§ 12. Питание растений

Определения и обозначения

Питание растений — поступление и использование веществ, необходимых для роста и жизнедеятельности. Растению нужны вещества не только для увеличения размеров, но и для работы его органов. Одни вещества поступают извне, а органические растение создаёт само. Поэтому питание объединяет разные процессы.

Минеральное питание — поглощение корнями воды и растворённых в ней минеральных веществ из почвы. Вода помогает веществам перемещаться внутри растения, а минеральные вещества нужны для его жизненных процессов. Корни получают их из почвенного раствора, а не в виде готовой органической пищи. Так растение обеспечивает себя необходимыми веществами из почвы.

Корневой волосок — вырост клетки корня, увеличивающий поверхность поглощения воды и минеральных веществ. Благодаря многочисленным волоскам корень соприкасается с большей частью почвенного раствора. Чем больше доступная для поглощения поверхность, тем эффективнее корень получает вещества. Волоски особенно важны для связи растения с почвой.

Фотосинтез — образование органических веществ из углекислого газа и воды на свету с участием хлорофилла. Хлорофилл — зелёное вещество клеток, которое помогает использовать световую энергию. Органические вещества служат растению материалом для роста и источником энергии. Значит, растение не только поглощает вещества, но и создаёт необходимые ему соединения.

Как это устроено

Вода и растворённые минеральные вещества из почвы поступают в растение через корень. На корне есть множество корневых волосков, поэтому площадь поглощения становится больше. Почвенный раствор соприкасается с их поверхностью, и вода с растворёнными веществами может попасть внутрь. Если бы поглощение происходило только небольшой поверхностью корня, растению было бы сложнее получать нужное количество веществ.

После поглощения вещества должны попасть из корня в листья и другие органы. Для этого в растении есть проводящие ткани — специальные структуры, по которым перемещаются вещества. Вода нужна постоянно: она участвует в жизненных процессах, переносит растворённые вещества и теряется растением, в частности через листья. Если поступление воды не восполняет её потери, клеткам становится труднее нормально работать, а рост может замедлиться.

Корни поглощают из почвы не готовую пищу, а воду с растворёнными минеральными веществами. Эти вещества нужны для жизненных процессов и роста, но сами по себе не заменяют органические вещества, которые растение использует как материал и источник энергии. Поэтому нельзя представить минеральное питание как получение готового обеда из почвы. Почва снабжает растение важными исходными веществами, а органическую пищу оно создаёт в зелёных частях.

Органические вещества растение образует самостоятельно в листьях при фотосинтезе. Для процесса нужны свет, вода и углекислый газ; зелёный пигмент хлорофилл помогает использовать свет. Вода поступает к листьям от корней, а углекислый газ попадает в растение из воздуха. Если света нет, фотосинтез затрудняется, хотя поглощение воды корнями не становится от этого тем же самым процессом.

Корневое питание и фотосинтез связаны, потому что растению нужны вещества из разных источников. Корни доставляют воду и минеральные вещества, а листья получают углекислый газ из воздуха и при наличии света образуют органические вещества. Затем вещества используются в разных органах и перемещаются по растению. Поэтому растение зависит и от условий в почве, и от условий вокруг его зелёных частей.

Поступление и образование веществ в растении

Чтобы разобраться в питании растения, проследи отдельно источник каждого вещества и место, где оно поступает или образуется. Вода и минеральные вещества связаны с корнями, углекислый газ — с воздухом, а образование органических веществ — с фотосинтезом. Таблица помогает не путать эти процессы.

Разбор задач

Задача 1. У растения повредили корневые волоски. Предположите, какой процесс нарушится прежде всего и почему.

1. Определяем роль корневых волосков: они увеличивают поверхность корня, соприкасающуюся с почвенным раствором.
2. При повреждении волосков эта поверхность уменьшается, поэтому корню становится труднее поглощать воду и растворённые минеральные вещества.
3. Значит, прежде всего ослабнет минеральное питание. Фотосинтез может пострадать позднее, если к листьям будет поступать меньше воды.

Ответ. Прежде всего ослабнет поглощение воды и минеральных веществ корнями, потому что уменьшится поверхность поглощения.

Задача 2. Сравните два растения: одно растёт на свету, другое долго находится в темноте. У какого будет затруднено образование органических веществ и почему?

1. Вспоминаем, где и как образуются органические вещества: они создаются в зелёных частях при фотосинтезе.
2. Для фотосинтеза нужен свет, поэтому длительное пребывание в темноте мешает этому процессу.
3. Значит, у растения в темноте будет затруднено образование органических веществ. Это не означает, что свет нужен корням для самого поглощения воды.

Ответ. У растения, долго находящегося в темноте: без света фотосинтез затруднён.

Задача 3. Растение поливали водой с растворёнными минеральными солями, а затем перенесли в место без света. Какие вещества оно сможет получать, а образование каких веществ будет затруднено?

1. Разделяем два процесса: вода и минеральные соли поглощаются корнями из почвы, а органические вещества образуются при фотосинтезе.
2. Полив раствором даёт корням возможность получать воду и растворённые минеральные вещества. Отсутствие света само по себе не отменяет это поглощение.
3. Но фотосинтезу необходим свет. Поэтому в темноте будет затруднено образование органических веществ, даже если корни продолжают получать воду и соли.

Ответ. Растение сможет получать воду и растворённые минеральные соли, но образование органических веществ будет затруднено из-за отсутствия света.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что корни поглощают из почвы готовые органические питательные вещества. Её допускают, потому что растение растёт в почве и кажется, будто именно там оно получает всю пищу. Проверь себя: корни получают воду и растворённые минеральные вещества, а органические вещества растение образует при фотосинтезе.

Ошибка — путать минеральное питание с фотосинтезом. Оба процесса нужны растению, поэтому их легко смешать, но происходят они по-разному: корни поглощают вещества из почвы, а зелёные части образуют органические вещества. Чтобы проверить себя, спроси: «Что поступает из почвы?» и «Что создаётся на свету?»

Ошибка — думать, что все необходимые вещества растение получает только из почвы. Такое представление возникает, если не учитывать воздушное питание. Проверь себя по источникам: вода и минеральные вещества поступают из почвы, а углекислый газ — из воздуха, и он нужен для фотосинтеза.

Ошибка — считать, что свет нужен корням для поглощения воды. Путают процессы, потому что без света растение хуже образует органические вещества. Но корни поглощают воду и минеральные вещества из почвы, а свет прежде всего нужен для фотосинтеза. Проверка простая: определи, какой именно процесс описан в вопросе.

Связь с другими темами

Для понимания питания растений нужно знать их основные органы и представлять, какую роль выполняют корень и лист. Корень связан с поглощением воды и минеральных веществ, а лист — с фотосинтезом. Это помогает проследить путь веществ от почвы и воздуха к разным частям растения.

Тема связана со строением корня, проводящими тканями и фотосинтезом. Строение корня объясняет, как происходит поглощение, проводящие ткани — как вещества перемещаются, а фотосинтез — откуда берутся органические вещества. Вместе эти знания дают целостное представление о питании растения.

Понимание питания пригодится при изучении роста растений, плодородия почвы и применения удобрений. Оно помогает объяснить, почему растениям нужны подходящие условия и минеральные вещества. Также становится понятнее, что удобрения не заменяют воду, воздух и свет.

Что запомнить

• Корни поглощают из почвы воду и растворённые минеральные вещества.
• Корневые волоски увеличивают поверхность поглощения.
• Вода и минеральные вещества нужны растению для жизнедеятельности и роста.
• Углекислый газ поступает в растение из воздуха.
• При фотосинтезе на свету растение образует органические вещества.
• Минеральное питание и фотосинтез — разные, но взаимосвязанные процессы.