Оплодотворение схема: 4. Оплодотворение у животных. Партеногенез — specable.ru

4. Оплодотворение у животных. Партеногенез

Оплодотворение — это процесс слияния мужских и женских половых клеток, в результате которого образуется зигота.

Из зиготы развивается зародыш, который даёт начало новому организму.

У животных процесс оплодотворения начинается с проникновения сперматозоида в яйцеклетку.

При соприкосновении головки сперматозоида с оболочкой яйцеклетки содержащиеся в акросоме ферменты выделяются на поверхность оболочки. Под их действием оболочка яйцеклетки в месте контакта растворяется. Содержимое сперматозоида проникает внутрь яйцеклетки.

Оболочка яйцеклетки становится непроницаемой для остальных сперматозоидов, в ней происходит слияние двух ядер. В результате формируется диплоидное ядро зиготы.

В оплодотворённой яйцеклетке происходит удвоение ДНК, и она готовится к делению.

У животных существует два способа оплодотворения: наружный и внутренний.

При наружном оплодотворении самка вымётывает яйцеклетки (икру), а самец — сперму — во внешнюю среду. Там и происходит оплодотворение. Такой способ характерен для водных обитателей (рыб, земноводных).

При внутреннем оплодотворении слияние гамет происходит в половых путях самки. Такой способ характерен для наземных и некоторых водных обитателей (червей, насекомых, рептилий, птиц, млекопитающих).

Биологическое значение оплодотворения состоит в том, что при слиянии гамет восстанавливается диплоидный набор хромосом, а новый организм приобретает генетическую информацию и признаки обоих родителей.

Партеногенез — разновидность полового размножения, при котором взрослая особь развивается из неоплодотворённой яйцеклетки.

Партеногенез встречается у низших ракообразных (дафний), насекомых (пчёл, тлей), у некоторых птиц (индюшек) и чередуется с половым размножением.

Из неоплодотворённых яйцеклеток с гаплоидным набором хромосом развивается новый организм. При первом делении митоза после удвоения ДНК хромосомы не расходятся, и диплоидный набор восстанавливается.

Партеногенез может идти как при благоприятных условиях, так и при неблагоприятных.

Пример:

у тлей, дафний летом развиваются самки, а осенью из неоплодотворённых яиц развиваются самцы. У пчёл из неоплодотворённых яиц развиваются всегда самцы — трутни, а из оплодотворённых — самки (матки) и рабочие пчёлы.

как происходит зачатие и когда ощущаются первые симптомы

Таинство зарождения жизни начинается с процесса оплодотворения яйцеклетки. В момент слияния мужского и женского генетического материала происходит зачатие, результатом которого впоследствии становится новый человек. Мы предлагаем рассмотреть, что представляет из себя процесс оплодотворения, как достичь желанной беременности, если есть физиологические преграды и по каким признакам понять, что женщина скоро станет мамой.

Когда возможно оплодотворение и как оно происходит

Из школьного курса анатомии известно, что наиболее благоприятный период для зачатия – овуляция – приходится на середину менструального цикла. Но не каждый знает, что близко «познакомиться» со сперматозоидом женская клетка может в короткий промежуток – выйдя из фолликула готовая к оплодотворению женская клетка проникает в маточную трубу и ждет «встречи» не более суток. Чтобы предотвратить попадание яйцеклетки в брюшную полость волоски, скользящие по маточным трубам «мониторят» сигналы, подаваемые эндокринной системой, и, если 24 часа истекло, предотвращают проникновение мужских клеток, во избежание внематочной беременности.

Интересный факт! Активный сперматозоид способен «ждать» яйцеклетку несколько суток, если не обнаружит ее в маточной трубе. Особо подвижные носители мужского генотипа проникают в брюшную полость и хаотично движутся вокруг органов.

Каким образом и за какой промежуток времени сперматозоид добирается до яйцеклетки

При эякуляции оплодотворение происходит благодаря одному-единственному сперматозоиду, но сам он до намеченной цели не доберется. Под микроскопом заметна «командная игра», когда миллионы «игроков» стремятся до яйцеклетки: слабые гибнут, еще столкнувшись с защитной флорой влагалища, а подвижные достигают ампулярного отдела трубы. На весь процесс уходит около двух часов.

Оплодотворение происходит не сразу

Созревшая яйцеклетка надежно защищена оболочкой, прорвать которую даже сильному сперматозоиду невозможно, требуются усилия сотен «соратников», выделяющих ферменты для разрушения защиты. Если сильного генетического материала мало, для оплодотворения понадобится инсеминация спермой, подготовленной для проникновения в яйцеклетку.

До ядра добирается один сперматозоид, после чего защитная оболочка приходит в режим повышенной защиты и не пропускает внутрь мужские клетки. Происходит слияние ядер, образуя зиготу, содержащую 46 хромосом с генотипом мужчины и женщины. Дробление и образование эмбриона наступает спустя 25-30 часов.

Научный факт! «Проигравшие» сперматозоиды не погибают сразу, а определенное время продолжают выделять химические ферменты. Есть предположение, что таким образом они обеспечивают комфортную среду в яйцеводе, чтобы плодному яйцу было проще двигаться в полость матки. При инсеминации подобную благоприятную ситуацию создают при помощи медикаментозных назначений.

Что происходит дальше

Оплодотворенная клетка 2-3 суток находится в месте, где ее «настиг» сперматозоид, в этот период происходит активное деление, далее зигота при помощи волосков и сокращению мышц трубы начинает движение к матке, в полость которой и попадает через 5-7 дней. Желтое тело, образовавшееся на месте фолликула, из которого вышла яйцеклетка, активно «генерирует» прогестерон, подготавливая маточный эндометрий для прикрепления эмбриона.

Важно! Иногда в процессе внедрения плодное яйцо повреждает кровеносные сосуды и появляются выделения, похожие на менструальные. Такой признак способен сбить женщину с толку, покажется, что оплодотворения не произошло. Прежде чем делать поспешные выводы дождитесь результатов подтверждающих или опровергающих беременность.

Как и когда можно почувствовать первые признаки беременности

Незащищенный половой контакт в овуляционный период не является 100-процентной гарантией оплодотворения. Искать признаки и изучать симптомы с первого дня – занятие неблагодарное. Ощущения, характерные наступлению беременности, появляются приблизительно на 10-14 день с момента зачатия, когда бластоциста закрепилась на слизистой матки и начала синтезировать выделение гормонов, не свойственных небеременной женщине. В частности, увеличивается содержание хорионического гонадотропина.

Сдав анализ на ХГЧ на 10-12 день можно узнать наступила беременность или нет, также наличие плодного яйца и его расположения на раннем сроке можно увидеть на УЗИ.

Если возникли вопросы по планированию беременности или желанное зачатие не происходит естественным путем, обращайтесь. Наши сотрудники помогут разобраться в сложной ситуации, проведут эффективную диагностику и при необходимости назначат лечение, чтобы достичь лучшей в мире победы – появления на свет здорового малыша.

Как происходит оплодотворение яйцеклетки | Течение беременности

Механизм оплодотворения

При нормальном цикле у женщины репродуктивного возраста ежемесячно созревает доминантный фолликул, он лопается и готовая к оплодотворению яйцеклетка выходит в брюшную полость. Там в случае хорошего функционирования фибрин она захватывается воронкой фаллопиевой трубы. В трубе она дожидается сперматозоидов.

Во время полового акта в момент эякуляции семенная жидкость, которая содержит около сорока миллионов сперматозоидов, изливается во влагалище женщины. Они движутся через шейку матки в её полость. Этому способствует цервикальная слизь. Далее спермии направляются в маточную трубу, где на противоположном конце встречаются с яйцеклеткой. В трубе кислотность среды ниже, чем во влагалище. В ней содержатся питательные вещества. Благодаря этому сперматозоиды в маточной трубе сохраняют жизнеспособность более двух дней. Они ожидают, пока яйцеклетка созреет к оплодотворению.

Сперматозоиды обладают высокой подвижностью. Они, благодаря поступательным движениям, продвигаются к цели, не останавливаются ни на мгновение и, встречая достаточно много преград, отсеивают нежизнеспособных и слабых. До конца трубы добираются наиболее сильные и выносливые спермии. У них на кончике головки находится так называемая акросома. Она содержит литические ферменты, которые растворяют блестящую оболочку яйцеклетки. Для того чтобы произошло оплодотворение, требуется достаточно большое количество сперматозоидов. Они совместными усилиями растворяют оболочку яйцеклетки. Этот процесс называется «акросомальная реакция».

Как только растворится оболочка яйцеклетки, наиболее шустрый сперматозоид проникает сквозь её клеточную мембрану. В этот же момент заряд клеточной мембраны меняется на противоположный. Остальные спермии отталкиваются от неё. По этой причине оплодотворение яйцеклетки возможно только одним сперматозоидом. Так случается в девяноста восьми процентах случаев оплодотворения.

Генетическая информация отца заложена в головке сперматозоида. Как только она проникает вовнутрь женской половой клетки, хвостик, который обеспечивает подвижность сперматозоида, тут же отпадает. В этот момент и происходит оплодотворение.

Изменения в организме женщины после оплодотворения

Организм женщины с момента оплодотворения начинает перестраиваться, чтобы сохранить беременность. На месте лопнувшего фолликула образуется жёлтое тело, которое синтезирует специальный гормон, поддерживающий необходимые физиологические процессы. Снижается уровень напряжённости иммунитета, чтобы не наступило отторжения плода.

Начинает утолщаться кора надпочечников, которая вырабатывает большее количество глюкокортикоидов. Это гормоны, способствующие повышению устойчивости к стрессу, каковым для женщины является беременность. Они также обладают иммуносупрессорным действием, а плод ведь является наполовину чужеродным для женского организма.

Меняется уровень гонадотропинов и тиреотропных гормонов в крови беременной женщины. Плацента начинает синтезировать огромное количество хорионического гормона человека, являющегося гормоном беременности. Прогрессирующее повышение его уровня в крови указывает на то, что не только оплодотворение произошло успешно, но и эмбрион имплантировался в матку, а значит, беременность развивается нормально.

Физиологические процессы после оплодотворения

В процессе оплодотворения из двух клеток родителей, содержащих половинный набор хромосом, образуется одна. Она называется зигота. Она содержит генетический код, определяющий пол ребёнка, характер, разрез и цвет глаз, а также все фенотипические признаки.

Зигота попадает в маточную трубу из брюшной полости. В течение трёх или четырёх суток она продвигается по направлению к матке. Этот процесс происходит благодаря перистальтическим движениям маточной трубы и колебаниям ресничек её эпителия. При нарушении их функции даже в том случае, когда оплодотворение произошло успешно, женщина может не забеременеть.

Зародыш в маточной трубе дробится на дочерние клетки (бластомеры). Он попадает в матку на стадии морулы и состоит из множества клеток. Он покрыт защитной оболочкой. Но на пятый или шестой день происходит хетчинг – разрушение блестящей оболочки, и эмбрион выходит наружу. В это время он имплантируется в стенку матки.

Перед хетчингом эмбрион называется «бластоциста». Процесс развития эмбриона, получившегося в результате оплодотворения, происходит дальше таким образом:

из тёмных бластомеров образуется эмбриобласт, который является основой для развития тела зародыша, а также некоторые внезародышевые образования;
мелкие светлые трофобласты окружают со всех сторон эмбриобласт и дают начало трофобласту, являющемуся специфической рано дифференцирующейся тканью, которая дальнейшем обеспечивает имплантацию и питание зародыша;
между зачатками эмбриобласта и трофобласта образуется небольшая полость, которая заполнена жидкостью.

В конце первой или начале второй недели после того, как произошло оплодотворение, происходит имплантация – плодное яйцо внедряется в слизистую оболочку матки. Далее начинает вырабатываться гормон беременности ХГЧ, наличие которого определяют в моче при помощи специального теста.

Тест на беременность проводят следующим образом: полоску необходимо опустить в утреннюю мочу на несколько секунд. Если оплодотворение и имплантация произошли, то в моче будет гормон беременности, и на тест-полоске появятся две чёрточки. Если же этого не произошло то может появиться всего лишь одна полоска. Домашние тесты на беременность, которые можно приобрести в аптеке, эффективны с четырнадцатого дня после оплодотворения или с первого дня задержки менструации. Для того чтобы убедиться в достоверности результата, исследование можно повторить.

Течение беременности после оплодотворения и имплантации эмбриона

Гинекологи условно выделяют три этапа, или триместра беременности. На первом из них происходит построение тела плода, а также органов, которые поддерживают его жизнеобеспечение. На втором этапе осуществляется закладка и настройка систем организма малыша. В третьем триместре плод готовится появиться на свет.

Для того чтобы плод развивался нормально, образуется амнион (околоплодный пузырь). Он представляет собой мешочек, который наполнен околоплодными водами, которые способствуют обмену веществ, защищают младенца от неравномерного давления стенок матки, ударов и шума, а также перепадов температуры. Неповторимым уникальным образованием является детское место, или плацента. Это источник жизни для маленького человечка.

По сосудам плаценты обогащённая кислородом кровь от матери поступает в пуповинную вену. Плацента — это одновременно почки, лёгкие и органы пищеварения ребёнка на этапе внутриутробного развития. Она создаёт заслон для токсинов и бактерий, служит в качестве фильтра, защищающего его от воздействия неблагоприятных факторов.

Кроме этого, в плаценте происходит синтез гормонов и биологически активных элементов, играющих важную роль в процессе внутриутробного развития плода. Пупочный канатик, или пуповина соединяет тело плода с плацентой. По её сосудам осуществляется кровоток от матери к плоду и обратно.

Если у вас не происходит оплодотворение, обращайтесь в «Центр ЭКО» Архангельск. Специалисты клиники выяснят, какие факторы являются этому причиной и определятся с методами лечения. При необходимости мы используем репродуктивные технологии.

Отличительные особенности процедур ИКСИ И ЭКО

Невозможность зачать ребёнка естественным путём – для большинства пар, столкнувшимся с такой проблемой – настоящая трагедия. Сегодня медицина может предложить решение этой проблемы. Вспомогательные репродуктивные технологии приходят на помощь, когда все методы консервативного лечения исчерпали себя. Искусственное оплодотворение – эффективный способ зачатия in vitro, позволяющий сформировать стабильную беременность, с наименьшими рисками развития патологий плода.

На сегодняшний день, существует два метода искусственного оплодотворения, которые могут быть использованы как по отдельности, и как дополняющие друг друга. Речь идёт о способе экстракорпорального оплодотворения и интрацитоплазматической инъекции сперматозоида. Для того чтобы разобраться, какая процедура эффективнее и в чём их отличие, необходимо детально рассмотреть протоколы их проведения.

ЭКО

Протокол ЭКО – схема проведения процедуры экстракорпорального оплодотворения, подобранная индивидуально каждой пациентки на основе тщательно проведённого исследования, рекомендаций репродуктолога и поэтапного подготовительного периода.

На стадии формирования протокола, процедура подготовки к ЭКО состоит из нескольких этапов:

расписание исследований;
медикаментозная стимуляция роста яичников;
активизация созревания здоровых яйцеклеток.

После получения удовлетворительных результатов подготовительного этапа, производиться забор яйцеклеток путём пункции яичников. Затем, в пробирке осуществляется оплодотворение.

Процедура «подсадки» эмбриона в матку матери не является заключительным этапом протокола. За переносом оплодотворенного эмбриона в материнский организм следует гормональная поддержка. После подтверждения наступления беременности, протокол считается завершенным.

В зависимости от состояния здоровья обоих родителей и индивидуальных особенностей организма будущей матери зависит, сколько времени будет длиться протокол эко. Существуют длинный, короткий и длящийся в естественном цикле протоколы. По медицинским показаниям, репродуктолог может предложить ультракороткий, супердлинный, модифицированный или криопротокол.

ИКСИ

Метод интрацитоплазматической инъекции сперматозоида подразумевает идентичный ЭКО этап подготовки женщины к искусственному оплодотворению. Обследование, сбор анамнеза, гормоностимуляция проходит с учётом, предшествовал ли процедуре ИКСИ протокол ЭКО. Но принципиальное отличие от экстрокорпорального способа, метод ИКСИ предполагает тщательное исследование мужского биоматериала, так как отбор качественного сперматозоида и оплодотворение происходит вручную. Для этого сперму отца исследуют на патологические нарушения в морфологии спермы.

Показания к протоколу ИКСИ являются:

низкое количество сперматозоидов и их малоподвижность;
содержание АСАТ в сперме;
возраст женщины старше 35 лет;
полученные единичные яйцеклетки;
биоматериал после криоконсервации;
попытки ЭКО, не увенчавшиеся беременностью.

При выполнении протокола ИКСИ, эмбриолог вручную, с помощью микроскопической иглы вводит отобранный и обездвиженный сперматозоид в яйцеклетку женщины. Как и в ЭКО, оплодотворение происходит в пробирке, в питательной среде. Эмбрион наблюдают в течении 2-5 дней, после чего происходит подсадка в матку. Дальнейшая гормональная поддерживающая терапия обеспечивает достаточное содержание прогестерона в организме матери, необходимое для укрепления плода и дальнейшего полноценного развития беременности.

Данный метод искусственного оплодотворения подходит парам с высоким фактором мужского бесплодия.

Отличительные особенности ИКСИ от ЭКО (проведение процедуры вручную, возможность выбрать один качественный сперматозоид) даёт возможность отобранный, но не использованный биоматериал подвергнуть криозаморозке, на случай, если у пары в будущем возникнет желание завести ещё одного ребёнка и пройти протокол ИКСИ ещё раз.

Не один из указанных методов не даёт стопроцентной гарантии наступления желанной беременности. Но при неудачных попытках ЭКО, включение вспомогательного протокола ИКСИ повышает шанс на благополучный исход процедуры

Процедура ЭКО: все этапы — от обследования до подтверждения факта наступления беременности

Первым этапом ЭКО является визит к репродуктологу – врачу, который специализируется на лечении бесплодия.

В процессе зачатия участвуют мужчина и женщина. Если в результате половой близости беременность не наступает, то причина тому может быть и со стороны мужчины, и со стороны женщины. Поэтому, на приём желательно прийти вдвоём.

Если в течение 6-12 месяцев половой жизни без контрацепции беременность не наступает, то можно говорить о бесплодии. Своевременное обращение в специализированную клинику позволит решить проблему максимально эффективно.

На первом приёме врач побеседует с парой, соберёт анамнез, проведёт осмотр женщины и оценит её овариальный резерв с помощью УЗИ. Затем назначит обследования.
Основные обследования для женщины:
— УЗИ органов малого таза
— Оценка проходимости маточных труб
— Фолликулометрия
— УЗИ щитовидной железы (по показаниям)
— УЗИ молочных желез (по показаниям)
— лабораторные анализы.

Мужчине нужно будет обязательно сдать спермограмму и пройти приём уролога-андролога. Результаты комплексной диагностики определяют показания к тому или иному методу лечения. Если есть показания к ЭКО, то начинается этап подготовки к протоколу.

Протокол ЭКО – это схема, которая учитывает последовательность, длительность, кратность и виды вводимых препаратов, а также их дозировки. Существует 2 основных вида протоколов ЭКО: короткий и длинный. Есть еще такой вид протокола как сегментированный с криоконсервацией. На сегодняшний день они отличаются наибольшей эффективностью.

Довольно часто перед программой ЭКО женщине показана коррекция веса. Оптимальная масса тела повышает результативность процедуры.

Итак, вступаем в протокол.

ПЕРВЫЙ ЭТАП: стимуляция суперовуляции

Для этого женщине назначаются специальные гормональные препараты. Они вызывают в яичниках одновременное созревание нескольких фолликулов, что повышает шансы на наступление беременности. В каждом из фолликулов созревает одна яйцеклетка. Забор яйцеклеток осуществляется путём пункции фолликула.

Соблюдение точного графика инъекций препаратов крайне важно для получения результата — достаточного количества качественных яйцеклеток. Поэтому, будьте точны и обязательны, не пропускайте назначенные даты и время посещений.

Первый ультразвуковой мониторинг после начала программы ЭКО обычно проводится на 5-й или 6-й день стимуляции суперовуляции. Его задача — оценить ответ яичников (динамику роста фолликулов) и толщину эндометрия (слизистой оболочки матки). До начала активного роста фолликулов (до достижения ими размеров 10мм и больше) УЗИ проводится 1 раз в 4-5 дней, затем яичники осматриваются чаще – 1 раз в 2-3 дня.

ВТОРОЙ ЭТАП: пункция фолликулов

После завершения стимулирования яичников необходимо получить яйцеклетки из фолликулов. Для этого проводится пункция, спустя 34-35 часов после введения триггера (ХГЧ). Процедура происходит под ультразвуковым контролем в операционной и под внутривенным наркозом, длится в среднем 10-15 мин.

После окончания вы останетесь в клинике под наблюдением не менее 2 часов. Взятие спермы проводится в тот же день и время, что и пункция. В случаях, когда невозможно задействовать клетки родителей, на помощь приходит донорский материал (ЭКО с донорской яйцеклеткой)

ТРЕТИЙ ЭТАП: оплодотворение яйцеклеток и культивирование эмбрионов

В лаборатории эмбриолог через 3-4 часа проводит оплодотворение полученных яйцеклеток обработанной спермой. Днем начала культивирования эмбрионов считается следующий день после пункции фолликулов.

ОПЛОДОТВОРЕНИЕ

Оно происходит в чашке Петри. При классическом ЭКО туда помещают яйцеклетку и потом добавляют специально обработанную сперму.

В «Геном» преимущественно используется метод ИКСИ, при котором сперматозоид вводится внутрь яйцеклетки, что повышает вероятность оплодотворения. Применяется также ПИКСИ — усовершенствованная методика ИКСИ с дополнительной селекцией сперматозоидов на основе биохимических критериев.

Эмбрионы, полученные в результате оплодотворения, культивируют до 5-6-х суток, стадии бластоцисты. Затем их либо переносят в матку, либо криоконсервируют (замораживают). Чтобы увеличить шанс на успешную имплантацию, оболочку эмбриона иногда истончают – эта процедура называется вспомогательный хэтчинг.

ЧЕТВЕРТЫЙ ЭТАП: перенос эмбрионов

Технически процедура переноса эмбриона является достаточно простой и проводится под контролем УЗИ, позволяющим отслеживать ход катетера с эмбрионами. Набор эмбрионов для переноса осуществляется в лаборатории. Затем врач обнажает шейку матки в зеркалах и вводит катетер с эмбрионами через канал шейки в полость матки. С помощью шприца эмбрионы »выталкиваются» из катетера. Перенос эмбрионов – завершающий этап программы ЭКО. В «Геном» обычно переносят в матку один эмбрион, такая тактика позволяет избежать осложнений многоплодной беременности.

ТЕСТ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ количества ХГЧ в крови

Тест, свидетельствующий о наступлении беременности, проводится через 10-14 дней после переноса эмбрионов. Первое УЗИ плода рекомендуется провести через неделю после теста.

Следующий важный этап, но уже после ЭКО – наблюдение беременности.

Если ВИЧ-положительная женщина — БУЗ РА «Центр по профилактике и борьбе со СПИД»

Вынашивание беременности не противопоказано при иммунном статусе с числом клеток CD4 более 350 клеток\мл и уровне вирусной нагрузки с количеством копий вируса 1000 и менее на микролитр.

В противном случае женщине предлагается антиретровирусная терапия (АРТ-терапия). После повышения иммунитета (число клеток CD 4 более 350 клеток\мл) и устойчивом снижении вирусной нагрузки (ВН) – разрешается планировать беременность.

Доказано, что наиболее важным фактором, влияющим на вероятность передачи ВИЧ инфекции от матери плоду и ребенку, является вирусная нагрузка во время беременности и родов, поэтому важно достичь неопределяемого уровня как можно раньше во время беременности и особенно к родам.

Так же уровень вирусной нагрузки важен как фактор, увеличивающий риск инфицирования ВИЧ — отрицательного партнера.

Если ВИЧ положительная женщина планирует беременность и уже получает антиретровирусную терапию (АРТ-терапию), необходима консультация врача — инфекциониста о безопасности и возможности продолжения назначенной АРТ-терапии при планировании беременности либо заменить АРТ-терапию на более подходящую для женщины, планирующей беременность или беременной.

Методы безопасного зачатия при ВИЧ-положительном статусе у женщины

1. Естественное оплодотворение.

После консультации врача акушера — гинеколога определите период овуляции. Овуляция — это короткий период (2—3 дня) во время менструального цикла, когда происходит разрыв фолликула яичника и выброс из него зрелой яйцеклетки, готовой к оплодотворению. Метод определения овуляции («благоприятных дней для зачатия») позволяет снизить количество неудачных попыток и тем самым уменьшить риск инфицирования матери и ребенка

В период овуляции женщина может производить осеменение самостоятельно. Для этого мужчина собирает сперму в стерильную посуду или презерватив без спермицидной смазки, сперма набирается в подготовленный шприц (без иглы). Женщина вводит шприц глубоко во влагалище и поршнем выталкивает сперму.

2.Искусственное оплодотворение (методы вспомогательных репродуктивных технологий)

Искусственное оплодотворение позволяет зачать ребенка без сексуального контакта и снижает до минимума риск передачи ВИЧ-инфекции партнеру. Этот метод осуществляется в клинических условиях.

ЭКО (экстракорпоральное оплодотворение)— метод оплодотворения материнской яйцеклетки в пробирке.

Основной смысл этой технологии заключается в том, что оплодотворение, то есть слияние женской и мужской половых клеток, происходит в лаборатории, и эмбрионы развиваются вне организма матери (в специальном инкубаторе).

Эффективность ЭКО на сегодняшний день составляет не более 20—30%. Это достаточно высокий процент, так как вероятность зачатия в одном цикле естественным путем у совершенно здоровых пациентов не превышает 30%.

3.Метод искусственной инсеминации сперматозоидов в полость матки.

Внутриматочная искусственная инсеминация – это введение спермы, с помощью специального катетера, в полость матки. Проводится в клинических условиях. В естественном цикле или на фоне гормональной стимуляции овуляции в благоприятный для беременности день (период овуляции) женщине вводят предварительно подготовленную сперму мужа или донора. Искусственную инсеминацию проводят 2—3 раза в течение одного цикла лечения. Эффективность этой процедуры достигает 20-40%.

Бесплодие и искусственное оплодотворение | Ida-Tallinna Keskhaigla

Цель настоящего информационного листка — дать пациенту информацию о причинах бесплодия и возможностях искусственного оплодотворения.

Понятие и охват бесплодия

Под бесплодием или инфертильностью понимают ситуацию, когда у женщины вследствие регулярной половой жизни в течение, по меньшей мере, одного года не наступило беременности, хотя она этого хочет. Бесплодие — широко распространенная проблема, с которой могут столкнуться до 15% пар. Таким образом, в Эстонии может насчитываться около 20 000 бесплодных пар.

Бесплодие может быть первичным или примарным (ранее беременностей не было) и вторичным или секундарным (бесплодие возникло после имевшейся уже ранее беременности). В 30% случаев бесплодие пары обусловлено бесплодием женщины, а еще 30% случаев обусловлены мужским бесплодием. В оставшихся 40% случаев причины обоюдные или остаются невыясненными.

Современное лечение бесплодия предлагает различные возможности. Выбор конкретного способа лечения зависит от типа причин бесплодия, для выяснения которых необходимо провести обследования.

Наиболее распространенные причины бесплодия

1. Нарушения созревания и высвобождения яйцеклеток

Среди причин женского бесплодия 20–30% составляют нарушения созревания и высвобождения яйцеклеток.

Созревание яйцеклеток регулируется гормонами гипофиза: фолликулостимулирующим гормоном (ФСГ), и лютеинизирующим гормоном (ЛГ). Первый из них вызывает рост фолликулов яичника, а второй требуется для созревания яйцеклетки и высвобождения ее из яичников (овуляции). Фолликулы — это пузырьки, заполненные жидкостью, в которых образуются яйцеклетки.

Если в гипофизе одного из этих гормонов вырабатывается слишком много или слишком мало, то созревание или высвобождение яйцеклетки нарушено.

Проблемы созревания и высвобождения яйцеклеток могут также быть вызваны нарушениями питания и функции щитовидной железы, а также хроническими заболеваниями.

2. Повреждения маточных труб или слизистой матки

Повреждения маточных (фаллопиевых) труб и слизистой матки в Эстонии занимают первое место среди причин бесплодия. Воспаления, эндометриоз и операции могут также повредить слизистую матки, что препятствует закреплению эмбриона на ней. Яйцеклетки находятся в яичниках, где у женщин детородного возраста каждый месяц созревают и высвобождаются (овулируют) одна-две (реже больше) яйцеклетки. Конец маточной трубы направляет высвободившуюся из яичника яйцеклетку в просвет трубы, где яйцеклетка оплодотворяется. Развивающийся эмбрион продвигается по маточной трубе и на 4-й день развития достигает матки, а на 7–9-й день после оплодотворения закрепляется на слизистой матки.

Если маточные трубы непроходимы, яйцеклетка не может продвинуться по маточной трубе и встретиться со сперматозоидами, и, следовательно, не может произойти оплодотворения. Маточные трубы могут быть повреждены за счет воспалений, обусловленных инфекциями (хламидиоз, гонорея и пр.). Кроме этого, нарушить функцию маточных труб могут небольшие спаечные изменения в малом тазу, причинами которых могут быть операции на слепой кишке, половых органах и органах брюшной полости или эндометриоз.

3. Эндометриоз

Эндометриоз — это заболевание, при котором ткань, напоминающая слизистую матки, растет и функционирует вне матки. Эндометриоз повреждает яичники и вызывает спаечные изменения в половых органах и в брюшной полости. Эндометриоз встречается у 1–7% женщин детородного возраста. Причины заболевания остаются невыясненными. Лечат эндометриоз хирургическим или медикаментозным путем.

4. Изменения количества и качества сперматозоидов

Мужское бесплодие может быть обусловлено:

врожденными нарушениями развития (неопущение яичек),
гормональными нарушениями,
хроническим воспалением половых путей,
инфекционными заболеваниями (эпидемический паротит или свинка),
расширением вен яичка,
хромосомными заболеваниями (синдром Кляйнфельтера),
поражениями нервной системы,
стрессом и образом жизни.

Передающиеся половым путем заболевания и обусловленный генными мутациями кистозный фиброз могут вызвать повреждение путей передвижения сперматозоидов.

Мужское бесплодие также может быть вызвано:

токсическими факторами (тяжелые металлы, органические соединения, алкоголь, табак, наркотики и ионизирующее излучение),
лекарствами (цитостатики, антагонисты кальция, анаболические стероиды и психотропные лекарства),
травмами.

Анализ спермы

Оценить мужскую фертильность можно с помощью анализа спермы. Для того чтобы анализ спермы дал достоверные результаты, пациенту следует в течение 2–4 дней до проведения анализа воздерживаться от:

семяизвержения (не менее двух и не более четырех дней),
алкоголя,
резких смен температуры (горячая сауна, ванна),
тяжелого физического напряжения,
переутомления.

Образец сдается с помощью мастурбации в отдельной комнате в центре лечения бесплодия.

В ходе анализа исследуют концентрацию сперматозоидов, их подвижность и внешний вид. Также можно обнаружить воспаление (на что указывает количество лейкоцитов в сперме) и антиспермальные антитела (тест MAR-IgG), которые могут влиять на подвижность сперматозоидов. Показатели спермы могут со временем изменяться, поэтому при необходимости анализ нужно повторить.

Искусственное оплодотворение

Все предлагаемые методы лечения бесплодия имеют одну цель — помочь, по возможности естественным путем, слиянию женской яйцеклетки и мужского сперматозоида, повысить способность яйцеклетки к оплодотворению и возможность роста эмбриона. Конечная цель — развитие нормальной беременности в матке, поэтому эти методы лечения объединены под единым названием — методы искусственного оплодотворения.

Искусственное оплодотворение бывает внутриматочным и экстракорпоральным.

Внутриматочное оплодотворение

Внутриматочное оплодотворение, или инсеминация (IUI) проводится либо сперматозоидами супруга/партнера пациентки (AIH), либо донорскими сперматозоидами (AID). Во время инсеминации сперма вводится в полость матки.

Показания к проведению инсеминации:

легкая степень бесплодия мужчины (проблемы с количеством сперматозоидов, их подвижностью или морфологией, наличие антител к сперматозоидам),
бесплодие, обусловленное фактором шейки матки,
бесплодие по неясной причине.

Условием проведения инсеминации являются здоровые маточные трубы у женщины; также важны количество и подвижность сперматозоидов у мужчины.

Вероятность беременности за один цикл инсеминации составляет примерно 10–15%.

Инсеминацию можно проводить в ходе естественного менструального цикла или после стимуляции яичников. В последнем случае овуляцию вызывают с помощью гормонов. Наилучших результатов достигают тогда, когда внутриматочное оплодотворение приурочено к овуляции, вызванной лекарствами, улучшающими фертильность (стимуляцией яичников).

С помощью стимуляции яичников стараются получить до трех фолликулов. Для стимуляции используют лечение таблетками или инъекциями. В ходе стимуляции проводится ультразвуковое исследование для наблюдения развития фолликулов.

Стимуляция должна проводиться под наблюдением врача, чтобы избежать возникновения возможных осложнений (развития слишком большого количества фолликулов, т. е. гиперстимуляции).

Ко времени ожидаемой овуляции подготавливают сперму партнера, которую с помощью тонкого катетера вводят в матку женщины. Обычно процедура безболезненна и не требует обезболивания.

Инсеминация длится 10–15 минут. Сразу после процедуры женщина может встать, уйти домой и продолжать жизнь в нормальном ритме.

В случае, если в строении и подвижности сперматозоидов партнера имеются серьезные отклонения, можно использовать замороженную сперму, полученную от анонимного донора. Все доноры спермы проходят тщательный скрининг на самые распространенные генетические и вирусные заболевания, а также на все заболевания, передающиеся половым путем.

Если внутриматочное оплодотворение не дало результата, следует его повторить, максимум 3–4 раза. Если беременность все же не наступила, можно продолжить лечение методом экстракорпорального оплодотворения (ЭКО и ИКСИ).

Экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО — оплодотворение „в пробирке“ и ИКСИ — интрацитоплазматическая инъекция сперматозоидов)

Общее название этих методов — вспомогательные репродуктивные технологии (ВРТ), а экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) и интрацитоплазматическая инъекция сперматозоидов (ИКСИ) — два наиболее распространенных и эффективных метода вспомогательных репродуктивных технологий, используемых для оплодотворения. При ЭКО и ИКСИ шанс забеременеть после одного цикла составляет около 25–30%. Родов достигают 15–20% беременных.

Вероятность наступления беременности снижается у женщин после 37 лет, поэтому и в случае экстракорпорального оплодотворения о беременности рекомендуется думать в первой половине 30-летнего возраста женщины.

Единственная разница между этими двумя методами — это способ оплодотворения яйцеклетки. При ЭКО сперматозоидам позволяют проникнуть в яйцеклетку самостоятельно, а при ИКСИ сперма вводится непосредственно в яйцеклетку. ИКСИ проводится под микроскопом при помощи специального оборудования. Этот метод используется, когда сперматозоиды не могут проникнуть через оболочку яйцеклетки. После оплодотворения яйцеклетки эмбрион переносится в матку так же, как при ЭКО.

Оплодотворенные яйцеклетки развиваются в инкубаторе в течение 2–6 дней и достигают стадии развития эмбриона или бластоцисты. Затем эмбрион переносится в матку, где он может прикрепиться, и тогда развивается беременность.

Для пересадки в матку выбирают 1–3 эмбриона или бластоцисты. Эмбрионы/бластоцисты, оставшиеся после трансплантации, при желании замораживают, и их можно использовать для последующей трансплантации в течение семи лет.

Для женщин в возрасте до 40 лет, застрахованных в Больничной кассе Эстонии, замораживание и первые 60 дней хранения эмбрионов являются бесплатными. По истечении 60 дней за хранение замороженных эмбрионов взимается плата в соответствии с прейскурантом платных услуг Восточно-Таллиннской центральной больницы.

Перед подготовкой к экстракорпоральному оплодотворению как женщины, так и мужчины должны пройти анализы и обследования, назначенные гинекологом или семейным врачом. Подготовка к процедуре амбулаторная, врача нужно посетить 5–6 раз.

Процедура ЭКО состоит из трех этапов и длится 30–50 дней, начиная с первого дня введения лекарства до момента диагностики беременности.

Пять этапов ЭКО и ИКСИ

1-й этап	Стимуляция яичников (подготовительное лечение) и наблюдение
2-й этап	Сбор яйцеклеток
3-й этап	Оплодотворение яйцеклеток
4-й этап	Развитие эмбриона
5-й этап	Пересадка эмбриона

1. Гормональная стимуляция яичников (подготовительный этап лечения) и наблюдение

Цель подготовительного этапа лечения — стимуляция одновременного развития нескольких яйцеклеток, т. е. контролируемая суперовуляция.

Для того, чтобы увеличить вероятность беременности, к моменту оплодотворения должно созреть как можно больше яйцеклеток. Для предотвращения преждевременного выхода яйцеклеток используются определенные препараты. Другие препараты стимулируют развитие большего количества фолликулов в яичнике.

Женщине вводят гормональные препараты, которые стимулируют рост фолликулов и овуляцию. Рост фолликулов контролируется с помощью УЗИ 2–3 раза в течение цикла, при необходимости доза препарата корректируется. Анализы крови также позволяют контролировать уровень гормонов в крови.

Этот этап лечения длится 10–14 дней.

В основном используют два типа схемы лечения: короткую или длинную. Лечащий врач решает, какая схема лечения лучше подходит пациентке. При этом подготовительное лечение начинается на 21–22-й день менструального цикла, а сама процедура проводится примерно через месяц. При короткой схеме стимуляцию яичников начинают в начале менструального цикла (на 2–5-й день цикла), а процедура проводится примерно через 2–3 недели.

Если диаметр фолликулов превышает 18 мм, назначают срок забора яйцеклеток.

За 32–38 часов до процедуры забора яйцеклеток женщине вводят специальный назначенный врачом препарат, который вызывает окончательное созревание яйцеклеток.

2. Забор яйцеклеток, или пункция яичников

Процедура забора яйцеклеток проводится с помощью тонкой иглы под контролем УЗИ (это называется аспирацией). Врач обнаруживает зрелые фолликулы с помощью ультразвука, а затем вводит через влагалище в яичник сначала одну иглу, а затем другую иглу, чтобы под контролем УЗИ с помощью легкого вакуума отсосать из всех зрелых фолликулов фолликулярную жидкость, которая обычно содержит яйцеклетки.

Все яйцеклетки собирают из фолликулярной жидкости и переносят в инкубатор. Не в каждом фолликуле есть яйцеклетка, а в некоторых фолликулах созревают яйцеклетки, которые не являются фертильными. Собранных яйцеклеток может быть меньше, чем фолликулов, за развитием которых врач следил с помощью ультразвука.

Пункция яичников обычно длится 10–30 минут.

Для обезболивания при процедуре применяется наркоз, поэтому утром в день пункции нельзя есть и пить. Наркоз кратковременный и длится ровно столько, сколько требуется для проведения процедуры.

После пункции необходимо на несколько часов остаться в больнице для наблюдения.

Мужчина сдает сперму утром в день пункции яичников. В день сдачи спермы мужчина не должен быть переутомлен; накануне нельзя употреблять алкоголь и принимать лекарства, в течение 2–3 дней необходимо воздержание от половых контактов. Все эти факторы влияют на качество сперматозоидов.

Семенную жидкость подготавливают методом «отмывания спермы», в ходе которого отделяют все не способные к оплодотворению сперматозоиды.

При мужском бесплодии (если сперматозоидов мало или имеются нарушения их подвижности или внешнего вида) сперматозоид можно с помощью иглы ввести непосредственно в цитоплазму яйцеклетки (ИКСИ).

В среднем, в результате процедуры ЭКО/ИКСИ оплодотворяются 70% яйцеклеток.

3. Оплодотворение яйцеклеток

При ЭКО после пункции сперма контактирует с яйцеклеткой в инкубаторе, установленном на температуру тела. На следующий день яйцеклетки исследуют под микроскопом, чтобы определить, оплодотворили ли сперматозоиды яйцеклетку (яйцеклетки).

Развитые эмбрионы переносят в матку через 3–6 дней или замораживают для последующей пересадки.

При ИКСИ яйцеклетки подготавливают к инъекции, проверяя их зрелость. Во время высокоточной процедуры, проводимой в лаборатории, один сперматозоид вводится непосредственно в яйцеклетку, то есть, в ее цитоплазму, именно поэтому процедура называется интрацитоплазматической инъекцией сперматозоида. Примерно через 20–24 часа яйцеклетку проверяют на оплодотворение, как в случае ЭКО.

4. Развитие эмбриона

Сразу после оплодотворения яйцеклеток в лаборатории начинают выращивать эмбрионы.

Эмбрион(ы) обычно пересаживают между 3-м днем (эмбрион, состоящий из 2–4 клеток) и 6-м днем (бластоциста — около 100 клеток). Это позволяет отслеживать деление (как делятся клетки эмбриона) и развитие эмбрионов, чтобы отобрать для трансплантации только наиболее способные к развитию эмбрионы.

5. Пересадка эмбриона

Для пересадки в матку выбирают от одного до трех эмбрионов. Главные критерии отбора эмбрионов — их внешний вид и скорость деления клеток.

Выбранные в лаборатории 1–3 наиболее подходящих (жизнеспособных) эмбриона с помощью шприца втягивают в тонкий катетер, при помощи которого эмбрионы осторожно вводят через влагалище и шейку матки непосредственно в саму матку.

Для того чтобы убедиться, что катетер находится в правильном месте, процедуру контролируют с помощью ультразвука через стенку живота.

После удаления катетер проверяют под микроскопом, не осталось ли в нем эмбрионов.

Процедура пересадки может причинять небольшой дискомфорт, но безболезненна, поэтому требует обезболивания. Обычно процедура пересадки длится около 15 минут. После этого сразу же можно встать и продолжить повседневную деятельность.

После ЭКО/ИКСИ

Со следующего дня после пересадки эмбриона врач может назначить лечение для сохранения беременности, если это необходимо.

Через две недели после трансплантации эмбриона (эмбрионов) женщина сдаст анализ крови, чтобы узнать, забеременела ли она. С помощью ультразвука можно увидеть беременность уже на 28-й день после пересадки, когда диаметр плодного яйца составляет 10 мм.

На эффективность процедуры влияет множество факторов, в том числе:

возраст женщины,
причина бесплодия,
качество сперматозоидов.

Замораживание эмбрионов

Врач попытается оплодотворить все собранные яйцеклетки, но обычно пересаживают только один эмбрион, иногда два, очень редко три. Оставшиеся жизнеспособные эмбрионы можно заморозить — этот процесс называется криоконсервацией. Оставшиеся после пересадки эмбрионы хранят в жидком азоте при -196 °C и большинство из них остаются жизнеспособными в течение длительного времени. Большинство эмбрионов в процессе замораживания и оттаивания сохраняют свою жизнеспособность. Одно из преимуществ замораживания заключается в том, что замороженные эмбрионы впоследствии можно использовать для пересадки без необходимости повторять процедуры стимуляции яичников, сбора яйцеклеток и оплодотворения.

Согласно действующему в Эстонии закону об искусственном оплодотворении и защите эмбриона, хранить эмбрионы в замороженном виде можно до семи лет. В течение этого срока их при желании можно использовать для новой пересадки.

Хранение замороженных эмбрионов начиная с 61-го дня платное.

Пересадка замороженных эмбрионов

Пересадку замороженных эмбрионов (Frozen Embryo Transfer, или FET) можно применять в случае, если в ходе процедуры ЭКО/ИКСИ удалось сохранить эмбрион в замороженном состоянии.

Если процедура ЭКО не удалась, то во время какого-либо следующего менструального цикла можно пересадить в матку размороженные эмбрионы.

Для подготовки замороженных эмбрионов к пересадке применяют разные схемы, как с использованием препаратов, так и без них. Процедура проводится так же, как этап пересадки эмбриона при ЭКО/ИКСИ. Готовность слизистой матки к пересадке эмбриона контролируют с помощью 2–3 ультразвуковых исследований. Эмбрионы размораживают в день пересадки. По статистике около 80% эмбрионов переживают заморозку и размораживание. Даже из одного замороженного эмбриона может развиться беременность.

Дети, родившиеся из замороженных эмбрионов, ничем не отличаются в своем развитии от детей, зачатых естественным путем.

Если после размораживания выяснится, что эмбрионы нежизнеспособны, то пересадка не проводится.

Опасности, связанные с искусственным оплодотворением

Поскольку при искусственном оплодотворении вероятность рождения ребенка составляет 15–20% на курс лечения, то важнейшей из опасностей является возможная неудачная процедура и обусловленное ей разочарование.
Многоплодная беременность связана с повышенным риском выкидыша, низкой массы тела ребенка при рождении и преждевременных родов.
Самое серьезное побочное действие – синдром гиперстимуляции яичников (СГЯ). Это состояние, при котором различные препараты от бесплодия слишком сильно стимулируют яичники. Оно может быть связано с приемом гормонов. Яичники могут увеличиваться в размерах, и в них может скапливаться лишняя жидкость. Яичники непредсказуемо активно реагируют на лечение, в результате чего в организме происходит поражение клеточных мембран. На это указывают боль и припухлость внизу живота, вздутие живота, стеснение в желудке и прямой кишке, тошнота, а в более тяжелых случаях болезнь может вызвать проблемы с дыханием или мочеиспусканием. Незамедлительно свяжитесь со своим врачом, если у вас наблюдаются эти симптомы. Обычно это состояние требует лечения в больнице. В некоторых случаях оно даже может быть опасно для жизни.
Очень редко процедура может осложниться кровотечением (из влагалища или в брюшную полость). Такое осложнение может возникнуть в ходе пункции яичников при повреждении какого-либо кровеносного сосуда.
Очень редко вследствие манипуляций может возникнуть воспаление.
Также описаны тромботические осложнения (поскольку применяются гормональные препараты в довольно высоких дозах). Наиболее высока вероятность тромботических осложнений в случаях СГЯ.
Кроме того, искусственное оплодотворение может создать и другие проблемы. Проходить курс лечения не всегда легко, и успех не гарантирован. Даже тех, кто достиг беременности, пугает риск неудачного лечения — прерывание беременности, гибель плода (как и в случае зачатия естественным путем).

Если возможно, о любых побочных эффектах следует немедленно сообщать врачу или обратиться в отделение экстренной медицины женской клиники.

При наличии вопросов и для получения дополнительной информации обратитесь к своему лечащему врачу или акушерке.

Дополнительная информация о бесплодии и его лечении доступна на www.infomaterjalid.ee

ITK758
Информационный материал утвержден комиссией по качеству медицинских услуг Ида-Таллиннской центральной больницы 25.11.2020 (протокол № 13-20).

[Оптимизация схемы внесения удобрений по концентрации N, P 2 O 5 и K 2 O для баклажанов при беспочвенном культивировании]

Чтобы получить оптимальный диапазон концентраций азота (N), фосфора (P ₂ O ₅) и калия (K ₂ O) для высокого качества и урожайности баклажанов с вермикулитом в качестве субстрата для выращивания, тремя факторами и квадратичной насыщенностью D- Оптимальная регрессия (310) использовалась для создания тройной квадратичной математической модели с концентрациями N, P ₂ O ₅ и K ₂ O в качестве независимых переменных и урожайностью и качеством баклажанов в качестве целевых функций.Результаты показали, что на урожай и качество баклажанов значительное влияние оказали концентрации N, P ₂ O ₅ и K ₂ O. На выход больше всего влияла концентрация K ₂ O, затем следовали N, а затем P ₂ O ₅. На качество также больше всего повлияла концентрация K ₂ O, за которой следовали P ₂ O ₅, а затем N. Были значительные интерактивные эффекты N + P ₂ O ₅, N + K ₂ O и P ₂ O ₅ + K ₂ O по урожайности и значительному взаимодействию N + K ₂ O с качеством баклажанов.При более низких концентрациях урожай и качество баклажанов улучшаются с увеличением концентраций N, P ₂ O ₅ и K ₂ O. Когда концентрация питательных веществ превышала пороговое значение, снижались и урожай, и качество. Согласно компьютерному моделированию, урожайность может достигать 3600 г · растение ^-1 при схемах внесения удобрений N 16,0-20,0 ммоль · л ^-1, P ₂ O ₅ 2,2-2,6 ммоль · л ^-1 и К ₂ О 9.9-12,9 ммоль · л ^-1; схема удобрения, необходимая для получения комплексной оценки качества выше 90: N 18,0-21,1 ммоль · л ^-1, P ₂ O ₅ 1,9-2,6 ммоль · л ^-1 и K ₂ O 10,6-13,3 ммоль · л ^-1. Таким образом, схема удобрения с высоким урожаем (43,2 кг · делянка ^-1) и высоким качеством (общий балл выше 90) баклажанов составила N 18,0-20,0 ммоль · л ^-1, P ₂ O ₅ 2.2-2,6 ммоль · л ^-1, K ₂ O 10,6-12,9 ммоль · л ^-1, с соответствующим N, P ₂ O ₅ и K ₂ O в пропорции 1: 0,13: 0,62.

试验采用三因子 D- 设计 (310), 蛭石为栽培介质, 建立了以、磷、浓度为子, 子产量子二次数学, 以期子优质高产最优浓度范围. 模型解析结果表明: 氮、浓度对子产量和子质影响. , 产量的影响程度以氮浓度次之, 磷浓度较小, 质浓度次之, 浓度较小. 氮磷、氮钾、子产量均有显; 氮钾浓度交互对茄子子显著影响.低水平条件下, 子产量子质均、钾浓度而增加, 超过一定范围后, 子产量和子产量降低. 通过计算机模拟, 试验条件条件茄子单产量达 3600 г 的: 16,0 ～ 20,0 ммоль · л ^-1 、磷 2,2 ～ 2,6 ммоль · л ^-1 、钾 9,9 ～ 12,9 ммоль · л ^-1; 90 以上的施肥方案为: 氮 18,0 ～ 21,1 ммоль · л ^-1 、磷 1,9 ～ 2,6 ммоль · л ^-1 、钾 10,6 ～ 13,3 ммоль · л ^-1. 43,2 кг (6 дюймов): 18,0 20,0 ммоль · л ^-1 、 2,2 2,6 ммоль · л ^{— 1} 钾 10,6 ～ 12,6 ммоль · л ^-1, 的的 N∶P ₂ O ₅ K ₂ O 浓度比例约为 1∶0.13∶0,62.

Ключевые слова: Концентрации N, P 2 O 5 и K 2 O; баклажан; высокая урожайность | высокое качество; беспочвенная культура.

Схемы внесения удобрений | Загрузить таблицу

Азотные (N) удобрения могут вызвать проблемы с выщелачиванием, если количество превышает необходимое для роста растений. Для оценки риска выщелачивания требовались практические решения. Авторы разработали адаптацию и комбинацию признанных методов в качестве расширения для ГИС с открытым исходным кодом.Эта концепция и реализации ГИС предлагают возможности для экологически обоснованного регулирования внесения азотных удобрений. ________________________________________________________________________ Ключевые слова: управление азотом, риск выщелачивания, практическое решение ________________________________________________________________________ Вступление: В устойчивом производстве сельскохозяйственных растений необходимое количество азотных удобрений должно быть адаптировано к фактическому росту растений, чтобы избежать вымывания азота из почвы.В точном земледелии (PA) технологии ГИС могут внести значительный вклад в достижение этой цели (Kielhorn, 2004). В сельскохозяйственной практике трудно измерить выщелачивание нитратов. Лучшим решением может быть хорошо адаптированная имитационная модель (Anlauf, 2004), но с требованием множества различных входных данных для получить минимально возможные результаты. Более практичным может быть оценка риска вымывания с использованием данных об удобрении питательными веществами и практических данных о свойствах почвы и климатических данных. Чтобы выполнить возможную оценку риска вымывания, имеющиеся данные о почве могут дать заключения о риске вымывания нитратов из почв.Эта информация может быть реализована в фермерских планах внесения удобрений. Практическое решение на основе ГИС для оценки конкретных участков на участках с удаленными грунтовыми водами разработано исследовательским центром PIROL Университета прикладных наук Оснабрюка, Германия. ________________________________________________________________________ Выводы: Подходящие способы использования заключаются в том, чтобы информировать фермеров о влиянии удобрений на различные почвы, а также поддерживать и влиять на планирование внесения удобрений в направлении более экологически чистого производства растений.________________________________________________________________________ Благодарности: VolkswagenStiftung финансирует исследовательский центр PIROL ================================================== ========= Рекомендации: ________________________________________________________________________ Anlauf, R., Kielhorn, A., Schön, H. (2004): Влияние пространственной изменчивости почвы на урожайность пшеницы и выщелачивание нитратов. Материалы 4-го Международного почвоведческого конгресса «Управление природными ресурсами для устойчивого развития», Эрзурум, Турция, 9 стр., Распространено на компакт-диске. ________________________________________________________________________ Брюнинг, М.и другие. (2007): Статистика в OpenJUMP — Реализация в PIROL Edition. Постоянно онлайн-вики конференции по бесплатному программному обеспечению с открытым исходным кодом в ГИС, конференция FOSSGIS 2007 в Берлине (http://www.fossgis.de/w/index.php?title=Abstracts07&oldid=3175) ________________________________________________________________________ DIN 19732 (2011): Качество почвы — Определение потенциала участка для транслокации несорбируемых веществ. Beuth Verlag GmbH, Берлин ________________________________________________________________________ HLUG: Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie (изд.) (2008): Großmaßstäbige Bodeninformationen für Hessen und Rheinland-Pfalz. Самостоятельно опубликовано HLUG, Висбаден ________________________________________________________________________ Килхорн, А., Анлауф, Р., Шен, Х., Траутц, Д. (2004): Использование методов точного земледелия для лучшего воздействия на качество загрязнения воды — результаты первого года демонстрационного поля. Материалы 4-го Международного почвоведческого конгресса на тему «Управление природными ресурсами для устойчивого развития», Эрзурум, Турция, 10 стр., Распространяется на компакт-диске. ________________________________________________________________________ Штейнигер, С.и Bocher, E. (2009): Обзор текущих разработок настольных ГИС с бесплатными и открытыми исходными кодами. Int. Журнал географической информации 23 (10): 1345-4370 ________________________________________________________________________ Wessolek, G., Duijnisveld, W.H.M., Trinks, S. (2004): Ein neues Verfahren zur Berechnung der Sickerwasserrate aus dem Boden, das TUB-BGR-Verfahren. В BLA-GEO (2004) (Hrsg.): Empfehlungen für die Charakterisierung und Parametrisierung des Transportpfades Boden — Grundwasser als Grundlage für die Sickerwasserprognose.Bund-Länder-Ausschuß Bodenforschung (BLAGEO), версия 1, Дрезден

Влияние схем удобрения с различными соотношениями мочевины и азотных удобрений с контролируемым высвобождением на экологическую устойчивость, эффективность использования азота и экономическую выгоду производства риса: пример исследования из Юго-Западного Китая

Основные моменты

•: Сравнение эффективности четырех схем внесения азотных удобрений при производстве риса.
•: Контролируемое высвобождение азотных удобрений повышает экологическую устойчивость.
•: Азотные удобрения с контролируемым высвобождением повышают эффективность использования азота.
•: Контролируемое высвобождение азотных удобрений увеличивает экономическую выгоду.
•: Схема с частичным заменителем мочевины показывает наилучшую степень согласованности системы.

Реферат

Азотные удобрения с контролируемым высвобождением (CRNF) обладают хорошими характеристиками выделения питательных веществ и перспективностью применения. В условиях двойного давления, связанного с продовольственной безопасностью и защитой окружающей среды, следует тщательно изучить вопрос о том, может ли замена мочевины с использованием CRNF улучшить экологическую устойчивость производства риса по сравнению с использованием одной мочевины, а также обеспечить урожай риса и доход фермеров. широкое применение этого вида удобрений.На основе одногодичного полевого эксперимента и полевых исследований были разработаны четыре схемы удобрения с различным соотношением мочевины к CRNF, то есть контроль (CK), местное рекомендуемое количество мочевины (N1), 100% CRNF (N2) и комбинированное применение 60% CRNF и 40% мочевины (N3). Скорректированный учет чрезвычайных ситуаций (EMA), который учитывает воздействие выбросов и эффективность использования азота (NUE), а также экономические показатели были применены для сравнения экологической устойчивости, агрономических показателей и экономической выгоды различных схем соответственно.Результаты показали, что (1) использование CRNF повышает экологическую устойчивость на 2,82–4,61%; (2) использование CRNF повышает эффективность использования азота на 30,65–43,96%; (3) Использование CRNF увеличивает экономический эффект на 5,21–11,44%. Как правило, N3 имеет лучшую степень системной координации среди трех схем удобрения. Наконец, в исследовании предлагалось популяризировать схему N3 в этом регионе путем принятия соответствующей финансовой и политической поддержки. Между тем, для ускорения развития индустрии CRNF необходимы технологические инновации и нормативная поддержка.

Ключевые слова

Производство риса

Азотные удобрения с контролируемым высвобождением

Emergy

Степень согласованности системы

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

Ссылки на статьи

Управление удобрениями

ЧТО ТАКОЕ УДОБРЕНИЯ?

Удобрения обычно определяются как «любые материалы, органические или неорганические, натуральные. или синтетический, который поставляет один или несколько химических элементов, необходимых для рост растений.»Большинство удобрений, которые обычно используются в сельском хозяйстве, содержат три основных питательных вещества для растений: азот, фосфор и калий. Некоторые удобрения также содержат определенные «питательные микроэлементы», такие как цинк и другие металлы, которые необходимы для роста растений. Удобрения применяются для замены основных питательных веществ для растений. рост в почву после того, как они были истощены.
Избыточное количество удобрений может попадать в водотоки, создавая источники неточечного загрязнения.Удобрения чаще всего попадают в водные источники с поверхностным стоком и вымыванием из земли сельскохозяйственного назначения. В стоке присутствует большое количество азота и фосфора. Повышенное количество азота, фосфора и других питательных микроэлементов может иметь отрицательные последствия. воздействие на здоровье населения и водные экосистемы.

ОБРАЩЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ УДОБРЕНИЙ

Следуйте указаниям на этикетке
Запирать или иным образом закреплять клапаны контейнера для хранения, когда он не используется
Хранилища должны иметь непроницаемые полы (непроницаемая вторичная защитная оболочка). дамбы можно использовать)
НЕ храните удобрения под землей в контейнерах или ямах
Смешайте и загрузите удобрения на месте внесения, если возможно
Обращайтесь с удобрениями и храните их вдали от устьев скважин и поверхностных вод
Немедленно собрать и повторно использовать или надлежащим образом утилизировать пролитые удобрения
Всегда храните удобрения в их оригинальных контейнерах

ПРИМЕНЕНИЕ УДОБРЕНИЙ

СРОК

Удобрения с присутствующим азотом следует вносить как можно ближе к период максимального поглощения урожая.Частичное внесение удобрений весной с небольшие добавки по мере необходимости могут уменьшить выщелачивание и улучшить поглощение азота. Удобрение осенью было показано, что вызывает деградацию грунтовых вод.

ТАРИФЫ / ТИПЫ

Необходимо отбирать пробы почвы каждый год для определения потребности сельскохозяйственных культур в питательных веществах для получения точных рекомендаций по удобрениям.Вычислять оптимальная норма внесения другие источники, вносящие азот и фосфор к почве следует учитывать. Органические вещества и навоз вносят фосфор. Сельскохозяйственные культуры могут быстро усваивать нитратные формы азота, но теряются при выщелачивании. Внесение удобрений с азотом следует ограничивать, если потенциал выщелачивания составляет от умеренного до высокая. Если потенциал выщелачивания от умеренного до высокого, азотные аммонийные удобрения следует использовать, потому что они не подвергаются немедленному выщелачиванию.Однако в тепле, во влажных условиях аммоний быстро превращается в нитрат. Медленнее доступный азот В этих ситуациях следует использовать удобрения. Хотя фосфор менее подвержен для выщелачивания потери через поверхностный сток являются обычным явлением, поэтому следует применять только фосфор по мере необходимости и по рекомендованным ценам.

* Оборудование для внесения удобрений следует проверять и калибровать ежегодно.

* Никогда не следует вносить удобрения, когда земля промерзла.

* Внесение удобрений следует ограничивать на склонах и участках с большим стоком.

Производство орошаемых сельскохозяйственных культур имеет самый высокий потенциал загрязнения воды, поскольку нанесенного большого количества воды.При избытке воды применяется азот а фосфор может попадать в грунтовые воды или попадать в поверхностные воды. Использование систем такие как спринклеры, низкоэнергетические прецизионные приложения, скачки и капли помогают производителям наносите воду эффективно и равномерно. Системы доставки, такие как облицованные канавы и закрытые трубы, а также системы повторного использования, такие как полевые дренажные пруды, эффективны.

ПОЧЕМУ ТАК ВАЖНО УПРАВЛЯТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УДОБРЕНИЙ?

ЗДОРОВЬЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Азот и фосфор встречаются в естественных условиях в ручьях по всей Юте и являются важными питательными веществами для водных организмов. экосистемы.Однако слишком много этих питательных веществ может вызвать серьезные проблемы в озерах. и ручьи. Часто в сельскохозяйственных районах избыток азота попадает в систему. от животноводческих хозяйств или от возвратного потока орошения. Эти добавленные питательные вещества могут привести к для гибели рыбы, роста ядовитых водных растений и неприятных запахов.

ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Азотные удобрения (органические и неорганические) могут способствовать увеличению содержания нитратов в питьевой воде. вода.Беременные или кормящие женщины и младенцы особенно уязвимы для нитратов. связанные потенциально очень серьезные проблемы со здоровьем. Чтобы проверить воду на нитраты вы можете приобрести комплект в местном хозяйственном магазине примерно за 10-20 долларов. Ты Вы можете использовать следующую таблицу, чтобы помочь вам интерпретировать ваши результаты. Для дополнительной информации по поводу нитратов нажмите здесь.

Уровень нитратов, ppm (частей на миллион)	Устный перевод
от 0 до 10	Безопасен для человека и домашнего скота.Однако концентрации более 4 ppm являются индикатор возможных источников загрязнения и может вызвать экологические проблемы.
11-20	В целом безопасно для взрослых людей и домашнего скота.Небезопасно для младенцев, потому что их пищеварительная система не может поглощать и выводить нитраты.
21-40	Не следует использовать в качестве источника питьевой воды, но кратковременное использование допустимо для взрослые особи и весь домашний скот, если продукты питания или корма не содержат очень много нитратов.
41 до 100	Опасно для взрослых особей и молодняка. Вероятно приемлемо для половозрелого скота, если корм с низким содержанием нитратов.
Более 100	Не следует использовать в качестве питьевой воды для людей или домашнего скота.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Влияние схем применения удобрений и факторов окружающей среды почвы на потоки выбросов закиси азота в системе возделывания риса и пшеницы, восточный Китай

Abstract

Закись азота (N ₂ O) является мощным парниковым газом (ПГ), его крупнейшим антропогенным источником являются сельскохозяйственные почвы.Однако механизмы, участвующие в выбросах N ₂ O, и факторы, влияющие на потоки выбросов N ₂ O в ответ на различные внесения азотных удобрений, остаются неопределенными. Мы провели четырехлетний (2012–2015 гг.) Полевой эксперимент, чтобы оценить, как схема удобрения влияет на выбросы N ₂ O от системы возделывания риса и пшеницы в восточном Китае. Обработка удобрений включала Контроль (CK), Обычное удобрение (CF), CF с мелким орошением (CF + SI), CF с системой глубокого орошения (CF + DI), Оптимизированное удобрение (OF), OF с ингибитором уреазы (OF + UI), OF с защитной обработкой почвы (OF + CT) и удобрениями с медленным высвобождением (SRF).N _{2 Выбросы} O измерены методом закрытой статической камеры. Потоки выбросов N ₂ O варьировались от 0,61 мкг · м ^-2 ч ^-1 до 1707 мкг · м ^-2 ч ^-1, что указывает на значительное влияние азотных удобрений и сельскохозяйственных культур на N ₂ Выбросы O. Наибольшая урожайность пшеницы (3515–3667 кг га, ^–1) и риса (8633–8990 кг га, ^–1) наблюдалась при обработке SRF и OF + UI со значительным сокращением выбросов N ₂ O на 16.94–21,20% и 5,55–7,93% соответственно. Наши результаты показывают, что обработки SRF и OF + UI могут быть эффективными для достижения максимальной урожайности и снижения выбросов N ₂ O для системы возделывания риса и пшеницы в восточном Китае.

Образец цитирования: Shakoor A, Xu Y, Wang Q, Chen N, He F, Zuo H, et al. (2018) Влияние схем применения удобрений и факторов окружающей среды почвы на потоки выбросов закиси азота в системе возделывания риса и пшеницы, Восточный Китай. PLoS ONE 13 (8): e0202016.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0202016

Редактор: Дафенг Хуэй, Университет штата Теннесси, СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ

Поступила: 25 октября 2017 г .; Одобрена: 26 июля 2018 г .; Опубликовано: 14 августа 2018 г.

Авторские права: © 2018 Shakoor et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе и его файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Эта работа финансировалась Некоммерческим исследовательским фондом сельского хозяйства Китая (201103039).

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

После диоксида углерода (CO ₂) и метана закись азота (N ₂ O) является 3 ^-м наиболее важным антропогенным парниковым газом (ПГ) и вносит до 6–10% в глобальное потепление. [1].N ₂ O — долгоживущий парниковый газ с продолжительностью жизни в атмосфере более 114 лет [2]. N ₂ O имеет в 298 раз потенциал глобального потепления (GWP) по сравнению с CO ₂, а также имеет большой потенциал для разрушения O ₃ [2–4]. С 1750 по 2011 год концентрация N ₂ O в атмосфере увеличилась с 271 частей на миллиард (частей на миллиард) до 324,2 частей на миллиард [5]. На сельскохозяйственные почвы приходилось около 60% антропогенных выбросов N ₂ O, и это в основном было связано с увеличением применения химических удобрений [3,6].Кроме того, более активное сжигание ископаемого топлива человечеством и постоянное использование азотных удобрений в сельском хозяйстве влияет на глобальный биогеохимический цикл азота [7,8]. Ожидается, что из-за увеличения спроса на продукты питания выбросы N ₂ O из сельскохозяйственных земель к 2030 году вырастут до 6–7 Тг N / год [9,10]. В большинстве сельскохозяйственных почв N ₂ O образуется биологически в результате нитрификации и денитрификации, и на эти микробные процессы сильно влияют природные условия и методы ведения сельского хозяйства [11].Интенсивность выбросов парниковых газов (GHGI) определяется как GWP (потенциал глобального потепления) на единицу урожайности. Он подходит для определения коэффициентов выбросов N ₂ O и для проверки воздействия различных видов сельскохозяйственных практик на экологическую экосистему и глобальное изменение климата [12,13].

Во всем мире Китай занимает первое место по производству сельскохозяйственной продукции и имеет решающее значение для удовлетворения мирового спроса на продовольствие [14,15]. Для увеличения урожайности в Китае для интенсивного сельскохозяйственного производства используется несколько новых методов управления сельским хозяйством, таких как усовершенствованные системы орошения, удобрения и севооборота [11].Система ежегодного севооборота ярового риса / озимой пшеницы является важной системой выращивания двойных культур, широко используемой в восточной части Китая [9,13]. За последние несколько лет норма внесения удобрений была увеличена, чтобы максимизировать урожайность сельскохозяйственных культур, но это имело неблагоприятные последствия для земной окружающей среды, а также для атмосферы. Сельскохозяйственные методы, особенно внесение азотных удобрений (азотные удобрения), имеют большое влияние на выбросы почвенного азота N ₂ O [2,11,16]. Чрезмерное использование азотных удобрений повсеместно и привело к множеству экологических проблем, включая подкисление почвы, загрязнение воды, засоление почвы и выбросы парниковых газов [11,17].Годовая норма внесения азотных удобрений на овощных полях составляет от 1000 до 1500 кг азота на гектар (га) [2,18], но некоторые сельскохозяйственные поля в Китае используют более 2800 кг азота на га в год [19]. В результате чрезмерное использование азотных удобрений с низкой эффективностью использования азота на сельскохозяйственных полях привело к множеству экологических и сельскохозяйственных проблем [20,21]. Цикл севооборота рис-пшеница является очень важной сельскохозяйственной практикой для повышения эффективности землепользования и урожайность в восточном Китае.В системе выращивания риса и пшеницы увеличение внесения азотных удобрений может привести к появлению пиков выбросов N ₂ O (в диапазоне 0 ~ 225 кг N га ^-1). Предыдущие исследования показали, что внесение удобрений увеличивает выбросы N ₂ O из сельскохозяйственных почв [9,11]. В целом наблюдается сильное увеличение выбросов N ₂ O, связанное с внесением азота в сельскохозяйственных почвах [22,23]. Исследователь сообщил о нелинейной, экспоненциально возрастающей реакции выбросов N ₂ O на нормы внесения азота при севообороте соя-кукуруза [24] с выбросами N ₂ O, которые существенно не снижаются при снижении норм внесения азотных удобрений в пшенице. цикл ротации кукурузы [25].Для сравнения, было проведено очень мало исследований, в которых измерялись потоки выбросов N ₂ O из систем выращивания риса и пшеницы, особенно в бассейне Чаоху, Китай [26]. Однако механизмы, участвующие в выбросах N ₂ O при различных сельскохозяйственных методах , их поток в ответ на различные внесения азотных удобрений (азотных удобрений) и факторы, влияющие на потоки выбросов N ₂ O, остаются неясными.

В этом исследовании мы изучили четырехлетние выбросы N ₂ O из почвы и их реакцию на различные схемы внесения азотных удобрений в системе выращивания риса и пшеницы в восточном Китае.Кроме того, мы также изучили влияние факторов окружающей среды (температура почвы, осадки, температура воздуха, проводимость почвы и заполненное водой поровое пространство (WFPS)) на потоки выбросов N ₂ O и урожайность сельскохозяйственных культур. Также были измерены GWP и интенсивность выбросов парниковых газов (GHGI) при различных способах внесения удобрений. Основные цели и задачи проведения этого исследовательского эксперимента включают: 1) определение уровня GWP выбросов парниковых газов вокруг исследовательской станции и сообщества, в котором они были расположены, 2) проиллюстрировать уровень и степень экологических опасностей и бедствий, вызванных Выбросы парниковых газов на водосборной площади исследовательской площадки, и 3) определение антропогенных источников, которые были вовлечены в выбросы парниковых газов и изменение климата.Это исследование помогло преодолеть ПГП парниковых газов в системе выращивания риса и пшеницы в восточном Китае.

Материалы и методы

Описание учебного участка

Это исследование было проведено в исследовательском центре Аньхойского сельскохозяйственного университета, Хэфэй, Китай. Пункт долгосрочного мониторинга этого эксперимента находится в деревне Си Сун, Чаоху, провинция Аньхой, Китай. Конкретное местоположение составляет 117 ° 40 ’48 «восточной долготы и 31 ° 39 ’57» северной широты и находится на высоте 17 м над уровнем моря.Климат в этой области характеризуется субтропическим влажным муссонным климатом. Среднегодовая температура составляет 15,7 ° C, а среднегодовое количество осадков составляет 1039,4 мм. С 1986 по 2005 гг. Средняя сезонная температура составляла 16,29 ° C, что аналогично нашим данным [27]. В этом районе обычно практикуется севооборот рис-пшеница. Цикл севооборота рис-пшеница проводился на этой экспериментальной ферме с 2008 года до начала этого эксперимента в 2012 году. Электропроводность почвы (ЕС) также измерялась с помощью ЕС-метра.Тип почвы на участке мониторинга — суглинок (песок 30%, ил 35% и глина 35%) с максимальной водоудерживающей способностью. Физико-химические свойства почвы (0–20 см): pH (H ₂ O) 6,18; органическое вещество 23,64 г кг ^-1; азот общий 1,30 г кг ^-1 соответственно. В течение всего экспериментального периода ни одно животное не использовалось и не пострадало.

Экспериментальное проектирование и управление полевыми работами

Полевой эксперимент по севообороту рис-пшеница 2012–2015 гг. Проводился с использованием рандомизированного полного блочного дизайна (RCBD).Этот эксперимент был начат 25 мая 2012 г. и завершен 20 мая 2015 г. В ходе эксперимента использовалось восемь различных методов оплодотворения (таблица S1). Были выполнены три повторности каждой обработки удобрениями на экспериментальной площади 30 м ². Названия всех обработок удобрений были: Контроль (CK), Обычное удобрение (CF), CF с мелким орошением (CF + SI), CF с системой глубокого орошения (CF + DI), Оптимизированное удобрение (OF), OF с ингибитором уреазы. (OF + UI), OF с консервативной обработкой почвы (OF + CT) и удобрениями с медленным высвобождением (SRF).Мочевина, суперфосфат (SSP) и хлорид калия (KCl) использовались в качестве источника азота (N), фосфора (P) и калия (K) соответственно. Количество оросительной воды для обработки DI и SI составляло 822,7 мм и 655,2 мм соответственно. UI гидрохинон, также известный как гидрохинон с молекулярной формулой C ₆ H ₄ (OH) ₂ или C ₆ H ₆ O ₂, использовался с мочевиной во время эксперимента и был приобретен в Компания по производству фармацевтических препаратов города Уси., ООО УИ гидрохинон внесено из расчета 112,09 кг га на ^-1 почвы. Удобрения с полимерным покрытием (PCF) использовали для всех экспериментальных обработок SRF (Anhui Di Yuan Biotechnology Co. Ltd). Практика нулевой / нулевой обработки почвы использовалась как практика консервативной обработки почвы.

Ежегодно посев риса производился в мае и собирался в начале октября, а урожай пшеницы — в середине октября, а сбор урожая — в конце мая. Сорта риса и пшеницы под названиями «Longping0293» и «Ningmai16» были куплены у Wuhan Comega Seed Co., Ltd. Это оба высокоурожайных сорта, которые в основном выращиваются в провинции Аньхой. Растения риса были пересажены на основное поле с плотностью 20 холмов на метр ² 25/26 мая и собраны 10/11 октября за весь опытный период. Норма внесения азотных удобрений составляла 225 кг / га ^–1 и вносилась в соотношении 5: 3: 2 (вес / вес / вес) на этапах базального, кущения и колошения. Базальные удобрения вносили в посевы риса после пересадки на основное поле, а подкормку применяли на этапах кущения и колошения.Цельное фосфорное (P ₂ O ₅) удобрение и 45% калийное (K ₂ O) удобрение вносили на базальной стадии, а оставшееся удобрение K ₂ O вносили на стадии заголовка в форме KCl. Для урожая пшеницы основные удобрения вносили во время посева, а дополнительные удобрения вносили на стадиях кущения и метелки. Полный план внесения удобрений, использованный во время эксперимента, показан в таблице S1.

Удобрение оказывает важное влияние на урожайность и ее состав, а также на выбросы парниковых газов.Чтобы проанализировать конкретный эффект различных обработок удобрениями на урожайность, урожайность была измерена на участке. В то же время некоторые образцы растений использовались для расчета количества зерен в колосе и веса 1000 зерен. В течение всего экспериментального периода нормы внесения азотных удобрений для каждой обработки были одинаковыми и составляли от 0 до 225 кг / га ^-1. WFPS был рассчитан на основе определенного объемного содержания воды (VWC), насыпной плотности почвы 1.17 г · см ⁻³ и плотность частиц почвы 2,65 г · см ⁻³. Температура воздуха и осадки регистрировались на ближайшей метрологической станции.

Отбор проб и N

₂ Измерение потоков O

Статическая закрытая камера была сконструирована из полиэфирного материала и использовалась для измерения потоков N ₂ O [9,28]; высота статической камеры составляла 1 м при ширине и длине 0,5 м. Основание камеры было изготовлено из материала ПВХ (0.5 м × 0,5 м × 0,15 м), который был установлен на глубину 10 см в грунт. На каждом участке для сбора образцов использовались три ручные статические камеры. Все камеры были обернуты алюминиевой фольгой для контроля температуры воздуха в камере и оснащены циркуляционным вентилятором для обеспечения полного перемешивания газа в течение всего периода отбора проб. Мы собрали три различных образца газа (n = 3) с помощью пластикового шприца объемом 50 мл из каждой статической камеры с шестиминутными интервалами времени после закрытия камеры.

Для сезонов посева риса и пшеницы потоки N ₂ O были рассчитаны в период с 25 мая по 10 октября и с 15 октября по 20 мая (2012–2015 годы), соответственно.N _{2 Пробы газа} O были отобраны с 8:00 до 11:00 на экспериментальном поле. Измерения проводились с интервалами в 3, 5 или 7 дней, которые использовались для оценки сезонных значений выбросов N ₂ O. После сбора пробы газа сразу же были доставлены с месторождения в лабораторию для анализа. Пробы газа анализировали на содержание N ₂ O и CH ₄ с использованием газового хроматографа (Bruker 450-GC, США) через 24 часа сбора пробы. N ₂ O было обнаружено детектором Ni63ECD при температуре детектора 300 ° C; расход азота составлял 300 мл мин. ^-1.CH ₄ анализировался на канале FID с температурой детектора 300, а газообразный гелий использовался для измерения эмиссионного потока CH ₄. Мы измерили потоки CH ₄ только для расчета ПГП. Потоки выбросов парниковых газов (поток N ₂ O / CH ₄) с сельскохозяйственных угодий были определены с использованием следующего уравнения.

(1)

Где: F — скорость потока N ₂ O (мг · м ^-2 ч ^-1), p — плотность N ₂ O (N ₂ O: 1.25 кг м ^-3) при стандартных условиях, V — объем камеры (м ³), A — площадь основания камеры (м ²), V / A для высоты камеры, пост. / dt — скорость изменения концентрации ПГ в камере для отбора проб (мл · м ^-3 · ч ^-1), а T — средняя температура внутри камеры.

Вклад выбросов парниковых газов в глобальное потепление оценивается в эквиваленте CO ₂ на основе интегрированного потенциала глобального потепления (GWP) [29].Общий эквивалент выбросов CO ₂ для потоков N ₂ O и CH ₄ был оценен с помощью следующего уравнения.

(2)

Где CO _2-экв — общий выброс CO _{2 эквивалента} (кгCO _2-экв га ^-1) на единицу площади в течение вегетационного периода, а RCh5 и RN2O — общие количества выбросов CH ₄ и N ₂ O (кг / га ^-1), 25 и 298 относятся к соответствующим кратным ПГП для выбросов N ₂ O и CH ₄ за заданный временной горизонт ( обычно 100 лет).

Чтобы отразить экологические и экономические преимущества сельскохозяйственных культур, интенсивность выбросов парниковых газов (GHGI) была предложена в качестве комплексного индекса, который представляет собой соответствующий CO _2-экв на единицу урожайности [30].

(3)

Статистический анализ

Все статистические анализы были выполнены с использованием SPSS 17.0 (SPSS, Inc., США) и EXCEL 2010 для Windows. Средние потоки и стандартные отклонения N ₂ O были рассчитаны на основе данных трех графиков.Были изучены различия в сезонных кумулятивных выбросах N ₂ O и урожайности риса и пшеницы под влиянием азотных удобрений. Различия в сезонных выбросах N ₂ O и урожайности зерна между обработками были проанализированы с помощью двухфакторного дисперсионного анализа (ANOVA) и теста наименьшего значимого различия (LSD) при уровне значимости P <0,05. Наконец, для построения фигур использовалась программа Origin 8.0 (Origin Lab Corporation, США).

Результаты

Факторы окружающей среды

В течение периода исследования 2012–2015 гг. Среднее годовое количество осадков составляло 931.7 и 1039,4 мм (рис.1). Большая часть осадков выпадает с июля по ноябрь каждого года. Среднегодовая температура воздуха колебалась от 15,6 ° С до 15,7 ° С (рис. 1). Содержание WFPS колебалось от 35,1% до 58,6%, а средняя температура почвы колебалась от 7,1 ° C до 27,9 ° C (рис. 2A). В течение экспериментального периода 2013–14 и 2014–15 годов процент WFPS варьировался от 34,9% до 59,2% и от 38,7% до 58,6% соответственно; аналогично, температура почвы колебалась от 7,1 ° C до 25,8 ° C и от 7,1 ° C до 25,9 ° C соответственно (рис. 2A).Среднегодовая электропроводность почвы (ЕС) колебалась от 1,0 до 1,1 дСм · м ^-1 в течение экспериментального периода (рис. 2В).

Рис. 2.

Сезонные изменения (а) суточной температуры почвы ° C (0–10 см) и заполненного водой порового пространства (WFPS%), и (б) суточные изменения электропроводности почвы (EC, dS / м) в системе посевов рис-пшеница с 2012–2015 гг. .

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0202016.g002

Флюсы закиси азота

Потоки выбросов N ₂ O с посевных площадей рисово-пшеничных полей находились в пределах 0.61 мкг м ^-2 ч ^-1 до 1707,08 мкг м ^-2 ч ^-1 за весь эксперимент (рис. 3). Отрицательные потоки N ₂ O (диапазон –0,5 мкг м ^-2 ч ^-1 до –378,55 мкг м ^-2 ч ^-1) также наблюдались в основном во время посевного сезона пшеницы (рис. 3) . Как показано в наших результатах, пики выбросов N ₂ O приходятся на период от 0 до 7 дней после внесения удобрений при выращивании риса и пшеницы. В основном пиковые потоки наблюдались в сезон выращивания пшеницы.Если взять в качестве примера обработку OF, пики выбросов произошли на 2 ^-й и 6 ^-й день после внесения базального удобрения и удобрения на стадии кущения в урожай пшеницы, соответственно; для риса пик выбросов пришелся на 2 ^{-й день}, 5 ^{-й день} и 7 ^{-й день} года после внесения основного удобрения, удобрения для кущения и удобрения метелками, соответственно.

Рис. 3. Сезонные изменения потоков выбросов закиси азота (N ₂ O) (мкг м ^-2 ч ^-1) от систем возделывания риса и пшеницы в трех годовых циклах в период 2012–2015 годов.

Столбики ошибок показывают стандартные ошибки среднего (n = 3), а стрелки указывают время внесения удобрений.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0202016.g003

Распределение потоков выбросов N ₂ O от различных обработок в систему возделывания риса и пшеницы было примерно одинаковым. В сезон риса наибольшие пики выбросов наблюдались после стадии пересадки и кущения, в то время как в сезон пшеницы большинство пиков наблюдались на стадиях кущения, выращивания и налива зерна.Средние потоки эмиссии N ₂ O составили 21,44 ± 1,4, 77,42 ± 6,2, 68,35 ± 5,5, 70,77 ± 6,0, 62,88 ± 7,1, 71,02 ± 6,2, 72,93 ± 7,0, 66,38 ± 5,8 мкг м ^-2 ч ^{— 1} для CK, CF, OF, SRF, OF + UI, OF + CT, CF + SI и CF + DI соответственно. Характер распределения выбросов N ₂ O был разным на разных стадиях роста (кущение, вскрытие и насыпка зерна) в оба сезона выращивания. Стадия вегетативного роста (от прорастания до зарождения метелки) была основной стадией эмиссии N ₂ O в системе возделывания риса и пшеницы.На этом этапе доля выбросов N ₂ O из риса и пшеницы составляла 57 ~ 69% и 76 ~ 81%, соответственно.

Значения кумулятивных выбросов N ₂ O различались в течение всего экспериментального периода в рамках одних и тех же обработок. В течение сезона пшеницы совокупные выбросы N ₂ O для OF, SRF и OF + UI составили 115,90 ± 12,9 мг м ^-2, 96,44 ± 5,3 мг м ^-2 и 79,73 ± 4,4 мг м ^-2, а в рисовый сезон совокупные выбросы N ₂ O составили 92.23 ± 9,67 мг м ^-2, 71,99 ± 5,43 мг м ^-2 и 54,87 ± 4,33 мг м ^-2 соответственно. Наивысший ПГП выбросов N ₂ O составил 0,21 ± 0,02 кг га ^-1 (OF) для пшеницы и 1,20 ± 0,02 кг га ^-1 (OF) для рисового сезона (Таблица 1).

В целом обработка ЦК показала самые низкие пики сезонных выбросов N ₂ O в системе возделывания риса и пшеницы. Обработка CF привела к самым высоким выбросам в течение сезона посева пшеницы, тогда как обработка OF имела самые высокие выбросы в сезон посева риса.По сравнению с обработкой CF, годовые выбросы N ₂ O при обработках OF, SRF, OF + UI, CF + SI и CF + DI показали весьма значимое сокращение на 12,87%, 16,94%, 21,20%, 18,05% и 22,15. % в течение сезона сбора урожая пшеницы, соответственно ( P <0,05, таблица 1). В сезон посева риса годовые выбросы N ₂ O в результате обработки SRF были значительно сокращены на 5,55%, а сокращение OF + UI было чрезвычайно значительным и составило 7,93%. Сокращение выбросов парниковых газов SRF и OF + UI было лучшим среди всех обработок.

Урожайность и эквивалент CO

_{2 Выбросы} (CO _2-экв.) при различных способах внесения удобрений

Применение большего количества азотных удобрений повысило урожайность сельскохозяйственных культур. По сравнению с ЦК, урожай пшеницы увеличился более чем на 120% для всех обработок; аналогично урожай риса был увеличен более чем на 40%, в то время как количество зерен и масса 1000 зерен также были значительно увеличены. За весь опытный период урожайность CF + SI и CF + DI была увеличена до 12.11% (пшеница), 5,51% (рис) и 11,32% (пшеница), 2,98% (рис) соответственно. Обработка SRF также значительно повысила урожайность в течение эксперимента. Обработка OF + UI привела к значительному увеличению урожайности до 15,59% (пшеница), 7,32% (рис) в цикле севооборота рис-пшеница. OF + UI давал самую высокую урожайность по сравнению с другими обработками. Можно видеть, что увеличение доли удобрений P и K, оптимизация внесения удобрений и комбинирование удобрений с ингибитором уреазы может увеличить количество зерен на колос и массу 1000 зерен урожая, тем самым увеличивая урожай (Таблица 2).

Интересно, что наблюдались значительные различия в выбросах CO _2-экв между обработками ( P <0,05, таблица 3). За экспериментальный период общие выбросы CO _2-экв варьировались от 5884 ± 351 CO ₂-экв кг га ^-1 до 10864 ± 516 CO ₂-экв кг га ^-1 и 341 ± 24 CO ₂ -экв. Кг га ^-1-749 ± 14 CO ₂ -экв. Кг га ^-1 для риса и пшеницы, соответственно. Во время рисового сезона самые высокие выбросы CO _2-экв наблюдались при обработке CF + DI, а самые низкие выбросы CO _2-экв наблюдались при обработке CK; тогда как во время сезона пшеницы самые высокие и самые низкие концентрации выбросов CO _2-экв наблюдались в CF и CK, соответственно (Таблица 3).При всех обработках выбросы CO _2-экв были выше в сезон риса по сравнению с сезоном пшеницы, что могло быть связано с восстановлением окружающей среды на рисовых полях, что способствует метаногенезу. Выбросы CO _2-экв значительно варьировались в зависимости от сезона выращивания риса.

Интенсивность выбросов парниковых газов (GHGI) при различных способах внесения удобрений.

Различные интенсивности выбросов парниковых газов (GHGI) измерялись в течение всего года при одних и тех же обработках (Таблица 3).В цикле севооборота 3 ^rd соответствующие значения GHGI составили 0,16 ± 0,01 кг кг ^-1 и 0,23 ± 0,01 кг кг ^-1 для OF + UI и CF для сезона посева пшеницы и 0,84 ± 0,02 кг. кг ^-1 (OF + UI) и 1,17 ± 0,06 кг кг ^-1 (CF) для сезона посева риса (таблица 3). При сравнении обработок оплодотворением с обработкой CF было обнаружено, что процент GHGI при различных обработках оплодотворения ниже, чем у местного традиционного метода оплодотворения.GHGI обработки CK был значительно снижен до 15,38% за сезон сбора урожая риса, хотя не было обнаружено снижения в сезоне сбора урожая пшеницы по сравнению с обработкой CF; это указывает на то, что внесение азотных удобрений во время рисового сезона привело к значительному увеличению выбросов парниковых газов, что привело к очень значительному увеличению выбросов парниковых газов. По сравнению с CK, GHGI обработки OF был значительно снижен на 17,39% за сезон пшеницы, но не было значительного снижения за сезон риса.Значения GHGI обработки SRF были снижены на 14,53% и 26,09% за сезоны риса и пшеницы, соответственно; это указывает на то, что использование контролируемых удобрений может привести к значительному сокращению выбросов и увеличению урожайности на сельскохозяйственных угодьях севооборота рис-пшеница в Чаоху. Обработка CF + SI и CF + DI привела к сокращению выбросов парниковых газов до 14,98% и 11,6% для рисового сезона, соответственно. При таком же подходе выбросы парниковых газов значительно сократили урожай пшеницы.

Обсуждение

Несколько предыдущих исследований показали, что внесение азотных удобрений увеличивает выбросы N ₂ O из сельскохозяйственных почв [16,24,31].N ₂ Потоки выбросов O с посевных площадей рисовой и пшеничной культур варьировались от 0,61 мкг м ^-2 ч ^-1 до 1707,08 мкг м ^-2 ч ^-1 за экспериментальный период, что согласуется с результатами предыдущие исследования (0,6 мкг м ^-2 ч ^-1 до 1516,2 мкг м ^-2 ч ^-1), проведенные в разных регионах [11,32,33]. В этом исследовании отрицательный поток выбросов N ₂ O также наблюдался с октября по март, что могло быть связано с понижением температуры почвы.В другом исследовании сообщалось об отрицательном потоке эмиссии N ₂ O с ноября по январь [11]. В земной среде существует множество факторов, влияющих на выбросы N ₂ O в результате денитрификации, нитрификации, хемоденитрификации, гетеротрофной нитрификации, коденитрификации и окисления аммиака; на эти процессы напрямую влияет внесение азотных удобрений в почву [13,34,35]. Результаты этого исследования также подтверждают этот вывод. Таким же образом мы проанализировали влияние внесения азота на выбросы N ₂ O и пики выбросов во время посевных сезонов риса и пшеницы.В этом исследовании азотные удобрения не использовались при обработке CK, и его сезонные и годовые накопленные выбросы N ₂ O были значительно ниже, чем при других обработках удобрениями. Сезонные потоки выбросов N ₂ O, наблюдаемые Zou и др. . [31], составили в среднем очень низкие 2,26 мкг м ^-2 ч ^-1 с азотными удобрениями, внесенными на площади 150 кг га ^-1. Аналогичным образом, при уменьшении внесения азотных удобрений на различные сельскохозяйственные поля [36–38] сообщалось о более низких потоках выбросов N ₂ O.Это исследование показало, что увеличение внесения азотных удобрений может способствовать выбросу N ₂ O из почвы в атмосферную среду.

Это исследование продемонстрировало, что цикл севооборота значительно повлиял на выбросы N ₂ O в почву, тогда как уменьшение внесения азотных удобрений может снизить выбросы N ₂ O. Аналогичным образом, в предыдущих исследованиях также сообщалось, что правильный цикл севооборота может значительно снизить выбросы N ₂ O [13,26,33,39].N ₂ Выбросы O из риса и пшеницы были сбалансированы в течение сезонов выращивания риса и пшеницы, составляя 55% -61% за сезон пшеницы и 39% -44% за сезон риса; это указывает на то, что рис и пшеница были основными источниками выбросов N ₂ O. Лю и др. . [11] показали аналогичные результаты для системы севооборота пшеница-кукуруза. На протяжении всего экспериментального периода основными источниками выбросов N ₂ O были суша и затопленные рисовые поля. Результаты показали, что выбросы N ₂ O могут быть значительно сокращены до 12.44% и 15,82% для риса и пшеницы по сравнению с обычным удобрением, соответственно; это могло бы служить основным методом сокращения выбросов N ₂ O в системах выращивания риса и пшеницы в Чаоху. Наши результаты были аналогичны оценкам, полученным Ху и др. . [28] в цикле севооборота рис-пшеница.

Выбросы CO _2-экв. в системе возделывания риса и пшеницы варьировались от 341,02 ± 24,48 CO ₂ -экв. Кг га ^-1 до 10863,92 ± 516.34 CO ₂ -экв. Кг га ^-1 (Таблица 3), что было в пределах 295,65 ± 12,54 CO ₂ -экв. Кг га ^-1 до 9710,12 ± 474,98 CO ₂ -экв. Кг га ^-1, наблюдаемый в недавних исследованиях, проведенных в том же регионе [23,40–42]. В соответствии с предыдущими недавними исследованиями [42–44], рисовые поля имели больший вклад в общие выбросы CO _2-экв, чем пшеничные поля в системе выращивания риса и пшеницы.

Такие факторы, как температура почвы, влажность почвы, осадки и влияние ЭК почвы N _{2 Выбросы} O из сельскохозяйственных почв [45,46].Температура и влажность почвы влияют на функциональную активность денитрификаторов и нитрификаторов, производство субстратов и перенос произведенного N ₂ O в почве [47]. На протяжении всего эксперимента основными факторами, влияющими на выбросы N ₂ O, считались температура почвы и WFPS. Как правило, N ₂ O выделяется во время процессов денитрификации и нитрификации почвы [48,49], которые сильно зависят от температуры почвы [32,49,50]; таким образом, температура почвы может сильно влиять на выбросы N ₂ O.Увеличение выбросов N ₂ O при повышении температуры почвы с 25 ° C до 30 ° C показало, что производство N ₂ O было чувствительным к температуре почвы [6]. В этом исследовании средняя температура почвы составляла 15,6 ° C с диапазоном от -3,1 ° C до 34,5 ° C (рис. 2A). Максимальные выбросы N ₂ O наблюдались при 27,5 ° C, что аналогично результатам недавних исследований [6,51]. Чанг и др. . [52] исследовали реакцию потоков выбросов N ₂ O и CO ₂ на повышенную температуру почвы и показали, что темпы выбросов N ₂ O и CO ₂ экспоненциально увеличиваются с увеличением температуры почвы.В соответствии с недавними исследованиями [53–55], WFPS также сильно повлиял на производство и выбросы N ₂ O из земной среды. В этом эксперименте значения WFPS варьировались от 34,9% до 59,2% как для риса, так и для выращивания пшеницы (рис. 2A), что попадало в диапазон значений (от 12,7 до 53,8%), наблюдаемых на сельскохозяйственных полях в Теннесси [38]. В различных исследованиях также сообщается, что оптимальный WFPS для выбросов N ₂ O находится в диапазоне 48% -85% [56] [57] [58].

В этом экспериментальном исследовании значения GHGI при различных обработках азотными удобрениями варьировались от -0.03 ± 0,01 кг CO ₂ -экв. Га ^-1 до 1,18 ± 0,02 кг CO ₂ -экв. Га ^-1 (Таблица 3), что аналогично (0,02 ± 0,02 кг CO ₂ -экв. га ^-1 до 1,15 ± 0,05 кг CO ₂ -экв. га ^-1) к предыдущему исследованию [44]; они были выше, чем значения, полученные на кукурузных полях в центральной части Небраски, где GHGI составлял 0,8 ± 0,02 кг CO ₂ -экв. га ^-1 [59], но ниже, чем 8,3 кг CO ₂ -экв. -1 ранее оценено в Китае [60].

Чрезмерное использование норм внесения химических азотных удобрений в системах возделывания риса и пшеницы в Китае хорошо задокументировано и приводит к значительным выбросам N ₂ O. Для будущего сокращения выбросов N ₂ O от систем возделывания риса и пшеницы потребуется приходят критические замеры; Во-первых, мы можем снизить выбросы парниковых газов, образующихся при использовании азотных удобрений, за счет оптимизации нормы внесения [61,62]. Во-вторых, выбросы N ₂ O можно также снизить за счет использования удобрений с полимерным покрытием [63] и / или ингибиторов нитрификации [64].В нашем исследовании среди всех обработок азотными удобрениями обработка OF + UI показала максимальную урожайность, а также самые низкие выбросы N ₂ O в системе возделывания риса и пшеницы в Китае. Тем не менее, при чрезмерном использовании цикла севооборота рис-пшеница в Китае, существует острая необходимость в надлежащих подходах к оптимизации управления удобрениями для системы выращивания риса и пшеницы, чтобы одновременно повысить урожайность и снизить выбросы парниковых газов в Китае.

Заключение

В этом эксперименте мы изучили сезонные годовые потоки выбросов N ₂ O и урожайность сельскохозяйственных культур при различных обработках азотными удобрениями (азотными удобрениями) в системе посева риса и пшеницы в 2012–2015 годах в восточном Китае.Избыточное использование азотных удобрений в сезон посева риса и пшеницы для максимизации урожайности в Китае является причиной выбросов N ₂ O. Мы также определили, что различные факторы окружающей среды также были вовлечены в выбросы N ₂ O. Потоки выбросов N ₂ O в посевной сезон риса и пшеницы варьировались от 0,61 мкг м ^-2 ч ^-1 до 1707,08 мкг м ^-2 ч ^-1. Мы проанализировали, что потоки N ₂ O были увеличены за счет увеличения нормы внесения азотных удобрений (0–225 кг га ^-1).В ходе этого эксперимента мы также проанализировали, что за счет увеличения степени использования удобрений NPK были значительно снижены выбросы парниковых газов (с 57,14% до 68,38%). Среди всех обработок SRF и OF + UI были признаны лучшими обработками для получения более высокого урожая с меньшими выбросами N ₂ O, и, таким образом, в этих обработках также было обнаружено значительное сокращение выбросов парниковых газов. В настоящем исследовании подчеркивается, что улучшенное управление азотными удобрениями значительно снизило выбросы парниковых газов, особенно закиси азота из земной среды, в атмосферную среду и повысило урожайность сельскохозяйственных культур.

Благодарности

Авторы выражают благодарность Некоммерческому исследовательскому фонду за финансовую поддержку, а также Центру агроэкологической среды Аньхой за организацию полевых работ.

Список литературы

1. Сааренхеймо Дж., Риссанен А.Дж., Арвола Л., Нюкенен Х., Леманн М.Ф., Тиирола М. Генетический и экологический контроль накопления закиси азота в озерах. PLoS One. 2015; 10: 1–14. pmid: 25756328
2.Чжан И, Линь Ф, Джин И, Ван Х, Лю С., Цзоу Дж. Реакция потоков азота и закиси азота на внесение азотных удобрений в системах выращивания овощей в теплицах на юго-востоке Китая. Издательская группа «Научная публика»; 2016; 1–11.
3. Чарльз А., Рошетт П., Уэлен Дж. К., Анже Д. А., Шантиньи М. Х., Бертран Н. Глобальные коэффициенты выбросов закиси азота из сельскохозяйственных почв после добавления органических добавок: метаанализ. Сельское хозяйство Ecosyst Environ. Elsevier B.V .; 2017; 236: 88–98.
4. Kock A, Löscher CR, Schmitz RA, Bange HW. Массивные выбросы закиси азота из тропиков южной части Тихого океана. 2015; 8.
5. Цзян Y, Хуанг X, Чжан X, Чжан X, Чжан Y, Чжэн С. Оптимизация распределения фотосинтата в рисовых растениях снижает выбросы N 2 O с рисовых полей. Издательская группа «Научная публика»; 2016; 1–9.
6. Лю Р., Хайден Х.Л., Сутер Х., Ху Х., Лам С.К., Хе Дж. И др. Влияние температуры и влажности на источник N2O и вклад окислителей аммиака в сельскохозяйственную почву.Биол плодородные почвы. Биология и плодородие почв; 2017; 53: 141–152.
7. Галлоуэй Дж. Н., Тренды Р., Галлоуэй Дж. Н., Таунсенд А. Р., Эрисман Дж. В., Бекунда М. и др. Трансформация азотного цикла: возможные решения. 2013; 889.
8. Хартер Дж., Краузе Х., Шюттлер С., Рузер Р., Фромм М., Шолтен Т. и др. Связывание выбросов N 2 O из почвы, в которую внесен биоуглер, со структурой и функцией сообщества микроорганизмов, использующих азотные циклы. Издательская группа «Природа»; 2013; 8: 660–674.
9. Рош Л., Форрестол П.Дж., Ланиган Г.Дж., Ричардс К.Г., Шоу Л.Дж., Уолл Д.П. Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда Влияние азотных составов удобрений и азотных стабилизаторов на выбросы закиси азота яровым ячменем. «Сельское хозяйство, Ecosyst Environ. Elsevier B.V .; 2016; 233: 229–237.
10. Рэй Д.С., Дэвидсон Э.А., Смит К.А., Смит П., Мелилло Дж. М., Дентенер Ф. и др. Глобальное сельское хозяйство и выбросы закиси азота. Нат Клим Чанг. Издательская группа «Природа»; 2012; 2: 410–416.
11. Лю Ц., Ван К., Мэн С., Чжэн Х, Чжоу З., Хан С. и др. Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда Влияние орошения, удобрения и обработки соломы сельскохозяйственных культур на выбросы закиси азота и окиси азота из севооборота пшеницы и кукурузы в северном Китае. «Сельское хозяйство, Ecosyst Environ. Elsevier B.V .; 2011; 140: 226–233.
12. Шан К. Чистый годовой потенциал глобального потепления и интенсивность парниковых газов в китайских системах двойного выращивания риса: трехлетние полевые измерения в долгосрочных экспериментах с удобрениями.2011; 2196–2210.
13. Луо С., Ю Л., Лю Ю., Чжан Ю., Ян В., Ли З. Влияние пониженного поступления азота на продуктивность и выбросы N 2 O в системе промежуточного посева сахарного тростника / сои. Eur J Agron. Elsevier B.V .; 2016; 81: 78–85.
14. Картер CA. Сельское хозяйство Китая: достижения и проблемы. Джаннини основал Agric Econ Univ Calif .: 30–32.
15. Гхош Б. Продовольственная безопасность и продовольственная самообеспеченность в Китае: от прошлого до 2050 года. Food Energy Secur.2014; 3: 86–95.
16. Паркин ТБ, Хэтфилд JL. Удобрения с повышенной эффективностью: влияние на выбросы оксида азота в штате Айова. Удобрения с повышенной эффективностью: влияние на выбросы оксида азота в штате Айова. 2013;
17. Цзюй Т, Син Дж., Чен Х, Чжан С. Proc Natl Acad Sci USA (106: 3041–3046; 2009; 106. Pmid: 187
18. Chen Q, Zhang X, Zhang H, Christie P, Li X, Horlacher D. и др. Оценка текущей практики внесения удобрений и плодородия почвы при выращивании овощей в регионе Пекина.2004; 51–58.
19. Лю Х, Чжан Ф., Ролке М. Азотные удобрения, накопление нитратов в почве и рекомендации по политике в нескольких сельскохозяйственных регионах Китая. 2004. 33: 300–305.
20. Дэн Дж., Чжоу З., Чжэн Х, Ли С. Моделирование воздействия альтернативных удобрений на выбросы закиси азота и окиси азота из традиционных овощных полей в юго-восточном Китае. Atmos Environ. Elsevier Ltd; 2013. 81: 642–650.
21. Diao T, Xie L, Guo L, Yan H, Lin M, Zhang H и др.Измерения выбросов N 2 O из различных овощных полей на Северо-Китайской равнине. Atmos Environ. Elsevier Ltd; 2013; 72: 70–76.
22. Zhu X, Burger M, Doane TA, Horwath WR. Пути окисления аммиака и денитрификация нитроцементации являются важными источниками N 2 O и NO в условиях низкой доступности кислорода. 2013; 1–6.
23. Yao Z, Zheng X, Dong H, Wang R, Mei B, Zhu J. 3-летний отчет о выбросах N2O и Ch5 из супесчаных полей в рисовые сезоны в зависимости от различных норм внесения азота.Сельское хозяйство Ecosyst Environ. Elsevier B.V .; 2012; 152: 1–9.
24. HOBEN J. P., GEHL w R.J., MI L LAR z PRGGPRERS N. Нелинейная реакция закиси азота (N 2 O) на азотные удобрения в сельскохозяйственных культурах кукурузы на Среднем Западе США. 2011; 1140–1152.
25. Ян Г, Чжэн Х, Цуй Ф, Яо З, Чжоу З, Дэн Дж и др. Двухлетние одновременные записи потоков N2O и NO с возделываемых пахотных земель на равнине северного Китая с уменьшенной на одну треть скоростью добавления азота. Сельское хозяйство Ecosyst Environ.2013; 178: 39–50.
26. Яо З, Чжэн Х, Ван Р., Се Б., Баттербах-Бахл К., Чжу Дж. Потоки закиси азота и метана из севооборота рис-пшеница при заделке пожнивных остатков пшеницы и без обработки почвы. Atmos Environ. Elsevier Ltd; 2013. 79: 641–649.
27. Ши К., Рот М., Чжан Х., Ли З. Влияние урбанизации на долгосрочную изменчивость тумана в провинции Аньхой, Китай. Atmos Environ. Elsevier Ltd; 2008; 42: 8484–8492.
28. Chadwicka DR.Оптимизация камерных методов для измерения выбросов закиси азота в сельскохозяйственных экспериментах на участках. 2014; 295–307.
29. Zhang A, Bian R, Pan G, Cui L, Hussain Q, Li L. Исследования полевых культур Влияние поправки на биочар на качество почвы, урожайность и выбросы парниковых газов на китайских рисовых полях: полевое исследование 2 последовательных циклов выращивания риса . F Crop Res. Elsevier B.V .; 2012; 127: 153–160.
30. Соломон С., Цинь Д. Изменение климата 2007 Основа физических наук.Журнал химической информации и моделирования. 2013.
31. Halvorson AD, Snyder CS, Blaylock AD, Grosso SJ Del. Азотные удобрения с повышенной эффективностью: потенциальная роль в уменьшении выбросов оксида азота. 2014;
32. Аулах М.С., Хера Т.С., Доран Дж.В., Бронсон К.Ф. Денитрификация, потоки N2O и CO2 в системе возделывания риса и пшеницы под влиянием пожнивных остатков, азота удобрений и сидератов бобовых культур. Биол плодородные почвы. 2001; 34: 375–389.
33.Ху Н, Ван Б., Гу З., Тао Б., Чжан З., Ху С. и др. Влияние различных режимов возврата соломы на выбросы парниковых газов и урожайность в системе севооборота рис-пшеница. Сельское хозяйство Ecosyst Environ. Elsevier B.V .; 2016; 223: 115–122.
34. Шурпали Н.Дж., Ранник Ю., Йокинен С., Линд С., Биази С., Маммарелла I и др. Пренебрежение суточными колебаниями приводит к неопределенности в выбросах закиси азота на суше. Nat Publ Gr. Издательская группа «Природа»; 2016; 1–9. pmid: 27158119
35.Чжан X, Сюй М., Лю Дж., Сун Н., Ван Б., Ву Л. Выбросы парниковых газов и запасы углерода и азота в почве в результате 20-летней системы удобрений пшеницы и кукурузы: модельный подход. J Environ Manage. Elsevier Ltd; 2016; 167: 105–114. pmid: 26615226
36. Молодовская М, Варланд Дж., Ричардс Б.К., Оберг Г., Стинхейс Т.С. Закись азота из гетерогенных сельскохозяйственных ландшафтов: анализ вклада источников, проведенный Эдди Коварианс и Чемберс. Soil Sci Soc Am J. 2011; 75: 1829.
37. Уссири ДАН, Лал Р., Яреки МК. Выбросы закиси азота и метана в результате длительной обработки почвы в системе непрерывного возделывания кукурузы в Огайо. Обработка почвы Res. 2009. 104: 247–255.
38. Дэн Кью, Хуэй Д., Ван Дж., Ивуозо С., Ю Ч.Л., Джима Т. и др. Урожайность кукурузы и выбросы закиси азота в почве при различных удобрениях и управлении почвой: трехлетний полевой эксперимент в среднем Теннесси. PLoS One. 2015; 10: 1–14. pmid: 256
39. Hou Y, Velthof GL, Lesschen JP, Старицкий И.Г., Оенема О.Восстановление питательных веществ и выбросы аммиака, закиси азота и метана из навоза животных в Европе: влияние технологий обработки навоза. Environ Sci Technol. 2016; acs.est.6b04524. pmid: 27997150
40. Лю С., Чжан И, Линь Ф, Чжан Л., Цзоу Дж. Выбросы метана и закиси азота от рисовых полей с прямым посевом и саженцами на юго-востоке Китая. Почва растений. 2014; 374: 285–297.
41. Чжан X, Инь С., Ли И, Чжуан Х., Ли Ц., Лю С. Сравнение выбросов парниковых газов с рисовых полей при различных нагрузках азотными удобрениями на острове Чунмин, Восточный Китай.Sci Total Environ. Elsevier B.V .; 2014; 472: 381–388. pmid: 24295754
42. Ма YC, Kong XW, Yang B, Zhang XL, Yan XY, Yang JC и др. Чистый потенциал глобального потепления и интенсивность выбросов парниковых газов при ежегодном севообороте рис-пшеница с интегрированной системой управления почвой и культурой. Сельское хозяйство Ecosyst Environ. 2013; 164: 209–219.
43. Гупта Д.К., Бхатия А., Кумар А., Чакрабарти Б., Джайн Н., Патак Х. Потенциал глобального потепления системы возделывания риса (Oryza sativa) и пшеницы (Triticum aestivum) на Индо-Гангских равнинах.Индийский J Agric Sci. 2015; 85: 63–72.
44. Хуан Т., Гао Б., Кристи П., Цзюй X. Чистый потенциал глобального потепления и интенсивность парниковых газов в севообороте зерновых культур двойного посева под влиянием азота и обработки соломы. Биогеонауки. 2013; 10: 7897–7911.
45. Ху Х, Чен Д., Хе Дж. Микробная регуляция образования закиси азота на земле: понимание биологических путей для прогнозирования скорости выбросов ВВЕДЕНИЕ: ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С УВЕЛИЧЕНИЕМ НАЗЕМНОГО N 2 O.2015; 1–21.
46. Доран Дж. В., Дрижбер Р. А., Доберман А. Электропроводность почвы и содержание воды влияют на выбросы оксида азота и диоксида углерода в почвах с интенсивным управлением. 2006; 1999–2010 гг.
47. Все UTC. Обмен оксида азота между почвой и воздухом: обзор процессов, факторов окружающей среды и моделирование Автор (ы): Йорг Людвиг, Франц X. Майкснер, Бернхард Фогель и Йохен Ферстнер Издатель: Springer Stable URL: http: // www. jstor.org / стабильный. 2016; 52: 225–257.
48. Шакур А., Абдулла М., Юсуф Б., Амина, Ма Ю. Эмиссия оксида азота в атмосферу и процессы, участвующие в его биогеохимической трансформации в земной среде. Environ Sci Pollut Res. Науки об окружающей среде и исследованиях загрязнения окружающей среды; 2016; pmid: 27771880
49. Смит К.А., МакТаггарт И.П., Цурута Х. Выбросы N2O и NO, связанные с азотными удобрениями в интенсивном сельском хозяйстве, и потенциал для смягчения последствий.Почвенное использование Манаг. 1997. 13: 296–304.
50. Sun H, Zhou S, Fu Z, Chen G, Zou G, Song X. Двухлетние полевые измерения потоков метана и закиси азота с рисовых полей в контрастных климатических условиях. Издательская группа «Научная публика»; 2016; 6: 28255. pmid: 27321231
51. Maljanen M, Yli-Moijala H, Biasi C, Leblans NIW, De Boeck HJ, Bjarnadóttir B, et al. Выбросы закиси азота и метана из-за естественных градиентов температуры почвы в вулканической зоне на юго-западе Исландии.Почва Биол Биохим. 2017; 109: 70–80.
52. Чанг С. К., Цзэн К. Х., Ся Ю. Дж., Ван С. П., Ву Дж. Т.. Дыхание почвы в субтропическом горном облачном лесу на Тайване. Agric для Meteorol. 2008; 148: 788–798.
53. Далал Р.К., Ван В., Робертсон Г.П., Партон В.Дж. Выбросы закиси азота с сельскохозяйственных земель Австралии и варианты смягчения: обзор. Aust J Soil Res. 2003; 165–195.
54. Бейтман Э. М. Бэггс Э. Дж. ORIGINA L PA PER Вклад нитрификации и денитрификации в выбросы N 2 O из почв в различных поровых пространствах, заполненных водой.2005; 379–388.
55. Le J, Baujard E, Milloux M, Andreux F, Mathieu O, He C. Количественная оценка вклада нитрификации и денитрификации в поток закиси азота с использованием индикаторов 15 N. Environ Pollut. 2006; 144. pmid: 16569469
56. Дель Прадо А., Мерино П., Эставилло Дж. М., Пинто М., Гонсалес-Муруа К. Выбросы N2O и NO из различных источников азота и при разном содержании воды в почве. Nutr Cycl Agroecosystems. 2006. 74: 229–243.
57. Yu J, Meixner FX, Sun W, Liang Z, Chen Y, Mamtimin B и др.Эмиссия биогенного оксида азота из засоленных натриевых почв в полузасушливом регионе на северо-востоке Китая: лабораторное исследование. J Geophys Res Biogeosciences. 2008; 113: 1–11.
58. Лю Ц., Чжэн Х, Чжоу З., Хань С., Ван И, Ван К. и др. Выбросы закиси азота и окиси азота с орошаемого хлопкового поля в Северном Китае. Почва растений. 2010. 332: 123–134.
59. Грассини П., Кассман К.Г. Высокоурожайная кукуруза с большим выходом чистой энергии и небольшой интенсивностью глобального потепленияProc Natl Acad Sci U S. A. 2012; 109: 1073–1079.
60. Чжан В.Дж., Ван XJ, Сюй М.Г., Хуанг С.М., Лю Х., Пэн С. Динамика органического углерода в почве при долгосрочном внесении удобрений на пахотных землях северного Китая. Биогеонауки. 2010; 409–425.
61. Ju X, Lu X, Gao Z, Chen X, Su F, Kogge M и др. Процессы и факторы, контролирующие производство N 2 O в низкоуглеродистой известняковой почве с интенсивным регулированием в субгумидных муссонных условиях. Environ Pollut. Elsevier Ltd; 2011; 159: 1007–1016.pmid: 21251741
62. Лю Ч., Ван К., Чжэн Х. Реакция потоков N 2 O и CH 4 на нормы внесения азота в удобрения в орошаемой системе возделывания пшеницы и кукурузы в северном Китае. Биогеонауки. 2012; 5194.
63. Ху Х, Су Ф, Джу Х, Гао Б., Оенема О, Кристи П. и др. Выбросы парниковых газов от системы двойного посева пшеницы и кукурузы с различными режимами азотных удобрений. Environ Pollut. Elsevier Ltd; 2013; 176: 198–207. pmid: 23434574
64.Ding WX, Yu HY, Cai ZC. Влияние уреазы и ингибиторов нитрификации на выбросы закиси азота из речных водоемов Северо-Китайской равнины. 2011; 91–99.

Что такое экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО)?

Экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) помогает при оплодотворении, развитии эмбриона и имплантации, чтобы вы могли забеременеть.

Как работает ЭКО?

ЭКО — это экстракорпоральное оплодотворение. Это один из наиболее широко известных видов вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ).ЭКО работает с использованием комбинации лекарств и хирургических процедур, чтобы помочь спермой оплодотворить яйцеклетку и помочь имплантату оплодотворенной яйцеклетки в матке.

Во-первых, вы принимаете лекарство, которое заставляет несколько яйцеклеток созреть и подготовить их к оплодотворению. Затем врач извлекает яйцеклетки из вашего тела и смешивает их со спермой в лаборатории, чтобы помочь спермой оплодотворить яйцеклетки. Затем они помещают 1 или несколько оплодотворенных яйцеклеток (эмбрионов) прямо в вашу матку. Беременность наступает, если какой-либо из эмбрионов имплантируется в слизистую оболочку матки.

IVF состоит из множества этапов, и весь процесс занимает несколько месяцев. Иногда это срабатывает с первой попытки, но многим людям требуется более 1 раунда ЭКО, чтобы забеременеть. ЭКО определенно увеличивает ваши шансы на беременность, если у вас проблемы с фертильностью, но нет никаких гарантий — все тела разные, и ЭКО не сработает для всех.

Что такое процесс ЭКО?

Первым шагом в ЭКО является прием лекарств от бесплодия в течение нескольких месяцев, чтобы помочь яичникам произвести несколько зрелых яйцеклеток, готовых к оплодотворению.Это называется индукцией овуляции. Вы можете регулярно проходить УЗИ или анализы крови для измерения уровня гормонов и отслеживания яйценоскости.

Когда ваши яичники произведут достаточно зрелых яйцеклеток, ваш врач удалит яйцеклетки из вашего тела (это называется извлечением яйцеклеток). Извлечение яйцеклеток — это небольшая хирургическая процедура, которую проводят в кабинете вашего врача или в клинике репродуктивной медицины.

Вы получите лекарство, которое поможет вам расслабиться и почувствовать себя комфортно во время процедуры. Используя ультразвук, чтобы заглянуть внутрь вашего тела, врач вводит тонкую полую трубку через влагалище в яичник и фолликулы, в которых находятся ваши яйца.Игла подключена к отсасывающему устройству, которое аккуратно вытягивает яйца из каждого фолликула.

В лаборатории ваши яйцеклетки смешивают со сперматозоидами вашего партнера или донора — это называется оплодотворением. Яйца и сперма хранятся вместе в специальном контейнере, и происходит оплодотворение. Для сперматозоидов, которые имеют более низкую подвижность (а также не плавают), их можно вводить непосредственно в яйцеклетки, чтобы способствовать оплодотворению. Поскольку клетки оплодотворенных яиц делятся и превращаются в эмбрионы, люди, работающие в лаборатории, следят за процессом.

Примерно через 3-5 дней после извлечения яйцеклетки в вашу матку помещается 1 или несколько эмбрионов (это называется переносом эмбрионов). Врач вводит тонкую трубку через шейку матки в матку и через трубку вводит эмбрион прямо в матку.

Беременность наступает, если какой-либо из эмбрионов прикрепляется к слизистой оболочке матки. Перенос эмбрионов проводится в кабинете вашего врача или в клинике репродуктивного здоровья и обычно безболезнен.

Планируйте отдых в течение оставшегося дня после переноса эмбрионов.На следующий день вы можете вернуться к своей обычной деятельности. Вы также можете принимать таблетки или делать ежедневные уколы гормона прогестерона в течение первых 8-10 недель после переноса эмбриона. Гормоны облегчают выживание эмбриона в вашей матке.

Каковы побочные эффекты ЭКО?

Как и все лекарства и медицинские процедуры, ЭКО имеет некоторые риски и возможные побочные эффекты. К ним относятся:

Ваш врач может обсудить с вами любые вопросы или опасения, связанные с рисками и побочными эффектами ЭКО.

ЭКО также может быть трудным в эмоциональном плане как для человека, проходящего процедуру, так и для его партнера и / или семьи. Многие люди, проходящие лечение ЭКО, борются с депрессией и тревогой на протяжении всего процесса.

Разговор с людьми, которые пережили борьбу с фертильностью и ЭКО, может быть действительно полезным, если вы чувствуете себя подавленным или подавленным. Интернет-сообщества и личные сообщества также являются хорошими местами для встреч с людьми, которые понимают, что вы переживаете, и могут предложить совет и поддержку.Консультанты и терапевты также могут быть источником утешения.

Дополнительную информацию о группах поддержки и преодолении стресса, связанного с лечением бесплодия, можно найти в RESOLVE: Национальной ассоциации бесплодия. Ваш врач, специалист по фертильности или местный медицинский центр планирования семьи также могут предложить вам другие ресурсы и советы по поиску терапевтов или групп поддержки в вашем районе.

Сколько стоит ЭКО?

ЭКО, как правило, довольно дорогое. В некоторых штатах есть законы, согласно которым медицинские страховые компании должны частично или полностью покрывать расходы на лечение бесплодия, если вы соответствуете определенным требованиям.Но многие планы страхования вообще не предлагают никакого покрытия лечения бесплодия.

Дополнительную информацию о страховом покрытии ЭКО и других методов лечения бесплодия можно найти в Национальной ассоциации бесплодия.

Стоимость 1 цикла ЭКО включает лекарства, процедуры, анестезию, УЗИ, анализы крови, лабораторные работы и хранение эмбрионов. Точная стоимость одного цикла ЭКО варьируется, но может достигать 15000 долларов и более.

Была ли эта страница полезной?

Помогите нам стать лучше — чем эта информация может быть полезнее?

Как эта информация вам помогла?

Ты лучший! Спасибо за ваш отзыв.

Спасибо за ваш отзыв.

CDFA — FREP — CA Руководство по внесению удобрений

Молодые деревья

Покой
Зима

Блум
Пружина

Fruit Development
Лето

Урожай
Осень

Азот (N)

Почвенный тест

Листовой анализ

№

Азот (N) Почвенный тест Листовой анализ № Обработка почвы N Внекорневая N

Закрыть Фисташковое азотное питание
Симптомы дефицита
Снижается рост деревьев с дефицитом азота.Побеги тоньше, короче, кора молодых побегов может быть красноватой.
Вначале листья бледно-зеленые, позже они желтеют и рано опадают с дерева. Листья обычно меньше по размеру, но имеют нормальную форму. Черешки и средние жилки листьев с дефицитом азота становятся красными. Поскольку N подвижен в растениях, симптомы дефицита проявляются в первую очередь на более старых листьях.
Урожайность орехов снижается при недостатке азота ^{[N10, N11]}.Избыточный или недостаточный полив или вертициллезное увядание могут вызывать аналогичные симптомы ^[N4]. Поэтому симптомы дефицита лучше всего подтверждать анализом листьев.
Закрыть Анализ почвы
Анализ содержания нитратов в почве в садах проводится гораздо реже, чем в случае однолетних культур. Однако отбор проб почвы для определения уровней нитрата-N в корневой зоне обеспечивает поддержку решений по управлению питательными веществами ^[N1].
Нитрат-N, присутствующий после распускания листьев, способствует азотному питанию дерева. Одна ppm NO ₃ -N в одном футе почвы соответствует примерно 3,5-4 фунтам N / акр. Например, концентрация NO ₃ -N в 5 частей на миллион в верхней части профиля соответствует 17,5-20 фунтам N / акр ^[N18]. Напротив, нитраты в почвенном профиле осенью склонны к вымыванию зимой, особенно на песчаных почвах с низкой водоудерживающей способностью.Высокие концентрации могут быть результатом внесения азотных удобрений сверх потребности деревьев. ^[N18].
Для получения дополнительной информации о процедуре отбора проб см. Отбор проб для определения содержания нитратов почвы.
Закрыть Анализ листьев N
Отбор проб весенних листьев
Недавние исследования привели к созданию модели прогнозирования фисташек, которая использует анализ питательных веществ в образцах весенних листьев, собранных в мае, через 30-45 дней после полного цветения, для прогнозирования концентраций питательных веществ N и K в конце лета.Отбор проб в начале сезона дает информацию для сезонных корректировок удобрений.
Рекомендуется следующий протокол отбора проб листьев ^{[N6, N20]}:
Если переменная, разделите сады на одинаковые блоки и возьмите отдельные образцы для каждого блока.
Собирайте листья с неплодоносящих открытых ветвей.
Соберите по 10 листьев с каждого дерева на высоте 6-7 футов вокруг кроны дерева.
Сделайте пробу не менее 18 деревьев на расстоянии 25 ярдов от фруктового сада.
Собранные листья можно объединить в один пакет для анализа.
Образцы листьев следует собирать через 30-45 дней после полного цветения.
Образец необходимо проанализировать на содержание N, P, K, Ca, Cu и Mg.
Концентрации всех проанализированных питательных веществ и время отбора проб (дни после цветения) можно ввести в модель прогнозирования фисташек, которую можно найти здесь .
Прогнозируемые концентрации N и K в июле / августе можно интерпретировать, как описано для проб, отобранных в июле.
Отбор образцов летних листьев
Для определения уровня питательных веществ в саду ^[N4] рекомендуется следующая процедура отбора проб:
Если переменная, разделите сады на одинаковые блоки и возьмите отдельные образцы для каждого блока.
Взять пробы с конца июля по август.
Случайным образом соберите полностью развернутые подвздошные листочки с неплодоносящих ветвей на высоте примерно шести футов от земли.
Пример 10-20 деревьев в каждом садовом блоке.
Соберите 4-10 листьев с дерева.
Не отбирайте образцы листьев, на которые в сезон внесены удобрения для листвы интересующих элементов. Это особенно важно для микроэлементов.
Храните образцы в маркированных бумажных пакетах и отправляйте их в аналитическую лабораторию в течение 24 часов после сбора.
Интерпретация результатов
Концентрация питательных веществ в листьях меняется в течение сезона и может различаться между листьями одного и того же дерева в зависимости от их местоположения. Значения в таблице основаны на листьях, отобранных с конца июля по август в соответствии с процедурой отбора проб, описанной выше.Когда хорошие деревья сравнивают с плохими, образцы можно брать в любое время. Критические и оптимальные концентрации питательных веществ в листьях фисташек, отобранные с конца июля по август ^{[N4, N5, N24]}.
Устный перевод Питательные вещества (значения в% от сухого веса)
Азот фосфор Калий
Критическое значение 1.8 0,14 1,6
Рекомендуемый диапазон 2,2 — 2,5 0,14 — 0,17 1,8 — 2,0
Когда концентрация питательных веществ в листьях равна или ниже критических значений, урожайность составляет 95% или меньше максимальной, и могут присутствовать симптомы дефицита. Когда концентрация питательных веществ находится в рекомендуемом диапазоне, рост деревьев и урожайность должны быть оптимальными при условии, что другие параметры роста не ограничивают ^[N4].
Закрыть N Оплодотворение молодых деревьев
Потребность молодых фисташковых деревьев в азотных удобрениях зависит от плодородия почвы. Нормы внесения (см. Таблицу) лучше всего корректировать на основе анализа листьев. Бид и Каллсен ^[N3] рекомендуют оптимальную концентрацию азота в листьях 2-6-2,9% для быстрорастущих незрелых деревьев. Этот диапазон выше, чем диапазон, который считается оптимальным для взрослых деревьев (см. Leaf Analysis ).Рекомендуемые нормы внесения азота для молодых фисташковых деревьев ^[N3].
Возраст дерева N Норма внесения
(фунты / акр) (фунты / дерево) ¹
Первый лист 0–12 0–0,1
Вторая створка 18–24 0.15 — 0,2
Третья створка 30–42 0,25 — 0,35
Четвертая створка 60–72 0,5 — 0,6
Пятый лист 100–120 0,8 — 1,0
Шестой лист 120–130 1.0 — 1,1
Седьмой лист 135–150 1,1 — 1,3
Подкормку молодых деревьев лучше всего вносить в середине весны и начале лета. Позднее применение после августа может стимулировать чрезмерный вегетативный рост и задержать период покоя, что, в свою очередь, увеличивает риск повреждения морозом. ^[N3].
Мало что известно о влиянии различных типов удобрений на молодые фисташковые деревья.Для миндаля Brent Holtz ^[N12] рекомендует использовать гранулированные удобрения для перволистных деревьев, поскольку при использовании жидких удобрений повышается риск ожога корней, так как их внесение может привести к высоким концентрациям в корневой зоне. Для двулистных деревьев можно применять жидкие удобрения, такие как UN-32 или CAN-17. Для миндаля рекомендуется вносить гранулированные удобрения на расстоянии не менее 18 дюймов от ствола, но в зоне увлажнения ирригационной системы ^[N12].
Закрыть Азот, внесенный в почву
Подход к управлению азотом
Сиддики и Браун ^[N21] предложили следующий поэтапный подход:
Если переменная, разделите сады на одинаковые блоки.Управление азотом следует планировать для каждого участка сада отдельно.
Составьте предсезонный план внесения азотных удобрений на основе ожидаемой урожайности.
Принять во внимание вклад N от оросительной воды и органических удобрений, таких как навоз или компост). Например, 27,3 фунта N / акр наносятся на один акр-фут воды с концентрацией нитрата-N 10 ppm.
Подайте заявку в начале сезона N в соответствии с вашим предсезонным планом.
Взять образцы листьев в мае и провести оценку урожайности в сезон.
Отрегулируйте норму оставшихся N внесений на основе анализа листьев и оценок урожайности.
Все решения по внесению удобрений зависят от местной окружающей среды и должны быть соответственно скорректированы. Расчеты внесения азотных удобрений для различных сценариев можно найти здесь. ^[N21]
Норма внесения
В ходе полевых наблюдений, проведенных в четырех садах с 9-15-летними фисташковыми деревьями «Керман», расположенными в южной части долины Сан-Хоакин, Brown и Siddiqui ^{[N5, N6]} обнаружили, что в среднем из сада удаляется 28 фунтов азота. за 1000 фунтов товарной урожайности (CPC).Это значение включает все питательные вещества, удаленные из скорлупы, скорлупы и ядер, пустых орехов и другой нерыночной продукции на 1000 фунтов ^{[N5, N6]}.
Испытания в миндальных садах показали, что тщательно контролируемое фертигация азота может привести к эффективности не менее 70%. Это достижимая цель для фисташек, учитывая высокую распространенность микроорошаемых и плодородных садов ^[N5].
Например, в саду с товарной урожайностью 4000 фунтов / акр из сада удаляется 112 фунтов N / акр.При 70% эффективности и отсутствии поступления из других источников, таких как оросительная вода или органические удобрения, необходимо около 160 фунтов / акр азота удобрений (см. Таблицу). Модель можно найти здесь .
Кроме того, N требуется для поддержки требований к росту деревьев. В среднем, поглощение N превышало удаление с плодами и опущенными листьями на 78 г N на каждое дерево в ^[N17] году. В саду с 120 деревьями на акр это соответствует примерно 21 фунту N / акр.Однако большая часть азота накапливается в тканях многолетних растений в «неактивные» годы, в то время как количество азота, хранящегося в тканях многолетних растений, уменьшается в течение «активных» лет. Азот, хранящийся в «межсезонье», восстанавливается в следующем «рабочем» сезоне, главным образом, между ранним распусканием листьев и ранним расколом корпуса ^{[N7, N17, N21, N22]}. Приблизительные нормы внесения азота, основанные на урожайности и эффективности использования азота в оросительной системе (на основе ^{[N5, N6]}.
Доходность N снято Норма внесения N (фунт / акр) ¹⁾
(фунт / акр) (фунты / акр) Капельное орошение ²⁾ Полив по бороздам ²⁾
1000 28 40 ³⁾ 56 ³⁾
2000 56 80 ³⁾ 112 ³⁾
3000 84 120 168
4000 112 160 224
5000 140 200 280
6000 168 240 336
¹⁾ N в оросительной воде, остаточные почвенные нитраты и азот, минерализованный из органических источников, необходимо вычесть.
²⁾ Предполагается, что эффективность использования азота составляет 70% для капельного орошения 50% для полей, орошаемых по бороздам.
³⁾ В нерабочие годы норма внесения может быть увеличена с учетом увеличения объема хранения N.
«На деревьях»: время подачи заявки
В период от покоя (январь) до раннего распускания листьев фисташковые деревья почти полностью зависят от азота, который повторно мобилизуется из многолетних органов, и практически не поглощается азот из почвы ^[N21].Поэтому внесение азота до марта подлежит выщелачиванию за пределы корневой зоны ^[N2]. В «благоприятные» годы примерно 30% азота поглощается во время весеннего слива (с середины марта до конца мая) и 70% во время наполнения орехами. Было обнаружено, что поглощение N было незначительным в период между сбором урожая и старением листьев ^[N17].
По крайней мере, 80% питательных веществ следует вносить в период активного роста деревьев, начинающийся ранней весной (после начала распускания листьев) и продолжающийся в период раннего раскола корпуса.На основании полевых испытаний Сиддики и Браун ^[N21] рекомендуют вносить 20% годовой потребности после распускания листьев, 30% во время роста плодов, 30% во время заполнения ядра и 20% во время созревания плодов или в начале послеуборочного периода. так как листья еще здоровы.
Как минимум два процесса удобрения, а в идеале четыре или более должны быть инициированы между разделением листа и разделкой корпуса. Частое удобрение меньшими количествами азота обеспечивает адекватные концентрации азота в почве для поглощения растениями, одновременно сокращая периоды высокой концентрации азота, которые могут быть причиной потерь от выщелачивания при последующем орошении или дождях. ^[N21].
«Отключенные» деревья: время подачи заявки
Спрос на азот и его потребление во время весеннего слива больше на деревьях, находящихся «вне», чем на деревьях «на деревьях». Это говорит о том, что «неработающие» деревья нуждаются в большем количестве азота в начале сезона ^{[N16, N17]}. Половину сезона N можно применять к деревьям «вне» до закалки скорлупы, а оставшуюся часть в июле и августе.^[N2]. Следует избегать поздних заявок. Применение азота в сентябре для «выключения» деревьев может стимулировать чрезмерный вегетативный рост и задерживать период покоя, что, в свою очередь, увеличивает риск повреждения заморозками ^[N3].
Режим применения
Мало исследований было проведено, чтобы изучить влияние внесения удобрений на фисташковые деревья.Однако опыт работы с другими фруктовыми и ореховыми культурами применим и к фисташкам.
В садах, орошаемых с помощью микроспринклера, наиболее эффективным способом внесения азотных удобрений является фертигация. Удобрение следует вводить в оросительную систему в средней трети поливного набора. Например, при 18-часовом поливе удобрение вводится с 6 по 12 час. Это предотвращает перемещение мочевины и нитратов ниже корневой зоны, но при этом гарантирует, что азот хорошо распределится в зоне увлажнения и не останется в оросительная система ^[N14].
Сухая или жидкая мочевина и аммиачные удобрения, наносимые на поверхность, должны быть внесены как можно скорее, чтобы предотвратить потери аммиака при испарении. ^{[N8, N14]}. Удобрения лучше всего вносить гербицидной полосой вдоль рядов деревьев, а не рассыпать по всей площади. Удобрение, вносимое между рядами, используется менее эффективно из-за конкуренции с сорняками или покровными культурами и более низкой плотности корней по сравнению с рядком деревьев ^[N15].
Тип удобрения
Садоводам доступен ряд минеральных азотных удобрений. Минеральные удобрения содержат N в виде мочевины, аммония, нитрата или их смеси. Эти формы N по-разному ведут себя в окружающей среде. Нитраты очень подвижны в почве и могут легко вымываться ниже корневой зоны с поливной водой или дождем, особенно в песчаных почвах.Мочевина относительно подвижна в почве, но обычно быстро превращается в аммоний. Аммоний менее подвижен, но обычно быстро превращается в нитрат почвенными микроорганизмами в теплых и влажных почвах, если они не водонасыщены. Этот процесс, нитрификация, может снизить pH почвы. Подкисляющий эффект особенно силен при внесении аммиачных удобрений капельными системами, поскольку они концентрируются в небольшом объеме почвы ^[N23]. Аммоний и мочевина могут быть потеряны из-за испарения аммиака, особенно при нанесении на поверхность сухих и щелочных почв без включения.
Обычным азотным удобрением для фертигации является № ООН 32 ^[N2]. Другими относительно растворимыми азотными удобрениями являются мочевина, сульфат аммония и нитрат калия ^[N19]. Безводный аммиак и водный аммиак также можно использовать для фертигации. Однако они вызывают повышение pH воды, что может привести к выпадению осадка, если вода содержит кальций или магний. Высокий pH воды также увеличивает риск потерь аммиака из-за улетучивания. При использовании нитрата кальция с водой с высокой концентрацией бикарбоната известь может выпадать в осадок. ^[N19].
Закрыть Азот на листьях
Поглощение азота при внекорневых подкормках недостаточно для удовлетворения общих потребностей деревьев в азоте. Однако внекорневое внесение азота может дополнять удобрения, вносимые в почву, особенно когда почвенные условия не благоприятствуют и когда потребность в них высока. ^[N9]. В исследовании, проведенном в саду с 14-летними деревьями «Керман» в округе Мадера, внекорневая подкормка KNO ₃ или мочевины с низким содержанием биурета увеличивала концентрацию азота в листьях примерно на 3 недели после внесения в конце апреля.Мочевина оказалась более эффективной, чем KNO ₃ ^[N9].
Внекорневая подкормка растворов с высоким содержанием азота может вызвать ожог листьев. Было обнаружено, что нанесение 100 и 200 галлонов на акр раствора мочевины с низким содержанием биурета (1,5% N) вызывает значительный ожог створок. С помощью этих двух обработок было внесено 12,5 и 23,4 фунта азота на акр ^[N13]. В другом исследовании было показано применение раствора мочевины с низким содержанием биурета с концентрацией N 0.43% и раствор KNO ₃ с концентрацией N 0,14% (оба раствора были приготовлены растворением 4,5 фунта материала в 50 галлонах воды) вызвали ожог листьев ^[N9].
Внекорневая подкормка мочевины с низким содержанием биурета вместе с цитокинином (6-бензиоаденин [MaxCel®]) или цитокинином экстракта водорослей [Binary CQ®] увеличивала задержку почек. Внекорневые удобрения вносили трижды, а именно при завязывании плодов, начале роста зародыша и начале быстрого роста зародыша ^[N13].Обработка также повысила урожайность в «неурожайные» годы. Тем не менее, доходность в «спящий» год все еще была значительно ниже, чем в предыдущем «активном» году.

Молодые деревья

Покой
Зима

Цветение
Весна

Развитие плодов
Лето

Урожай
Осень

Фосфор (P ₂ O ₅)

Почвенный тест

Листовой анализ

Обработка почвы P

Фосфор (P ₂ O ₅) Почвенный тест Листовой анализ П Обработка почвы P

Закрыть Pistachio Phosphorus Nutrition
Симптомы дефицита
Рост фисташковых деревьев с дефицитом фосфора ограничивается, что приводит к более коротким побегам и междоузлиям, а также к уменьшению листьев.На коре в нижней части побегов и на черешках может появиться красноватая окраска. Листья сначала становятся тускло-зелеными, а затем желтовато-зелеными (хлороз) с небольшими светло-коричневыми некротическими пятнами неправильной формы, которые появляются по краям нижних листьев на побегах. Пятна придают листочкам бронзовый вид. Сначала хлороз может появиться на листьях, отростках до грозди орехов. При более серьезном дефиците фосфора листья сохнут и быстро опадают. ^{[P1, P12]}.
Закрыть Анализ почвы
Отбор и анализ проб почвы
Образцы почвы для анализа питательных веществ следует брать из основной корневой зоны.Фисташки имеют обширную корневую систему с стержневым корнем, который позволяет им извлекать воду и питательные вещества из глубоких слоев почвы. ^[P9]. Однако большая часть воды и питательных веществ забирается с верхних 2 футов профиля; особенно в садах с небольшими, но частыми поливами. ^[P13]. Когда образцы почвы также используются для оценки засоленности почвы, может потребоваться отбор образцов на глубину до 4 футов ^[P16]. Для получения дополнительной информации о процедуре отбора проб см. Отбор проб почвы в садах.
Доступность фосфора сильно зависит от pH почвы. В кислых почвах P иммобилизуется минералами железа и алюминия, в то время как преобладающим механизмом иммобилизации P в щелочных почвах является образование нерастворимых соединений фосфата кальция. По этой причине рекомендуемый тест почвы зависит от pH почвы. Для кислых или нейтральных почв (pH <7,0) обычно используется тест Брея P1. Для нейтральных и щелочных почв (pH> 6,5) больше подходит метод Ольсена ^[P10].Использование теста, не подходящего для анализируемой почвы, может привести к неточным результатам.
Интерпретация результатов испытаний
Интерпретация результатов испытаний почвы на содержание фосфора и калия в садах ^[P10].
Уровень фертильности Фосфор (ppm PO ₄ -P) Калий
Метод Брея P1 Метод Олсена (частей на миллион K)
Очень низкий <75
Низкая <20 <10 75–150
Средний 20-40 10–20 150–250
Высокая 40–100 20-40 250–800
Превышение > 100 > 40 > 800
Когда анализ почвы или листьев показывает, что удобрение P может быть полезным, норма внесения может основываться на количестве P, удаляемом с собранными орехами каждый год (см. Soil Applied P ).
Закрыть Анализ листьев
Процедура отбора проб
Для определения уровня питательных веществ в саду ^[P2] рекомендуется следующая процедура отбора проб:
Если переменная, разделите сады на одинаковые блоки и возьмите отдельные образцы для каждого блока.
Взять пробы с конца июля по август.
Случайным образом соберите полностью развернутые подвздошные листочки с неплодоносящих ветвей на высоте примерно шести футов от земли.
Пример 10-20 деревьев в каждом садовом блоке.
Соберите 4-10 листьев с дерева.
Не отбирайте образцы листьев, на которые в сезон внесены удобрения для листвы интересующих элементов. Это особенно важно для микроэлементов.
Храните образцы в маркированных бумажных пакетах и отправляйте их в аналитическую лабораторию в течение 24 часов после сбора.
Интерпретация результатов
Концентрация питательных веществ в листьях меняется в течение сезона и может различаться между листьями одного и того же дерева в зависимости от их местоположения. Значения в таблице основаны на листьях, отобранных с конца июля по август в соответствии с процедурой отбора проб, описанной выше.Когда хорошие деревья сравнивают с плохими, образцы можно брать в любое время. Критические и оптимальные концентрации питательных веществ в листьях фисташек, отобранные с конца июля по август ^{[P2, P4, P21]}.
Устный перевод Питательные вещества (значения в% от сухого веса)
Азот фосфор Калий
Критическое значение 1.8 0,14 1,6
Рекомендуемый диапазон 2,2 — 2,5 0,14 — 0,17 1,8 — 2,0
Когда концентрация питательных веществ в листьях равна или ниже критических значений, урожайность составляет 95% или меньше максимальной, и могут присутствовать симптомы дефицита. Когда концентрация питательных веществ находится в рекомендованном диапазоне, рост деревьев и урожайность должны быть оптимальными при условии, что другие параметры роста не ограничивают ^[P2].
Закрыть P Оплодотворение молодых деревьев
В лиственных садах Калифорнии дефицит фосфора наблюдается редко. Тест почвы, проводимый перед посадкой деревьев, и регулярный анализ листьев покажут, могут ли внесения фосфора быть полезными (см. Soil P Test и Leaf P Analysis ). Обратитесь к консультанту вашего местного фермерского хозяйства для получения дополнительной информации.
Для миндаля рекомендуется использовать смеси, такие как 15-15-15 или 12-12-12 для деревьев с первым и вторым листом, чтобы способствовать росту корней ^{[P8, P11]}. Количество добавленных удобрений обычно зависит от потребности в азоте.
Исследования с грецкими орехами показали, что внесение удобрений P в траншеи глубиной 6 дюймов более эффективно, чем внесение удобрений ^{[P18, P19]}. Траншеи могут находиться на расстоянии 2 или более футов от ствола, в зависимости от размера дерева ^{[P18, P19]}.Однако траншеи должны находиться в зоне увлажнения ирригационной системы.
Закрыть Фосфор, внесенный в почву
В лиственных садах Калифорнии дефицит фосфора наблюдается редко. В настоящее время нет рекомендаций Калифорнийского университета по удобрению фисташковых садов фосфатом. Анализы почвы и листьев можно использовать для мониторинга статуса фосфора в саду на протяжении многих лет, чтобы гарантировать, что доступность фосфора достаточна (см. Soil P Test и Leaf P Analysis ).
Норма внесения
В долгосрочной перспективе количество фосфора, удаляемого при сборе урожая, необходимо заменить удобрением для поддержания адекватной доступности фосфора. Примерно 3 фунта P (7 фунтов P ₂ O ₅) удаляются из сада на 1000 фунтов товарной урожайности (CPC). Это значение включает все питательные вещества, удаленные из скорлупы, скорлупы и ядер, пустых орехов и других нерыночных продуктов на 1000 фунтов товарного урожая ^{[P4, P5]}.
Для низких значений P почвы или листьев могут потребоваться более высокие нормы внесения, в то время как для высоких значений нормы внесения могут быть уменьшены (см. Soil P Test ). Обратитесь к консультанту вашего местного фермерского хозяйства для получения дополнительной информации.
Спящие 21-летние деревья содержали около 270 г фосфора в своих постоянных структурах. Предполагая, что плотность деревьев составляет 120 деревьев на акр и линейное увеличение содержания фосфора со временем составляет около 8.3 фунта P ₂ O ₅ / акр (3,6 фунта P / акр) необходимо для новых постоянных конструкций каждый год. Однако было обнаружено, что содержание фосфора в деревьях после «выключения» выше, чем в деревьях после «активного» года. P, накопленный в «неактивные» годы, истощается для поддержки большого спроса на фрукты в «активные» годы ^[P6].
Время подачи заявки
В «благоприятные» годы только 5% фосфора поглощалось во время весеннего слива (с середины марта до конца мая), в то время как 95% поглощалось во время заполнения орехами.В «неактивные» годы поглощение фосфора во время весеннего слива составляло 36% от общего потребления. Поглощение P между сбором урожая и старением листьев было незначительным ^[P14]. Таким образом, P должен быть доступен в течение периода заполнения гайки ^[P15].
Поскольку P неподвижен в почве и почти не выщелачивается, время внесения не так важно, как для N. Phosphorus часто применяется в ноябре после начала опадания листьев. Однако в кислых или щелочных почвах P может сильно фиксироваться почвенными минералами.В этих условиях применение P ближе ко времени спроса может быть более эффективным. Обратитесь к консультанту вашего местного фермерского хозяйства для получения дополнительной информации.
Режим применения
Было обнаружено, что широковещательное нанесение P менее эффективно, чем нанесение полосами или кольцами на капельную линию дерева ^[P3].
Поскольку P иммобилизуется минеральными веществами почвы, он не попадает в корневую зону при орошении или дождевой воде и должен быть внесен в почву для большей доступности.Фосфорные удобрения можно высевать на глубину от 6 до 8 дюймов в одну или две полосы на противоположных сторонах ряда деревьев ^[P3].
Фосфор может фертигироваться; однако необходимо соблюдать осторожность, чтобы предотвратить образование фосфатов кальция, которые могут закупорить эмиттеры ^[P7].
Тип удобрения

Молодые деревья

Покой
Зима

Цветение
Весна

Развитие плодов
Лето

Урожай
Осень

Калий (K ₂ O)

Почвенный тест

Листовой анализ

Обработка почвы K

Внекорневая K

Калий (K ₂ O) Почвенный тест Листовой анализ K Обработка почвы K Внекорневая K

Закрыть Фисташковый калий Nutrition
Симптомы дефицита
Растение с дефицитом калия растет медленно, а листья меньше.Вначале листья бледные, напоминающие недостаток азота. При более серьезном дефиците калия листья желтеют, начиная с кончика и постепенно опускаясь по скрученным краям листа. Желтая ткань листа со временем становится коричневой и отмирает, напоминая отравление натрием и / или хлором. Наиболее ярко симптомы проявляются на старых листьях текущих побегов. Края и кончики створок также могут загибаться вниз ^{[K5, K10, K11]}. Деревья с дефицитом К более восприимчивы к Verticillium wilt ^[K1].
Дефицит калия был обнаружен в ограниченных областях Калифорнии, включая район Чико, юго-западную часть долины Санта-Клара, некоторые песчаные почвы в долине Сан-Хоакин и некоторые почвы в округе Санта-Барбара ^[K5].
Достаточное количество калия может увеличить вес орехов, процент расколотых орехов и снизить процент пустых и окрашенных орехов, тем самым улучшив качество орехов ^[K21].
Избыток калия
Высокие нормы внесения калия могут привести к дефициту магния (Mg) и снижению урожайности, особенно в почвах с предельным доступным содержанием магния. Этого можно избежать путем мониторинга и, при необходимости, повышения концентрации Mg в листьях ^[K7].
Закрыть Анализ почвы
Отбор и анализ проб почвы
Образцы почвы для анализа питательных веществ следует брать из основной корневой зоны.Фисташки имеют обширную корневую систему с стержневым корнем, который позволяет им извлекать воду и питательные вещества из глубоких слоев почвы. ^[K8]. Однако большая часть воды и питательных веществ забирается с верхних 2 футов профиля; особенно в садах с небольшими, но частыми поливами. ^[K12]. Когда образцы почвы также используются для оценки засоленности почвы, может потребоваться отбор образцов на глубину до 4 футов ^[K17]. Для получения дополнительной информации о процедуре отбора проб см. Отбор проб почвы в садах.
Интерпретация результатов испытаний
Метод экстракции ацетатом аммония является наиболее распространенным методом определения наличия калия в почве (см. Таблицу). Интерпретация результатов испытаний почвы на содержание фосфора и калия в садах ^[K9].
Уровень фертильности Фосфор (ppm PO ₄ -P) Калий
Метод Брея P1 Метод Олсена (частей на миллион K)
Очень низкий <75
Низкая <20 <10 75–150
Средний 20-40 10–20 150–250
Высокая 40–100 20-40 250–800
Превышение > 100 > 40 > 800
Фисташки, растущие на почвах с концентрацией экстрагируемого калия менее 150 частей на миллион в корневой зоне, скорее всего, отреагируют на удобрение калием.Деревья на почвах с уровнем извлекаемого калия от 150 до 250 частей на миллион с меньшей вероятностью будут реагировать на удобрение калием. Комбинированное тестирование почвы и тканей растений помогает отслеживать тенденции в питании K и принимать управленческое решение ^[K9].
Закрыть Анализ листьев
Отбор проб весенних листьев
Недавние исследования привели к созданию модели прогнозирования фисташек, которая использует анализ питательных веществ в образцах весенних листьев, собранных в мае, для прогнозирования концентраций питательных веществ N и K в конце лета.Отбор проб в начале сезона дает информацию для сезонных корректировок удобрений.
Рекомендуется следующий протокол отбора проб листьев ^{[K7, K16]}:
Если переменная, разделите сады на одинаковые блоки и возьмите отдельные образцы для каждого блока.
Собирайте листья с неплодоносящих открытых ветвей.
Соберите по 10 листьев с каждого дерева на высоте 6-7 футов вокруг кроны дерева.
Сделайте пробу не менее 18 деревьев на расстоянии 25 ярдов от фруктового сада.
Собранные листья можно объединить в один пакет для анализа.
Образцы листьев следует собирать через 30-45 дней после полного цветения.
Образец необходимо проанализировать на содержание N, P, K, Ca, Cu и Mg.
Концентрации всех проанализированных питательных веществ и время отбора проб (дни после цветения) можно ввести в модель прогнозирования фисташек, которую можно найти здесь .
Прогнозируемые концентрации N и K в июле / августе можно интерпретировать, как описано для проб, отобранных в июле.
Отбор образцов летних листьев
Для определения уровня питательных веществ в саду ^[K5] рекомендуется следующая процедура отбора проб:
Если переменная, разделите сады на одинаковые блоки и возьмите отдельные образцы для каждого блока.
Взять пробы с конца июля по август.
Случайным образом соберите полностью развернутые подвздошные листочки с неплодоносящих ветвей на высоте примерно шести футов от земли.
Пример 10-20 деревьев в каждом садовом блоке.
Соберите 4-10 листьев с дерева.
Не отбирайте образцы листьев, на которые в сезон внесены удобрения для листвы интересующих элементов. Это особенно важно для микроэлементов.
Храните образцы в маркированных бумажных пакетах и отправляйте их в аналитическую лабораторию в течение 24 часов после сбора.
Интерпретация результатов
Концентрация питательных веществ в листьях меняется в течение сезона и может различаться между листьями одного и того же дерева в зависимости от их местоположения. Значения в таблице основаны на листьях, отобранных с конца июля по август в соответствии с процедурой отбора проб, описанной выше.Когда хорошие деревья сравнивают с плохими, образцы можно брать в любое время. Критические и оптимальные концентрации питательных веществ в листьях фисташек, отобранные с конца июля по август ^{[K5, K6, K20]}.
Устный перевод Питательные вещества (значения в% от сухого веса)
Азот фосфор Калий
Критическое значение 1.8 0,14 1,6
Рекомендуемый диапазон 2,2 — 2,5 0,14 — 0,17 1,8 — 2,0
Когда концентрация питательных веществ в листьях равна или ниже критических значений, урожайность составляет 95% или меньше максимальной, и могут присутствовать симптомы дефицита. Когда концентрация питательных веществ находится в рекомендуемом диапазоне, рост деревьев и урожайность должны быть оптимальными при условии, что другие параметры роста не ограничивают ^[K5].
Закрыть K Оплодотворение молодых деревьев
Информации о спросе на молодые фисташковые деревья на K мало. Тест почвы перед закладкой сада в сочетании с ежегодным анализом листьев помогает определить, требуется ли удобрение калием.
В районах, где почва, как известно, фиксирует калий, например, на восточной стороне долины Сан-Хоакин, анализ почвы на ее способность фиксировать калий до посадки фруктового сада помогает спланировать программу удобрения калием.Обсуждение фиксации K в долине Сан-Хоакин можно найти здесь. Для получения дополнительной информации о наличии калия в почве в вашем районе обратитесь к местному консультанту по хозяйству.
Закрыть Калий, внесенный в почву
Достаточное количество калия важно для достижения высокого урожая, но также и для качества орехов, так как K может увеличить вес ореха, процент расколотых орехов и уменьшить количество пустых и окрашенных орехов ^[K21].
Норма внесения
В полевых испытаниях, установленных в четырех садах с 9-15-летними фисташковыми деревьями «Керман», расположенными в южной части долины Сан-Хоакин, Brown и Siddiqui ^{[K6, K7]} обнаружили, что в среднем 24 фунта K (29 фунтов K ₂ O) удаляются из сада за 1000 фунтов товарной урожайности (CPC). Это значение включает все питательные вещества, удаленные из скорлупы, скорлупы и ядер, пустых орехов и другой нерыночной продукции на 1000 фунтов товарного урожая ^{[K6, K7]}.
Кроме того, K необходим для поддержки требований роста деревьев. Было обнаружено, что в среднем поглощение K превышает удаление с плодами и опущенными листьями на 82 г K на дерево в ^[K13] году. В саду с 120 деревьями на акр это соответствует примерно 26 фунтам K ₂ O. Расчетные потребности в K в зависимости от урожайности ^{[K6, K7, K13]}.
Товарная доходность K требования
(фунт / акр) (фунт · K ₂ O / акр) ¹⁾
1000 55
2000 84
3000 113
4000 142
5000 171
6000 200
¹⁾ Включает K, удаленный с собранными плодами, плюс K для роста деревьев.
Более высокие нормы внесения калия могут потребоваться для деревьев, выращиваемых на почвах с низким содержанием калия или на почвах, фиксирующих калий (см. Фиксация калия в долине Сан-Хоакин). В исследовании, проведенном в округе Мадера с 15-летними фисташками «Керман», выращенными на почве с низким содержанием калия, нормы внесения калия 240 фунтов K ₂ O / акр (200 фунтов K / акр) дали самые высокие урожаи. (3200 фунтов / акр). Однако более высокие нормы внесения имеют тенденцию к снижению урожайности орехов, возможно, из-за пониженного поглощения Mg и Ca, вызванного высокой доступностью калия в почве. ^[K21].Отрицательная связь между урожаем фисташек и высокими концентрациями калия в листьях в сочетании с низким Mg-статусом растений также наблюдалась в недавних испытаниях (Siddiqui, личное сообщение).
Напротив, молодые аллювиальные почвы, такие как почвы на западной стороне долины Сан-Хоакин, имеют очень высокий уровень обменного калия, и реакция на удобрения калием менее вероятна, если только не будет затруднена засоленность или чрезвычайно легкая текстура ^[K4].
Время подачи заявки
Потребность в калии и его усвоение высоки во время наполнения орехами (с конца мая до начала сентября).В «активные» и «мертвые» годы более 90% калия поглощается во время заливки орехов. Следовательно, достаточное поступление калия к дереву в этот период имеет решающее значение для удовлетворительной начинки орехов ^{[K13, K14, K21]}.
Независимо от нагрузки урожая, сезонное поглощение и удаление K сбалансировано, что указывает на то, что небольшое количество K хранится в постоянных конструкциях, которые будут использоваться в следующем году ^[K14].
Beede ^[K2] предложил K использовать 40% сезонного спроса в мае, 40% в июне и 20% в июле через капельную систему.
Режим применения
В исследовании, проведенном в трех садах с низким содержанием калия в течение двух сезонов, урожай орехов имел тенденцию быть выше при внесении калия с помощью микроспринклеров по сравнению с полосатым нанесением на поверхность почвы ^{[K18, K19]}.
Полосовые приложения более эффективны, чем широковещательные, особенно на почвах с высокой способностью фиксации K.Применение K в полосе насыщает комплекс обмена глины и обеспечивает большее количество K в почвенном растворе для поглощения ^[K3].
Тип удобрения
Сульфат калия (K ₂ SO ₄), хлорид калия (KCl) и нитрат калия (KNO ₃) не различались по своему влиянию на концентрацию K в листьях, урожай орехов и качество фисташек сорта «Керман», выращенных в Округ Мадера.Использование KCl в качестве источника калия в течение 3 лет не привело к увеличению концентрации Cl в листьях ^[K21]. Однако перед применением больших количеств KCl ^[K3] необходимо учитывать состояние сада, водопроницаемость почвы, засоленность, стратификацию и недостаточное орошение.
Закрыть Калий внекорневой
Данных о возможных преимуществах листовой подкормки K для фисташек немного.
No related posts.
0 comments on “Оплодотворение схема: 4. Оплодотворение у животных. Партеногенез”
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Comment *
Name *
Email *
Website

Hit enter to search or ESC to close
Рубрики
Новые
Передатчики
Радиолюбителям
Схемы
Электроника
Разное

2019 © Все права защищены. Карта сайта