Какие элементы растения поглощают в ничтожно малых дозах
Обновлено: 08.07.2024
А как же растения питаются
Для нормально роста и развития растениям требуются почти все элементы периодической системы, хотя овновными строительными материалами являются углерод (до 49%), кислород (до 43%), водород (до 6%), азот (1-3%), фосфор (0,11-0,29%), сера (0,05-1,5%) и кальций (0,1-3,5%). Остальные элементы нужны для обеспечения физиологических функций растений. Потребляются они, как правило, в ничтожных количествах и обычно их достаточно содержится в почве. Значение и функции каждого из них строго специфичны и ни один не может быть заменен другим.
Растения поглощают элементы питания только в виде солей, точнее в форме находящихся в почвенном растворе анионов и катионов. Поэтому для растения не имеет значения в виде каких веществ элементы питания поступают в почву. Для них важны количество и скорость перехода питательных веществ в почвенный раствор. Когда используются органические удобрения, элементы питания становятся доступными растениям по мере разложения и минерализации органики. А поскольку разложение органики зависит от переменных погодных условий, то и питательные вещества поступают в растения крайне неравномерно и неконтролируемо. В то же время, питательные элементы, содержащиеся в растворимых солях (удобрениях) доступны растениям практически сразу и полностью.
Основой усвоения элементов питания у растений служит корневая система, хотя небольшое количество растения способны усвоить через стебли и листья. У культурных растений корни, обычно, проникают на глубину 1,5-2,0 м и распространяются в ширину на 30-65 см при среднем расстоянии между корнями 0,5 см. Корни способны поглощать питательные вещества даже при очень слабой их концентрации в почвенном растворе. Например, минимальная концентрация фосфора (Р2О5) составляет всего 0,03-0,10 мг/л. С повышением концентрации питательных веществ в почвенном растворе поглощение их усиливается, а при увеличении потребности растений может возрастать в десятки раз. Тем самым в определенных пределах растения способны регулировать поступление нужных питательных веществ. Корни способны поглощать ионы нитрата с расстояния 1 см и даже дальше, а вот ионы фосфора всего с расстояния 0,1 см. Фосфор и калий доставляются к корням в основном путем диффузии, а кальций и магний посредством массового потока с раствором. Поступление в растения катионов и анионов питательных веществ происходит через корневую систему путем адсорбционно-обменного процесса. Образующиеся при дыхании корней ионы Н + и НСО3 - на поверхности корней обмениваются на содержащиеся в почвенном растворе ионы К + , NH4 + , Са 2+ , Mg 2+ , NO3 - , H2PO4 - , SO4 2- и др. Поглощение элементов питания корневой системой может происходить и в обмен на выделяемые ионы органических кислот (лимонная, яблочная, щавелевая и др.) или других соединений. Выделяемые корнями органические вещества повышают доступность питательных веществ почвы и усвояемых удобрений, а кислые выделения некоторых растений (гречиха, горчица, люпин) позволяют использовать фосфор даже непосредственно из труднорастворимых фосфатов. Кроме того, выделяемые корнями сахар, ферменты и др.органические соединения служат пищей для почвенных микроорганизмов, снабжающих растения физиологически активными веществами.
Но усвоение элементов питания растениями это не просто физический, а физиологический процесс. До определенного предела растения сами выбирают и поглощают больше тех элементов, в которых больше нуждаются. Когда растение больше поглощает катионов, в почвенном растворе накапливается избыток анионов, нарушается ионное равновесие и раствор закисляется. Если же больше поглощается анионов, раствор защелачивается. И то, и другое отрицательно сказывается на питании растений. Только из физиологически уравновешенного раствора в растение беспрепятственно поступают элементы питания. При этом ионное равновесие в растворе сохраняется, в растение поступают все нужные элементы в требуемом соотношении, обеспечиваются высокое качество продукции и повышенный урожай. Особенно важно соблюдать физиологическое равновесие при выращивании картофеля и сахарной свеклы.
На процесс питания растений очень сильно влияет тепловой режим. При низких температурах корни растений не могут развиваться и усваивать пищу и воду. Поэтому на холодных почвах растения развиваются медленно. Ниже 10 о С процесс мобилизации питательных веществ в значительной степени подавлен, а в интервале 10-25 о С возрастает. С повышением концентрации почвенного раствора поглощение элементов питания в меньшей степени зависит от температуры. Но температура по разному влияет на поглощение различных питательных веществ. Понижение температуры до 5-7 о С мало влияет на поступление в растения калия, зато резко уменьшает поглощение корнями азота, фосфора, кальция и серы. При низких температурах повышенные дозы азота действуют на растения резко отрицательно, а фосфора и калия – положительно. На кислых почвах отрицательное действие азота возрастает. Фосфор способствует повышению холодостойкости растений, ускоряет их рост и созревание. Его роль особенно велика в начале вегетации, когда температура почвы понижена. Также благоприятно на ускорение созревания и интенсификацию ростовых процессов в условиях низких температур влияют повышенные дозы калия. Поэтому в условиях частых низких температур нужно применять ограниченное азотное питание в сочетании с известкованием и повышенными по отношению к азоту дозами калия и фосфора. У большинства растений для усвоения азота и фосфора оптимальна температура 23-25 о С. Высокие температуры также отрицаетельно влияют на поступление питательных веществ.
При плохом освещении процесс фотосинтеза соответственно замедляется, а корневая система не может поглощать питательных веществ больше, чем растение способно переработать. Но при недостатке освещения не просто снижается урожай. Нарушаются процессы фотосинтеза, растения обогащаются нитратами, а продукция плохо хранится. Для средней полосы России характерен острый дефицит солнечной радиации в зимний и ранневесенний период. Поэтому в этот период и питание растений существенно отличается и питание растений на ранней фазе развития совсем не то же, что питание взрослых растений. В начальной фазе растения особенно чувствительны к повышенной концентрации питательных веществ в почвенном растворе. В этот период, как правило, часты низкие температуры. А дефицит тепла приводит к слабой мобилизации азота и фосфора запасных веществ семян, снижает интенсивность их поглощения извне и замедляет рост проростков. Молодые растения особенно отзывчивы как на недостаток, так и на избыток питательных веществ, и требуют очень точного их дозирования. Хотя молодые растения в абсолютном количестве поглощают элементов питания намного меньше, чем взрослые, в почве должно быть достаточное их количество, чтобы обеспечить потребность растений в начале вегетации. Взрослые растения развиваются уже в наиболее теплый период при максимальной солнечной радиации. Для них уже малы дозы питательных веществ, достаточные для начальной фазы. Начинается формирование плодов и поглощение элементов питания достигает максимума. Но для различных культур оптимальные дозы и отношения питательных веществ могут существенно различаться. Так, картофель, томаты, капуста, свекла и другие овощные культуры усваивают азот, фосфор и калий равномерно в течение всего периода: тогда как лен и конопля до и во время цветения интенсивно поглощают азот и калий (97-99%), а фосфор продолжает поступать до полного созревания семян. Избыточное азотное питание удлиняет вегетацию растений (особенно осенью), задерживает образование плодов, не дает возможности многолетним культурам подготовиться к зиме и способствует их вымерзанию. Одновременное усвоение растениями вместе с азотом фосфора и калия в какой-то степени снижает, но не устраняет отрицательное действие избыточного азота. Поэтому на всех стадиях вегетации важно поддерживать оптимальное соотношение питательных веществ. Сделать это далеко не просто. Ведь значение оптимального соотношения величина не постоянная и определяется культурой, фазой развития, характеристиками почвы, погодно-климатическими условиями и множеством др.факторов.
Только творческий и грамотный подход к организации питания растений позволяет получать высококачественную продукцию при максимально возможном в конкретных условиях урожае.
В следующих статьях мы поговорим об особенностях питания рассады и ранней продукции.
Есть две системы питания растений, которые взаимосвязаны и неразделимы. Это питание через листья и питание через корни, и ни одно из них не может заменить другое.
Воздушное питание — процесс сложный и многоступенчатый. Сначала хлорофилл листа поглощает квант света, под воздействием которого происходят изменения в самом хлорофилле. Возникает такая его форма, которая, поглощая углекислый газ из воздуха, присоединяет к нему молекулу воды, а освободившиеся при этом атомы кислорода выделяются в атмосферу.
Итак, продуктом воздушного питания растения являются углеводы (глюкоза) — органическое соединение С(Н2O). Процесс образования углеводов идет чрезвычайно быстро. Уже через 10 секунд после начала освещения в листьях появляются углеводы, которые предназначены для питания корней.
Основой воздушного питания растений является свет, вода и углекислый газ. Надо сказать, что растения через листья поглощают не только солнечную энергию, углерод (С) и кислород (0), но и азот (N), серу (S) и некоторые другие химические элементы, которые присутствуют в воздухе. Растения задаром берут их из воздуха и воды и с помощью солнечной энергии создают из них себя и свое потомство (урожай). И составляют эти даровые элементы около 95% массы растения вместе с урожаем. И лишь 5% этой массы составляют минеральные элементы, которые растения поглощают из почвы!
Через лист быстро усваиваются минеральные элементы, потому внекорневая подкормка по зеленому листу является скорой помощью растениям в экстренних ситуациях, но она не может заменить корневого питания. К внекорневым подкормкам, как правило, прибегают в тех случаях, когда надо быстро восполнить нехватку какого – то элемента питания, микроэлемента. Либо в ситуации, когда корневая система плохо работает или вообще прекращает свою деятельность (например, когда стоит длительное похолодание, более 5 — 7 дней). Обычно это происходит при понижении температуры почвы до 8 градусов тепла. Надо помнить, что в первую половину лета, пока почва не прогрелась на большую глубину, ее температура в корнеобитаемом слое (на глубине 15— 20 см) примерно на 2—3 градуса ниже температуры воздуха на поверхности почвы. Во второй половине лета, когда в почве есть достаточно большой запас тепла в корнеобитаемом слое, температура почвы на 2 — 3 градуса выше температуры воздуха. Так что весной, если среднесуточная температура воздуха (сложите дневную и ночную температуру и разделите пополам) не превышает 10—11 градусов, корни практически не работают. Вот почему в первой половине лета следует делать внекорневую подкормку, как только среднесуточная температура падает до 10 градусов тепла. В конце лета корни перестанут работать, когда среднесуточная температура воздуха понизится до 5—6 градусов тепла.
Чтобы корни могли обеспечить растения всем необходимым, надо, чтобы в почве все это необходимое для роста и развития присутствовало, причем было равномерно распределено по всей толще корнеобитаемого слоя, да еще и поступало туда с завидным постоянством и в малых дозах.
В качестве кормежки удобно использовать долгоиграющие удобрения: AVA, апионы или органоминеральное удобрение (ОМУ) Буйского химзавода, поскольку их можно внести всего один раз на все лето при посадке. А еще лучше распределить по всей поверхности грядки только что скошенные траву с газонов или сорняки.
Органика содержит практически все основные минеральные элементы, необходимые для питания растений! Однако требуются небольшие добавки макро- и микроэлементов, в основном тех, которых в почвах данной местности нет или очень мало. Поскольку материя не появляется ниоткуда и не исчезает, то и растения, выросшие на такой почве, хотя и могут давать большой урожай, но полноценным он не будет, так как для этого им не хватает необходимых элементов питания. А надземная часть, перепревая, не обогатит почву недостающими элементами питания.
Теперь представьте себе, что корни по какой-то причине не работают, и в зеленый лист не попадают минералы, входящие в состав белка. Белок не образуется, в клеточном соке растений преобладают углеводы, и вредители со всей округи налетают на любимую еду. Это еще одна причина, по которой столь необходима сбалансированная работа надземной части и корней.
Минеральное питание поступает в растения главным образом через корни. Но углерод — основа зеленой массы растения, без него растение жить не сможет. Чем больше углекислого газа в воздухе, тем больше зеленая масса, тем выше урожай. Отсюда сразу напрашивается вывод – хотите повысить урожайность – всячески способствуйте насыщению воздуха углекислым газом. Оптимальное насыщение воздуха углекислым газом при его концентрации 0,03% от объема помещения. Углекислый газ образуется в процессе брожения и гниения всевозможных органических остатков. В теплицах для получения больших доз углекислого газа достаточно поставить емкость с навозом или просто с травой или зеленой массой сорняков, залитых водой. Закрывать емкость не надо. Когда масса перебродит, ее можно вылить под кусты, в междурядья картофельного поля, под тыквенные культуры. После уборки урожая этой массой можно заливать освободившиеся грядки. Сброженные сорняки, кроме того, что это источник углерода, еще и замечательное даровое удобрение. В нем содержатся почти все необходимые растениям элементы питания, которые перешли в настой из разложившихся в воде растений. Углекислотой можно насыщать воздух в теплицах и с помощью сухого льда, кусочки которого надо просто разбросать по почве, не попадая на стебли растений.
Питание растений через корни
Корневая система растений огромна. Кроме главного стержневого корня, который может уходить на большую глубину и оттуда добывать воду и необходимые минералы, есть еще масса разветвлений. Каждое окончание этих разветвлений имеет кончик, защищенный специальным прочным чехликом, чтобы самая крайняя точка корешка не повреждалась, когда корень пробивается через толщу земли. Примерно в миллиметре от кончика молодой корешок начинает обрастать сосущими волосками, которые и поглощают из почвы раствор минеральных солей. У сосущих волосков овощных культур совсем коротенькая жизнь, затем они отмирают, и эта часть корня покрывается плотной шкуркой, через которую, естественно, всасывания не происходит. Вся работающая на всасывание часть корней уходит дальше и глубже, а все, что отработало, начинает играть роль не добытчиков питания, а всего лишь водопроводной трубы. Корни нарастают быстро, примерно по 1 см в сутки. Сосущих волосков на корнях растений огромное множество, общая длина их, как уже говорилось выше, может достигать около десятка километров. Ими буквально пронизана каждая пядь земли, но всасывать эти волоски могут только то, что находится в непосредственной близости от них, примерно в 5 мм от себя. Элементы питания, которые находятся в почве, должны быть распределены равномерно по всей толще корнеобитаемого слоя во всех направлениях.
Внесение минеральных элементов всухую в междурядья посадок — далеко не лучший способ кормления. Гораздо эффективнее кормить растения в полив слабым раствором минеральных удобрений, и делать это надо регулярно все лето, поскольку все лето идет рост корней, наращивание зелени, цветение и плодоношение однолетних растений.
Иначе обстоит дело с многолетними садовыми и цветочными культурами. У них есть два основных периода, когда они нуждаются в подкормках. Весной, когда идет рост зеленой массы и образование бутонов. В этот период под них вносят азотно – калийные удобрения в зону основной массы сосущих корней. И во второй половине лета, когда идет интенсивный рост новой корневой системы. В этот момент они больше всего нуждаются в фосфоре и калии. Кроме того, во время интенсивного роста завязей многолетники нуждаются в микроэлементах.
Корни выделяют в почву ферменты, органические кислоты, которые помогают им разрушить твердые частицы гумуса, извлечь из него минеральные элементы, чтобы использовать их для пропитания. Для такой нехилой работенки им нужна энергия, то есть углеводы, которые поставляют растению листья непосредственно из солнечной энергии, воздуха и воды, как уже говорилось выше. Процессы гниения органических веществ в почве идут с помощью микроорганизмов, выделяющих при дыхании углекислый газ. В почве он соединяется с молекулой воды, образуя угольную кислоту СO2 + Н2O = Н2СO3, которая, в свою очередь, распадается на ионы Н2СO3 = Н + НСO3. Они поглощаются почвой, при этом происходит вытеснение ионов калия, магния, фосфора и других химических элементов. Из этого изобилия ионов минералов корни избирательно поглощают те, которые им нужны. Далее этот почвенный раствор идет вверх, в листья, где зерна хлорофилла с помощью солнечной энергии синтезируют белок. Таким образом, между надземной и подземной частями растений постоянно происходит интенсивный обмен питательными веществами. Максимальной интенсивности этот процесс достигает в июне—июле. В этот период делается запас питательных веществ в листья, как в кладовку, который растения используют для наращивания урожая. У многолетников листья иногда долго стоят зелеными, то есть не хотят отдавать свои запасы урожаю. Чтобы вызвать отток питания из листьев в плоды, надо дать усиленную подкормку любым минеральным удобрением, лучше всего в виде опрыскивания по листьям, чтобы вызвать их гибель (5—6 столовых ложек на 10 л воды).
. Листья вырабатывают углеводы за счет воздуха, солнца и воды, и растение направляет их в корневую систему, откуда в листья поднимаются минеральные элементы, необходимые для образования белка. Первыми весной распускаются именно листья и сразу начинают вырабатывать углеводы. Земля в корнеобитаемом слое к этому времени еще не успевает прогреться до необходимых для пробуждения корней 8 градусов тепла, и корни не работают, то есть в листья не поступают необходимые для образования белка компоненты — процесс образования белка несколько задерживается: не из чего. А листья уже начали гнать углеводы. Вот вредители и летят. Помочь растениям очень просто. Дайте им в этот момент внекорневую подкормку по листьям, и вредители останутся с носом.
Если этого не сделать, то проснувшиеся вредители всем скопом набросятся на изысканное угощение, и первой среди них окажется тля. Большинство вредителей может сжевать или проколоть, чтобы высосать сок, только молоденькие листочки. Когда листья повзрослеют и погрубеют, они для вредителей станут недоступными. Чтобы не допустить вредителей к столу, надо как можно быстрее начать подавать в листья необходимые ингредиенты для создания белка. Если этот процесс пойдет быстро, то и всю обедню вредителям испортит.
Что же надо сделать, чтобы заставить корни быстрее начать свою работу? Их надо как можно быстрее согреть. Точнее, поднять температуру почвы выше плюс 8 градусов в зоне корней. А как? Полить горячей водой почву под многолетниками по периметру кроны, где и залегает основная масса сосущих волосков.
Ну а что мы нередко читаем в литературе? Утопчите снег под посадками, чтобы мыши не проделали ходы в рыхлом снегу и не подгрызли кору на деревьях. А частенько и вовсе пишут, что утаптывание снега нужно для того, чтобы удержать растения от пробуждения. Да вот только дело-то в том, что листья при этом от пробуждения удержать не удастся, и они начнут вырабатывать углеводы! От мышей есть другие приемы защиты, без утаптывания снега. Например, обвязывание молодых стволов капроновыми чулками или мешковиной из стекловолокна. Старая кора больших деревьев им не по зубам, да и осенняя побелка водоэмульсионной краской совсем неплохо защищает не только от солнечных весенних ожогов, но и от погрызов.
Что еще важно знать о жизни корней?
Корни выделяют микотоксины, которые помогают им защитить свою территорию от незваных соседей, поэтому неплохо бы кое-что знать о совместимости посадок. Еще раз повторю эту простую истину. Как уже говорилось выше, корни и корневища пырея любят микотоксины корней крыжовника и буквально прорастают сквозь всю толщу корневой системы любимца. А сами-то выделяют микотоксины, губительные для корней крыжовника. Если крыжовник систематически не освобождать от любящих объятий корней пырея, то куст постепенно захиреет и даже погибнет. Замечали такое? Конечно же, замечали, только не понимали причину гибели.
Что же надо знать о совместимости посадок? Во-первых, растения должны быть совместимы по фитонцидам, выделяемым надземной часть, во-вторых, по высоте, чтобы более высокие не загораживали солнечный свет более низкорослым. В-третьих, корневая система у соседствующих растений должна находиться в разном слое почвы. Недопустимо сажать рядом, скажем, землянику, облепиху, малину и черную смородину. У всех этих растений корнеобитаемый слой всего 12 —15 см. Там начнется бешеная война за влагу и питание. В-четвертых, корневые системы посаженных рядом растений должны быть совместимы по выделяемым ими микотоксинам.
Очень часто пишут, что севооборот необходим из-за накопления вредителей и возбудителей болезней монокультуры, из-за выноса из почвы одних и тех же минеральных элементов в одной и той же пропорции, что вызывает дисбаланс питания. Но почему-то не принимают во внимание тот факт, что выделяемые растениями собственные микотоксины накапливаются в почве и становятся причиной угнетения самого растения.
Проделайте простой эксперимент. Посейте в ящик салат. Кормите, поите в соответствии с его требованиями. Снимите первый урожай, выдернув растения из почвы, и тут же посейте салат снова. И опять кормите, поите как положено. Снова снимите урожай. И вот, когда вы в третий раз посеете салат, вы вдруг с удивлением обнаружите, что у растущего салата ни с того, ни с сего начали чернеть края листьев. Недостатком калия этот краевой ожог объяснить нельзя, так как правильный рацион питания вы салату обеспечили, болезней такого типа не существует. Никакие обработки не помогают — в этом легко убедиться. А вот если сделать анализ почвы, то как раз и обнаружится избыточное содержание выделений корневой системы салата, который погубил сам себя.
Вопрос 1. Какие вещества необходимы для минерального питания растения?
для нормального жизненного цикла растительного организма необходима лишь определенная группа основных питательных элементов, функции которых в растении не могут быть заменены другими химическими элементами. Для минерального питания больше всего растению нужны азот, калий и фосфор. Остальные вещества требуются в небольших количествах (обычно сотые доли процента от массы клетки и ниже). Это — магний, натрий, бор, марганец, цинк, медь, молибден и др.
Вопрос 2. Как растения поглощают питательные вещества?
Водоросли, а также некоторые другие водные растения усваивают вещества минерального питания всей поверхностью тела. Высшие наземные растения получают их из почвы через корневые волоски.
Вопрос 3. Что такое корневое давление?
Корневое давление — это сила (гидростатическое давление), обеспечивающая поступление воды в клетки или межклетники коры, а затем в сосуды корня и по ним — в другие органы растения. Показано, что у растений, обитающих в холодных и плохо аэрируемых почвах, а также в результате действия ядов и ингибиторов корневое давление снижено.
Вопрос 4. Почему растения нельзя поливать холодной водой?
Холодная вода плохо поглощается корнями. В связи с этим растение может погибнуть от недостатка влаги.
Вопрос 5. Какие виды удобрений вы знаете?
Существуют органические и минеральные удобрения.
Органические удобрения — это или отходы жизнедеятельности животных (навоз, птичий помет), или отмершие части организмов животных и растений (перегной, торф).
Минеральные удобрения — это удобрения, состоящие из неорганических соединений, преимущественно солей. По виду основного питательного элемента различают азотные, фосфорные и калийные удобрения. Кроме того, широко используют микроудобрения, в которых содержатся такие элементы, как бор, медь, цинк, кобальт и др., потребляемые растениями в незначительных количествах.
Вопрос 6. Какое влияние на рост и развитие растений оказывают азот, калий, фосфор?
Вещества, содержащие азот, способствуют росту растений, фосфор — скорейшему созреванию плодов, калий — быстрейшему оттоку органических веществ от листьев к корням.
Вопрос 7. Что такое подкормка?
Подкормка — это внесение минеральных удобрений в период роста и плодоношения растений. Растения подкармливают минеральными веществами, необходимыми для нормального их роста в данный период жизни.
Растение усваивает питательные вещества практически только в жидком виде. Любой питательный элемент, содержащийся в почве, должен быть растворен в воде, иначе он растению недоступен. Следовательно, для питания растению обязательно необходима вода.
Кроме того, чтобы корни могли поглощать питательные вещества, им нужен воздух, точнее кислород. Можно внести много удобрений, наполнить почву всевозможными питательными элементами, но если в ней окажется мало воздуха (излишняя плотность, избыток влаги, почвенная корка) , то весь труд, затраченный на внесение удобрений, окажется бесполезным.
Чтобы корни дышали, им нужны углеводы (сахара) . Их вырабатывают листья. Но жизнь листьев зависит от поглощения корнями воды и питательных веществ. Если листьев мало, если они почему-то слабо "работают" (синтезируют органические вещества) , корни будут плохо поглощать содержащиеся в почве элементы питания. О взаимном влиянии корней и листьев следует постоянно помнить.
Корни усвоили элементы питания. Часть их здесь же в корнях превращается в простейшие органические соединения и передвигается в листья. В листья же передвигаются из корней большая часть элементов питания в том виде, в каком они поступили в корни.
В листьях, которые так и называют зеленой лабораторией растения, под воздействием энергии солнечных лучей, углекислого газа и воды поглощенные корнями элементы питания превращаются в сложные органические соединения, из которых состоит древесина, корни, листья, плоды.
Растение расходует не все выработанные им органические соединения. Часть их оно откладывает в запас и расходует их ранней весной, когда еще нет листьев.
Читайте также: