0

Питание растений

Питательные элементы: разновидность и значимость

Питательные элементы, которые необходимы растениям, можно разделить на две больших группы:

— макроэлементы (вещества, которые постоянно потребляет растение)

— микроэлементы (вещества, которые необходимы растению в незначительных количествах)

К первой категории относятся фосфор, калий, сера, азот, кальций, в некоторых случаях – натрий.

Перечислять микроэлементы можно несколько дольше. Причем, часть из них далеко не всегда должны обязательно присутствовать в питательной среде. Самые важные микроэлементы – железо, медь, бор, марганец, цинк. Некоторые ученые считаю должным добавить к этому списку так же кобальт и молибден.

Остановимся на каждом элементе подробнее.

Азот

Правильная концентрация азота в питательном растворе практически всегда гарантирует её эффективность. Растения потребляют азот из двух распространенных ионов (нитратного или аммониевого): (NO3-) или (NH4+) соответственно. (NO3-) ионы можно получить при использовании азотнокислых натрия, калия и кальция. Соли натрия стоит использовать в сочетании с другими источниками азота, так как сами по себе они малоэффективны. Стоит учитывать, что растения поглощают лишь часть натрия, остаточное количество остается в питательном растворе и повышает его щелочность.

Ионы (NH4+) содержатся в нитрате аммония и сульфате аммония. Согласно многим исследованиям нитрат аммония практически не влияет на рост растений. По этой причине включать его в состав питательной смеси его не имеет смысла. Аммиачный же азот наоборот крайне легко усваивается практически всеми растениями, его чрезмерные концентрации провоцируют быстрый рост растений. Рекомендуемое количество аммиачного азота в питательных смесях – не более четверти от общего объема азота в смеси.

Кроме вышеперечисленного, азот так же присутствует в больших концентрациях в мочевине (карбамиде).

При промышленных масштабах производства растворов для гидропоники вещества вносятся в смеситель раздельно. В таких условиях источником азота выбивают нитрат кальция – который так же является и источником растворимого кальция в смеси. Однако для розничных покупателей нитрат кальция может показаться не слишком привлекательным по цене. Кроме этого он плохо переносит длительное хранение, так что рекомендуется использовать его как можно быстрее. Для небольших хозяйств чаще рекомендуют использовать нитрат калия из-за его доступности и низкой цены. Однако применять его, как и говорилось выше стоит с другими источниками азота.

С точки зрения биологии азот необходим для формирования листьев растений. Наиболее яркими примерами азотозависимых овощей являются салат, шпинат, капуста и т.д. Стоит учитывать, что переизбыток азота подавляет формирование цветков и рост плодов. Если еще больше углубится в биологию – азот участвует в формировании протоплазмы растительной клетки, а так же при образовании хлорофиллов. Именно из-за этого недостаток азота легко заметить по бледным листьям растений.

Калий

Согласно исследованиям, калий значительно снижает восприимчивость растений к болезням. Особенно актуально это становится в зимние месяцы – именно тогда рекомендуется увеличивать дозу калия в питательной смеси. Калий так же участвует в образовании углеводов и белков. В растворенной форме калий присутствует во всех тканях растений, что говорит о большей его подвижности. Стоит учитывать, что правильный баланс азота и калия 50/50. При недостатке калия растение потребляет большее количество азота. В питательную смесь калий вводят в двух вариантах – в виде нитрата или сульфата калия.

Фосфор

От фосфора зависит рост корневой системы. Недостаточное количество фосфора значительно замедляет рост растения особенно на ранних этапах. Кроме прочего, с точки зрения биохимических процессов фосфор необходим для правильного усвоения азота растением. Именно поэтому недостаток фосфора внешне проявляется аналогично недостатку азота. Специалисты зачастую вводят фосфор в питательную смесь так же для регулирования уровня pH, в тех случаях, когда критично поддерживать его на уровне 6,5 или .

Вводить в раствор фосфор можно в виде нескольких соединений – суперфосфата, фосфорнокислого аммония, монокальцийфосфата, фосфорнокислого калия. При применения в качестве субстрата щелочных материалов необходимо увеличивать содержание фосфора в смеси – нерастворимые фосфаты оседают на щелочных материалах подложки, и до становления постоянного уровня pH следить за содержанием фосфора. При содержании фосфора в 70мг/л раствор в поддонах будет иметь pH около 6-6,5 (при использовании стандартной буферной смеси).

Кальций

Как и у позвоночных, кальций участвует в построении «каркаса» растения – формировании корней, точек роста листьев. Правильное сочетание калия, кальция и магния – залог хорошей питательной смеси. От этого сочетания зависят практически все функции растения. В питательный раствор кальций добавляют в виде гипса, сернокислого кальция, монокальцифосфата, суперфосфата, азотнокислого кальция.

Магний

Как говорилось выше – магний один из важнейших питательных элементов для растений, он необходим для формирования хлорофиллов, растительных жиров и роста корневой системы. Практически всегда он связан с фосфорными соединениями и участвует в транспорте этого элемента. Качество семян так же напрямую зависит от правильной концентрации магния в питательной смеси. В раствор его вносят в виде сульфата магния.

Сера

Чаще всего сера в ходит в состав растительной белковой ткани, а так же участвует в формировании хлорофиллов. Стоит помнить, что бобовые культуры требуют несколько большего количество серы в сравнении с прочими питательными веществами. В открытом грунте растения почти всегда получают достаточно серы из-за современного состояния экологии. При гидропоническом методе выращивания в питательный раствор серу вводят в составе суперфосфатов.

Железо

Железо играет роль катализатора во многих биохимических процессах растений. Несмотря на микроскопическую потребность в железе оно по праву может называться одним из важнейших микроэлементов необходимых для питания растений. На поглощение железа из питательной смеси влияет как интенсивность солнечного света, так и сочетание других микроэлементов и макроэлементов – например, калия и марганца.

При концентрации железа выше 10мг/л начинает провялятся его вредное воздействие на растения. Значительное превышение концентрации железа и вовсе может привести к гибели всех растений хозяйства. Специалисты советуют не создавать запасов железа в растворе, а вносить его часто и малыми дозами.

Следует учитывать, что растения с тонкими листьями обычно более требовательны к концентрации железа в смеси, а теневыносливые растения наоборот плохо переносят большие концентрации железа. Чаще всего в раствор железо добавляют в виде сернокислой закисной соли, при этом раствор должен быть кислотным, иначе железо выпадет в осадок. Если кислотная среда не пригодна для выращивания выбранного типа растений, то можно использовать железоаммонийную лимоннокислую соль – она остается доступной для питания растений даже в слабощелочных растворах (pH до 8).

Бор

Как и железо является катализатором многих биохимических реакций. Наиболее выраженно это в транспорте кальция и перехода кальция в растворимые формы в процессе цепи реакций. При недостатке бора рост растений значительно замедляется, при его переизбытке растения быстро гибнут. В питательные растворы бор вводят в виде борной кислоты.

Марганец

Еще один микроэлемент, участвующий в формировании хлорофиллов. Хлороз растений – яркий признак дефицита марганца. переизбыток же его препятствует усвоению железа, что легко определить по симптомам железодефицита.

Стоит отметить, что марганец учувствует так же и в формировании плодов, особенно это заметно на примере выращивания помидоров, т.е. марганец, влияет на их вкусовые качества. Именно поэтому в питательных смесях для помидоров количество марганца необходимо повышать. В раствор его вводят в форме сернокислой соли.

Цинк

Пока еще нет достаточных данных о точной роли цинка в питании растений, его недостаток по проявлениям аналогичен недостатку бора, возможно, как и бор, он является катализатором необходимым для образования хлоропластов. В раствор вводится в виде цинка сернокислого.

Медь

При введении в раствор сернокислой соли меди значительно снижается популяция нежелательных водорослей, кроме этого медь является катализатором в процессах потребления многих макроэлементов. Замечено, что внесение меди на пастбища значительно повышало скорость роста и питательные качества трав.

Молибден

На данный момент имеется мало сведений о том, какую роль играет молибден в питании растений. Доказано, что этот микроэлемент участвует в формировании клубеньков у бобовых. Исходя из этого можно рекомендовать вносить молибден в растворы для выращивания бобовых культур.

Минеральное питание растения происходит посредством корневой системы.

Поглощение минеральных веществ растением

Процесс минерального питания растения

Элементы минерального питания могут находиться не только в почвенном растворе, но и в трудно растворимых минеральных соединениях и в почвенном поглощающем комплексе. Микроор­ганизмы, образующие кислоты в процессе своей жизнедеятель­ности, а также корневые выделения растений, увеличивающие кислотность почвы, способствуют переводу нерастворимых мине­ральных соединений в почвенный раствор.

Поглощаю­щая деятельность корня нарушает равновесие между почвен­ным раствором и поглощающим комплексом почвы. В результате происходит обменная адсорбция между ионами почвенного рас­твора и почвенного поглощающего комплекса, ионы из погло­щающего комплекса могут поступать в растение через почвен­ный раствор.

Е. И. Ратнер показал, что растения могут усваивать эле­менты минерального питания не только из почвенного раствора, но и непосредственно из почвенного поглощающего комплекса. Это становится возможным при тесном контакте между погло­щающей частью корневой системы и почвой.

Поглощение ионов идет путем контактной адсорбции, при которой происходит об­мен ионов между поглощающим почвенным комплексом и кор­невым волоском. При этом ионы не выделяются в почвенный раствор, обмен ионами протекает в водных сферах коллоидов корневого волоска и коллоидов почвенного поглощающего ком­плекса.

Схема поглощения минеральных веществ из почвы

На рисунке дана схема, по­казывающая поглощение ра­стением минеральных веществ из почвы. Как видно из схемы, поступление минеральных эле­ментов в корни растения во всех случаях идет путем об­менной адсорбции.

  1. — поглощение ионов из почвенного раствора,
  2. — поглощение ионов из поглощающего почвенного комплекса через почвенный раствор,
  3. — контактное поглощение ионов из поглощающего комплекса без почвенного раствора,
  4. — поглощение ионов из трудно растворимых почвенных соединений в результате воздействия кислых корневых выделений и деятельности микроорга­низмов.

Для осуществления поглощения необходим тесный кон­такт корневых волосков с частицами почвы. Такой контакт можно наблюдать, осторожно вынимая из почвы проростки, к корневым волоскам которых прилипли частицы почвы.

Проростки горчицы

1 — выращенные во влаж­ном воздухе; 2 — выращен­ные в почве (к корневым волоскам прилипли частички почвы).

Адсорбирующая способность почвы зависит от величины почвенных частиц: чем они мельче, тем больше их адсорбирую­щая поверхность. Не все ионы адсорбируются с одинаковой силой; особенно сильно адсорбируются ионы кальция и магния, не адсорбируются ионы NОз и Cl, которые поэтому легко вы­мываются из почвы.

Поглощение ионов почвой имеет большое значение для ее плодородия: за­пасы минеральных элементов вымыва­лись бы из почвы.

Бактериальная ризосфера

Помимо корневых выделений, в растворении твердых частиц почвы принимают уча­стие и микроорганизмы. Большая часть микробного населения почвы находится в зоне расположения корней высших ра­стений, которая называется ризосферой.

В эту группу микроорганизмов входят бактерии, грибы и водоросли. Скопление микроорганизмов в зоне корней объяс­няется тем, что корневая система расте­ний выделяет органические соединения, служащие пищей для микроорганизмов.

В свою очередь микроорганизмы выделя­ют вещества типа ферментов, витаминов, антибиотиков и органических кислот, ко­торые могут усваиваться растением.

Микоризы

Грибы играют большую роль в поступлении ми­неральных и органических веществ из почвы в растение. Для многих растений, особенно для древесных пород, характерно сожительство с почвенными грибами и образование микоризы (грибокорня).

Различают 3 типа микоризы:

  • эктотрофную,
  • эндо­трофную,
  • эктоэндотрофную.

При эктотрофной микоризе гифы гриба образуют плотный чехол на поверхности корня, отдельные гифы проникают в межклетники корня на небольшую глу­бину. В этом случае корень не имеет корневых волосков, их роль выполняют гифы гриба.

При эндотрофной микоризе грибные гифы размещаются внутри живых клеток коры корня и лишь отдельные гифы вы­ходят наружу. Клетки корня, в которые проникли гифы гриба, остаются живыми. При эндотрофной микоризе корень имеет корневые волоски.

При эктоэндотрофной микоризе гифы образуют как наруж­ный чехол, так и проникают внутрь корня, в живые клетки и межклетники.

В большинстве случаев при образовании микориз наблю­дается симбиоз между высшим растением и грибом.

Симбиоз между высшими растениями и грибами

Гифы гриба снабжают растения водой, элементами мине­рального питания, в частности азотом, который может усваи­ваться грибом из органических соединений.

Участие микоризы в азотном питании растений доказано опытами с меченым азотом N15. Гриб, находящийся на пророст­ках сосны, получал глутаминовую кислоту с N15; вскоре в про­ростках был обнаружен меченый азот.

Кислые выделения гри­бов способствуют растворению трудно растворимых соедине­ний; кроме того, ферменты, выделяемые грибами, расщепляют сложные органические соединения почвы и таким образом улучшают питание растений.

При эндотрофной микоризе наблю­дается растворение грибных гиф в клетках растений, что также улучшает питание растений. От растения гриб получает угле­воды и некоторые физиологически активные вещества. В на­стоящее время установлено около двух тысяч видов расте­ний, имеющих микоризу.

admin

Добавить комментарий

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