§ 25. Минеральное (почвенное) питание растений

Определения и обозначения

Минеральное (почвенное) питание растений — поглощение корнями воды с растворёнными в ней минеральными веществами и использование этих веществ растением. Корень получает их из почвы, а растение направляет к органам, где они нужны для жизнедеятельности. Это понятие помогает отличать минеральное питание от получения готовой органической пищи.

Почвенный раствор — вода в почве с растворёнными минеральными солями, из которой корни получают необходимые вещества. Соли становятся доступными корню, когда оказываются растворёнными в воде. Поэтому одного наличия минералов в сухой почве недостаточно для их поступления в растение.

Корневой волосок — вырост клетки корня, увеличивающий поверхность, через которую поглощаются вода и минеральные вещества. Множество таких выростов соприкасается с почвенным раствором. Они нужны, чтобы корень мог эффективнее получать воду и растворённые соли.

Минеральные соли — вещества почвы, необходимые растению для роста и жизнедеятельности. В почвенном растворе они находятся в виде частиц, называемых ионами, которые могут поступать в клетки корня. Разные соли выполняют разные задачи, поэтому растению требуется не один, а несколько минеральных элементов.

Как это устроено

Минеральные вещества оказываются в почве разными путями. Горные породы постепенно разрушаются под действием воды, воздуха и перепадов температуры, а их частицы становятся источником минеральных соединений. Остатки растений и животных разлагаются, возвращая вещества в почву; человек также вносит их с удобрениями. Часть этих соединений растворяется в почвенной воде и становится доступной для корней.

Вода с растворёнными солями поступает главным образом через молодые участки корня. Там образуются корневые волоски: их многочисленность увеличивает площадь соприкосновения корня с почвенным раствором. Чем больше поверхность контакта, тем больше возможностей для поглощения воды и веществ. Поэтому волоски особенно важны, хотя поглощать могут и другие участки корня.

Корень не впускает все вещества одинаково и без ограничений. Клетки корня участвуют в отборе и регулируют поступление минеральных ионов из почвенного раствора. Такая избирательность позволяет растению получать нужные вещества, а не просто накапливать всё, что оказалось рядом. Если корень повреждён, этот процесс затрудняется даже при наличии солей в почве.

После поступления в корень вода и минеральные вещества перемещаются к другим органам растения. Они нужны клеткам для роста и образования новых частей, а также участвуют в создании органических веществ. Поэтому нормальное питание зависит не только от наличия солей в почве, но и от работы корней и переноса веществ внутри растения. При нарушении любого звена растение может развиваться хуже.

Потребность в минеральных веществах различается у разных растений и меняется по мере их развития. Например, количество вещества, необходимое молодому растению, может отличаться от потребности растения в период активного роста. Поэтому удобрения подбирают не по принципу чем больше, тем лучше, а с учётом вида растения, его состояния и почвы. Избыток удобрений тоже способен навредить растению и почве.

Основные минеральные элементы питания растений

Таблица показывает, что элементы питания выполняют разные задачи, а их недостаток может отражаться на росте и листьях. Эти признаки возможны, но сами по себе не всегда точно указывают на нехватку конкретного элемента. Перед подкормкой учитывают состояние растения и почвы, а не выбирают удобрение только по внешнему виду.

Разбор задач

Корневые волоски удалили

Условие. У растения удалили корневые волоски. Нужно объяснить, как это повлияет на поступление воды и минеральных веществ. Для ответа проследим связь между строением корня и его работой.

1. Корневые волоски увеличивают площадь поверхности корня, соприкасающуюся с почвенным раствором.
2. После их удаления эта площадь уменьшается, поэтому корень может поглощать воду и растворённые соли менее эффективно.
3. Вода и минеральные вещества всё ещё могут поступать через другие участки корня, так что речь не обязательно идёт о полном прекращении поглощения.

Ответ. Поступление воды и минеральных веществ, вероятно, ослабнет, поскольку поверхность поглощения уменьшится. Насколько сильно это повлияет на растение, зависит от состояния корня и условий почвы.

Соли есть, корни повреждены

Условие. В почвенном растворе есть минеральные соли, но корни растения повреждены. Нужно объяснить, почему растение может испытывать недостаток питания. Проверим не только наличие веществ в почве, но и возможность их поступления.

1. Соли в растворе доступны растению лишь в том случае, если корень может их поглощать.
2. Повреждение корня нарушает работу клеток, в том числе поглощение воды и минеральных ионов.
3. Даже поступившие вещества должны перемещаться к другим органам, а повреждение корня может затруднить и этот путь.

Ответ. Растение может испытывать недостаток питания, потому что наличие солей в почве не гарантирует их поступления в растение. Для этого необходимы работающий корень и перенос веществ к органам.

Растения на грядке развиваются слабо

Условие. Растения на грядке развиваются слабо. Нужно решить, что выяснить перед внесением удобрений и почему нельзя делать это бесконтрольно. Сначала следует проверить возможные причины плохого роста, а не сразу увеличивать количество подкормки.

1. Уточнить, какие растения растут на грядке и какие элементы им нужны на данном этапе развития.
2. Оценить состояние почвы и растений: слабый рост не доказывает, что причина именно в недостатке минеральных солей.
3. Если удобрение необходимо, подобрать его вид и дозу с учётом потребностей растений и состояния почвы.

Ответ. Перед подкормкой выясняют потребности растений и состояние почвы, а также ищут возможную причину слабого развития. Бесконтрольное внесение может привести к избытку веществ, нарушить развитие растений и ухудшить состояние почвы.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что корни поглощают из почвы готовую органическую пищу. Так могут думать потому, что растение получает вещества из земли, но минеральное питание связано с водой и растворёнными в ней минеральными солями. Проверь себя: если речь идёт о почвенном питании, назови почвенный раствор и корень, а не готовую органическую пищу.

Ошибка — думать, что вещества поступают только через корневые волоски. Они особенно важны, потому что увеличивают поверхность поглощения, но волоски не являются отдельным органом и не составляют весь корень. Проверь себя: объясни их роль как части корня и не утверждай, что без них поглощение обязательно полностью прекращается.

Ошибка — считать, что все минеральные вещества нужны в одинаковом количестве. Это представление возникает, если воспринимать соли как одну общую подкормку, хотя элементы имеют разные роли и потребности в них различаются. Проверь себя: сравни, одинаковы ли функции элементов и зависят ли нужные количества от вида растения и этапа его развития.

Ошибка — думать, что чем больше удобрений, тем лучше. Желание ускорить рост может подтолкнуть к увеличению дозы, но избыток способен навредить растению и почве. Проверь себя: перед внесением удобрения учти состояние почвы и потребности растений, а не только желаемый результат.

Связь с другими темами

Чтобы понять минеральное питание, нужно знать строение корня и роль его зон. Особенно важны корневые волоски: их строение помогает объяснить, почему корень эффективно поглощает почвенный раствор. Эти знания связывают особенности клеток и органов растения с их работой.

Минеральные соли связаны с составом почвы и круговоротом веществ в природе. Они поступают в почву при разрушении горных пород и разложении остатков организмов, а удобрения используются в сельском хозяйстве, чтобы восполнять потребности растений. Поэтому выбор подкормки зависит и от растения, и от состояния почвы.

Полученные из почвы вещества участвуют в росте и работе клеток. Это помогает связать минеральное питание с обменом веществ — процессами, благодаря которым организм использует вещества для жизнедеятельности. Позже эти знания пригодятся, чтобы разбираться, как растения растут и образуют новые органы.

Что запомнить

• Минеральное питание растений происходит преимущественно через корни.
• Корни поглощают воду с растворёнными в ней минеральными веществами.
• Корневые волоски увеличивают поверхность поглощения.
• Минеральные элементы необходимы растению для роста и жизнедеятельности.
• Потребность растения в разных элементах питания неодинакова.
• Удобрения следует применять с учётом потребностей растений и состояния почвы.