Εδαφοκλιματικό Σύστημα και Άμπελος

Transcript

1 Εδαφοκλιματικό Σύστημα και Άμπελος Δολαπτσόγλου Χριστίνα ΤΕΙ ΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΑΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΟΙΝΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΟΤΩΝ ΔΡΑΜΑ 2019 Chr. Dolaptsoglou

2 Γονιμότητα Εδάφους Γονιµότητα εδάφους ονοµάζεται η ικανότητα του εδάφους να παρέχει θρεπτικά στοιχεία απαραίτητα για τη θρέψη και ανάπτυξη των φυτών Fe K N Mn Mg S P Cu Zn N Ca Zn H2O K 6η Διδακτική Ενότητα 2

3 Γονιμότητα Εδάφους Τα απαραίτητα θρεπτικά στοιχεία για τη θρέψη των φυτών αποτελούν κυρίως στοιχεία των ορυκτών του εδάφους και της οργανικής ουσίας Η µέγιστη απόδοση των φυτών δεν εξαρτάται από την ολική περιεκτικότητα των εδαφών σε ένα στοιχείο αλλά από την ποσότητα που θα διαλυτοποιηθεί στο εδαφικό νερό Ο ρυθµός που τα στοιχεία του εδαφικού διαλύµατος εισέρχονται στη ρίζα καθορίζει και το ρυθµό του φυτού 3

4 Γονιμότητα Εδάφους Θρεπτικά στοιχεία για τα φυτά Για την ολοκλήρωση ενός κύκλου ζωής των φυτών απαιτούνται 16 στοιχεία Ανάλογα µε την ποσότητα των θρεπτικών στοιχείων που απορροφάτε από τα φυτά αυτά διαχωρίζονται σε: - Μακροστοιχεία: N, P, K, Ca, Mg, S - Μικροστοιχεία: Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Cl - Ιχνοστοιχεία: Co, Na, Si, Vd, Ni - Τα C, O και H υπάρχουν παντού και προσλαµβάνονται σε µεγάλες ποσότητες από το νερό και τον αέρα 4

5 Ονοµασία στοιχείου Συµβολισµός Μορφή πρόσληψης από τα φυτά Άνθρακας C CO 2 (κυρίως από τα φύλλα) Οξυγόνο O CO 2 (κυρίως από τα φύλλα), Η 2 Ο, O 2 Υδρογόνο H Η 2 Ο, Η + Άζωτο N ΝΗ 4+, ΝΟ - 3 Ασβέστιο Ca Ca 2+ Κάλιο K K + Μαγνήσιο Mg Mg 2+ Φώσφορος P H 2 PO 4-, HPO 2-4 Θείο S SO 2-4 Χλώριο Cl Cl - Σίδηρος Fe Fe 2+, Fe 3+ Βόριο B H 3 BO 3 Μαγγάνιο Mn Mn 2+ Ψευδάργυρος Zn Zn 2+ Χαλκός Cu Cu 2+ Μολυβδαίνιο Mo MoO 2-4 5

6 Γονιμότητα Εδάφους Θρεπτικά στοιχεία για τα φυτά Η απορρόφηση των στοιχείων από τα φυτά εξαρτάται από: την συγκέντρωση των ιόντων στο εδαφικό διάλυµα το είδος του φυτού την επιφάνεια των ριζών (όγκος και έκταση του ριζικού συστήµατος) ηλικία των ιστών (νεότεροι ιστοί είναι περισσότερο ενεργοί) 6

7 Γονιμότητα Εδάφους Άζωτο (Ν) Στο έδαφος το Ν βρίσκεται σε: Οργανική µορφή (90-98%): - αµινοσάκχαρα, - αµινοξέα ή πρωτεΐνες Ανόργανη µορφή: - νιτρική (ΝΟ 3- ), - αµµωνιακή (ΝΗ 4+ ) - νιτρώδες (ΝΟ 2- ) 7

8 Γονιμότητα Εδάφους Μορφές πρόσληψης αζώτου (Ν) από τα φυτά Αµµωνιακή (ΝΗ 4+ ) Η ΝΗ 4 + µορφή είναι βραδείας απελευθέρωσης και εφοδιάζει τα φυτά σταδιακά. (Λόγω του θετικού φορτίου που φέρει προσροφάτε από τα αρνητικά φορτισµένα ορυκτά-κολλοειδή και δίνεται αργά στα φυτά) Νιτρική (ΝΟ 3- ) Η ΝΟ 3 - µορφή είναι άµεσα προσλήψιµη από τα φυτά και ευδιάλυτη οπότε εκπλύνεται εύκολα σε µεγαλύτερα βάθη. Η ρύπανση των υδάτων με νιτρικά αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα οικολογικά προβλήματα της σύγχρονης εποχής και ειδικότερα σε γεωργικές περιοχές 8

9 Πηγές Εδαφικού Αζώτου (Ν) Το εδαφικό Ν προέρχεται: - από ατµοσφαιρικό άζωτο που δεν µπορεί να χρησιµοποιηθεί άµεσα από τα φυτά, - από την οργανική ουσία 6η Διδακτική Ενότητα 9

10 Πηγές εδαφικού αζώτου (Ν) Βιολογική δέσµευση από µικροοργανισµούς: - συµβιωτικοί - ελεύθεροι Ατµοσφαιρική δέσµευση - όπου οι ανόργανες µορφές αζώτου στην ατµόσφαιρα περνούν µέσω του νερού της βροχής στο έδαφος Βιοµηχανική δέσµευση - αζωτούχα λιπάσµατα 10

11 Ανοργανοποίηση Το άµεσα διαθέσιµο στα φυτά άζωτο (εκτός από τη λίπανση) προέρχεται από την οργανική ουσία Το οργανικό άζωτο µετατρέπεται σε ανόργανο (αφοµοιώσιµη µορφή για τα φυτά) µέσω της ανοργανοποίησης ή ορυκτοποίησης 11

12 Μετατροπές εδαφικού αζώτου Αµινοποίηση Πρωτεΐνες υδρόλυση αµίνες, αµινοξέα (R-NH 2 ) Αµµωνιοποίηση RNH 2 + H 2 Ο ετερότροφοι οργανισµοί υδρόλυση βακτήρια, µύκητες, ακτινοµύκητες NH 3 + H + + ενέργεια Νιτροποίηση 1 ο στάδιο ΝΗ + 4 οξειδώνεται ΝΟ - 2 (τοξικά για τα φυτά) Nitrosomonas (Ns) 2 ο στάδιο ΝΟ 2 - ΝΟ 3 - οξειδώνεται Nitrobacter (Nr) Ετερότροφοι μικροοργανισμοί Ns, Nr: υποχρεωτικά αερόβια και αυτότροφα 6 η Διδακτική βακτήρια Ενότητα 12

13 Ανοργανοποίηση Τόσο η αµµωνιοποίηση όσο και η νιτροποίηση ευνοούνται σε εδάφη καλά αποστραγγιζόµενα και αεριζόµενα, δηλαδή ελαφρά εδάφη ή και βαριά καλώς στραγγιζόµενα. Σε εδάφη κακώς στραγγιζόµενα και αεριζόµενα (βαριά που νεροκρατούν) µπορεί να επικρατήσουν συνθήκες αναγωγικές (απονιτροποίηση) που ανάγουν την νιτρική µορφή αζώτου σε νιτρώδη-τοξική για τα φυτά. 13

14 Απώλειες εδαφικού αζώτου 1) Απονιτροποίηση Με αναγωγή των νιτρικών σε νιτρώδη και σε αέριες µορφές αζώτου (ΝΟ, Ν 2, Ν 2 Ο) που διαφεύγουν στην ατµόσφαιρα. Η διαδικασία ευνοείται σε κακώς στραγγιζόµενα και αεριζόµενα εδάφη και σε θερµοκρασίες >25 o C 2) Έκπλυση Η αποµάκρυνση µε το εδαφικό νερό της ΝΟ 3 - (νιτρική µορφή). Το φαινόµενο αυτό παρατηρείται σε µεγαλύτερο ποσοστό σε αµµώδη εδάφη και όταν έχουµε υπερβολική βροχόπτωση 14

15 Απώλειες εδαφικού αζώτου 3) Εξάτµιση αµµωνίας Η προσθήκη αµµωνιακών λιπασµάτων σε αλκαλικά εδάφη έχει ως αποτέλεσµα την µετατροπή της ΝΗ 4 + σε πτητική µορφή ΝΗ 3 ΝΗ Η 2 Ο + ΟΗ - ΝΗ 3 + Η 2 Ο Το φαινόµενο είναι µεγαλύτερο σε αµµώδη εδάφη µε χαµηλή ΙΑΚ και σε υψηλές θερµοκρασίες 4) Χηµική αναγωγή της νιτρώδους ρίζας (ΝΟ 2- ) Σε καλά στραγγιζόµενα εδάφη και σε αερόβιες συνθήκες η τοξική (ΝΟ 2- ) νιτρώδης µορφή του αζώτου ανάγεται σε αέρια (Ν 2 ) 15

16 Αζωτούχα λιπάσματα 1) Οργανικά αζωτούχα λιπάσµατα Είναι φυτικής ή ζωικής προέλευσης Προέρχεται από αποµεινάρια ζωικών οργανισµών (κοπριές, ούρα, νύχια κόκκαλα), τµήµατα ή ολόκληρα φυτά (φύλλωµα, φλοιό, καλαµιές, άχυρα) και ανάµικτα Copyright Υγρό αζωτούχο λίπασμα 16

17 Αζωτούχα λιπάσματα 2) Κοπριά Ανάµιξη περιττωµάτων και ούρων µε άχυρα ή άλλο υλικό Καλώς χωνεµένη ώστε να απαλλαγούµε από την εγκατάσταση ζιζανίων ή παθογόνων µικροοργανισµών Αποτελεί αζωτούχο πηγή αλλά ελευθερώνει το Ν πολύ αργά (2-3 έτη) Copyright 17

18 Αζωτούχα λιπάσματα 3) Κοµπόστες Είναι ένα σύνολο διαφόρων οργανικών ουσιών (φύλλα, άχυρα, διάφορα φυτά, οργανικά υπολείµµατα νοικοκυριού κ.ά.) οι οποίες στρωµατώνονται αποικοδοµούνται σε αερόβιες συνθήκες µετατρέπονται σε χούµο αναµόχλευση και διαβροχή 18

19 Αζωτούχα λιπάσματα 4) Ανόργανα αζωτούχα λιπάσµατα Παρασκευάζονται συνθετικά από το ατµοσφαιρικό άζωτο και χωρίζονται σε: νιτρικά (άµεσα προσλήψιµα από τα φυτά, αλλά εκπλύνονται εύκολα) αµµωνιακά (αποθηκεύονται στο έδαφος & εφοδιάζουν τα φυτά σταδιακά) Δεν είναι άµεσα διαθέσιµα για τα φυτά 19

20 Ανόργανα Νιτρικά λιπάσματα Copyright 20

21 Ανόργανα Αμμωνιακά λιπάσματα Copyright 21

22 Πίνακας αζωτούχων ανόργανων λιπασμάτων Ονομα Χημικός τύπος Περιεκτικό τητα σε Ν Σχόλια Άνυδρη αμμωνία ΝΗ 3 82% ph λόγω της νιτροποίησης Ν Θεϊκή αμμωνία (NH 4 ) 2 SO % οξινίζει το έδαφος απουσία CaCO 3 Νιτρική αμμωνία NH 4 NO % Πλεονεκτήματα νιτρικήςαμμωνιακής μορφής ph=6.5 Ασβεστούχος νιτρική αμμωνία NH 4 NO % Εφαρμογή σε όξινα εδάφη με CaCO 3 έλλειψη Ca Νιτρικό κάλιο KNO 3 14% μεγάλη συγκέντρωση σε Κ (36.5%)-άμεσα απορροφήσιμο Νιτρικό ασβέστιο Ca(NO 3 ) % Ιδανικό για όξινα εδάφη Ουρία CO(ΝΗ 3 ) 2 46% -βραδείας απελευθέρωσης λιπ. - ph αποτελεσματικότητα Φωσφορική ουρία 29% Οξινίζει το έδαφος Θειούχος ουρία 40% Οξινίζει το έδαφος 22

23 Φώσφορος Μορφές φωσφόρου στο έδαφος - Οργανική µορφή (φωσφολιπίδια, νουκλειικά οξέα κ.ά.) Η διαδικασία ορυκτοποίησης της οργανικής ουσίας για την παραγωγή αφοµοιώσιµου φωσφόρου (Ρ) λέγεται αποφωσφορυλίωση - Ανόργανη µορφή (φωσφορικά άλατα Al, Ca, Fe) Η µορφή που προσλαµβάνεται κυρίως από τα φυτά είναι η δυσοξίνη (H 2 PO 4- ) και η µονοξίνη (HPO -2 4 ) και η διαθεσιµότητα των ιοντικών µορφών φωσφόρου στο εδαφικό διάλυµα επηρεάζεται από το ph 23

24 Φώσφορος Σε όξινο ph: - τα ιόντα Ρ ενώνονται µε τα διαλυµένα ιόντα Fe, Mn, Zn, Cu (µέταλλα) ή µε αδιάλυτα ιόντα Al+ αδιάλυτες ενώσεις-ιζήµατα Σε αλκαλικό ph: - τα ιόντα Ρ αντιδρούν µε τα ιόντα Ca ++ και Mg++ που είναι ελεύθερα στο εδαφικό διάλυµα κατακρήµνιση Τα ιόντα φωσφόρου δεσµεύονται και από τα αργιλικά ορυκτά (µοντµοριλονίτης 1:1) σε θέσεις που εµφανίζουν υδροξείδια ή οξείδια Fe, Al, Mn. 24

25 Πίνακας φωσφορικών ανόργανων λιπασμάτων Όνοµα Χηµικός τύπος Περιεκτικό τητα σε P Σχόλια Φωσφορικό οξύ Η 3 PO % Ρ (55% P 2 O 5 ) Υπερφωσφορικά λιπάσµατα Σκωρία (παραπροϊόν βιοµηχανίας χάλυβα) Χρησιµοποιείται κυρίως στην υδρολίπανση Ca(Η 2 PO 4 ) 2 20%P 2 O 5 Περιέχουν και Ca αλλά επειδή παρασκευάζονται µε Η 2 SO 4 δεν επηρεάζουν το ph 14-17% P 2 O 5 Ενδείκνυνται για τα όξινα εδάφη λόγω αυξηµένης συγκέντρωσης Ca ++ & Mg ++ 25

26 Κάλιο Μορφές καλίου στο έδαφος - Ως ιόν Κ + : - σε µαρµαρυγιακά ορυκτά (µοσχοβίτης, βιοτίτης) - σε θέσεις του κρυσταλλικού πλέγµατος -σε ορυκτά της αργίλου (2:1) (ιλίτης, µοντµοριλονίτης) Το Κ συγκρατείται ισχυρά στο εσωτερικό της µάζας των ορυκτών, αποτελεί το 90-98% του συνολικού Κ + στο έδαφος και µόλις το 1-10% ελευθερώνεται βραδέως. Το Κ αυτό δεν µπορεί να προσδιοριστεί εργαστηριακά ως ανταλλάξιµο µε τη µέθοδο του οξικού αµµωνίου. - Ως ανταλλάξιµο κατιόν Κ + : - στην επιφάνεια των κολλοειδών Τα προσροφηµένα ιόντα Κ + µαζί µε αυτά που βρίσκονται σε διάλυση στο εδαφικό διάλυµα αποτελούν το εύκολα αφοµοιώσιµο Κ + & αποτελεί το 1-2% του ολικού εδαφικού Κ. 26

27 Κάλιο Τα φυτά προσροφούν το Κ σε µορφή Κ+ Η διαθεσιµότητα του εξαρτάται: - από την συγκέντρωση ιόντων µε + και µεταλλικών κατιόντων που θα ανταγωνιστούν ως προς τις θέσεις προσρόφησης µε τα ιόντα Κ + η διαθεσιµότητα των Κ + στο εδαφικό διάλυµα (αλλά πρόβληµα έκπλυσης) - από τη δραστηριότητα των φυτών, το ποσοστό έκπλυσης η διαθεσιµότητα Κ + στα φυτά 27

28 Πίνακας καλιούχων λιπασμάτων Όνοµα Χηµικός τύπος Περιεκτικότητα σε Ν Χλωριούχο κάλιο KCl 48% Νιτρικό κάλιο KNO 2 44% Θειικό κάλιο και Mg K 2 SO 4 -MgSO 4 18% Μεταφωσφορικό κάλιο KPO 3 33% Ανθρακικό κάλιο K 2 CO 3 63% Καϊνίτης 42-44% 28