КУЛТАН - биология

Колко горещо е твърде горещо за живота дълбоко под дъното на океана?

Антибиотици от бактерии

Клетъчна миграция: новооткрита функция на известен протеин

Молекулярен компас за подравняване на клетките

Какво кара листата да стареят през есента

Демокрацията на лешоядите токачки

Околната среда на Ekembo: Хората също живееха в открити пейзажи

| Генетика | Земеделие, горско стопанство и животновъдство

Сортът пшеница е създаден чрез кръстосване на диви треви

Колко горещо е твърде горещо за живота дълбоко под дъното на океана?

КУЛТАН

КУЛТАН (Контролирано приемане Дългосрочно хранене с амоний, Немски: контролирано дългосрочно хранене с амоний) е доста рядка форма на подкоренно торене за снабдяване с азот на културни растения. Той е разработен от земеделския учен Карл Зомер от Бон в края на 60-те години и се използва, наред с други неща, в тревни площи, в обработваемо земеделие за зърно, царевица, картофи и цвекло, както и в лозарството и разсадниците на дървета. Струва повече от калциевия амониев нитрат (изчислено с приложение).

При този метод азотното торене на растенията се извършва - за разлика от конвенционалните методи за торене - само веднъж за вегетационен период с амоний (NH4 +) вместо нитрати (NO3-N). Торът не се нанася върху почвата или се обработва върху нея на широка площ, а по-скоро се внася в почвата на точки или на ивици [3].

Използва се специална инжекционна техника, за да се опита поставянето на торовия разтвор на дълбочина от седем до 20 см в почвата, леко отместено отстрани на редиците от семена или растения. За редови култури с по-големи междуредия като картофи, цвекло или царевица това може да бъде технически решено с известни усилия. Като правило обаче методът cultan се използва за зърно и рапица, които имат разстояния между редовете около 10 cm. Не е възможно странично компенсирано приложение, а напротив, а - макар и малка - дял от растенията е ударен и унищожен от инжекционната техника.

Механизъм на действие

При азотно торене само част от тора се абсорбира от растението. Азотът, измит с вода или пуснат във въздуха, се губи и води до значителни екологични проблеми (еутрофикация, азотен оксид). Карл Сомер вижда предимства в прилагането на силно концентриран амониев тор близо до корените. Ефектът от амониевите отлагания се основава основно на фитотоксичността на амония. Равномерно разпределеният в кореновото пространство амоний може да бъде усвоен от растенията както активно, така и пасивно. Ако се абсорбира активно, той се поема директно в метаболизма на органичните N-съединения в корените. В случай на пасивно усвояване, от друга страна, то може да бъде обогатено в зрели листа, където дори ниските концентрации причиняват нарушения в растежа. При по-високи концентрации амонийът би причинил некроза по ръбовете на листата. Освен това амонийът в кореновото пространство намалява поемането на други катиони.

Тези отрицателни ефекти на амония не биха възникнали при процеса CULTAN, тъй като той не е равномерно разпределен в почвата, а в ограничени, силно концентрирани зони Депа. Депото заема само малка част от обема на почвата, която растението може да пусне. Останалата част от кореновото пространство остава относително свободна от амониеви йони, така че там може да се осъществи стабилно снабдяване с други хранителни вещества.

За разлика от равномерно разпределения амоний, само няколко корена на интерфейсите биха влезли в контакт с амония в депата. Там тези корени биха абсорбирали амоний от депата само ако са били адекватно снабдени с въглехидрати от летораста. Амониевият йон се абсорбира директно в метаболизма на органичните азотни съединения. Следователно поглъщането на амоний се саморегулира от растението в съответствие с текущите му „асимилационни характеристики“. От това може да се направи заключението, че потенциалът за растеж на растението винаги се използва напълно в зависимост от метеорологичните условия и в същото време не е възможно свръхпредлагане.

Растенията ще растат специално към и около интерфейсите на депото. Ако азотът в пограничните райони се консумира, върховете на корените ще растат отново и цялото депо ще расте, докато се изпразни напълно. Коренна мрежа около депото може да се види въз основа на коренно изображение, създадено от Sommer. Досега подобни снимки липсват досега.

В условията на поемане на азот от концентрираните амониеви депа в резултат се променя целият метаболизъм. Тъй като мястото на включване на азота се измества от листата към корените, концентрациите на веществата и произтичащото осмотично налягане също се променят. Тези промени, известни в биологията като ефекти на потъването на източника, доведоха до подобряване на растежа и качеството на растенията.

Обща доктрина vs. КУЛТАН

Прякото поглъщане на амоний противоречи на сегашното състояние на науката. Поради нитрификацията в почвата се приема, според конвенционалните доктрини, че независимо от оплодения азот образува амоний, нитрат или карбамид, азотът в крайна сметка е достъпен за растенията като нитрат [4] (вж. Също: азотен цикъл).

Теренни изпитания

До каква степен положителните ефекти, наблюдавани през лятото, могат да се отдадат на предимно неестествено високото количество сяра (около 150 кг/ха), той оставя неясно. При експерименти с торене понякога се дава компенсация на сяра до ниво от 80 kg/ha мрежова сяра, което показва значително по-положителни ефекти от прилагането на сяра чрез инжекционно торене [5]

Тригодишно проучване на земеделския отдел в окръжния офис на Брайзгау-Хохшварцвалд очаква резултати, подобни на тези на Сомер [6], говорейки за надеждни научни открития, ако са налице само резултатите очакван ставането е просто погрешно. Изследователите от университета в Бон, където Сомер преподава, също не успяха да постигнат еквивалентни резултати от добива в зеленчуците [7] .

Ако CULTAN се характеризира, от една страна, с добре развита теоретична основа, от друга страна, оскъдните налични цифри по отношение на необходимите инвестиционни разходи и доходност пораждат значителни съмнения относно практическата му пригодност, продаваемост и приемане от земеделските производители.

Точно толкова учудващ е неадекватният поток от информация за условията на растеж, при които торенето с култа е довело до по-високи добиви.

В тест, извършен през 2010 г., торенето на Cultan се представи по-зле във всички дисциплини: Независимо дали става въпрос за съдържанието на суров протеин или добива, количествения добив и независимо от количеството азотен тор, не могат да бъдат определени предимства от инжектирането на амониева сяра. [11]

През 2004 г. университетът в Бон проведе тест за оплождане на сорта нишесте картофи Agria (картофи). Съдържанието на нишесте и добивите от пазарните стоки са същите като конвенционалното торене с калциев амониев нитрат при същото ниво на торене. Ако доставката на азот беше намалена, това имаше пряк ефект в някои случаи със загуби на добив по отношение на количеството и добива на нишесте [12] .

През 2008-2009 г. торенето с култан беше проверено от Земеделската камара на Долна Саксония на три места. Дори при едно и също ниво на торене с азот не се случи значително увеличение на добива, обещано от някои изпълнители. Тук също се говори за луксозно потребление при първото косене на трева и опасно високи нива на нитрати [13] .

Все още липсват научни изследвания за ефектите от инжекционното торене върху здравето на растенията и амониевото хранене. Тук се изискват изследвания, за да се дадат допълнителни (.) Импулси на процеса (.) [14] .

Изследвания и развитие

Работата по процеса CULTAN продължава от много десетилетия, като началото се вижда около 70-те години. Основните основи бяха поставени от университетския професор Карл Зомер от университета в Бон, където изследванията върху инжекционното торене (особено инжектирането на течен оборски тор) продължават и до днес, в началото на 21 век. Приложението на процеса се изследва в Германия, по-специално от Института Брауншвайг Юлиус Кюн, Федерален изследователски институт за култивирани растения (JKI), Институт за растително производство и почвознание. Няколко изследователски института също работят в международен план с инжекционно торене CULTAN.

Събития по темата се провеждат от време на време в различни страни, с демонстрации на място, семинари и специализирани конференции. През февруари 2010 г. в Брауншвайг Институтът на Юлий Кюн проведе международен симпозиум „Инжекционно оплождане - съвременни знания, нови разработки и опит“ с над 100 участници. В този контекст трябва да се отбележи, че, наред с други неща, инжектирането на течен тор, което е обичайно на практика и се предписва в Холандия, също попада в тази тема. [15]

От началото на 21-ви век изглежда има леко увеличение на употребата в земеделската практика. През 2004 г. около 10 000 хектара са обработени в Германия с 10 инжекционни машини, използвайки процеса CULTAN. През 2009/2010 беше около 70 000 хектара с помощта на 44 машини. [15] Други източници говорят за около 100 000 хектара в Германия [16]. По този начин процесът CULTAN беше използван през 2010 г. върху по-малко от 1% от германската земеделска площ.

Сравнително младият Yara N-Sensor може да служи като сравнение на размерите: Това допълнително устройство, което струва около 40 000 евро [17], вече е използвано на около 500 000 хектара. Към това се добавят и разходите за подходящо оборудван тороразпръсквач в размер на 20 000 евро.
Семенната пшеница AKTEUR може да служи като друго сравнение на размера: Това е отгледано на 321 400 хектара през 2010 г. [18] .

технология

В зависимост от културата на растенията се използват различни видове депо (топка, чаша и др.), Които изискват различни техники на нанасяне.

Най-известната форма на амониев тор, използвана стандартно в Европа, е подкореното торене на царевица.

Метод със звездно колело

Сомър е допринесъл за развитието на Технология на звездни колела. Той описва техника на впръскване CULTAN, при която инжектор със звездно колело, доставен от резервоар за течен тор, се задвижва върху площта, която трябва да бъде оплодена. Това обаче се използва само от индивидуални изпълнители.

Едно опашно колело се състои от метална гума с обикновено дванадесет тръби с кухи спици. На всяка от тези тръби има куха шпора (наричана още жило или спица), която се доставя с тора от резервоара за тор чрез маркуч под налягане, главина на колелото и тръба със спици. На главата на шпората има страничен отвор, през който торът се впръсква в почвата при 1,5 до 8 бара. След като съответната шпора е пробила земята, каналът между маркуча за притискане и тръбата на спицата се отваря механично.

В съвременните устройства контролно устройство регулира количеството тор според различните работни скорости. Активират се мембранната помпа и управляващите клапани на инжекторното устройство. Шпорите и колелата от различни производители се различават леко, но функционират по принцип по един и същи начин и са базирани на дизайна на Karl Sommer.

Култиваторни акции или брани

В допълнение към технологията на звездните колела, торенето с култан се извършва и с помощта на брани и акции, което означава по-малко технически усилия [19]. С ботуша Duett компанията Horsch е намерила начин за едновременно внасяне на семена и тор [20] .

Пръскачка за растителна защита

Торове, съдържащи NH4, могат да се прилагат и с конвенционални пръскачки. За това трябва да имате маркучи за плъзгане, тъй като някои торове NH4 не са подходящи за листно торене. Тези плъзгащи маркучи също поставят депа на ленти [21]. Спрей стрелата обаче трябва да се държи много ниско. Освен това тежестите са задължителни в краищата на маркуча, така че маркучите да не губят контакт със земята поради растителността. Скоростта на движение трябва да бъде съответно намалена, за да се предотврати отварянето на маркучите и повреда на люлеещия се лост.

Използвани торове

Често се използват разтвор на амониев сулфат или син сулфат. В допълнение се използват разтвор на амониев нитрат-карбамид (AHL), NH3 силна вода и моноамонофосфат (MAP) или диамонофосфат (DAP; често наричан 18 x 46 поради стойностите на съдържанието).

Критика към ASL и блус сулфатите

Преди всичко ASL и подобният блуссулфат са във фокуса на критиците.

Сярните торове, независимо от формата, консумират запасите от вар, на всеки 100 kg азотно торене чрез ASL може да се очаква около 200 kg CaO. [22]. [23] .
Освен всичко друго, ASL се получава от пречистване на отработен въздух или отработени газове. Това вещество се използва и при производството на циановодород. [24] .
Сярата, съдържаща се в сините сулфати, е около 9 тегловни% с около 8% азот. Съответно на торене с азот от 150 kg/ha азот за рапица, се прилагат около 170 kg/ha сяра. Нуждата от сяра при рапицата е около 60 kg/ha [25]. При постоянното използване на сини сулфати, рискът от изтичане на сяра в подпочвените води е голям. Изчисленията показват, че - при ново образуване на подземни води от 100 m годишно - излугване от 80 kg/ha сяра е достатъчно, за да надхвърли граничната стойност в подземните води [26] .