§ 17. Почвенное питание растений. Значение корней

Определения и обозначения

Почвенное питание растений — поглощение корнями воды и растворённых в ней минеральных веществ из почвы. Иными словами, корень получает не готовую пищу, а вещества, которые нужны растению для жизни и роста. Без такого поступления растение не сможет нормально развиваться.

Минеральные вещества — неорганические вещества, необходимые растению для роста и жизнедеятельности; корни получают их из почвенного раствора. Это растворённые в воде вещества, а не кусочки почвы или перегноя. Они нужны растению как материал для разных процессов и образования его частей.

Корневой волосок — тонкий вырост клетки кожицы корня, увеличивающий площадь поглощения воды и минеральных веществ. Благодаря множеству таких выростов корень соприкасается с большей частью почвы. Это помогает растению эффективнее получать нужные вещества.

Корневое давление — сила, с которой корень способствует поступлению воды и её продвижению по растению. Оно помогает воде двигаться от корня вверх по растению. Этот термин объясняет, что корень не только поглощает воду, но и участвует в её перемещении.

Как это устроено

Корни находятся в почве и соприкасаются с почвенным раствором — водой, в которой растворены минеральные вещества. Поэтому корень может получать их из окружающей среды. Если растворённых веществ или воды мало, поступление необходимых растению веществ затрудняется.

На молодых участках корня есть корневые волоски. Каждый из них — вырост клетки наружного слоя корня, а вместе они значительно увеличивают поверхность соприкосновения с почвой. Чем больше поверхность контакта, тем больше участков корня может участвовать в поглощении воды и растворённых веществ.

После поглощения вода с растворёнными веществами поступает внутрь корня. Далее она перемещается к стеблю и другим частям растения по проводящим тканям — специальным путям, по которым движутся вещества. Такое движение связывает подземные части растения с надземными.

Корни не только обеспечивают поступление веществ, но и удерживают растение в почве. Разветвлённые корни закрепляют его, поэтому стебель сохраняет устойчивость. У некоторых растений корни могут также утолщаться и запасать питательные вещества, которые пригодятся позднее.

Почвенное питание зависит от того, насколько хорошо работают корни и достаточно ли в почве воды. При повреждении корней уменьшается число участков, через которые могут поступать вода и минеральные вещества. Если воды в почве мало, корни не могут получить её в нужном количестве; в обоих случаях рост растения может замедлиться, а само оно — увянуть.

Функции корня и их значение

Чтобы пользоваться таблицей, сначала найдите функцию, о которой идёт речь, а затем проследите связь между способом её выполнения и пользой для растения. Например, корневые волоски помогают поглощать вещества, а результатом становится снабжение всего растения. Не у всех видов одинаково выражена функция запасания: она характерна лишь для некоторых растений.

Разбор задач

Задача 1. У молодого растения удалили корневые волоски. Как изменится поступление воды и минеральных веществ? Чтобы ответить, нужно связать строение корня с его работой. Корневые волоски увеличивают поверхность, через которую корень соприкасается с почвой.

1. Определяем, что изменилось: волоски удалены, значит, поверхность контакта корня с почвой стала меньше.
2. Вспоминаем, что корень получает воду и растворённые минеральные вещества из почвенного раствора. При меньшей поверхности поглощение идёт менее эффективно.
3. Делаем вывод о последствиях: растению может поступать меньше воды и минеральных веществ, поэтому его рост может замедлиться.

Ответ: поступление воды и минеральных веществ ослабнет, потому что уменьшилась поглощающая поверхность корня.

Задача 2. Растение пересадили, сильно повредив корни. Предскажите, что может произойти и почему. Здесь важно рассмотреть не только закрепление растения, но и поглощение веществ. Повреждение уменьшает количество нормально работающих участков корня.

1. Устанавливаем, какую работу выполняют корни: они поглощают воду и минеральные вещества и передают их к надземным частям.
2. Связываем повреждение с этой работой: нарушенные корни хуже поглощают почвенный раствор, поэтому к растению может поступать меньше воды.
3. Предсказываем результат: растение может увянуть, а его рост — замедлиться. Чем сильнее повреждение и чем меньше воды в почве, тем труднее растению восстановить нормальное питание.

Ответ: растение может увянуть и хуже расти, потому что повреждённые корни затрудняют поступление воды и минеральных веществ.

Задача 3. Одно растение крепко держится в почве, а другое с повреждёнными корнями легко вынимается. Назовите две функции корней и объясните последствия повреждения. Сравним, что показывает закреплённое положение и что меняется при повреждении. Не следует сводить работу корней только к удерживанию растения.

1. Называем первую функцию: корни закрепляют растение в почве. Если растение легко вынимается, эта функция нарушена.
2. Называем вторую функцию: корни поглощают воду и минеральные вещества из почвенного раствора. Повреждение может затруднить и это поступление.
3. Объясняем общий результат: растению труднее сохранять устойчивость и получать необходимые вещества, поэтому оно может увядать и хуже расти.

Ответ: корни закрепляют растение и поглощают воду с минеральными веществами; при их повреждении нарушаются обе функции.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что корни поглощают из почвы готовую пищу. Такое представление возникает потому, что растение питается благодаря веществам, поступающим через корень. Но корень получает воду и растворённые минеральные вещества, а органические вещества растение образует самостоятельно; проверьте себя, уточнив, что именно растворено в почвенной воде.

Ошибка — думать, что воду и минеральные вещества поглощают только корневые волоски. Они особенно важны для поглощения, поэтому их легко принять за единственную работающую часть. Однако волоски являются частью корня; проверка простая: спросите, к какому органу они относятся.

Ошибка — путать минеральные вещества с перегноем. Перегной находится в почве и связан с её плодородием, поэтому кажется, что корни должны забирать его целиком. На самом деле корни получают растворённые минеральные вещества; проверьте, идёт ли речь о растворе или о твёрдых частицах.

Ошибка — считать, что корень нужен только для закрепления растения. Эту функцию легко заметить, когда растение держится в земле, а остальные происходят внутри и не видны. Вспомните, что корень также поглощает и проводит вещества, а у некоторых растений запасает питательные вещества.

Связь с другими темами

Для понимания почвенного питания нужно знать, что растению необходимы вода и минеральные вещества, а корень — один из его органов. Строение корня объясняет, почему его отдельные участки, в том числе зоны с корневыми волосками, участвуют в поглощении. Тема связана и с движением веществ по растению: вода поступает через корень, а затем направляется к стеблю и другим частям. Условия роста и развития растений тоже важны, потому что недостаток воды или повреждение корней затрудняют питание.

Что запомнить

• Почвенное питание — это поглощение корнями воды и растворённых минеральных веществ.
• Основная часть поглощения происходит в зоне корня с корневыми волосками.
• Корневые волоски увеличивают поверхность соприкосновения корня с почвой.
• Поглощённые вещества поступают из корня к стеблю и другим частям растения.
• Корни закрепляют растение в почве.
• У некоторых растений корни служат местом запаса питательных веществ.