sub 0,001 microni i30 % n domeniul precoloidal (0,25 - 0,001 microni). Illitul i mineraleleasemntoare lui au particulele de dimensiuni mai mari dect au mineralele

smectice.Aceste minerale nu apar separat n soluri, ci sub forma unui amestec

de minerale argiloase denumite minerale interstratificate, care nu au sarcinilibere n interiorul lor, ci numai n exterior provenite de la valenelenesatisfcute ale oxigenului, amestec care formeaz particula de sol.

Srurile minerale, se pot gsi n roca parental, sau formate nprocesul de pedogenez prin echilibru de schimb de baze, sau ajunse n soln mod accidental.

Srurile din roca parental sunt de regul greu solubile iinaccesibile plantelor: CaCO3, MgCO3, sau solubile n ap: NaCl, Na2SO4,CaSO4.

Cele formate n procesul de pedogenez rezult ca urmare a alterriimineralelor din roci prin reacii chimice sau biochimice.

n acest mod pot aprea n sol: fosfai, sulfai, carbonai, azotai,molibdai, sruri organo-minerale, a cror concentraie este determinatderitmul de absorie al plantelor i de schimbul ionic ntre sol i soluia sa.

Srurile minerale accidentale provin din ngrmintele iamendamentele administrate n sol, din srurile aduse cu apa de irigaie saude apa din inundaii i cea din pnza freatic.

Fraciunea organic reprezint 5 10% din faza solid, respectiv5% din volumul total al solului are funcii majore: biologice (surs

energetic pentru flora microbian), fizico-chimice (component acomplexului adsorbtiv mpreun cu coloizii minerali) i surs de e lementenutritive pentru plante. Fraciunea organic este constituit din grupe desubstane cu origine, compoziie, grade de stabilitate i funcii diferite, careau semnificaii deosebite pentru caracterizarea regimului humic al solului.

Dup Irina Vintil(1989), materia organic din sol nmagazineaz nconstituenii si energie chimic i elemente biogene, pe care le elibereazn sol n cantiti mici i continuu, n cursul transformrilor suferite subinfluena activitii microorganismelor. Prin eliberarea treptat i nraporturi echilibrate a macro i microelementelor nutritive, precum i a unorsubstane specifice cu influen pozitiv asupra metabolismului vegetal,

materia organic atenueaz stresurile climatice i nutritive, contribuind laobinerea unor producii multianuale stabile.


32/201

32

Datorit capacitii ei de tamponare, plantele sunt protejate deefectul concentraiilor ridicate temporare ale srurilor minerale din sol,ndeosebi ale ngrmintelor cu azot i potasiu i al funciilor rapide alereaciei solului.

Constituenii organici ai solului pot fi mprii n trei grupe desubstane i anume:

- substane organice nehumificate sau fraciunea nealterat a materieiorganice;- substane organice humificate sau fraciunea humic;- substane intermediare sau fraciunea alterat.

Substanele organice nehumificate, reprezint 10 15% din totalulsubstanei organice a solului. Ele sunt alctuite din mono i poliglucide(celuloz, hemiceluloz, amidon) 60 %, lignine 10 30%, proteine1 10%, lipide, rini, taninuri 1 8%.

Acestea provin din resturile organice vegetale, care se acumuleazanual n soluri (2 - 10 t/ha).

n sol acestea sunt supuse unei activiti microbiene, care are drept

efect descompunerea glucidelor i proteinelor, urmat de o descompuneremai lent a celulozei, ligninei, lipidelor i taninurilor. n acest fel sedeclaneaz procesul de humificare. n urma acestui proces biochimic, setrece de la substane organice srace n azot la altele cu coninut ridicat attde carbon ct i de azot caracterizate prin numeroase grupri carboxilice.

Procesul de humificare se desfoar n trei etape:- formarea unitilor structurale ale substanei humice: radicali

fenolici i chinonici i a polimerilor acestora;- condensarea unitilor structurale cu diveri compui organici

coninnd azot;-polimerizarea produilor de condensare.ntregul proces de formare a humusului nu este pe deplin cunoscut,

ca de altfel i structura humusului.Substanele organice humificate -fraciunea humicAcestea definesc componenta organic nevoie din sol, rezultat prin

transformarea de ctre microorganisme a resturilor vegetale i evaluatcantitativ dup coninutul de carbon organic majorat de 1,724 ori .

Acumularea de substane humice este o component principal aprocesului de formare a solului. Transformarea rocilor n soluri capabile ssusin vegetaia ncepe i se mpletete strns cu sinteza i acumulareahumusului.

Fiind un produs al transformrii substanelor din organismelevegetale moarte, humusul contribuie hotrtor la apariia fertilitii ideterminarea capacitii de producie a solurilor. El este principaluldepozitar n sol a energiei chimice i al entropiei joase legate de plante prinfotosintez (Borlan, 1992).

Humusul este format din trei grupe de substane: acizii huminici,acizii fulvici i humina.

Acizii huminici - predomin n solurile cu un coninut mai ridicatde materie organic humificat, reprezentnd un amestec de substane

polimerizate cu o structur insuficient cunoscut, avnd culoarea brun,brun nchis.

Compoziia chimic medie a acestora este de 58% C, 31,55% O,4,84% N, 3,94% H, 1,07% P i 0,60%S. Ei cuprind 15 30% din azotul


33/201

33

total al solului. Aceste elemente se gsesc n acizii huminici n diferite stride oxidare i combinare astfel:

- carbonul n stare redus n lanuri polienice deschise i n cicluri detip aromatic;

- azotul n stare redus n grupri amino (-NH2)i imino(-NH-);- fosforul oxidat; fosfat (H2PO4

-), fosforil( H2PO3), pirofosforil

(HO2P-O-PO2H);- sulful n stare redus ca grupri tio (-SH i S-) sau heterocicli( =C=N-S-);

- oxigenul n grupri carboxil (-COOH-), carbonil( -CO-).Molecula acizilor huminici este alctuit din compui aromatici i

heterociclii cu sau fr azot, avnd 5 sau 6 atomi n inel. Masa moleculareste foarte mare (10.000-100.000), gruprile carboxilice (3 - 4), fenolice(5 - 6), imprimnd caracterul acid. Gruprile carboxilice reacioneaz cudiferii ioni formnd sruri specifice (humai):

R-COOH+NaHCO3 R COONa+H2O+CO2R-(COOH)2+Ca(HCO3)2 R (COO)2Ca+2CO2+H2O

Humaii metalelor monovalente sunt solubili n ap (Na,K), iar acelor bi i trivalente precipit sub form coloidal, constituind un liant ntre

particulele de sol.Dup Scheffer i Schachtschabel (1960), exist doi acizi huminici:

acidul ulminic (brun), acidul huminic (cenuiu).Acizii fulvici- conin polimeri cu mas inferioar acizilor huminici

(200-9000) avnd culoarea galben. Ei conin 45- 48% C, 1,5 3% N, maipuin ca n acizii huminici, dar au mai mult O (43 - 48,5%) i H (5 - 6%).Srurile lor cu cationi mono i bivaleni sunt solubile, iar complecii formaicu hidroxizii de Fe i de Al precipit fiind prezeni n majoritatea solurilor.

Ei sunt prezeni mai ales n materia organic a solurilor acide, avndaciditatea superioar acizilor huminici. Coninutul n azot este de 20 49%din azotul total al solului, fiind mai mare ca cel din acizii fulvici ns estemai slab legat.

Valoarea raportului C/N este mai sczut ca la acizii huminici (5- 9)fa de (9 - 14). Aceasta dovedete c acizii huminici se formeaz nainteacelor fulvici.

Srurile acizilor fulvici cu alte elemente chimice se numesc fulvai. Humina - este fraciunea cea mai stabil a humusului, fiind

insolubil n solvenii folosii la fracionarea humusului. Este eterogen dinpunct de vedere al compoziiei i are n alctuire resturi de lignin

nehumificat, polizaharide i glucide simple rezultate din descompunereacelulozei. Este fraciunea organic a solului cu vrsta cea mai mare. Conine20 30% din totalul azotului din sol i este foarte rezistent la aciuneamicroorganismelor.

Substane intermediare sau fraciunea alteratSunt constituite din componenta vie sau edofanul solului. Acesta are

dou componente:edofanul microorganic i edofanul macroorganic.Edofanul microorganic, este alctuit din: microflor (bacterii,

fungi, actinomicete, cianobacterii, alge) i microfaun (protozoare,nematozi).

Microflora este format din bacterii, fungi, actinomicete,

cianobacterii i alge.Bacteriile sunt cele mai mici organisme vii din sol (0,5 - 1,5 m).

Au un rol major n procesele de amonificare, nitrificare, denitrificare,


34/201

34

fixarea azotului atmosferic n sol, ct i n circuitul elementelor cu valenvariabil (fier, mangan, sulf). Cantitatea de bacterii n stratul superficial alsolurilor fertile este de 5 7 t/ha.

Fungii sau ciupercile microscopice, au corpul celular sub form dehife cu diametrul de 0,5 - 10 m, formnd o mas filamentar. Suntheterotrofe aerobe, fiind puin capabile s dezvolte procese biochimice. Cele

mai ntlnite n sol sunt Penicillium i Aspergillus. Unele formeaz structurisimbiotice de tip micoriz, prin asociere convieuire, pe rdcinile multorspecii de plante. Prin acest proces fungii iau de la plante glucide i elementeminerale n special fosfor i dau n schimb acesteia, compui organici cucarbon i chiar cu azot.

Algele verzi - albastre, sunt organisme fotosintetizante, existente nstratul superior al solului, avnd o biomas cuprins ntre 0,7- 54 g/m2. Pottri singure sau cu lichenii cu care pot forma organisme simbiotice prinintermediul crora se poate fixa CO2 i azotul atmosferic eliberndu-seacizi.

Microfauna, format din protozoare i nematozi. Ele ajut lareglarea volumului microflorei ntruct ele se hrnesc cu bacterii. ntr-ungram de sol se gsesc njur de 100.000 de protozoare i nematode.

Edafonul macroorganiceste format din: macroflora i macrofaunasolului.

Macroflora solului este format din sistemul radicular al tuturorspeciilor vegetale

Macrofauna solului, este format din lumbricide, insecte iroztoare. Cel mai important rol n sol l au lumbricidele (rmele), deoarece

prin numrul lor mare 8 - 9 milioane/ha (5 30 t/ha), contribuie ladescompunerea substanei organice i la o mai bun circulaie a apei i

aerului din sol.Insectele i roztoarele pe lng efectul negativ pe care-l producasupra recoltelor, au i unul pozitiv i anume c prin galeriile care le producn sol contribuie la mobilizarea solului i la o mai bun circulaie a apei iaerului.

Importana agrochimic a fraciunilor minerale i organiceO serie de studii i cercetri efectuate asupra compoziiei chimice a

plantelor, solului i humusului au cutat s stabileasc pe baza raportuluiC/N legtura dintre aceste elemente n plante, sol i unele nsuiri fizico -chimice i de fertilitate.

Acest raport este mai mic n sol dect n plante, ca urmare a ritmului

de descompunere mai intens al hidrailor de carbon i mai lent alsubstanelor proteice. Resturile organice vegetale ale plantelor agricole suntmateriale ce de regul conin cantiti ridicate de carbon i foarte mici deazot.Ele au cu alte cuvinte un raport C/N mult mai ridicat ca al substaneiorganice a solului (50 - 100) fa de 10,conform datelor din tabelul 4.

n funcie de acest raport fertilitatea soluluise poate aprecia astfel:>23 foarte sczut, 15 - 22 sczut, 12 - 14 mijlocie, 9 - 11 ridicat,


35/201

35

Tabelul 4.Raportul C/N al unor materiale organice

(dup Foth 1978 citat de Gh.Eliade, 1983)

Nr.

crt.

Materialul C/N

1. Humusul din sol 102. Trifoi verde 123. Resturi de trifoi 234. Secar verde 365. Tulpini trestie 306. Coceni porumb 607. Paie gru 808. Timoftic 809. Rumegu 400

Bilanul materiei organice din solConinutul de materie organic din sol variaz ntr-o msur mai

mult sau mai puin important n funcie de cantitatea de materie organiccare se ncorporeaz n sol.

Dup Goian (1993), nivelul cantitii medii de humus necesar n sol,se apreciaz pentru zonele temperate la circa 2%, pentru zonele cu

precipitaii bogate, reci i reacie acid la 4 6%, iar pentru zonele aride la 1- 1,5%.

ntre procesul de mineralizare i de humificare exist ointercondiionare foarte strns, astfel c rezerva de humus din sol

reprezint n orice moment o funcie a ambelor procese ce se desfoarconcomitent.Mineralizarea materiei organice (ieirile), are loc n mod diferit n

funcie de textura solului. Rata anual a mineralizrii exprimat procentual,se numete coeficient de mineralizare i se noteaz cu K2. Pentru calculareacoeficientului de mineralizare se pot folosi numeroase formule dintre carecea mai utilizat este cea a lui Aliev (1975);

K2 =HoT

HfHo, n care:

Ho = rezerva iniial de humus;Hf = rezerva de humus la sfritul experimentrii;T = durata n ani.

Humificarea sau intrrile de materie organic. Resturile organicevegetale introduse n sol, constituie sursa cea mai accesibil metabolismuluimicrobian din sol, o mare parte a acestora (60 70 %) va fi consumat n

procesele respiratorii ale microorganismelor i numai o cantitate de30 40 % va fi nglobat n structura compuilor humici (Eliade, 1983).Procentul de substan organic nglobat n aceste substane este cunoscutsub denumirea de coeficient de humificare sau coeficient izohumicnotat cu Kp sau K1, care variaz n funcie de natura resturilor organicevegetale sau animale.

Funciile materiei organice din sol


36/201

36

Materia organic din sol joac un rol foarte important, n nsiexistena acestuia, ct i n nutriia plantelor, ndeplinind o multitudine defuncii care pot fi grupate n trei categorii:

funcia de creare a nsuirilor fizice proprii solului,funcia de creare a nsuirilor chimice proprii soluluifuncia de creare a nsuirilor biologice proprii solului.

Funcia de creare a nsuirilor fizice proprii solului, nglobeazurmtoarele nsuiri create ca urmare a prezenei materiei organice n sol:- particulele minerale ale solului sunt grupate, legate, prin fore fizice

i chimice cu componentele materiei organice aflat n diferite stadii detransformare formnd complexe organo-minerale, relativ instabile;

- contribuie la formarea agregatelor de sol hidrostabile (structurmzrat), mbuntind mai alesregimul aero-hidric al solului;

- datorit faptului c substanele humice confer solului culoarebrun nchis cnd este umed i deschis n stare uscat, el constituie untermoregulator al temperaturii solului.

- materia organic cea humificat n special, pe lng faptul c este

capabil s rein apa n proporie de 3 - 5 ori mai mult dect propriagreutate, este i refractar la cedarea ei. De aceea, culturile agricole trec maiuor peste perioadele de secet excesiv, pe solurile cu coninut mai ridicatde humus, dect pe solurile srace n materie organic.

Prin funcia de creare a nsuirilor chimice proprii solului materiaorganic acioneaz favorabil asupra:

- formrii ca urmare a interaciunii cu argila coloidal, a complexuluicoloidal argilo-humic, care condiioneaz n cea mai mare parte nsuirilesolului de reinere i schimb a cationilor n special a celor de Ca2+, Mg2+,Al3+. Datorit aciunii coagulante a acestor cationi se mrete gradul deconsolidare i stabilitate a complexelor organo-minerale;

- n dinamica acumulrii sau levigrii argilei din sol sau a ionilormetalici, substanele organice din sol, de la cele mai simple i pn lamoleculele humice au o contribuie dominant;

- molecula organic are capacitatea de a lega chimic i fizico-chimicionii metalici dnd molecule complexe, cunoscute sub denumirea de chelai;

- complexul organo-mineral sau argilo-humic, care se formeaz nsol, are un rol foarte important n nutriia plantelor, prin schimbulpermanent

pe care l face cu soluia solului. Datorit acestui schimb soluia solului areun potenial electro-pozitiv, iar planta are un potenial electro-negativ;

Compuii humici din sol pot aciona asupra dezvoltrii plantelor att

n moddirectct i indirect(Eliade, 1983).Aciunea direct se manifest prin participarea acestor compui nunele procese metabolice importante i anume:

- n unele procese de chelatizare a metalelor grele, proces n cursulcruia este uurat absoria i o mai bun distribuie a acestora n plant;

- n modificarea echilibrului de membran;- folosirea direct a unor fracii de substan organic pentru

formarea constituenilor vegetali;- influeneaz calitativ transformrile din plante;

Aciunea indirect se manifest la nivelul mediului de via alplantelor, i const n modificarea unor nsuiri fizice i chimice ale solului,

n care un rol hotrtor l au microorganismele prin procesul demineralizare, proces n urma cruia substana organic a solului reprezintprincipalul rezervor potenial de nutriie a plantelor. Pentru ca substana


37/201

37

organic din sol s reprezinte o surs eficient de nutriie a plantelor trebuiendeplinite dup Salfeld i Sochtig (1977), urmtoarele condiii foarteimportante:

- substana organic a solului s se descompun i s se mineralizezenumai cnd planta are nevoie de azot;

- azotul mineral al solului s se combine cu substana organic,

atunci cnd planta nu mai are nevoie de el;- azotul s se combine cu substana organic a solului numai nforme uor mineralizabile.

Humusul este de asemenea un important rezervor de alte elementenutritive pentru plante. Astfel, raportul C/H/P/S n humus este de100/10/1/1.

Funcia de creare a nsuirilor biologice proprii solului.Este legat de faptul c, aa dup cum arat Papacostea (1982), solul

nu are numai caracteristicile unui organism viu, ci ale unui sistem deschisextrem de complex, produs natural rezultat din interaciunea unei biocenozecu o structur foarte variat i a unui material parental mineral reflectnd

condiiile climatice i geografice concrete n care a luat natere. n condiiiledate att solul ct i biocenoza evolueaz paralel spre un anumit tip deecosistem-climax.

Ceea ce apare caracteristic pentru solurile agricole, este faptul cforma cea mai stabil a materiei organice, humusul, este permanent atacat iextras, dar cu posibilitatea de a fi rennoit continuu.

La acest proces i fauna solului joac un rol important, prin aciuneadirect de frmiare aresturilor organice vegetale n procesul de pregtire

pentru ingerare.Toate aceste funcii ale humusului din sol, evideniaz faptul c el

este principalul factor al fertilitii solurilor. Pornind de la determinrilemicrobiologice, enzimatice i chimice, efectuate pe diferite soluri dinOltenia, tefanic i Papacostea (1977), i tefanic (1979), ajung la definireamai complet, din punct de vedere agronomic i pedologic, mai explicit afertilitii solului:Fertilitatea solului este capacitatea sa natural de a-iechilibra procesele de acumulare, care stau la baza formrii complexului

organo-mineral cu cele de eliberare a substanelor nutritive pentrunveliul vegetal. Cnd echilibrarea acestor procese se face la un nivel

ridicat, solul este foarte fertil, iar cnd echilibrul se produce la un nivelsczut, fertilitatea este sczut.

Reinem:

Solul este un sistem eterogen dinamic trifazic: faza solid, fazalichid, faza gazoas. Aceste trei componente se ntreptrund, seinflueneaz reciproc, formnd mediul natural de cretere i dezvoltare a

plantelor.Fraciunea mineral a solului reprezint 90 95% din faza solid i

respectiv 45% din volumul total al solului i dispune de componente care seclasific dup:

evoluia genetic: minerale primare i minerale secundare. compoziia chimic: silicai,alumino-silicai i sruri mineraleFraciunea organic reprezint 5 10% din faza solid, respectiv

5% din volumul total al solului i are funcii majore: biologice, fizic

agrochimie i+ii

Documents