Корневое и внекорневое питание растений

Корневое питание

Питание растений – процесс поглощения и усвоения из окружающей среды химических элементов, необходимых для их жизни. Одни питательные элементы растения поглощают из воздуха в форме углекислого газа и молекулярного кислорода, другие – из почвы в форме воды и ионов минеральных солей. Соответственно различают воздушное (фотосинтез) и почвенное (корневое) питание.

Усложнение растений, увеличение их размеров сопровождалось появлением различных органов и тканей, выполняющих функцию поглощения и передвижения веществ. Большинство растений поглощает воду и минеральные вещества из почвы корнями. Корень называют нижним концевым двигателем веществ у растений

Почвенное питание у папоротников и семенных растений осуществляется с помощью корня. Строение корня приспособлено к поглощению воды и элементов питания из почвы. В этом процессе участвует зона поглощения (всасывания), которая имеет корневые волоски. При рассматривании корневого волоска под микроскопом видно, что он представляет собой молодую клетку, которая покрыта оболочкой, имеет ядро, цитоплазму и органоиды. На 1 мм² поверхности корня может располагаться от 200 до 400 корневых волосков. За счет этого всасывающая поверхность корня увеличивается примерно в 18 раз. Корневые волоски недолговечны, живут в среднем 10-12 суток, но ежедневно по мере роста корня на молодом его участке образуются новые корневые волоски.

Клетка корневого волоска поглощает воду благодаря тому, что содержащиеся в ней неорганические и органические вещества создают высокую концентрацию раствора, превышающую концентрацию почвенного раствора, окружающего корневой волосок. Вода (по законам осмоса) передвигается из менее концентрированного почвенного раствора в более концентрированный раствор, который находится в корневом волоске. В засуху концентрация почвенного раствора возрастает, и поглощение воды корневыми волосками затрудняется.

Большое значение в поглощении элементов питания играют корневые выделения, которые растворяют труднодоступные минеральные вещества. Растворяющим действием обладает выделяемая корнями углекислота. Некоторые растения выделяют органические кислоты (яблочную, щавелевую и др.), которые обладают большой растворяющей способностью.

За зоной всасывания расположена проводящая зона корня. В нее из зоны всасывания поступают поглощенные корневыми волосками вода и минеральные вещества. По проводящей ткани они передвигаются вверх по растению.

Всасывание воды корнем и ее передвижение можно обнаружить по "плачу" растений и гуттации. "Плачем" растений называют выделение сока (пасоки) из перерезанного стебля. Особенно интенсивно выделяется пасока весной. Гуттация – это выделение капелек воды неповрежденным растением по краям листа у окончания листовых жилок. Гуттацию можно увидеть рано утром у многих растений, например, у садовой земляники, манжетки, розы и др. "Плач" и гуттация свидетельствуют о том, что вода поступает из корня в стебель под давлением. Это корневое давление. Вместе с водой в растение из почвы поступают растворенные в ней минеральные соли.

В период интенсивного роста здоровые, с хорошо развитыми корнями растения нуждаются в усиленном питании для формирования зеленых побегов, цветков и плодов. Поглощение элементов питания корнями является сложным физиологическим процессом, связанным с обменом веществ. Для поглощения питательных веществ и нормальной жизнедеятельности корней необходимы доступ воздуха к корням, благоприятная температура окружающей среды, оптимальные кислотность (рН) раствора, состав и концентрация солей в почве.

Гидропонный способ выращивания растений, или гидропоника (от греч. hidros –"влажный" и ропео – "работать", "трудиться"), позволил установить, что все минеральные вещества растения получают из их водных растворов. Разные растения нуждаются в разных количествах минеральных веществ. Так, растения пшеницы на площади 1 га поглощают более 40 кг азота, 20 кг фосфора, 25 кг калия, при урожае в 30 ц/га рожь вынесет из почвы 75 кг азота, 45 кг фосфора и 90 кг калия. А картофель использует питательных веществ больше, чем зерновые, многолетние и однолетние травы.

Установлено также, что одни минеральные вещества требуются растениям в относительно больших количествах (соли калия, азота, кальция, фосфора, магния и прочие макроэлементы), другие вещества и элементы требуются в ничтожных количествах (микроэлементы цинк, молибден, медь, железо, бор и др.).

Концентрация питательных веществ может колебаться в довольно широких пределах. Организм растения, извлекая эти вещества из внешней среды, создает в тканях их необходимую концентрацию. Если этих веществ в воде и грунте достаточно, растение развивается правильно, быстро растет, цветет и плодоносит. При недостатке одного или нескольких необходимых веществ отмечается отставание в росте, изменение формы растения, прекращается размножение. Иногда наблюдается избыток тех или иных химических элементов, что также может вызвать нарушение развития растений.

Если удобрения вносят в количествах, превышающих потребности растений, то урожайность не увеличивается, а качество продукции может даже ухудшиться. Так, избыточное азотное питание капусты приводит к недостатку в ней сахаров, капуста плохо хранится. При избытке в почве солей азота в клубнях картофеля снижается содержание крахмала, у многих растений в клетках накаливаются нитраты. Употребление в пищу овощей, картофеля и других продуктов, содержащих избыток нитратов, оказывает вредное влияние на здоровье человека.

Для роста и развития растениям необходимы различные элементы питания, потребность в каждом из которых разная.

Азот оказывает основное влияние на величину урожая

Продуктивность растений и поглощение ими макро- и микроэлементов находится в прямой зависимости от содержания элементов питания в почве.

В почве элементы питания находятся в:

• почвенном растворе, • органическом веществе почвы, • твердой минеральной фазе.

Доступными для растений являются только растворимые и обменно-поглощенные формы.

Переход из недоступной в доступную форму происходит в результате:

Рис. 4 . Переход из недоступной в доступную форму

Уменьшают доступность элементов питания из почвы:

• низкая влажность почвы,

• низкие температуры,

• бесструктурность почв,

• высокий или низкий уровень рН среды.

Избыток или недостаток какого-либо элемента блокирует поступление других, даже если это микроэлемент, и он необходим в небольшом количестве – природный закон минимума, открытый ученым Юлиусом Вон Либехом еще в позапрошлом веке.

Подобно воде в бочке, которая вытекает через самый низкий уровень, делая невозможным заполнение бочки водой. Образно урожай как вода – сколько ни наливай, или сколько ни вноси других удобрений, если не хватает одного, то урожая не будет.

Важно оценить не только количество, но и формы, в которых элементы находятся в почве. В целом поглощение элементов питания зависит от общей концентрации солей в почвенном растворе. Оптимальная концентрация почвенного раствора для наилучшей усвояемости 0,01-0,05 %

Повышенная концентрация почвенного раствора увеличивает его осмотическое давление и затрудняет поступление в растение воды и питательных веществ. Это связано с тем, что в большинстве почв (незасоленных) концентрация 0,02-0,2 %. Растения поглощают элементы питания в результате процессов осмоса. Из раствора через мембраны корешков элементы питания поступают в клетки корня.

Очень важно соотношение доступных элементов питания в почве. Каждой сельскохозяйственной культуре необходимо определенное соотношение, изменяющееся в течение вегетации.

От соотношения зависит поступление питательных веществ в растение. Внесение только одного простого вида удобрения не может в полной степени удовлетворить потребности растения в питании. Поэтому, наиболее эффективно применять комплексные минеральные удобрения, содержащие весь комплекс необходимых элементов питания в оптимальном соотношении.