Минеральное питание растения

1. Главная
2. Агрономия
3. Минеральное питание растения

Минеральное питание растения происходит посредством корневой системы. Поглощение минеральных веществ растением

Процесс минерального питания растения

Элементы минерального питания могут находиться не только в почвенном растворе, но и в трудно растворимых минеральных соединениях и в почвенном поглощающем комплексе.

Микроорганизмы, образующие кислоты в процессе своей жизнедеятельности, а также корневые выделения растений, увеличивающие кислотность почвы, способствуют переводу нерастворимых минеральных соединений в почвенный раствор.

Поглощающая деятельность корня нарушает равновесие между почвенным раствором и поглощающим комплексом почвы. В результате происходит обменная адсорбция между ионами почвенного раствора и почвенного поглощающего комплекса, ионы из поглощающего комплекса могут поступать в растение через почвенный раствор.

Е. И. Ратнер показал, что растения могут усваивать элементы минерального питания не только из почвенного раствора, но и непосредственно из почвенного поглощающего комплекса. Это становится возможным при тесном контакте между поглощающей частью корневой системы и почвой.

Поглощение ионов идет путем контактной адсорбции, при которой происходит обмен ионов между поглощающим почвенным комплексом и корневым волоском. При этом ионы не выделяются в почвенный раствор, обмен ионами протекает в водных сферах коллоидов корневого волоска и коллоидов почвенного поглощающего комплекса. Схема поглощения минеральных веществ из почвы

На рисунке дана схема, показывающая поглощение растением минеральных веществ из почвы. Как видно из схемы, поступление минеральных элементов в корни растения во всех случаях идет путем обменной адсорбции.

1. - поглощение ионов из почвенного раствора,
2. - поглощение ионов из поглощающего почвенного комплекса через почвенный раствор,
3. - контактное поглощение ионов из поглощающего комплекса без почвенного раствора,
4. - поглощение ионов из трудно растворимых почвенных соединений в результате воздействия кислых корневых выделений и деятельности микроорганизмов.

Для осуществления поглощения необходим тесный контакт корневых волосков с частицами почвы.

Такой контакт можно наблюдать, осторожно вынимая из почвы проростки, к корневым волоскам которых прилипли частицы почвы. Проростки горчицы: 1 - выращенные во влажном воздухе; 2 - выращенные в почве (к корневым волоскам прилипли частички почвы)

Адсорбирующая способность почвы зависит от величины почвенных частиц: чем они мельче, тем больше их адсорбирующая поверхность. Не все ионы адсорбируются с одинаковой силой; особенно сильно адсорбируются ионы кальция и магния, не адсорбируются ионы NОз и Cl, которые поэтому легко вымываются из почвы.

Поглощение ионов почвой имеет большое значение для ее плодородия: запасы минеральных элементов вымывались бы из почвы.

Бактериальная ризосфера

Помимо корневых выделений, в растворении твердых частиц почвы принимают участие и микроорганизмы. Большая часть микробного населения почвы находится в зоне расположения корней высших растений, которая называется ризосферой.

В эту группу микроорганизмов входят бактерии, грибы и водоросли. Скопление микроорганизмов в зоне корней объясняется тем, что корневая система растений выделяет органические соединения, служащие пищей для микроорганизмов.

В свою очередь микроорганизмы выделяют вещества типа ферментов, витаминов, антибиотиков и органических кислот, которые могут усваиваться растением.

Микоризы

Грибы играют большую роль в поступлении минеральных и органических веществ из почвы в растение. Для многих растений, особенно для древесных пород, характерно сожительство с почвенными грибами и образование микоризы (грибокорня). Различают 3 типа микоризы:

• эктотрофную,
• эндотрофную,
• эктоэндотрофную.

При эктотрофной микоризе гифы гриба образуют плотный чехол на поверхности корня, отдельные гифы проникают в межклетники корня на небольшую глубину. В этом случае корень не имеет корневых волосков, их роль выполняют гифы гриба.

При эндотрофной микоризе грибные гифы размещаются внутри живых клеток коры корня и лишь отдельные гифы выходят наружу. Клетки корня, в которые проникли гифы гриба, остаются живыми. При эндотрофной микоризе корень имеет корневые волоски.

При эктоэндотрофной микоризе гифы образуют как наружный чехол, так и проникают внутрь корня, в живые клетки и межклетники. В большинстве случаев при образовании микориз наблюдается симбиоз между высшим растением и грибом. Симбиоз между высшими растениями и грибами

Гифы гриба снабжают растения водой, элементами минерального питания, в частности азотом, который может усваиваться грибом из органических соединений.

Участие микоризы в азотном питании растений доказано опытами с меченым азотом N¹⁵. Гриб, находящийся на проростках сосны, получал глутаминовую кислоту с N¹⁵; вскоре в проростках был обнаружен меченый азот. Кислые выделения грибов способствуют растворению трудно растворимых соединений; кроме того, ферменты, выделяемые грибами, расщепляют сложные органические соединения почвы и таким образом улучшают питание растений.

При эндотрофной микоризе наблюдается растворение грибных гиф в клетках растений, что также улучшает питание растений. От растения гриб получает углеводы и некоторые физиологически активные вещества. В настоящее время установлено около двух тысяч видов растений, имеющих микоризу.