§21. Питание растений. Поглощение растением воды и минеральных веществ

Определения и обозначения

Питание растений — поступление и использование веществ, необходимых для жизни и роста. Растение не просто получает вещества из окружающей среды: оно использует их для работы органов и развития. Поэтому питание связано и с поступлением веществ, и с их дальнейшим использованием.

Минеральное питание — получение растением из почвы воды и минеральных солей. Минеральные соли — вещества, содержащие необходимые растению химические элементы. Они нужны для жизнедеятельности органов, поэтому их недостаток может сказаться на росте и состоянии растения.

Почвенный раствор — вода с растворёнными в ней минеральными веществами. Корень соприкасается с этим раствором в почве, и соли поступают в растение именно в растворённом виде. Это понятие помогает понять, почему доступность воды важна не только сама по себе, но и для поступления минеральных веществ.

Корневой волосок — тонкий вырост клетки корня, соприкасающийся с почвой. Он участвует в поглощении воды и растворённых минеральных солей. Многочисленные волоски увеличивают поверхность корня, через которую растение может получать вещества.

Как это устроено

Растению нужны вещества из разных источников: воду и минеральные соли оно получает из почвы, а углекислый газ — из воздуха. Эти вещества выполняют разные роли и не заменяют друг друга. Корень обеспечивает поступление почвенных веществ, а листья получают углекислый газ из окружающего воздуха. Такое разделение источников помогает понять, почему питание растения связано и с почвой, и с воздушной средой.

Вода и минеральные вещества поступают в корень из почвенного раствора, потому что соли должны быть растворены в воде, чтобы попасть в растение вместе с ней. В почве вода окружает частицы грунта и может содержать растворённые минеральные соли. Если соли не растворены, корень не поглощает их как сухие крупинки. Поэтому наличие воды в почве влияет на доступность минерального питания.

На корне находится множество корневых волосков, и каждый из них соприкасается с почвой. Если бы поглощение шло только через небольшую часть корня, поверхность контакта была бы меньше. Волоски увеличивают эту поверхность, поэтому корень может взаимодействовать с большим объёмом почвенного раствора. Так строение корня помогает ему выполнять функцию поглощения.

Поглощённые корнем вода и минеральные вещества не остаются только в подземной части растения. Они перемещаются от корня к другим органам, в том числе к побегу и листьям. Благодаря этому разные части растения получают вещества, необходимые для их жизнедеятельности. Если поступление через корень нарушено, снабжение остальных органов тоже может ухудшиться.

Состав почвы влияет на то, какие минеральные вещества доступны растению, а количество доступной воды — на возможность их поглощения в растворённом виде. Поэтому две почвы могут по-разному поддерживать рост даже при одинаковом растении. При нехватке воды корню труднее получать почвенный раствор, а неподходящий состав почвы может ограничивать поступление необходимых солей. В результате растение может хуже расти и менять своё состояние.

Поглощение растением веществ из почвы

Сопоставляй строки по трём вопросам: какое вещество поступает, откуда оно берётся и через какую часть растения проходит. Почвенный раствор — не отдельная соль, а вода, в которой соли растворены. Поэтому вода и минеральные вещества связаны при поглощении, хотя их роли в жизни растения различаются.

Разбор задач

Задача 1. У растения удалили корневые волоски. Предположите, как это повлияет на поступление воды из почвы.

1. Корневые волоски соприкасаются с почвой и участвуют в поглощении почвенного раствора.
2. Удаление волосков уменьшает поверхность корня, контактирующую с почвой.
3. При меньшей поверхности корню труднее поглощать воду, поэтому её поступление может ослабнуть.

Ответ. Вода, вероятно, будет поступать в растение медленнее или в меньшем количестве. Причина — уменьшение поглощающей поверхности корня, а не исчезновение самой воды из почвы.

Задача 2. В двух горшках растут одинаковые растения. Одно поливают водой с растворёнными минеральными солями, другое — только чистой водой. Сравните, какие различия могут проявиться со временем.

1. Оба растения получают воду, но полив чистой водой не даёт такого же поступления минеральных солей.
2. Растение с растворёнными солями получает их вместе с водой через корень.
3. Поскольку минеральные вещества нужны для жизнедеятельности и роста, со временем различия могут отразиться на развитии растений.

Ответ. Растение, которому доступны минеральные соли, может развиваться лучше, если остальные условия одинаковы. Вода и минеральное питание — не одно и то же: чистая вода обеспечивает поступление воды, но сама по себе не заменяет растворённые соли.

Задача 3. У растения повреждена значительная часть корня. Объясните, почему после этого могут ухудшиться состояние листьев и рост побега.

1. Повреждение уменьшает работающую часть корня и может нарушить поглощение воды и минеральных веществ.
2. Поглощённые вещества должны поступать от корня к другим органам, включая листья и побег.
3. Если снабжение этих органов ослабевает, им становится труднее нормально развиваться и выполнять свои функции.

Ответ. Листья могут ухудшить состояние, а рост побега — замедлиться, потому что повреждённый корень хуже снабжает растение водой и минеральными веществами. Последствия для надземных органов связаны с нарушением поступления веществ от корня.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что растение получает из почвы готовые органические питательные вещества. Её допускают, смешивая понятия «питание» и «поступление всего нужного из грунта». На самом деле из почвы поступают вода и минеральные соли, а не готовая органика. Проверь себя вопросом: какие именно вещества корень берёт из почвы?

Ошибка — путать минеральное питание с образованием органических веществ на свету. Эти процессы связаны с жизнью растения, но не совпадают: минеральное питание означает поступление воды и солей из почвы, а фотосинтез — образование органических веществ с использованием углекислого газа и света. Путаница возникает из-за того, что оба процесса необходимы растению. Разделяй их по источникам веществ и результату.

Ошибка — полагать, что воду поглощает только кончик корня. Такое представление появляется, если считать корень одной неделимой частью и не учитывать его строение. В поглощении важную роль играют корневые волоски, увеличивающие поверхность контакта с почвой. Проверь себя: вспомни, какая часть корня соприкасается с почвенным раствором и зачем волосков так много.

Ошибка — считать, что минеральные соли поступают в корень сухими частицами. Такое предположение может возникнуть из-за того, что соли заметны как твёрдые вещества. Но корень получает их растворёнными в воде, то есть вместе с почвенным раствором. Чтобы проверить себя, спроси: в каком виде соли доступны корню для поглощения?

Связь с другими темами

Для понимания поглощения нужно знать основные части корня и его роль в жизни растения: именно корень соприкасается с почвой и получает из неё вещества. Дальше эта тема поможет разобраться в передвижении веществ по растению — от корня к другим органам. Она связана и с фотосинтезом: вода и минеральные вещества участвуют в жизнедеятельности растения, но не заменяют углекислый газ и свет, необходимые для фотосинтеза. Различай источники и функции этих факторов.

Что запомнить

• Для жизни растению нужны вода и минеральные вещества.
• Воду и минеральные соли корень получает из почвы.
• Минеральные соли поступают в растение в растворённом виде.
• Корневые волоски участвуют в поглощении почвенного раствора.
• Многочисленные корневые волоски увеличивают поверхность поглощения.
• Поступившие через корень вещества необходимы и другим органам растения.