На стыке наук. Биохимия-Агрохимия.

Рейхардт Александр Викторович

Лебедев Сергей Викторович

Reihardt A.V.

Lebedev S.V.

Аннотация: Проанализированы различия растений по биохимическому составу и получен закон сохранения энергетической ценности растений. Исследована связь потребности в питательных веществах от биохимического состава растения.

«Рост населения планеты и числа голодающих и недоедающих людей, изменение рациона питания, а, следовательно, увеличение спроса на продукты питания потребовали существенной интенсификации сельскохозяйственного производства. В связи с этим большинство цивилизованных стран Мира уделяют особое внимание развитию высокопродуктивного земледелия, проблемам воспроизводства плодородия почв и обеспечения населения качественными продуктами питания. Одним из мощных факторов интенсификации земледелия и растениеводства являются минеральные и органические удобрения»

Роль агрохимии в условиях современного земледелия в России

Нечаева Т. В., Быкова С. Л.

(Электронное периодическое издание ЮФУ «Живые и биокосные системы», № 7, 2014 года)

 

ЗАВИСИМОСТЬ ПОТРЕБНОСТИ РАСТЕНИЙ В ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВАХ ОТ БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА

Одной из основных задач, стоящих сегодня перед человечеством, является повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Важнейшим фактором интенсификации сельского хозяйства является рациональное использование минеральных удобрений. Всем давно известно, что каждая сельскохозяйственная культура требует индивидуального количества питательных веществ. Целесообразно определить от чего зависит соотношение питательных элементов необходимых для полноценного развития растений в условиях достаточности прочих факторов (влага, температура, освещенность и т.д.) для указанных в работе урожайностей культур. Если вспомнить постулат, вытекающий из закона минимума Либиха и закона толерантности Шелфорда, что при любой достигнутой урожайности факторы находятся в диапазоне толерантности, т.е. находятся не ниже и не выше критических уровней, то указанные в дальнейшем содержания элементов в растениях соответствуют оптимальному уровню для указанных урожайностей.

Все однолетние растения состоят, в основном, из одних и тех же веществ: углеводов, белков, жиров и воды, а отличаются друг от друга их соотношением между собой. Для человека важна энергетическая ценность растения, а она, в свою очередь, характеризуется содержанием белков, жиров и углеводов. Очевидно, что питание растений зависит от их биохимического состава, и решение проблемы питания лежит на стыке двух наук – Биохимия и Агрохимия.

Исследования

В первую очередь необходимо собрать информацию и провести попытку систематизации всех растений по их биохимическому составу. Данные о биохимическом составе растения в целом найти не представляется возможным, поэтому была проведена работа по поиску биохимического состава плодов и потребностей растений в питательных веществах.

В связи с разнообразием представленных в работе культур, под плодами будем подразумевать применяемую в пищу часть растения (зерно, бобы, корнеплоды, клубнеплоды и др.).

Исходные данные.

Таблица 1. Капуста. Биохимический состав плодов, урожайность и потребность в элементах питания

№ п/п Показатель Источник Среднее значение показателя, г/кг урожая
[1] [1] [2] [3] [4] [5]
1 Белки, г 1,8 1,2 1,28 14,27
2 Жиры, г 0,1 0,2 1,50
3 Углеводы, г 4,7 5,4 5,8 53,00
4 Пищевые волокна, г 2,3 23,00
5 Урожайность, кг 70 70 0,1 10 0,1 0,1 1,00
6 N, г 250 230 40,8 3,65
7 P2O5, г 39,6 38,7 0,071 11,2 0,526 0,06 1,47
8 K2O, г 249 253 0,361 41,9 0,296 0,204 3,33
9 S, г 0,037 0,370
10 Ca, г 248 298 0,048 0,047 0,04 1,83
11 Mg ,г 0,016 0,015 0,012 0,14
12 Cu ,г 0,000075 0,000019 0,00047
13 Mn, г 0,00017 0,0002 0,00016 0,0018
14 Zn, г 0,0004 0,0002 0,00018 0,0026
15 B, г 0,0002 0,0020
16 Fe, г 0,0006 0,0006 0,00047 0,0056
17 Mo, г 0,00001 0,00010
18 Co, г 0,000003 0,000030

Примечание к табл. 1-10.

Значение столбца «Среднее значения показателя, г/кг урожая» является средним значением показателя, предварительно деленного на урожайность (графа 5), по всем источникам.

Таблица 2. Картофель. Биохимический состав плодов, урожайность и потребность в элементах питания

п/п

Показатель Источник Среднее значение показателя, г/кг урожая
[1] [1] [6] [7] [8] [9] [10] [11]
1 Белки, г 2 2 1,9 19,67
2 Жиры, г 0,4 0,4 0,1 3,00
3 Углеводы, г 16,3 16 16,6 163,00
4 Пищевые

волокна, г

1,4 1,8 16,00
5 Урожайность, кг 30,6 15 0,1 22,5 0,1 0,1 10 0,1 1,00
6 N, г 125 84 112,5 0,62 47,5 5,13
7 P2O5, г 14 18 0,132 45 0,3 0,132 16,5 0,135 1,54
8 K2O, г 133,6 153 0,684 170 1,45 0,684 65 0,513 7,74
9 S, г 0,032 0,032 0,32
10 Ca, г 74 0,01 0,01 0,011 1,31
11 Mg, г 0,023 0,023 9 0,022 0,40
12 Cu, г 0,00014 0,00014 0,0014
13 Mn, г 0,00017 0,00017 0,0017
14 Zn, г 0,00036 0,00036 0,0036
15 B, г 0,000115 0,000115 0,0012
16 Fe, г 0,0009 0,0009 0,0007 0,0083
17 Mo, г 0,000008 0,000008 0,00008
18 Co, г 0,0000005 0,000005 0,000028

 

Таблица 3. Лук(репка). Биохимический состав плодов, урожайность и потребность в элементах питания

№ п/п Показатель Источник Среднее значение показателя, г/кг урожая
[12] [13] [4] [14] [5]
1 Белки, г 1,4 1,1 1,4 1,1 12,50
2 Жиры, г 0,2 0,1 0,2 1,67
3 Углеводы, г 8,2 9,3 8,2 9,34 87,60
4 Пищевые волокна, г 3 1,7 3 1,7 23,50
5 Урожайность, кг 10 0,1 0,1 0,1 0,1 1,00
6 N, г 44 4,40
7 P2O5, г 12 0,132 0,066 0,132 0,066 1,03
8 K2O, г 21 0,21 0,176 0,21 0,175 1,96
9 S, г 0,065 0,065 0,65
10 Ca, г 5 0,031 0,023 0,031 0,023 0,32
11 Mg, г 2,4 0,014 0,01 0,014 0,01 0,14
12 Cu, г 0,000085 0,000039 0,00062
13 Mn, г 0,00023 0,0001 0,000129 0,0015
14 Zn, г 0,00085 0,0002 0,00017 0,0041
15 B, г 0,0002 0,0020
16 Fe, г 0,0008 0,0002 0,00021 0,0040
17 Mo, г 0,000012 0,00012
18 Co, г 0,000005 0,00005

 

Таблица 4. Морковь. Биохимический состав плодов, урожайность и потребность в элементах питания

№ п/п Показатель Источник Среднее значение показателя, г/кг урожая
[15] [16] [5]
1 Белки, г 1,3 0,93 11,15
2 Жиры, г 0,1 1,00
3 Углеводы, г 7,2 9,58 83,90
4 Пищевые волокна, г 0,8 2,8 18,00
5 Урожайность, кг 1 0,1 0,1 1,00
6 N, г 3,2 3,20
7 P2O5, г 1 0,137 0,08 1,06
8 K2O, г 5 0,282 0,385 3,89
9 S, г 0,006 0,06
10 Ca, г 0,046 0,033 0,40
11 Mg, г 0,036 0,012 0,24
12 Cu, г 0,00008 0,000045 0,00063
13 Mn, г 0,0002 0,000143 0,0017
14 Zn, г 0,0004 0,00024 0,0032
15 B, г 0,0002 0,0003 0,0025
16 Fe, г 0,0014 0,014
17 Mo, г 0,00002 0,00020
18 Co, г 0,000002 0,000020

 

Таблица 5. Огурец. Биохимический состав плодов, урожайность и потребность в элементах питания

№ п/п Показатель Источник Среднее значение показателя, г/кг урожая
[1] [1] [1] [17] [18]
1 Белки, г   0,7 7,00
2 Жиры, г 0,1 1,00
3 Углеводы, г 1,9 19,00
4 Пищевые волокна, г 0,7 7,00
5 Урожайность, кг 20,9 20,9 20 0,1 1 1,00
6 N, г 51 109 37 2,64 3,04
7 P2O5, г 18 15,9 8,8 0,687 1,55 2,10
8 K2O, г 64,7 85,5 78,8 0,236 6,6 4,02
9 S, г  —
10 Ca, г 19 26,2 0,017 0,80
11 Mg, г 0,014 0,14
12 Cu, г 0,0001 0,0010
13 Mn, г 0,00018 0,0018
14 Zn, г 0,000215 0,0022
15 B, г                               —
16 Fe, г 0,0005 0,0050
17 Mo, г 0,000001 0,000010
18 Co, г 0,000001 0,000010

 

Таблица 6. Пшеница. Биохимический состав плодов, урожайность и потребность в элементах питания

№ п/п Показатель Источник
[19] [19] [20] [21] [21] [22]
1 Белки, г    
2 Жиры, г
3 Углеводы, г
4 Пищевые волокна, г
5 Урожайность, кг 1 1 0,1 2,7 3,8 1
6 N, г 28
7 P2O5, г 5,2 0,842
8 K2O, г 18 0,392
9 S, г 3,1 4,4 0,1
10 Ca, г 3 0,062
11 Mg, г 2,6 3 0,114
12 Cu, г 0,01 0,00053 0,02 0,02 0,015
13 Mn, г 0,07 0,0037 0,161 0,292 0,14
14 Zn, г 0,052 0,00281 0,148 0,158 0,07
15 B, г 0,025 0,005
16 Fe, г 0,137 0,0053
17 Mo, г 0,000042 0,0001 0,00054 0,0009
18 Co, г 0,0000054 0,0004

 

Продолжение таблицы 6. Пшеница. Биохимический состав плодов, урожайность и потребность в элементах питания

№ п/п Показатель Источник Среднее значение показателя, г/кг урожая
[23] [23] [24] [4] [25]
1 Белки, г 11,3 13 121,50
2 Жиры, г 1,7 2,5 6,53
3 Углеводы, г 75,9 57,5 667,00
4 Пищевые волокна, г 11,2 11,3 112,50
5 Урожайность, кг 1 1 1 0,1 0,1 1,00
6 N, г 30 5 28,1 22,78
7 P2O5, г 13 12 11,6 0,812 0,842 9,54
8 K2O, г 25 25 22,8 0,52 0,391 14,83
9 S, г 0,1 2,38
10 Ca, г 0,032 0,062 1,14
11 Mg, г 0,114 1,97
12 Cu, г 0,0004 0,00053 0,0075
13 Mn, г 0,0038 0,0037 0,065
14 Zn, г 0,0033 0,00281 0,044
15 B, г 5,00
16 Fe, г 0,0046 0,0053 0,072
17 Mo, г 0,000042 0,00038
18 Co, г 0,00023

 

Таблица 7. Рапс. Биохимический состав плодов, урожайность и потребность в элементах питания

№ п/п Показатель Источник Среднее значение показателя, г/кг урожая
[26] [27] [28]
1 Белки, г 24,5 245,00
2 Жиры, г 42,5 425,00
3 Углеводы, г 6 60,00
4 Пищевые волокна, г
5 Урожайность, кг 1 0,1 1 1,00
6 N, г 50 51 50,50
7 P2O5, г 24 23,5 23,75
8 K2O, г 60 37,5 48,75
9 S, г 20 20,00
10 Ca, г 60 60,00
11 Mg, г 10 10,00
12 Cu, г 0,04 0,04
13 Mn, г 0,1 1,05 0,58
14 Zn, г 0,15 0,15
15 B, г 0,06 0,1 0,080
16 Fe, г 0,36 0,36
17 Mo, г 0,002 0,0105 0,0063
18 Co, г

 

Таблица 8. Свекла столовая. Биохимический состав плодов, урожайность и потребность в элементах питания

№ п/п Показатель Источник Среднее значение показателя, г/кг урожая
[1] [29] [30]
1 Белки, г 1,5 15,00
2 Жиры, г 0,1 1,00
3 Углеводы, г 8,8 88,00
4 Пищевые волокна, г 2,5 25,00
5 Урожайность, кг 20 0,1 10 1,00
6 N, г 80 27 3,35
7 P2O5, г 15,4 0,098 15 1,08
8 K2O, г 103,7 0,346 43 4,32
9 S, г 0,007 0,070
10 Ca, г 21,3 0,037 0,72
11 Mg, г 0,022 0,22
12 Cu, г 0,00014 0,0014
13 Mn, г 0,00066 0,0066
14 Zn, г 0,000425 0,0043
15 B, г 0,00028 0,0028
16 Fe, г 0,0014 0,014
17 Mo, г 0,00001 0,00010
18 Co, г 0,000002 0,000020

 

Таблица 9. Соя. Биохимический состав плодов, урожайность и потребность в элементах питания

№ п/п Показатель Источник Среднее значение показателя, г/кг урожая
[31] [32] [33]
1 Белки, г 35 350,00
2 Жиры, г 17 170,00
3 Углеводы, г 17 170,00
4 Пищевые волокна, г
5 Урожайность, кг 5 1,81 0,1 1,00
6 N, г 326 39,1 43,40
7 P2O5, г 30 21,1 1,379 10,48
8 K2O, г 170 50,3 1,936 27,05
9 S, г 20 0,244 3,22
10 Ca, г 70 0,348 8,74
11 Mg, г 39 0,226 5,03
12 Cu, г 0,109 0,005 0,036
13 Mn, г 0,653 0,0028 0,079
14 Zn, г 0,261 0,00201 0,036
15 B, г 0,109 0,022
16 Fe, г 1,305 0,0097 0,18
17 Mo, г 0,02 0,000099 0,0025
18 Co, г 0,0000312 0,00031

 

В последующих расчетах выясниться, что среднее содержание потребности сои в азоте приводят к получению отрицательного результата белка в массе растения без плодов, поэтому для дальнейших расчетов принимаем потребность сои в азоте равной максимальной потребности по источнику [31] 326 г на 5 кг урожая, что соответствует 62,5 г на 1 кг урожая.

Таблица 10. Томаты. Биохимический состав плодов, урожайность и потребность в элементах питания

№ п/п Показатель Источник Среднее значение показателя, г/кг урожая
[34] [35] [1] [1] [36]
1 Белки, г 0,6     6,00
2 Жиры, г 0,2 2,00
3 Углеводы, г 4,2 42,00
4 Пищевые волокна, г 0,8 8,00
5 Урожайность, кг 0,1 10000 40 40 3250 1,00
6 N, г 31500 110 103 11,5 2,12
7 P2O5, г 0,059 10500 11 7 4 0,42
8 K2O, г 0,349 42500 124,5 119,5 16 2,77
9 S, г 0,012 0,12
10 Ca, г 0,014 92,3 94,4 1,60
11 Mg, г 0,02 0,20
12 Cu, г 0,00011 0,0011
13 Mn, г 0,00014 0,0014
14 Zn, г 0,0002 0,0020
15 B, г 0,000115 0,0012
16 Fe, г 0,0009 0,0090
17 Mo, г 0,000007 0,00007
18 Co, г 0,000006 0,00006

 

В исходных данных под содержанием углеводов подразумеваются только усваиваемые человеком углеводы, поэтому для дальнейших расчетов необходимо знать общее количество углеводов включая не перевариваемую клетчатку.

Таблица 11. Содержание белков, жиров и углеводов в плодах растений. Определение доли клетчатки.

Культура Биохимический состав плодов Доля клетчатки от массы углеводов, %
Белки, г/кг Жиры, г/кг Углеводы, г/кг Пищевые волокна(клетчатка), г/кг
Капуста 14,27 1,50 53,00 23,00 43%
Картофель 19,67 3,00 163,00 16,00 10%
Лук (репка) 12,50 1,67 87,60  23,50 27%
Морковь 11,15 1,00 83,90 18,00 21%
Огурец 7,00 1,00  19,00  7,00 37%
Пшеница 121,50 21,00 667,00  117,50 18%
Рапс 245,00 425,00  60,00  —
Свекла столовая 15,00 1,00  88,00 25,00 28%
Соя 350,00 170,00  170,00   —
Томаты 6,00 2,00 42,00  8,00 19%
Среднее значение доли клетчатки 25%

 

Доля клетчатки от массы усваиваемых углеводов по всем растениям в среднем составляет 25 %. С учетом этого принимаем значение общего количества углеводов в 1,25 раза больше количества усваиваемых углеводов.

 

Таблица 12. Биохимический состав плодов с учетом клетчатки

Культура Биохимический состав плодов Сухая масса (Белки+Жиры+Углеводы), г
Белки, г/кг Жиры, г/кг Углеводы (с коэффициентом 1,25), г/кг
Капуста 14,27  1,50   66,25 82,02
Картофель 19,67    3,00   203,75  226,42
Лук (репка) 12,50  1,67 109,50 123,67
Морковь 11,15 1,00 104,88 117,03
Огурец 7,00 1,00 23,75 31,75
Пшеница 121,50 21,00 833,75 976,25
Рапс 245,00 425,00 75,00 745,00
Свекла столовая 15,00 1,00 110,00 126,00
Соя 350,00 170,00 212,50 732,50
Томаты 6,00 2,00 52,50 60,50

 

Для определения связи между биохимическим составом растения и потреблением элементов питания, необходимо знать не только биохимический состав плодов, но также и биохимический состав всей массы растения без плодов.

Весь азот, потребляемый растением, расходуется на образование белков и небелковых соединений. Среднее содержание азота в белках и небелковых соединениях составляет 16% [37, c.69]. Зная потребность растений в азоте можно довольно точно вычислить общее содержание белков.

 

Таблица 13. Общее содержание белков в растениях с учетом максимальной потребности сои в азоте

 

Культура Потребность в азоте, г/кг Содержание белков во всей массе растения, г/кг плодов Содержание белков в плодах, г/кг плодов Содержание белков в массе растения без плодов, г/кг
Капуста 3,65 22,79 14,27 8,52
Картофель 5,13 32,04 19,67 12,38
Лук (репка) 4,40 27,50 12,50 15,00
Морковь 3,20 20,00 11,15 8,85
Огурец 3,04 18,98 7,00 11,98
Пшеница 30,28 189,22 121,50 67,72
Рапс 50,50 315,63 245,00 70,63
Свекла столовая 3,35 20,94 15,00 5,94
Соя 65,20* 407,50 350,00 57,50*
Томаты 2,12 13,25 6,00 7,25

 

* Так как на средних значениях потребности сои в азоте получаем отрицательное значение белков в массе растения без плодов, то для расчетов взяли максимальную потребность сои в азоте.

Можно предположить, что биохимический состав массы растения без плодов и биохимический состав травянистых растений могут быть идентичными. Рассмотрим биохимический состав зеленой массы кормов (табл. 14) и проверим стабильность биохимического состава – сохранение соотношения между белками, жирами и углеводами вне зависимости от вида зеленого корма.

 

Таблица 14. Химический состав зеленой массы кормов[38].

Показатель Корма
Лесное пастбище Заливной луг Злаковое пастбище Клеверотимофеечное пастбище
Белки:
Сырой протеин, г 33,00 39,00 50,00 42,00
Лизин, г 0,80 1,70 2,00 1,40
Метионин+цистин, г 1,40 1,10 1,70 1,20
Каротин, г 0,05 0,04 0,04 0,03
Итого белки, г 35,25   41,84   53,74   44,63  
Жиры, г 10,00   10,00   15,00   9,00  
Углеводы:
Сырая клетчатка, г 81,00 86,00 136,00 95,00
Крахмал, г 5,70 6,30 8,60 4,80
Сахара, г 19,00 24,00 20,00 24,00
Итого углеводы, г 105,70   116,30   164,60   123,80  
Суммарная масса белков, жиров и углеводов, г 150,95   168,14   233,34   177,43  

 

Рисунок 1. Зависимость массы белков, жиров и углеводов в зеленых кормах от их суммы.

Рисунок 1. Зависимость массы белков, жиров и углеводов в зеленых кормах от их суммы.

 

Биохимический состав зеленых кормов стабилен, но, чтобы не сделать поспешных выводов, проверим биохимический состав плодов овощных культур (табл. 15).

Таблица 15. Анализ биохимического состава плодов представленных культур за исключением пшеницы, рапса, сои (биохимический состав плодов овощных культур)

Культура Биохимический состав плодов Сухая масса (Белки+ Жиры+ Углеводы), г Содержание белка в исходной массе Состав сухой массы
Белки, г/кг Жиры, г/кг Углеводы (с коэфициентом 1,25), г/кг Белки, % Жиры, % Углеводы, %
Капуста 14,27 1,50 66,25 82,02 1% 17,39% 1,83% 80,78%
Картофель 19,67 3,00 203,75 226,42 2% 8,69% 1,32% 89,99%
Лук (репка) 12,50 1,67 109,50 123,67 1% 10,11% 1,35% 88,54%
Морковь 11,15 1,00 104,88 117,03 1% 9,53% 0,85% 89,62%
Огурец 7,00 1,00 23,75 31,75 1% 22,05% 3,15% 74,80%
Свекла столовая 15,00 1,00 110,00 126,00 2% 11,90% 0,79% 87,30%
Томаты 6,00 2,00 52,50 60,50 1% 9,92% 3,31% 86,78%

 

Рисунок 2 Зависимость белков, жиров и углеводов в плодах овощных культур от сухой массы.

Рисунок 2 Зависимость белков, жиров и углеводов в плодах овощных культур от сухой массы.

 

Биохимический состав плодов овощных культур тоже стабилен – соотношение между белками, жирами и углеводами сохраняется вне зависимости от культуры (рис. 2). Сравним составы в табл. 16.

Таблица 16. Сравнение биохимического состава плодов овощных культур и зеленых кормов

Показатель Содержание в %
Плоды овощн. культур, по рис. 2 Зеленые корма, по рис. 1
Белки 10,18% 23,95%
Жиры 1,31% 6,05%
Углеводы 88,51% 70,00%
100,00% 100,00%

 

Содержание белков и жиров в травах несколько выше, чем в плодах овощных культур. Это, по всей видимости, объясняется наличием семян в кормах травянистых растений. На основании этого для дальнейших расчетов полной массы растения используем биохимический состав плодов овощных культур (рис. 2).

Таблица 17. Биохимический состав массы растения без плодов

№ п/п Культура Содержание в массе растения без плодов
Белки, г/кг урожая (табл. 13) Жиры, г/кг урожая Углеводы, г/кг урожая
1 Капуста 8,52 1,10 74,07
2 Картофель 12,38 1,59 107,61
3 Лук (репка) 15,00 1,93 130,42
4 Морковь 8,85 1,14 76,95
5 Огурец 11,98 1,54 104,14
6 Пшеница 67,72 8,71 588,78
7 Рапс 70,63 9,09  614,05
8 Свекла столовая 5,94 0,76 51,62
9 Соя 57,50 7,40 499,93
10 Томаты 7,25 0,93 63,02

Энергетическая ценность (ЭЦ) продукта питания— это количество энергии, высвобождаемой в организме человека из продуктов питания в процессе пищеварения, при условии её полного усвоения и численно равное сумме энергетических ценностей, входящих в состав продукта белков, жиров и углеводов.

Энергетическая ценность (ЭЦ) растения – это полное количество энергии, аккумулированное в находящихся во всей вегетативной массе растения белках, жирах и углеводах, включая всю клетчатку. Причем энергия, аккумулированная в массе клетчатки количественно равна энергетической ценности той же массы усваиваемых углеводов, так как при сжигании одинаковой массы углеводов и клетчатки выделяется одинаковое количество энергии.

Из источника [39] энергетическая ценность белков – 4,1 ккал/г, жиров – 9,3 ккал/г, углеводов – 4,1 ккал/г. Энергетическая ценность(ЭЦ) жиров в 2,268 раза выше ЭЦ углеводов и белков.

Единственным источником углеводов для всех живых организмов является фотосинтез. Часть образовавшихся в результате фотосинтеза углеводов под воздействием ферментов идет на образование белков и жиров.

Для упрощения восприятия информации введем понятие эквивалента энергетической ценности растения (ЭЭЦ), который численно равен массе всех углеводов, образованных в процессе фотосинтеза за весь период вегетации и вычисляется по формуле:

ЭЭЦ=Б+2,268*Ж+У, где Б, Ж, У- массы белков, жиров и углеводов соответственно, а 2,268 – коэффициент пересчета энергии углеводов в энергию жиров.

Зная ЭЭЦ можно определить энергетическую ценность растения, по формуле:

ЭЦ=ЭЭЦ (эквивалент энергетической ценности) * 4,1 ккал

Таблица 18. Общий биохимический состав растения по данным табл. 12 и табл. 17. Эквивалент энергетической ценности.

№ п/п Культура Содержание во всей массе растения Эквивалент энергетической ценности,

Б + 2,268*Ж+У

Белки,

г/кг урожая

Жиры,

г/кг урожая

Углеводы, г/кг урожая
1 Капуста 22,79 2,60 140,32 168,99
2 Картофель 32,04 4,59 311,36 353,82
3 Лук (репка) 27,50 3,60 239,92 275,58
4 Морковь 20,00 2,14 181,82 206,67
5 Огурец 18,98 2,54 127,89 152,63
6 Пшеница 189,22 29,71 1 422,53 1 679,14
7 Рапс 315,63 434,09 689,05 1 989,19
8 Свекла столовая 20,94 1,76 161,62 186,56
9 Соя 407,50 177,40 712,43 1 522,28
10 Томаты 13,25 2,93 115,52 135,41

Изобразим на графике массы белков, жиров и углеводов всех растений в зависимости от ЭЭЦ и добавим линии интерполяции зависимостей масс белков, жиров, углеводов растений, у которых ЭЭЦ ниже 400.

 

Рисунок 3. Зависимость масс белков, жиров и углеводов от ЭЭЦ.

Рисунок 3. Зависимость масс белков, жиров и углеводов от ЭЭЦ.

 

 

Рассмотрев график (рис. 3) заметим, что пшеница с ЭЭЦ выше 400 также попадает под данную закономерность. При этом видно, что такие культуры, как рапс и соя сильно отклоняются от линий интерполяции. При увеличенном количестве жиров и белков в рапсе мы видим, что содержание углеводов гораздо ниже линии интерполяции, отображающей зависимость углеводов от энергетической ценности. Такую же картину мы наблюдаем и на сое, при увеличенном содержании белков.

Найдем эквивалент энергетической ценности отклонений (табл. 19).

Таблица 19. Отклонения культур рапс и соя от зависимости приведенных масс белков, жиров и углеводов от ЭЭЦ

№ п/п Культура ЭЭЦ растения Отклонение белков, г Отклонения жиров, г Отклонение углеводов, г ЭЭЦ отклонений % отклонения от ЭЭЦ растения
1 Рапс 1 989,19 113,13 407,83 — 1 038,16 —  0,07 -0,0038%
2 Соя 1 522,28 252,53 157,31 —  609,36 —   0,06 -0,0038%

 

ЭЭЦ отклонений стремиться к нулю, поэтому можно сказать, что в рапсе и сое произошло перераспределение биохимического состава, и энергия углеводов количественно перешла в энергию белков и жиров.

Основываясь на вышесказанном, для нормализации данных необходимо ввести понятия приведенных масс белков (Бп), жиров (Жп) и углеводов (Уп), которые будут прямо пропорциональны эквиваленту энергетической ценности, лежать на линиях интерполяции (рис. 3), и вычисляться по формулам:

Бп(ЭЭЦ)=0,1018*ЭЭЦ

Жп(ЭЭЦ)=0,0132*ЭЭЦ

Уп(ЭЭЦ)=0,8683*ЭЭЦ

Также введем понятие «приведенная сухая масса растения» (Mп) – это сумма приведенных масс белков (Бп), жиров (Жп) и углеводов (Уп)  при определенном эквиваленте энергетической ценности.

Мп(ЭЭЦ) = Бп(ЭЭЦ) + Жп(ЭЭЦ) + Уп(ЭЭЦ)

Таблица 20. Энергетическая ценность растений на 1 кг приведенной сухой массы в соответствии с зависимостями по рис. 3.

Белки, г Жиры, г Углеводы, г Сухая масса, г ЭЭЦ Энергетическая ценность
ккал/кг кДж/кг
101,80 13,20 868,30 983,30 1 000,04 4 169,79 17 458,08

 

Результаты

Зная, что ЭЭЦ отклонений стремиться к нулю (табл. 19), можно определить приведенные массы белков, жиров, углеводов для рапса и сои, и они также встанут на линии интерполяции. При анализе графика (рис. 3) становиться ясным, что отношение эквивалента энергетической ценности к приведенной сухой массе есть величина постоянная, численно равная 1,017. Это говорит, о том, что в растительном мире соблюдается закон сохранения энергии. То есть, отношение энергетической ценности к приведенной сухой массе растения есть величина постоянная, которая приблизительно равна 4 169,79 ккал/кг приведенной сухой массы или 17,5 МДж/кг приведенной сухой массы, при чем энергетические ценности растений, рассчитанные по приведенной массе белков, жиров и углеводов и реальному количеству белков, жиров и углеводов не отличаются.

После того, как закон сохранения энергии связал все растения в единую жесткую математическую систему можно перейти к поиску связи биохимического состава с потребностью в минеральных питательных веществах.

Единственным процессом, в результате которого растения накапливают энергию, является фотосинтез. Продуктом фотосинтеза являются углеводы, которые затем, в зависимости от заложенной генетической информации, под воздействием ферментов, преобразуются в жиры или белки.

Основная масса растения состоит из макроэлементов: углерод, кислород, водород, азот, фосфор, калий. Углерод, кислород и водород поступают в растение из атмосферы в виде углекислого газа, или из почвы и атмосферы в виде влаги. Азот, фосфор, калий поступает, в основном, из почвы. Но даже достаточное количество макроэлементов в почве не обеспечивает нормального развития растений, необходимы также мезоэлементы(сера, кальций, магний) и микроэлементы(железо, медь, марганец, бор, цинк, молибден, кобальт и др.). Микроэлементы в растениях содержаться в очень маленьких количествах, но они очень важны, так как участвуют в биохимических процессах. Около четверти всех известных ферментов для проявления полной каталитической активности нуждаются в присутствии микроэлементов, без которых вообще очень многие ферменты становятся неактивными. Мезоэлементы по содержанию в растениях занимают промежуточную позицию между микро- и макроэлементами и входят, как и в основную массу растения, так и в состав ферментов.

Чтобы разобраться во всех биохимических процессах, необходимо сделать анализ и определить связи между белками, жирами и углеводами, и макро-, мезо- и микроэлементами.

Макроэлемент – Азот

Как уже было сказано выше, содержание азота в растениях составляет 16% от массы белков [37, c.132].
Макроэлемент – Фосфор

Фосфор является одним из важных макроэлементов. На графике (рис. 4) видно, что, несмотря на отклонения, потребность в нем всех представленных культур линейно зависит от энергетической ценности растения. Отклонения обусловлены трудностью точного определения потребности растения в P2O5.

Таблица 21. Потребность растений в P2O5

№ п/п Культура Содержание во всей массе растения Эквивалент энергетической ценности, Б + 2,268*Ж+У Средняя потребность в P2O5, г/кг урожая
Белки, г/кг урожая Жиры, г/кг урожая Углеводы, г/кг урожая
1 Капуста 22,79 2,60 140,32 168,99  0,68
2 Картофель 32,04 4,59 311,36 353,82 1,54
3 Лук (репка) 27,50 3,60 239,92 275,58 1,03
4 Морковь 20,00 2,14 181,82 206,67 1,06
5 Огурец 18,98 2,54 127,89 152,63 2,10
6 Пшеница 189,22 29,71 1 422,53 1 679,14 9,54
7 Рапс 315,63 434,09 689,05 1 989,19 23,75
8 Свекла столовая 20,94 1,76 161,62 186,56 1,08
9 Соя 407,50 177,40 712,43 1 522,28 10,48
10 Томаты 13,25 2,93 115,52  135,41 0,42

 

Рисунок 4. Зависимость потребности в P2O5 от эквивалента энергетической ценности. R = 0.922

Рисунок 4. Зависимость потребности в P2O5 от эквивалента энергетической ценности. R = 0.922, где R — коэффициент корреляции, определяющий тесноту связи и достоверности модели.

 

Макроэлемент — Калий

Потребность в калии, как и в фосфоре, линейно зависит от энергетической ценности, как видно на графике. Линейные зависимости потребности в калии и фосфоре от энергетической ценности растения дают возможность предположить, что эти элементы напрямую участвуют в фотосинтезе.

Таблица 22. Потребность растений в K2O.

№ п/п Культура Содержание во всей массе растения Эквивалент энергетической ценности, Б +2,268*Ж+У Средняя потребность в K2O, г/кг урожая
Белки, г/кг урожая Жиры, г/кг урожая Углеводы, г/кг урожая
1 Капуста 22,79 2,60 140,32 168,99 3,33
2 Картофель 32,04 4,59 311,36 353,82 7,74
3 Лук (репка) 27,50 3,60 239,92 275,58 1,96
4 Морковь 20,00 2,14 181,82 206,67 3,89
5 Огурец 18,98 2,54 127,89 152,63 4,02
6 Пшеница 189,22 29,71 1 422,53 1 679,14 14,83
7 Рапс 315,63 434,09 689,05 1 989,19 48,75
8 Свекла столовая 20,94 1,76 161,62 186,56 4,32
9 Соя 407,50 177,40 712,43 1 522,28 27,05
10 Томаты 13,25 2,93 115,52 135,41 2,77

 

Рисунок 5. Зависимость потребности растений в K2O от эквивалента энергетической ценности. R = 0.892

Рисунок 5. Зависимость потребности растений в K2O от эквивалента энергетической ценности. R = 0.892, где R — коэффициент корреляции, определяющий тесноту связи и достоверности модели.

Потребности в азоте, фосфоре и калии были представлены для всех культур на всю массу растения, но найти содержание макро- и микроэлементов во всей массе растения возможно только при проведении масштабных дорогостоящих исследований, а представленные в интернете данные очень сильно противоречат друг другу. В исходных данных присутствует содержание микроэлементов в плодах, поэтому будем искать связь с биохимическим составом плодов.

Мезоэлемент — Сера

Содержание серы, также как калия и фосфора, имеет линейную зависимость от энергетической ценности. Такая зависимость содержания серы также указывает на то, что она принимает непосредственное участие в процессе фотосинтеза.

Таблица 23. Содержание серы (S) в плодах растений

№ п/п Культура Содержание в плодах растений Эквивалент энергетической ценности, Б + 2,268*Ж+У Среднее содержание S в плодах, г/кг урожая
Белки, г/кг урожая Жиры, г/кг урожая Углеводы, г/кг урожая
1 Капуста 14,27 1,50 66,25 83,92 0,37
2 Картофель 19,67 3,00 203,75 230,22 0,32
3 Лук (репка) 12,50 1,67 109,50 125,78 0,65
4 Морковь 11,15 1,00 104,88 118,29 0,06
5 Огурец 7,00 1,00 23,75 33,02
6 Пшеница 121,50 21,00 833,75 1 002,88 2,38
7 Рапс 245,00 425,00 75,00 1 283,90 20,00
8 Свекла столовая 15,00 1,00 110,00 127,27 0,07
9 Соя 350,00 170,00 212,50 948,06 3,22
10 Томаты 6,00 2,00 52,50 63,04 0,12
Рисунок 6. Зависимость содержания серы (S) в плодах от массы жиров. R = 0.966

Рисунок 6. Зависимость содержания серы (S) в плодах от массы жиров. R = 0.966, где R — коэффициент корреляции, определяющий тесноту связи и достоверности модели.

 

Мезоэлемент – Кальций

На графике видно, что содержание кальция зависит от массы жиров в плодах. Кальций играет важную роль в регуляции метаболизма растительной клетки.

В результате того, что транспорт кальция по растению осуществляется медленно, он имеет свойство накапливаться в старых частях растения. Этим обусловлены отклонения, которые мы видим на графике.

Таблица 24. Содержание кальция (Ca) в плодах растений

№ п/п Культура Содержание в плодах растений Сумма масс белков и жиров, г/кг урожая Среднее содержание Ca в плодах, г/кг урожая
Белки, г/кг урожая Жиры, г/кг урожая Углеводы, г/кг урожая
1 Капуста 14,27 1,50 66,25 15,77 1,83
2 Картофель 19,67 3,00 203,75 22,67 1,31
3 Лук (репка) 12,50 1,67 109,50 14,17 0,32
4 Морковь 11,15 1,00 104,88 12,15 0,40
5 Огурец 7,00 1,00 23,75 8,00 1,14
6 Пшеница 121,50 21,00 833,75 142,50 1,14
7 Рапс 245,00 425,00 75,00 670,00 60,00
8 Свекла столовая 15,00 1,00 110,00 16,00 0,72
9 Соя 350,00 170,00 212,50 520,00 8,74
10 Томаты 6,00 2,00 52,50 8,00 1,60
Рисунок 7. Зависимость содержания (Ca) в плодах от массы жиров. R = 0.966

Рисунок 7. Зависимость содержания (Ca) в плодах от массы жиров. R = 0.966, где R — коэффициент корреляции, определяющий тесноту связи и достоверности модели.

 

Мезоэлемент — Магний

Содержание магния линейно связано с суммой масс белков и жиров. Магний является кофактором почти всех ферментов, входит в состав хлорофилла, прародителем которого является белок.

Таблица 25. Содержание магния (Mg) в плодах растений

№ п/п Культура Биохимический состав плодов Сумма масс белков и жиров, г/кг урожая Среднее содержание Mg в плодах, г/кг урожая
Белки, г/кг урожая Жиры, г/кг урожая Углеводы, г/кг урожая
1 Капуста 14,27 1,50 66,25 15,77 0,143
2 Картофель 19,67 3,00 203,75 22,67 0,395
3 Лук (репка) 12,50 1,67 109,50 14,17 0,144
4 Морковь 11,15 1,00 104,88 12,15 0,240
5 Огурец 7,00 1,00 23,75 8,00 0,355
6 Пшеница 121,50 21,00 833,75 142,50 1,97
7 Рапс 245,00 425,00 75,00 670,00 10,00
8 Свекла столовая 15,00 1,00 110,00 16,00 0,220
9 Соя 350,00 170,00 212,50 520,00 5,03
10 Томаты 6,00 2,00 52,50 8,00 0,200
Рисунок 8. Зависимость содержания магния (Mg) в плодах от суммы масс белков и жиров. R = 0.975

Рисунок 8. Зависимость содержания магния (Mg) в плодах от суммы масс белков и жиров. R = 0.975, где R — коэффициент корреляции, определяющий тесноту связи и достоверности модели.

 

Микроэлементы – Медь, Марганец, Цинк, Бор, Железо, Молибден, Кобальт

Таблица 26. Содержание меди (Cu) в плодах растений

№ п/п Культура Биохимический состав плодов Сумма масс белков и жиров, г/кг урожая Среднее содержание Cu в плодах, г/кг урожая
Белки, г/кг урожая Жиры, г/кг урожая Углеводы, г/кг урожая
1 Капуста 14,27 1,50 66,25 15,77 0,00047
2 Картофель 19,67 3,00 203,75 22,67 0,00140
3 Лук (репка) 12,50 1,67 109,50 14,17 0,00062
4 Морковь 11,15 1,00 104,88 12,15 0,00063
5 Огурец 7,00 1,00 23,75 8,00 0,00100
6 Пшеница 121,50 21,00 833,75 142,50 0,00747
7 Рапс 245,00 425,00 75,00 670,00 0,04000
8 Свекла столовая 15,00 1,00 110,00 16,00 0,00140
9 Соя 350,00 170,00 212,50 520,00 0,03590
10 Томаты 6,00 2,00 52,50 8,00 0,00110
Рисунок 9. Зависимость содержания меди (Cu) в плодах от суммы масс белков и жиров. R = 0.996

Рисунок 9. Зависимость содержания меди (Cu) в плодах от суммы масс белков и жиров. R = 0.996, где R — коэффициент корреляции, определяющий тесноту связи и достоверности модели.

 

 

 

Таблица 27. Содержание марганца (Mn) в плодах растений

№ п/п Культура Биохимический состав плодов Сумма масс белков и жиров, г/кг урожая Среднее содержание Mn в плодах, г/кг урожая
Белки, г/кг урожая Жиры, г/кг урожая Углеводы, г/кг урожая
1 Капуста 14,27 1,50 66,25 15,77 0,00177
2 Картофель 19,67 3,00 203,75 22,67 0,00170
3 Лук (репка) 12,50 1,67 109,50 14,17 0,00153
4 Морковь 11,15 1,00 104,88 12,15 0,00172
5 Огурец 7,00 1,00 23,75 8,00 0,00180
6 Пшеница 121,50 21,00 833,75 142,50 0,06550
7 Рапс 245,00 425,00 75,00 670,00 0,57500
8 Свекла столовая 15,00 1,00 110,00 16,00 0,00660
9 Соя 350,00 170,00 212,50 520,00 0,07930
10 Томаты 6,00 2,00 52,50 8,00 0,00140

 

Рисунок 10. Зависимость содержания марганца (Mn) в плодах от массы жиров. R = 0.963

Рисунок 10. Зависимость содержания марганца (Mn) в плодах от массы жиров. R = 0.963, где R — коэффициент корреляции, определяющий тесноту связи и достоверности модели.

 

 

 

Таблица 28. Содержание цинка (Zn) в плодах растений

№ п/п Культура Биохимический состав плодов Сумма масс белков и жиров, г/кг урожая Среднее содержание Zn в плодах, г/кг урожая
Белки, г/кг урожая Жиры, г/кг урожая Углеводы, г/кг урожая
1 Капуста 14,27 1,50 66,25 15,77 0,00260
2 Картофель 19,67 3,00 203,75 22,67 0,00360
3 Лук (репка) 12,50 1,67 109,50 14,17 0,00407
4 Морковь 11,15 1,00 104,88 12,15 0,00320
5 Огурец 7,00 1,00 23,75 8,00 0,00215
6 Пшеница 121,50 21,00 833,75 142,50 0,04394
7 Рапс 245,00 425,00 75,00 670,00 0,15000
8 Свекла столовая 15,00 1,00 110,00 16,00 0,00425
9 Соя 350,00 170,00 212,50 520,00 0,03615
10 Томаты 6,00 2,00 52,50 8,00 0,00200

 

Рисунок 11. Зависимость содержания цинка (Zn) в плодах от массы жиров. R = 0.955

Рисунок 11. Зависимость содержания цинка (Zn) в плодах от массы жиров. R = 0.955, где R — коэффициент корреляции, определяющий тесноту связи и достоверности модели.

 

 

Таблица 29. Содержание бора (B) в плодах растений

№ п/п Культура Биохимический состав плодов Сумма масс белков и жиров, г/кг урожая Среднее содержание B в плодах, г/кг урожая
Белки, г/кг урожая Жиры, г/кг урожая Углеводы, г/кг урожая
1 Капуста 14,27 1,50 66,25 15,77 0,00200
2 Картофель 19,67 3,00 203,75 22,67 0,00115
3 Лук (репка) 12,50 1,67 109,50 14,17 0,00200
4 Морковь 11,15 1,00 104,88 12,15 0,00200
5 Огурец 7,00 1,00 23,75 8,00
6 Пшеница 121,50 21,00 833,75 142,50 0,01500
7 Рапс 245,00 425,00 75,00 670,00 0,08000
8 Свекла столовая 15,00 1,00 110,00 16,00 0,00280
9 Соя 350,00 170,00 212,50 520,00 0,02180
10 Томаты 6,00 2,00 52,50 8,00 0,00115

 

Рисунок 12. Зависимость содержания бора (B) в плодах от массы жиров. R = 0.981

Рисунок 12. Зависимость содержания бора (B) в плодах от массы жиров. R = 0.981, где R — коэффициент корреляции, определяющий тесноту связи и достоверности модели.

 

 

Таблица 30. Содержание железа (Fe) в плодах растений

№ п/п Культура Биохимический состав плодов Сумма масс белков и жиров, г/кг урожая Среднее содержание Fe в плодах, г/кг урожая
Белки, г/кг урожая Жиры, г/кг урожая Углеводы, г/кг урожая
1 Капуста 14,27 1,50 66,25 15,77 0,00557
2 Картофель 19,67 3,00 203,75 22,67 0,00833
3 Лук (репка) 12,50 1,67 109,50 14,17 0,00403
4 Морковь 11,15 1,00 104,88 12,15 0,00850
5 Огурец 7,00 1,00 23,75 8,00 0,00500
6 Пшеница 121,50 21,00 833,75 142,50 0,07225
7 Рапс 245,00 425,00 75,00 670,00 0,36000
8 Свекла столовая 15,00 1,00 110,00 16,00 0,01400
9 Соя 350,00 170,00 212,50 520,00 0,17900
10 Томаты 6,00 2,00 52,50 8,00 0,00900
Рисунок 13. Зависимость содержания железа (Fe) в плодах от суммы масс белков и жиров. R = 0.974

Рисунок 13. Зависимость содержания железа (Fe) в плодах от суммы масс белков и жиров. R = 0.974, где R — коэффициент корреляции, определяющий тесноту связи и достоверности модели.

 

 

Таблица 31. Содержание молибдена (Mo) в плодах растений

№ п/п Культура Биохимический состав плодов Сумма масс белков и жиров, г/кг урожая Среднее содержание Mo в плодах, г/кг урожая
Белки, г/кг урожая Жиры, г/кг урожая Углеводы, г/кг урожая
1 Капуста 14,27 1,50 66,25 15,77 0,00010
2 Картофель 19,67 3,00 203,75 22,67 0,00008
3 Лук (репка) 12,50 1,67 109,50 14,17 0,00012
4 Морковь 11,15 1,00 104,88 12,15 0,00020
5 Огурец 7,00 1,00 23,75 8,00 0,00001
6 Пшеница 121,50 21,00 833,75 142,50 0,00038
7 Рапс 245,00 425,00 75,00 670,00 0,00625
8 Свекла столовая 15,00 1,00 110,00 16,00 0,00010
9 Соя 350,00 170,00 212,50 520,00 0,00250
10 Томаты 6,00 2,00 52,50 8,00 0,00007
Рисунок 14. Зависимость содержания (Mo) в плодах от массы жиров. R = 1

Рисунок 14. Зависимость содержания (Mo) в плодах от массы жиров. R = 1, где R — коэффициент корреляции, определяющий тесноту связи и достоверности модели.

 

 

Таблица 32. Потребность растений в кобальте (Co)

№ п/п Культура Биохимический состав плодов Сумма масс белков и жиров, г/кг урожая Среднее содержание Co в плодах, г/кг урожая
Белки, г/кг урожая Жиры, г/кг урожая Углеводы, г/кг урожая
1 Капуста 14,27 1,50 66,25 15,77 0,00003
2 Картофель 19,67 3,00 203,75 22,67 0,00005
3 Лук (репка) 12,50 1,67 109,50 14,17 0,00005
4 Морковь 11,15 1,00 104,88 12,15 0,00002
5 Огурец 7,00 1,00 23,75 8,00 0,00001
6 Пшеница 121,50 21,00 833,75 142,50 0,00023
7 Свекла столовая 15,00 1,00 110,00 16,00 0,00002
8 Соя 350,00 170,00 212,50 520,00 0,00031
9 Томаты 6,00 2,00 52,50 8,00 0,00006
Рисунок 15. Зависимость содержания (Co) в плодах от массы белков. R = 0.937

Рисунок 15. Зависимость содержания (Co) в плодах от массы белков. R = 0.937, где R — коэффициент корреляции, определяющий тесноту связи и достоверности модели.

 

Из графиков (рис. 9-15) видим, что все микроэлементы линейно связаны либо с массой белков, либо с массой жиров, либо с суммой масс белков и жиров. Это говорит о том, что, входя в состав ферментов, они принимают непосредственное участие в синтезе белков и жиров.

Выводы

Результаты данной работы могут быть уточнены только при проведении масштабных и дорогостоящих исследований, но, если предположить, что во всем растениям зависимость между биохимическим составом и питательными веществами сохраняется, их точности вполне достаточно для описания связи образующихся в растении веществ практически со всем спектром питательных элементов. Пользуясь полученными формулами можно конкретизировать закон об ограничивающем факторе Ю. Либиха по каждому элементу питания и представить его количественно. Этот факт имеет такое же значение для агрохимии, как периодический закон Д.И. Менделеева в химии. Зная полную потребность в минеральных веществах, можно получить урожай, ограниченный только количеством углекислого газа в атмосфере и солнечной энергией, и трудно предположить, где находится граница максимального урожая.

Заведующий кафедрой агрохимии и биохимии МГУ им. М.В. Ломоносова Василий Григорьевич МИНЕЕВ в интервью одному из журналистов на вопрос «Какова роль агрохимии в современном сельском хозяйстве?» ответил:

«… считаю, что агрохимия — это сердцевина современного земледелия. Если в цивилизованных, промышленно развитых странах на ней строится и продуктивность, и качество, то у нас считается, что удобрения неоправданно дороги и можно обойтись без них. В странах Западной Европы применяют по 300, 400, а иногда и до 500 килограммов питательных веществ удобрений на гектар. В Китае эта цифра тоже доходит до 500. Эта страна производит в год до 50 миллионов тонн удобрений, все их применяет в своем сельском хозяйстве, да еще и закупает со стороны. Россия производит примерно 20 миллионов тонн удобрений, но применяет только два миллиона. Все остальное продается за границу. Свое земледелие мы держим на голодном пайке»

Для того, чтобы изменить представление о применении удобрений в России, необходимо понимать, что их рациональное использование способствует повышению урожайности, уменьшению общих затрат (обработка земли и т.д.), приводит к значительному увеличению рентабельности производства и способствует решению глобальной проблемы обеспечения растущего населения продуктами питания.

После нахождения зависимости потребности растений в питательных элементах от биохимического состава, агрохимия может считаться количественной наукой, а не только описательной и качественной.

Точные знания о потребностях растений в минеральных питательных веществах приближают к решению, но до конца не решают всех вопросов о повышении урожайности. Важно не только знать количество необходимых элементов, но и правильно доставить их растениям.

И это упирается в глобальную проблему, которая находится на границе двух наук – Агрохимия и Почвоведение.

 

Литература

  1. Выращивание растений без почвы [В Интернете] // Комнатные растения. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://www.prostoflora.ru/bezpochvy/16.html.
  2. Что содержится в капусте белокочанной? [В Интернете] // Здоровое питание. — 2011 г.. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://edazdorov.ru/poleznii-produkt/ovosh/439-cto-soderzitsa-v-kapuste-belokac-.html .
  3. Степуро М.Ф. Сезонная динамика потребления и вынос основных элементов питания белокочанной капустой [Журнал]. — Минск : Институт природопользования НАН Беларуси, 2012 г.. — 22.
  4. Диета Online [В Интернете]. — Диета Online, 2009 г.. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://www.dietaonline.ru/myhome/nutrition.php.
  5. Таблица содержания в овощах и зелени витаминов, минералов, белков, углеводов, калорий [В Интернете]. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://organic-vitamin.ru/nutrients-in-foods/vegetables-chart.html.
  6. Картофель — калорийность, химический состав, пищевая ценность [В Интернете]. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://www.tiptip.ru/p/10/kartofel/.
  7. Потребность картофеля в элементах корневого питания [В Интернете]. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://fermerland.com/rastenievodstvo/ovoshchevodstvo/korneplodnye-i-klubneplodnye-ovoshchi/kartofel/371-потребность-картофеля-в-элементах-корневого-питания.html.
  8. Федотова Л. С. Как правильно применять удобрения под картофель? [В Интернете]. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://www.mikrovit.ru/files/statia/st4.doc.
  9. Что содержится в картофеле? [В Интернете]. — 2011 г.. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://edazdorov.ru/poleznii-produkt/ovosh/447-cto-soderzitsa-v-kartofele-.html.
  10. Подколзин А. И. Бурлазин А. В. ОПЫТ ВЫРАЩИВАНИЯ ОЗДОРОВЛЕННОГО СЕМЕННОГО КАРТОФЕЛЯ В ООО ЭТК «МЕРИСТЕМНЫЕ КУЛЬТУРЫ» [В Интернете]. — ООО Экспериментальный тепличный комбинат «МЕРИСТЕМНЫЕ КУЛЬТУРЫ», 1988 г.. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://meristema.info/showarticle.html?NewsId=8.
  11. Картофель [В Интернете]. — Американская некоммерческая организация «Фонд Викимедиа». — 1 Сентябрь 2015 г.. — https://ru.wikipedia.org/wiki/Картофель.
  12. В.А. Жарков А.А. Калашников РЕЖИМЫ ОРОШЕНИЯ И МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ ЛУКА ПРИ КАПЕЛЬНОМ ПОЛИВЕ [В Интернете]. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://www.rusnauka.com/24_NNP_2013/Agricole/1_143497.doc.htm.
  13. Калорийность Лук репчатый. Химический состав и пищевая ценность. [В Интернете]. — ИП Ядров Сергей Викторович, 2009 г.. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://health-diet.ru/base_of_food/sostav/186.php.
  14. Какие витамины и микроэлементы содержатся в луке? [В Интернете]. — 2013 г.. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://kakievitaminy.ru/produkty/vitaminy-v-luke.
  15. Вынос питательных веществ овощными и кормовыми культурами [В Интернете]. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://biofile.ru/bio/18515.html.
  16. Калорийность Морковь, желтая. Химический состав и пищевая ценность. [В Интернете]. — ИП Ядров Сергей Викторович, 2009 г.. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://health-diet.ru/base_of_food/sostav/805.php.
  17. Калорийность Огурец, парниковый. Химический состав и пищевая ценность. [В Интернете]. — ИП Ядров Сергей Викторович, 2009 г.. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://health-diet.ru/base_of_food/sostav/807.php.
  18. Г. Васяев О. Васяева Питание и удобрение огурцов, выращиваемых в теплицах [В Интернете]. — Флора Price. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://www.floraprice.ru/articles/ogorod/udobrenie-v-teplicax-2.html.
  19. Повышение урожайности пшеницы [В Интернете]. — ЗАО «Яра». — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://www.yara.ru/crop-nutrition/crops/wheat/yield/.
  20. Что содержится в пшенице? [В Интернете]. — 2011 г.. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://edazdorov.ru/poleznii-produkt/zlaki/281-cto-soderzitsa-v-psenice-.html.
  21. Минеев В.Г. Микроэлементы [В Интернете]. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://tinref.ru/000_uchebniki/04800selskoe_hozaistvo/000_agrohimia_mineev/028.htm.
  22. С.Ф. Спицына А.А. Томаровский, Г.В. Оствальд ПОВЕДЕНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В СИСТЕМЕ ПОЧВА — РАСТЕНИЯ ПШЕНИЦЫ В РАЗЛИЧНЫХ ЗОНАХ АЛТАЙСКОГО КРАЯ [Журнал] // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. — 2013 г.. — 12(110). — стр. 42-47.
  23. Методы расчета норм удобрений и составление рекомендаций и проектно-сметной документации по их применению [В Интернете]. — AgroLib.ru: Библиотека по агрономии, 2001 г.. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://agrolib.ru/books/item/f00/s00/z0000019/st037.shtml.
  24. Макаров В.И. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА НОРМАТИВОВ ВЫНОСА ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ ЗЕРНОВЫМИ КУЛЬТУРАМИ [Журнал] // АГРОНОМИЯ. — 2014 г.. — 5(115). — стр. 9-13.
  25. Калорийность Зерно твердой пшеницы. Химический состав и пищевая ценность. [В Интернете]. — ИП Ядров Сергей Викторович, 2009 г.. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://health-diet.ru/base_of_food/sostav/291.php.
  26. ОЗИМЫЙ РАПС — ТЕХНОЛОГИЯ ВЫРАЩИВАНИЯ [В Интернете]. — Научно-производственное предприятие фирма «ЦЕОЛИТ», 1990 г.. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://zeolit.com.ua/company/production/tech/100/870/.
  27. Кулаков А.В. Рапс [В Интернете]. — Кулаков Вячеслав Анатольевич, 2009 г.. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://www.e-pitanie.ru/rastitelnie_masla/rapsovoe_maslo.php.
  28. Биологические особенности рапса [В Интернете]. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://biofile.ru/bio/18505.html.
  29. Калорийность Свекла. Химический состав и пищевая ценность. [В Интернете]. — ИП Ядров Сергей Викторович, 2009 г.. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://health-diet.ru/base_of_food/sostav/325.php.
  30. УДОБРЕНИЕ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР [В Интернете]. — 14 Апрель 2012 г.. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://neznaniya.net/agronomija/racionalnoe-primenenie-udobrenij/1995-udobrenie-ovoschnyh-kultur.html.
  31. С. Адаменко И. Костюшко ПОДКОРМКА СОИ И ПОДСОЛНЕЧНИКА. — [б.м.] : ООО «ВИТЕРА УКРАИНА».
  32. Ю.А. Исупова VII международная конференция молодых ученых и специалистов [Конференция] // ОЦЕНКА ДЕЙСТВИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ПОСЕВАХ СОИ, ВОЗДЕЛЫВАЕМОЙ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ. — Краснодар : [б.н.], 2013.
  33. Что содержится в сое? [В Интернете]. — 2011 г.. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://edazdorov.ru/poleznii-produkt/specii/568-cto-soderzitsa-v-soe.html.
  34. Калорийность Помидоры (томаты). Химический состав и пищевая ценность. [В Интернете]. — ИП Ядров Сергей Викторович, 2009 г.. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://health-diet.ru/base_of_food/sostav/397.php.
  35. Основное внесение удобрений [В Интернете]. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://www.ovoschevodstvo.ru/tomat/osnovnoe-vnesenie-udobrenii.html.
  36. Подкормка помидоров [В Интернете] // Любимый сад. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://lovesad.ru/ogorod/1489-podkormka-pomidorov.html.
  37. Д.К. Шапиро Практикум по биологической химии. 2-е изд. [Книга]. — Минск : Вышэйш. школа, 1976.
  38. Корма России [В Интернете] // Химический состав и питательность кормов по регионам России и видам.. — 1 Сентябрь 2015 г.. — http://vidkormov.narod.ru/typ2/s1.html.

 

 

References:

  1. Vyrashhivanie rastenij bez pochvy [V Internete] // Komnatnye rastenija. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://www.prostoflora.ru/bezpochvy/16.html.
  2. Chto soderzhitsja v kapuste belokochannoj? [V Internete] // Zdorovoe pitanie. — 2011 g.. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://edazdorov.ru/poleznii-produkt/ovosh/439-cto-soderzitsa-v-kapuste-belokac-.html .
  3. Stepuro M.F. Sezonnaja dinamika potreblenija i vynos osnovnyh jelementov pitanija belokochannoj kapustoj [Zhurnal]. — Minsk : Institut prirodopol’zovanija NAN Belarusi, 2012 g.. — 22.
  4. Dieta Online [V Internete]. — Dieta Online, 2009 g.. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://www.dietaonline.ru/myhome/nutrition.php.
  5. Tablica soderzhanija v ovoshhah i zeleni vitaminov, mineralov, belkov, uglevodov, kalorij [V Internete]. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://organic-vitamin.ru/nutrients-in-foods/vegetables-chart.html.
  6. Kartofel’ — kalorijnost’, himicheskij sostav, pishhevaja cennost’ [V Internete]. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://www.tiptip.ru/p/10/kartofel/.
  7. Potrebnost’ kartofelja v jelementah kornevogo pitanija [V Internete]. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://fermerland.com/rastenievodstvo/ovoshchevodstvo/korneplodnye-i-klubneplodnye-ovoshchi/kartofel/371-potrebnost’-kartofelja-v-jelementah-kornevogo-pitanija.html.
  8. Fedotova L. S. Kak pravil’no primenjat’ udobrenija pod kartofel’? [V Internete]. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://www.mikrovit.ru/files/statia/st4.doc.
  9. Chto soderzhitsja v kartofele? [V Internete]. — 2011 g.. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://edazdorov.ru/poleznii-produkt/ovosh/447-cto-soderzitsa-v-kartofele-.html.
  10. Podkolzin A. I. Burlazin A. V. OPYT VYRAShhIVANIJa OZDOROVLENNOGO SEMENNOGO KARTOFELJa V OOO JeTK «MERISTEMNYE KUL»TURY» [V Internete]. — OOO Jeksperimental’nyj teplichnyj kombinat «MERISTEMNYE KUL»TURY», 1988 g.. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://meristema.info/showarticle.html?NewsId=8.
  11. Kartofel’ [V Internete]. — Amerikanskaja nekommercheskaja organizacija «Fond Vikimedia». — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — https://ru.wikipedia.org/wiki/Kartofel’.
  12. A. Zharkov A.A. Kalashnikov REZhIMY OROShENIJa I MINERAL»NOGO PITANIJa LUKA PRI KAPEL»NOM POLIVE [V Internete]. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://www.rusnauka.com/24_NNP_2013/Agricole/1_143497.doc.htm.
  13. Kalorijnost’ Luk repchatyj. Himicheskij sostav i pishhevaja cennost’. [V Internete]. — IP Jadrov Sergej Viktorovich, 2009 g.. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://health-diet.ru/base_of_food/sostav/186.php.
  14. Kakie vitaminy i mikrojelementy soderzhatsja v luke? [V Internete]. — 2013 g.. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://kakievitaminy.ru/produkty/vitaminy-v-luke.
  15. Vynos pitatel’nyh veshhestv ovoshhnymi i kormovymi kul’turami [V Internete]. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://biofile.ru/bio/18515.html.
  16. Kalorijnost’ Morkov’, zheltaja. Himicheskij sostav i pishhevaja cennost’. [V Internete]. — IP Jadrov Sergej Viktorovich, 2009 g.. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://health-diet.ru/base_of_food/sostav/805.php.
  17. Kalorijnost’ Ogurec, parnikovyj. Himicheskij sostav i pishhevaja cennost’. [V Internete]. — IP Jadrov Sergej Viktorovich, 2009 g.. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://health-diet.ru/base_of_food/sostav/807.php.
  18. Vasjaev O. Vasjaeva Pitanie i udobrenie ogurcov, vyrashhivaemyh v teplicah [V Internete]. — Flora Price. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://www.floraprice.ru/articles/ogorod/udobrenie-v-teplicax-2.html.
  19. Povyshenie urozhajnosti pshenicy [V Internete]. — ZAO «Jara». — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://www.yara.ru/crop-nutrition/crops/wheat/yield/.
  20. Chto soderzhitsja v pshenice? [V Internete]. — 2011 g.. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://edazdorov.ru/poleznii-produkt/zlaki/281-cto-soderzitsa-v-psenice-.html.
  21. Mineev V.G. Mikrojelementy [V Internete]. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://tinref.ru/000_uchebniki/04800selskoe_hozaistvo/000_agrohimia_mineev/028.htm.
  22. F. Spicyna A.A. Tomarovskij, G.V. Ostval’d POVEDENIE MIKROJeLEMENTOV V SISTEME POChVA — RASTENIJa PShENICY V RAZLIChNYH ZONAH ALTAJSKOGO KRAJa [Zhurnal] // Vestnik Altajskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2013 g.. — 12(110). — str. 42-47.
  23. Metody rascheta norm udobrenij i sostavlenie rekomendacij i proektno-smetnoj dokumentacii po ih primeneniju [V Internete]. — AgroLib.ru: Biblioteka po agronomii, 2001 g.. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://agrolib.ru/books/item/f00/s00/z0000019/st037.shtml.
  24. Makarov V.I. OSOBENNOSTI RASChETA NORMATIVOV VYNOSA JeLEMENTOV PITANIJa ZERNOVYMI KUL»TURAMI [Zhurnal] // AGRONOMIJa. — 2014 g.. — 5(115). — str. 9-13.
  25. Kalorijnost’ Zerno tverdoj pshenicy. Himicheskij sostav i pishhevaja cennost’. [V Internete]. — IP Jadrov Sergej Viktorovich, 2009 g.. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://health-diet.ru/base_of_food/sostav/291.php.
  26. OZIMYJ RAPS — TEHNOLOGIJa VYRAShhIVANIJa [V Internete]. — Nauchno-proizvodstvennoe predprijatie firma «CEOLIT», 1990 g.. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://zeolit.com.ua/company/production/tech/100/870/.
  27. Kulakov A.V. Raps [V Internete]. — Kulakov Vjacheslav Anatol’evich, 2009 g.. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://www.e-pitanie.ru/rastitelnie_masla/rapsovoe_maslo.php.
  28. Biologicheskie osobennosti rapsa [V Internete]. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://biofile.ru/bio/18505.html.
  29. Kalorijnost’ Svekla. Himicheskij sostav i pishhevaja cennost’. [V Internete]. — IP Jadrov Sergej Viktorovich, 2009 g.. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://health-diet.ru/base_of_food/sostav/325.php.
  30. UDOBRENIE OVOShhNYH KUL»TUR [V Internete]. — 14 Aprel’ 2012 g.. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://neznaniya.net/agronomija/racionalnoe-primenenie-udobrenij/1995-udobrenie-ovoschnyh-kultur.html.
  31. Adamenko I. Kostjushko PODKORMKA SOI I PODSOLNEChNIKA. — [b.m.] : OOO «VITERA UKRAINA».
  32. A. Isupova VII mezhdunarodnaja konferencija molodyh uchenyh i specialistov [Konferencija] // OCENKA DEJSTVIJa MINERAL»NYH UDOBRENIJ NA POSEVAH SOI, VOZDELYVAEMOJ NA ChERNOZEME VYShhELOChENNOM ZAPADNOGO PREDKAVKAZ»Ja. — Krasnodar : [b.n.], 2013.
  33. Chto soderzhitsja v soe? [V Internete]. — 2011 g.. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://edazdorov.ru/poleznii-produkt/specii/568-cto-soderzitsa-v-soe.html.
  34. Kalorijnost’ Pomidory (tomaty). Himicheskij sostav i pishhevaja cennost’. [V Internete]. — IP Jadrov Sergej Viktorovich, 2009 g.. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://health-diet.ru/base_of_food/sostav/397.php.
  35. Osnovnoe vnesenie udobrenij [V Internete]. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://www.ovoschevodstvo.ru/tomat/osnovnoe-vnesenie-udobrenii.html.
  36. Podkormka pomidorov [V Internete] // Ljubimyj sad. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://lovesad.ru/ogorod/1489-podkormka-pomidorov.html.
  37. K. Shapiro Praktikum po biologicheskoj himii. 2-e izd. [Kniga]. — Minsk : Vyshjejsh. shkola, 1976.
  38. Korma Rossii [V Internete] // Himicheskij sostav i pitatel’nost’ kormov po regionam Rossii i vidam.. — 1 Sentjabr’ 2015 g.. — http://vidkormov.narod.ru/typ2/s1.html.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *