Поступление элементов питания в растение

На данном этапе развития научных знаний 20 элементов относят к необходимым элементам питания и 12 элементов считают условно необходимыми (условно необходимые элементы даны в скобках):

I.  Н, (Li), Na, К, Си, (Ag).

II.  Mg, Са, Zn, (Sr, Cd).

III.  В, (Al).

IV.  C, (Si), (Ti, Pb).

V.  N, P, V.

VI.  O, S, Mo, (Cr, Se).

VII.  Cl, I, Mn, (F).

VIII.  Fe, Co, (Ni).

К необходимым относят элементы, без которых растения не могут полностью закончить цикл развития и которые нельзя заменить другими элементами. По 12 условно необходимым элементам в ряде опытов имеются сведения об их положительном действии.

Элементы, содержащиеся в растительном организме в значительных количествах (от сотых долей до целых процентов), называют макроэлементами . Элементы, содержание которых в растениях выражается тысячными и стотысячными долями процентов, относят к микроэлементам, а элементы, находящиеся в еще меньших количествах, – к ультрамикроэлементам. Такое деление весьма условно. Например, железо по количественному содержанию следует относить к макроэлементам, а по выполняемым функциям – к микроэлементам.

 

Рис 3. Вещества, поступающие в растения

Содержание микроэлементов в различных органах растений имеет определенные закономерности. Например, марганец и молибден, как правило, в больших количествах содержатся в листьях, а цинк, бор, кобальт, медь при достаточной обеспеченности этими элементами накапливаются как в вегетативных, так и в генеративных органах. Для зерновых культур характерно относительно более высокое содержание бора в зерне, а для большинства бобовых растений – в вегетативных органах.

Разные биологические группы растений существенно различаются по своим требованиям к оптимальным концентрациям отдельных микроэлементов. Например, кукуруза и табак нуждаются в больших количествах цинка, зерновые культуры отзывчивы на дополнительное обеспечение марганцем и молибденом.

Особенности содержания и распределения в растениях элементов минерального питания определяют различия в требованиях отдельных сельскохозяйственных культур к элементам питания.

Элементы питания растений относятся к факторам внешней среды и в то же время принципиально отличны от ряда других факторов (температуры, рН и т. д.), так как в процессе поглощения превращаются из внешнего фактора среды во внутренний фактор растительного организма.

Существуют два типа питания живых организмов: автотрофный – усвоение минеральных солей, воды и углекислого газа и синтез из них органического вещества – и гетеротрофный – использование организмами готовых органических веществ. Животные и большинство микроорганизмов относятся к гетеротрофам. Растения – автотрофные организмы.

Благодаря процессу питания (воздушному и корневому) растение создает свои структурные элементы и при хорошо сбалансированном питании быстро наращивает массу.

В основе жизни растительного организма лежит многообразие реакций обмена как с внешней средой, так и внутри клетки и между клетками или различными органами. При этом сбалансированное поступление отдельных химических элементов обеспечивает последовательность и сопряженность всех биологических реакций и физиологических функций организма.

Основным процессом, в результате которого создаются органические вещества в растениях, является фотосинтез, хотя растения в небольших количествах могут усваивать из окружающей среды аминокислоты, ростовые вещества, витамины, антибиотики, а также СО₂ в процессе темновой фиксации. Интенсивность усвоения элементов минерального питания зависит не только от биологических особенностей данного растения и условий внешней среды (наличие элементов в доступной форме и в достаточном количестве в почвенном растворе, необходимая температура, аэрация почвы и т. д.), но и от количества энергии и органических веществ, образованных им в процессе фотосинтеза. Поступление минеральных веществ в растение лимитируют многие факторы. Растение через листья получает 95 % и более углекислого газа и может усваивать путем некорневого питания из водных растворов также зольные элементы, серу и азот. Однако основное количество азота, воды и зольных элементов поступает в растение из почвы через корневую систему.

Корневая система растений поглощает из почвы как воду, так и питательные вещества. Оба эти процесса взаимосвязаны, но осуществляются на основе разных механизмов. Из очень разбавленных растворов соли поглощаются быстрее, чем вода, и раствор становится еще более слабым. Наоборот, из концентрированных растворов растение берет больше воды, чем солей, и раствор становится еще более концентрированным.

Растения поглощают вещества избирательно, в результате соотношение поглощенных веществ обычно оказывается иным, чем в питательном растворе. Функционально поглотительной тканью корня является ризодермис, главным образом, корневые волоски, а первая ассимиляция ионов питательных солей происходит в коре корня. Обеспеченность растения питательными веществами зависит от размера их корневой системы и притока этих веществ к поверхности корней.

Различают следующие механизмы поступления питательных веществ:

1) Корневой перехват питательных веществ: корни в процессе роста вступают в контакт с новым объемом почвы и поглощают содержащиеся в ней питательные вещества;

2) Массовый поток ионов к поверхности корней с потоком воды при поглощении её корнями растения: это основной путь, зависит от содержания воды в почве, концентрации ионов в почвенном растворе, скорости их поглощения корнями и размера корневой системы;

3) Диффузионный поток ионов к корню: поглощение того или иного питательного вещества сопровождается уменьшением его концентрации у поверхности корня и возникновения перпендикулярного к его поверхности градиента концентрации, в направлении которой ионы будут диффундировать к корню из ризосферы.

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: