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 N

; 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.