Приглашаем посетить сайт
Минеральное питание растений
Минера́льное пита́ние расте́ний, совокупность процессов поглощения, передвижения и усвоения химических элементов растениями из почвы в форме ионов минеральных солей. К элементам М. п. р. относятся макроэлементы (N, S, P, К, Ca, Mg) и микроэлементы (Fe, B, Mn, Си, Zn, Mo). Азот поглощается растениями в форме аниона NO3 или катиона NH4, фосфор и сера — в форме анионов H3PO4 и SO4, металлы — в форме катионов K+, Ca2+ и Mg2+. У ряда растений существует потребность и в других элементах. Так, на рост и развитие сахарной свёклы положительно влияет натрий, а бобовым необходим кобальт (для фиксации молекулярного азота клубеньковыми бактериями). Обнаружено положительное влияние на обмен веществ и рост растений алюминия, никеля, свинца, кадмия, хрома и других элементов, которые, однако, не являются абсолютно необходимыми.
Наземные растения поглощают ионы поверхностными клетками корня (ризодермой), в том числе корневыми волосками. Катионы проникают в клетки пассивно, а анионы (а также К+ при его наружных концентрациях ниже 1 мм) — активно, с затратой метаболической энергии, используемой специальными ферментами («ионными насосами») клеточных мембран.
В полевых условиях непосредственным источником питательных ионов для растений служит почвенный раствор. За сутки растения несколько раз (например, райграс 10 раз) полностью поглощают весь фосфор почвенного раствора, вызывая освобождение его новых количеств из связанного состояния. Вследствие этого скорость поглощения элементов М. п. р. корнями лимитируется скоростью их освобождения в почвенный раствор. Другой фактор, лимитирующий М. п. р., — скорость диффузии ионов в почве к корневой поверхности. Поэтому морфологические характеристики корневой системы (её длина, разветвлённость, скорость роста) имеют большее значение для М. п. р., чем физиологические (поглотительная активность единицы поверхности), что учитывается в селекции. В растении элементы М. п. р. распределяются с водным током по проводящим сосудам ксилемы, пронизывающим корни, стебли и листья. Они направляются главным образом к молодым, растущим органам и формирующимся плодам. По мере старения нижних листьев элементы М. п. р. (кроме Ca и B) оттекают из них в растущие органы и повторно используются (реутилизация).
Все макро- и микроэлементы одинаково необходимы для растений (правило незаменимости элементов). Однако часто в почве не хватает N, P и K, поэтому они вносятся с удобрениями. Общий вынос этих элементов различен у разных культур и сортов и пропорционален биомассе растений. Однако соотношение N:P:K для всех культур и сортов близко и равно в среднем 73:5:22 ат. %. Знание физиологической роли М. п. р., механизма поглощения и передвижения элементов необходимо для правильного применения удобрений. При этом важную роль играет диагностирование недостаточности того или иного элемента путём химического анализа почвы, а также самих растений (см. Агрохимический анализ) или отдельных органов, главным образом листьев (листовая диагностика). Признаки голодания культурных растений в отношении отдельных элементов (изменение окраски листьев, морфологического и анатомического строения органов и др.) также могут быть использованы для определения потребности растений в питательных веществах. Регуляция М. п. р. с помощью удобрений — основной путь повышения продуктивности сельскохозяйственных культур. Вместе с фотосинтезом М. п. р. составляет единый процесс питания растений.
Литература:
Физиология сельскохозяйственных растений, т. 2, М., 1967;
Чернавина И. А., Физиология и биохимия микроэлементов, М., 1970;
Inorganic plant nutrition, [v. 1—2], В., 1983 (Encyclopedia of plant physiology. New series, v. 15 А. В.).