Корневое питание растений кратко

Обновлено: 04.07.2024

Питание растений — процесс поглощения и усвоения растениями из окружающей среды химических элементов, необходимых для их жизни; заключается в перемещении веществ из среды в цитоплазму растительных клеток и их химическом превращении в соединения,… … Большая советская энциклопедия

Питание корневое — поступление питательных веществ в растения через корни. П. к. основной путь поступления зольных элементов питания и азота в растения в естественных условиях … Толковый словарь по почвоведению

Петербургский, Александр Васильевич — Александр Васильевич Петербургский … Википедия

Бактериальные удобрения — препараты, в которых содержатся полезные для с. х. растений почвенные микроорганизмы. При внесении Б.у. в почве усиливаются биохимические процессы и улучшается корневое питание растений. В СССР из Б. у. нашли применение нитрагин,… … Большая советская энциклопедия

Триба фикусовые (Ficeae) — Главенствующее положение в семействе тутовых занимает род фикус (Ficus, табл. 37) как по числу видов и распространенности их на Земле (примерно от 35° северной до 35° южной широты), так и по разнообразию признаков. Этот огромный род,… … Биологическая энциклопедия

Бактериальные удобрения — Бактериальные удобрения это препараты, относящиеся к микробиологическим инокулянтам, способствующие улучшению питания растений. Питательных веществ они не содержат; препараты, в которых содержатся полезные для сельскохозяйственных растений… … Википедия

Буссенго Жан Батист — Буссенго (Boussingault) Жан Батист (2.2.1802, Париж, ≈ 11.5.1887, там же), французский химик, автор классических исследований о питании растений, один из основоположников научной агрохимии, член Парижской АН (1839). Окончил Высшую горную школу в… … Большая советская энциклопедия

Буссенго — (Boussingault) Жан Батист (2.2.1802, Париж, 11.5.1887, там же), французский химик, автор классических исследований о питании растений, один из основоположников научной агрохимии, член Парижской АН (1839). Окончил Высшую горную школу в… … Большая советская энциклопедия

ФИЗИОЛОГИЯ — (от греч. physis природа и . логия), наука, изучающая процессы жизнедеятельности (функции) животных и растит, организмов, их отд. систем, органов, тканей и клеток. Физиологию человека и животных разделяют на неск. тесно связанных между собой… … Биологический энциклопедический словарь

Корневое питание растений также называют почвенным питанием, или минеральным питанием. Под ним понимают всасывание корнями растений воды и минеральных веществ из почвы. Вода и минеральные вещества необходимы для жизнедеятельности растения не меньше, чем органические вещества, которые образуются при фотосинтезе. Поэтому корневое питание очень важно. У водорослей нет корней, но они могут всасывать всей поверхностью своего тела, так как живут в воде или во влажной среде.

Не весь корень всасывает водный раствор из почвы, а только его одна зона. Эта зона называется зоной всасывания. Поверхность корня в зоне всасывания покрыта множеством мелких волосков. Их называют корневыми волосками. Они представляют собой выросты клеток. Обычно их размер не превышает нескольких миллиметров в длину. Корневые волоски живут не долго. В зависимости от вида растения от менее суток до пары недель. На смену отмершим волоскам появляются новые. Также из-за роста корней появляются новые зоны всасывания.

Корневые волоски плотно прилегают к частицам почвы и всасывают из нее водный раствор. Также на корневых волосках выделяется слизь, которая способствует растворению некоторых веществ в почве, после этого они могут поступать в корень.

Основная часть поступившего водного раствора по клеткам внутри зоны всасывания доходит до сосудов и далее под давлением поднимается в стебель. Здесь вода и минеральные вещества используются в различных процессах жизнедеятельности (фотосинтезе, испарении, образовании органелл клеток, росте и др.).

Некоторая часть воды и минеральных веществ используется в самом корне. Здесь синтезируется ряд органических веществ, в том числе витамины и гормоны. Для их синтеза также используется глюкоза, которая поступает из надземных частей растения, где образуется в процессе фотосинтеза. Таким образом, у растения корневое и воздушное питание взаимосвязаны.

Минеральными веществами, которые растворены в воде и необходимы растению, являются различные неорганические соли. В состав этих солей входят такие химические элементы как кальций, калий, магний, азот, сера, фосфор и ряд других. При их дефиците растение начинает заболевать и чахнуть. Оно хуже растет, хуже осуществляет процесс фотосинтеза и т. д.

Когда растения или его части отмирают, они попадают в почву, где разлагаются различными организмами (бактериями, червями и др.). Рано или поздно минеральные вещества возвращаются из растений в почву. Таким образом, в природе существует круговорот минеральных веществ. Однако на полях и в садах, где человек выращивается растения и собирает урожай, основная часть минеральных веществ уносится. В таком случае необходимо вносить в почву различные минеральные удобрения. Потребность современного сельского хозяйства в удобрениях настолько велика, что для их производства существуют специальные отрасли промышленности.

Питанием растений называется поглощение минеральных веществ, содержащихся в почве, корневой системой и дальнейшее усвоение их самим растением. Для нормального прохождения процессов поглощения минеральных элементов растению необходимы дыхание корневой системы, подходящие температура окружающей среды, кислотность почвы, концентрация и состав питательных растворов. Важнейшими элементами для питания растений являются: фосфор, калий, азот, железо, кальций, магний, и бор. Все элементы, входящие в состав растений, выполняют определенные функции. Роль минеральных веществ в процессе роста растений очень разнообразна. Кроме кислорода, углерода и водорода (органогенов) всем растениям требуется фосфор, сера, азот, магний, кальций и железо. В результате различных исследований было открыто, что для оптимального роста и развития растений обязателен целый набор веществ, находящихся в почве в микроскопических количествах. Помимо железа, усваиваемого растением, ему необходимы также медь, цинк, бор, кобальт, марганец и молибден.

Все вышеназванные элементы, используемые в питательных растворах, по характеру потребления разделены на три группы:

1) ультрамикроэлементы - серебро, радий, ртуть, кадмий и т. д. (миллионные доли процента);

2) микроэлементы - медь, бор, цинк, марганец, кобальт, молибден, и другие, потребляемые в малых количествах (от стотысячных до тысячных долей процента);

3) макроэлементы - фосфор, азот, кальций, калий, сера, железо, магний, потребляемые в относительно больших количествах (от сотых долей процента до нескольких процентов).

Растение для своего нормального развития должно получать все необходимые ему минеральные вещества в нужных концентрациях в растворенном виде. Если растение не получает нужного количества какого-то элемента, то проявляются признаки голодания. При добавлении этого элемента эти признаки устраняются. Если же растение получает какой-либо микроэлемент в избытке, то получается отравление растения. Бор и медь, например, при концентрациях свыше 1 мг на 1 килограмм почвы затормаживают рост у многих растений. Если концентрация становится ниже 0,5 мг на 1 килограмм, то начинается голодание. Это можно объяснить тем, что эти минеральные элементы участвуют в процессе построения клеточных органоидов и протоплазмы. Кроме того, они обеспечивают определенную структуру биоколлоидов живого вещества, без которых жизненные процессы не могут протекать.

Фосфор содержится в почве в органической и в минеральной форме. Минеральные формы фосфора преобладают в подзолистых и кислых почвах. Поэтому известкование таких почв повышает для растений доступность фосфоросодержащих веществ. Если наступает фосфорное голодание, листья растений становятся зелено-желтыми, задерживается процесс закладки цветочных почек и начало цветения растений, ухудшается и качество цветов.

Азот необходим для нормального развития растений. При недостатке этого элемента листья растения становятся бледными желто-зелеными с красноватыми пятнышками. В случае азотного голодания листья становятся более тонкими. Обычно азот в плодородном слое почвы содержится в форме, которая растениям недоступна. Однако в результате микробиологических процессов азот из недоступных форм преобразуется в усвояемую растениями форму. В почве присутствуют некоторые микроорганизмы, которые усваивают азот из воздуха и делают его доступным для растений. Тем не менее, подкормка растений азотистыми удобрениями в большинстве случаев необходима, так как почвы этим элементом бедны.

Магний - элемент, включающийся в состав хлорофилла растений. При недостатке этого элемента листья приобретают хрупкость, становятся "мраморными". Магний создает нейтральную реакцию почв, а также помогает устранить вредное действие избыточного количества извести. Калий требуется растениям для разнообразных физиологических процессов, протекающих в них. Этот элемент отвечает за развитие корневой "системы. Его наличие делает корневые системы растений более морозоустойчивыми. Как правило, калия содержится в почве от 1 до 2,5 процента. В очень тяжелых и средних почвах калий содержится в поглощенном виде. Это основной источник питания растений калием. Особенно нужны калийные удобрения для легких, подзолистых и торфяных почв. При калийном голодании больше всего страдают верхние листья растений. Они осветляются, по краям желтеют, а зелеными остаются только участки листа, окружающие сосуды.

Кальций присутствует в почве в виде фосфатов, карбонатов и других солей. Наличие кальция в почве улучшает ее свойства. Однако, для питания растений этот элемент идет в небольшом количестве. Кальций вносят в почву с целью нормализации ее кислотности.

Железо поддерживает нормальное развитие хлорофилла и хлоропластов в растениях. Если в почве недостаточно железа, то листья приобретают мраморность, цвет их становится неровным, наступает хлороз и старение листьев, так как разрушается хлорофилл, содержащийся в них.

Кобальт также увеличивает устойчивость хлорофилла в растениях.

Цинк нормализует дыхание растений.

Бор необходим для хлоропластов. Недостаточное количество этого элемента в почвах приводит к дегенерации хлоропластов растений.

Молибден , присутствующий в почвах в микроскопических количествах отвечает за нормализацию функций пластид.

Медь отвечает за окислительно-восстановительные реакции, протекающие в клетках растений.

Для корневой подкормки в одном 10-литровом ведре растворяют 3 таких таблетки. Для опрыскивания листьев 1 таблетка растворяется в 1 л воды. Опрыскивание производят перед цветением растений и через месяц после него.

Фотосинтез является основным процессом, приводящим к образованию органических веществ в растениях. При фотосинтезе солнечная энергия в зеленых частях растений, содержащих хлорофилл, превращается в химическую энергию, которая используется на синтез углеводов из углекислого газа и воды. На световой стадии процесса фотосинтеза происходит реакция разложения воды с выделением кислорода и образованием богатого энергией соединения (АТФ) и восстановленных продуктов. Эти соединения участвуют на следующей темновой стадии в синтезе углеводов и других органических соединений из СО2.

При образовании в качестве продукта простых углеводов (гексоз) суммарное уравнение фотосинтеза выглядит следующим образом:

С6 Н12 O6 +6 O2 ® 6 СО2+6Н2О+ 2874 кДж

Путем дальнейших превращений из простых углеводов в растениях образуются более сложные углеводы, а также другие безазотистые органические соединения. Синтез аминокислот, белка и других органических азотсодержащих соединений в растениях осуществляется за счет минеральных соединений азота (а также фосфора и серы) и промежуточных продуктов обмена — синтеза и разложения — углеводов. На образование разнообразных сложных органических веществ, входящих в состав растений, затрачивается энергия, аккумулированная в виде макроэргических фосфатных связей АТФ (и других макроэргических соединений) при фотосинтезе и выделяемая при окислении — в процессе дыхания — ранее образованных органических соединений. Интенсивность фотосинтеза и накопление сухого вещества зависят от освещения, содержания углекислого газа в воздухе, обеспеченности растений водой и элементами минерального питания. При фотосинтезе растения усваивают углекислоту, поступившую через листья из атмосферы. Лишь небольшая часть СО2. (до 5% общего потребления) может поглощаться растениями через корни. Через листья растения могут усваивать серу в виде SО2. из атмосферы, а также азот и зольные элементы из водных растворов при некорневых подкормках растений. Однако в естественных условиях через листья осуществляется главным образом углеродное питание, а основным путем поступления в растения воды, азота и зольных элементов является корневое питание.

Азот и зольные элементы поглощаются из почвы деятельной поверхностью корневой системы растений в виде ионов (анионов и катионов). Так, азот может поглощаться в виде аниона NO3 и катиона NH4+ (только бобовые растения способны в симбиозе с клубеньковыми бактериями усваивать молекулярный азот атмосферы), фосфор и сера — в виде анионов фосфорной и серной кислот — Н2РО4- и SO42- , калий, кальций, магний, натрий, железо — в виде катионов К+ , Са2+ , Mg2+ , Fe2+ , а микроэлементы — в виде соответствующих анионов или катионов.

Растения усваивают ионы не только из почвенного раствора, но и ионы, поглощенные коллоидами. Более того, растения активно (благодаря растворяющей способности корневых выделений, включающих угольную кислоту, органические кислоты и аминокислоты) воздействуют на твердую фазу почвы, переводя необходимые питательные вещества в доступную форму.

Корневая система растений и ее поглотительная способность

Мощность корневой системы, ее строение и характер распределения в почве у разных видов растений резко различаются. Для примера достаточно сравнить известные всем слаборазвитые корешки салата с корневой системой капусты, картофеля или томатов, сопоставить объемы почвы, которые охватывают корни таких корнеплодов, как редис и сахарная свекла. Активная часть корней, благодаря которой происходит поглощение элементов минерального питания из почвы, представлена молодыми растущими корешками. По мере нарастания каждого отдельного корешка верхняя его часть утолщается, покрывается снаружи опробковевшей тканью и теряет способность к поглощению питательных веществ. Рост корня происходит у самого его кончика, защищенного корневым чехликом. В непосредственной близости к окончанию корешков располагается зона делящихся меристематических клеток. Выше ее находится зона растяжения, в которой наряду с увеличением объема клеток и образованием в них центральной вакуоли начинается дифференциация тканей с формированием флоэмы — нисходящей части сосудисто-проводящей системы растений, по которой происходит передвижение органически веществ из надземных органов в корень. На расстоянии 1—3 мм от кончика растущего корня находится зона образования корневых волосков, В этой зоне завершается формирование и восходящей части проводящей системы — ксилемы, по которой осуществляется передвижение воды (а также части поглощенных ионов и синтезированных в корнях органических соединений) от корня в надземную часть растений. Корневые волоски представляют собой топкие выросты наружных клеток с диаметром 5—72 мкм и длиной от 80 до 1500 мкм. Число корневых волосков достигает несколько сотен на каждый миллиметр поверхности корня в этой зоне. За счет образования корневых волосков резко, в десятки раз, возрастает деятельная, способная к поглощению питательных веществ поверхность корневой системы, находящаяся в контакте с почвой. Влияние корневой системы распространяется на большой объем почвы благодаря постоянному росту корней и возобновлению корневых волосков. Старые корневые волоски (продолжительность жизни каждого корневого волоска составляет несколько суток) отмирают, а новые непрерывно образуются уже на других участках растущего корешка. На том участке корня, где корневые волоски отмерли, кожица пробковеет, поступление воды и поглощение питательных веществ из почвы через нее ограничивается. Скорость роста корней у однолетних полевых культур может достигать 1 см в сутки. Растущие молодые корешки извлекают необходимые ионы из почвенного раствора на расстоянии от себя до 20 мм, а поглощенные почвой ионы —-до 2—8 мм. По мере нарастания корня происходит, следовательно, непрерывное пространственное перемещение зоны активного поглощения в почве. При этом наблюдается явление хемотропизма, сущность которого заключается в том, что корневая система растений усиленно растет в направлении расположения доступных питательных веществ (положительный хемотропизм) либо ее рост тормозится в зоне высокой, неблагоприятной для растений концентрации солей (отрицательный хемотропизм). Недостаток элементов питания растений в доступной форме вызывает, как правило, образование относительно большей массы корней, чем при высоком уровне минерального питания. Наиболее интенсивно поглощение ионов осуществляется в зоне образования корневых волосков, и поступившие ионы передвигаются отсюда в надземные органы растений. Необходимо отметить, что корень является не только органом поглощения, но и синтеза отдельных органических соединений, в том числе аминокислот и белков. Последние используются для обеспечения жизнедеятельности и процессов роста самой корневой системы, а также частично транспортируются в надземные органы.

Поглощение питательных веществ растениями через корни

Росянка поймала добычу.mp4

В то же время хорошо известно, что концентрация отдельных ионов в клеточном соке, как и в пасоке растений (транспортируемой по ксилеме из корней в надземные органы) чаще всего значительно выше, чем в почвенном растворе. В этом случае поглощение питательных веществ растениями должно происходить против градиента концентрации и невозможно за счет диффузии.

Одностороннее преобладание (высокая концентрация) в растворе одной соли, особенно избыток какого-либо одновалентного катиона, оказывает вредное действие на растение Развитие корней происходит лучше в многосолевом растворе. В нем проявляется антагонизм ионов, каждый ион взаимно препятствует избыточному поступлению другого иона в клетки корня Например, Са3+ в высоких концентрациях тормозит избыточное поступление K+, Na+ Mg2+ и наоборот Такие же антагонистические отношения существуют и для ионов K+ и Na +, K+ и NH4+, K+ и Mg2+, NO3- и H2PO4, Cl- и H2PO4- и др.

Физиологическая уравновешенное IB легче всего восстанавливается при введении в раствор солей кальция При наличии кальция в растворе создаются нормальные условия для развития корневой системы, поэтому в искусственных питательных смесях Са2+ должен преобладать над другими ионами. Особенно сильно ухудшается развитие корней и поступление в них питательных веществ при высокой концентрации ионов водорода, т е при повышенной кислотности раствора Высокая концентрация в растворе ионов водорода оказывает отрицательное влияние на физико-химическое состояние цитоплазмы клеток корпя Наружные клетки корня ослизняются, нарушается их нормальная проницаемость, ухудшается рост корней и поглощение ими питательных веществ. Отрицательное действие кислой реакции сильнее проявляется при отсутствии или недостатке других катионов, особенно кальция, в растворе Кальций тормозит поступление ионов H+,, поэтому при повышенном количестве кальция растения способны переносить более кислую реакцию, чем без кальция

Реакция раствора оказывает влияние на интенсивность поступления отдельных ионов в растение и обмен веществ.

Влияние СаСl2 на рост корней пшеницы при различной кислотности раствора

Учебник: Пономарёва И.Н., Корнилова О.А., Кучменко В.С. Биология: Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники:Учебник для 6 класса общеобразовательной школы.-М.:Вентана – Графф, 2011 г

Основная цель: Познакомить с понятием корневое питание

Сформировать понятие о корневом питании, удобрениях, восходящем токе
Обеспечить условия для воспитания положительного интереса к предмету,
Способствовать овладению необходимыми навыками самостоятельной учебной деятельности
Обеспечить высокую творческую активность при выполнении заданий
Создать на уроке условия, обеспечивающие воспитание аккуратности и внимательности.Способствовать развитию умений, учащихся обобщать полученные знания, проводить анализ, синтез, сравнения, делать необходимые выводы

Тип урока изучения нового материала

Вид урока беседа с презентацией,

Ход урока

Организационный момент (2 минуты)
Актуализация знаний о типах корневых систем, видах корней, функциях корней (5 минут)
Изучение новой темы (30 минут)
Закрепление: выполнение тестового задания (5 минут)
Домашнее задание (2 минуты)

Материальное оснащение. Компьютер, мультимедийный проектор, экран

Структура урока

1. Организационный момент

2. Приветствие класса.

3. Проверка домашнего задания.

На наших последних уроках мы вели разговор о корне. Изучили его внешнее и внутреннее строение. Давайте вспомним что такое корень? (вегететивный орган растения)

Как называется совокупность всех корней растения (корневая система)

Внимание на экран

Слайд 4. Как называются типы корневых систем, представленные на экране? (стержневая и мочковатая)

Для каких растений характерен стержневой тип корневой системы? (для двудольных растений)

Какие виды корней вам известны? (главный, придаточные и боковые)

Слайд 5. Внимание на экран, что обозначено на рисунке цифрами?

1 – главный корень

2 – придаточные корни

3 – боковые корни

Закрепляет растение в почве
Запасающая
Вегетативное размножение
Питательная

Более подробно мы сегодня будем знакомится с последней функцией корня.

4. Изучение нового материала

Слайд 7. Тема урока: Корневое питание растений (записывают в тетрадь)

Питание это одно из важнейших свойств живых организмов.

Процесс питания подразумевает поглощение питательных веществ. Давайте подумаем, что для растения является питательными веществами? (вода и минеральные соли или вещества)

Какие органы поглощают воду и минеральные вещества? (корни)

С помощью корней растения извлекают из почвы необходимое ему вещество – воду с растворенными в ней минеральными веществами- почвенный раствор.

Сам корень представляет собой как бы ряд последовательных станций которые транспортируют воду к наземным частям растений. У этих станций есть свои названия.

Давайте прочитаем их. Внимание на экран. Слайд 8. Трахеиды, корневой волосок, сосуды древесины, зона проведения, стебель, всасывающая зона, начиная с корневых волосков.

Я попрошу вас с помощью страницы 97 – 98 учебника расставить эти станции в нужном порядке начиная с корневых волосков. (Работают 5 – 7 минут)

Итак проверим, что у вас получилось?

Внимание на экран. Слайд 9.

Пунктом отправления для воды служит корневой волосок. Из него вода поступает в зону всасывания корня, затем по сосудам и трахеидам древесины поступает в проводящую зону корня, а потом только в стебель. Таким образом вода в корне передвигается снизу-вверх. Поэтому, поглощение, проведение минеральных веществ и воды в растении получило название восходящий ток.

Слайд 10. Доказать наличие этого тока можно, срезав стебель комнатного растения и надев на пенек короткую резиновую трубку, из которой через некоторое время начнет сочиться вода. Возникает вопрос, а почему минеральные вещества всё-таки движутся вверх вопреки законам земного притяжения?

Явление, которое заставляет двигаться вещества в одном направлении в растении получило название корневое давление. Слайд 11 (определение в тетрадь записывают)

Слайд 12. Доказательством наличия корневого давления служит природное явление которое называется гуттация или плач растений. Известно, что при высокой влажности воздуха и чрезмерной увлажненности почвы на листьях растений появляются капельки воды.

Слайд 13. Фото гуттации растений

Слайд 14. Откуда растения берут воду и питательные вещества? (из почвы)

Слайд 15. А что такое почва? (это верхний плодородный слой Земли)

Слайд 16. Откуда в почве вода?(осадки, человек поливает растения, грунтовые или подземные воды)

Слайд 17. Откуда в почве питательные вещества? (питательные вещества в почве могут накапливаться в результате разложения листового опада, деятельности животных (например, дождевых червей), а также человек может повышать плодородие почвы внося удобрения)

Слайд 18. Внесение удобрений называется подкормкой.

Давайте познакомимся какие удобрения существуют.

Слайд 20. Все удобрения делятся на минеральные и органические. Органические удобрения - это торф, навоз и перегной. Минеральные удобрения делятся на 2 группы: микроудобрения и макроудобрения. К макроудобрениям относят азотные, фосфорные и калийные. А к микроудобрениям относят удобрения, содержащие бор, медь, молибден.

От чего зависит потребность растения в минеральных веществах?

(От его вида, возраста, быстроты роста, характера погоды, времени суток и свойств почвы.)

Вывод: растение в процессе корневого питания поглощает много минеральных веществ. В почву для сохранения плодородия и нормального роста, и развития растений вносят органические и минеральные удобрения.

Важнейшая часть растения скрыта от нашего взора под землей. Миллионы лет назад благодаря корням первые наземные растения смогли закрепиться в почве. Затем растения с помощью корней научились извлекать из почвы различные питательные вещества. Сегодня корни растений играют важную роль в жизни человека. Некоторые корни мы употребляем в пищу, другие используем для решения экологических проблем.

Режим обучения доступен только авторизованным пользователям

Возможности режима обучения:

просмотр истории в виде слайдов
возможность прослушивания озвучки по каждому слайду
возможность добавить свою, детскую озвучку
тесты для детей, чтобы закрепить материал
специально подобранные коллекции картинок и видео для улучшения восприятия
ссылки на дополнительные обучающие курсы

Озвучка доступна в режиме обучения

Строение корней

Видоизменения корней

Мангровые растения живут в заболоченных почвах, и их корням не хватает воздуха. У мангровых растений корни возвышаются над землей, выполняя функцию дыхания (такие корни ещё называют пневматофоры).

У баньяна корни свисают со стеблей. Если такой корень достигнет земли, то он создаст для дерева дополнительную опору.

Сократительные корни втягивают растение глубже в почву. Луковицы лилий каждый год углубляются в почву по мере развития новых сократительных корней. Луковицы продолжат опускаться до тех пор, пока не будет достигнута область с оптимальной температурой.

Корни и минеральное питание растений

Минеральное питание растений

Поглощение различных веществ из окружающей среды – главная задача любого живого организма. Часть поглощенных веществ используется в качестве строительного материала, другая часть – для производства энергии. Растения научились получать эти два ресурса в процессе фотосинтеза, в ходе которого они создают сахар. Однако на одном только сахаре растение не выживет. Ему необходимо также производить нуклеиновые кислоты (ДНК), белки, жиры и многие другие молекулы. Помимо углекислого газа и воды, требующихся для фотосинтеза, растения поглощают азот, кальций, фосфор и многие другие минеральные вещества. Но необходимые молекулы залегают глубоко в почве или находятся в малых концентрациях (количествах). Корни растения – это эффективная машина для поиска и сбора редких ресурсов.

Поглощение различных веществ растением

Из земли растения поглощают около 15 основных элементов. Азот(N), фосфор(P) и калий(К) требуются в больших количествах – это макроэлементы (от греч. макро – большой). Часто рост растения сдерживает именно недостаток макроэлементов в почве. Железо(Fe), цинк(Zn), и некоторые другие – это микроэлементы (от греч. микро – маленький). В растении они присутствуют в небольших количествах. Например, на один атом молибдена в растении приходится 60 миллионов атомов водорода.

Недостаток того или иного элемента приводит к порче органов и постепенному увяданию. При дефиците элемента проявляются разные симптомы. Например, увядание и пожелтение старых листьев говорит о недостатке азота или фосфора. Гибель молодых листьев указывает на дефицит железа или кальция. Избыток элементов в почве токсичен для растения и также приводит к увяданию. Откуда фермеры знают, сколько и в каких количествах вносить удобрения (смесь различных веществ)? В лаборатории ученые выращивали растения, убирая из питательной смеси по одному элементу. Затем они следили, как развивается растение и постепенно вносили недостающий элемент. Например, так было установлено, что для нормального роста томату необходима медь в количестве 0,002 миллиграмма на литр воды.

Важность почвы для растений Процесс формирования плодородной почвы занимает тысячи лет. Сперва происходит разрушение каменистых горных пород под действием ветра и дождя. Образовавшиеся мелкие частички (гравий, песок, глина) создают основу для почвы. Затем в почве появляются микроорганизмы. Они делают почву более плодородной, формируя гумус (органический компонент почвы). Самыми плодородными почвами считаются чернозёмы – доля в них гумуса составляет 10%. От состава и текстуры почвы зависит способность корней расти и поглощать вещества. Слишком плотная почва не даст корням нормально расти, а в слишком рыхлой минеральные вещества будут быстро вымываться. В свою очередь, корни растений играют важную роль в переносе глубоко залегающих веществ на поверхность, способствуя обогащению верхнего слоя почвы.

Эрозия – это процесс разрушения почвы под действием ветра и воды. В природе почва образуется быстрее, чем разрушается. Растения препятствуют эрозии, удерживая и скрепляя почву корнями. Однако чрезмерная эксплуатация человеком пахотных земель и вырубка лесов ускоряют эрозию почв. Деградация (разрушение) почв наблюдается во всём мире. В России около 80% сельскохозяйственных земель подвержены эрозии. Бедные гумусом почвы России вынуждают фермеров интенсивно использовать доступные пахотные угодья, что приводит к ускорению темпов эрозии. В результате истощительного землепользования ежегодно недобирается 30% урожая. Своевременные методы мелиорации (процедуры по улучшению плодородия почвы) трудозатратны, однако они способны повысить плодородие почвы на годы вперед.

Корни и минеральное питание растений

В позапрошлом веке ходили легенды о гигантском растении на острове Мадагаскар, которое питалось людьми. Растений-людоедов ученым обнаружить не удалось, однако некоторые растения с удовольствием питаются насекомыми. Хищные растения способны фотосинтезировать, но страдают от нехватки минеральных веществ на заболоченной почве. Поэтому в ходе эволюции их листья адаптировались к привлечению, захвату и перевариванию насекомых, мелких ящериц и лягушек. Из переваренных животных хищные растения получают необходимый азот, фосфор и некоторые другие элементы.

Необходимые для растений азот и фосфор всегда в дефиците. Их концентрация (количество) в почве невелика, что ограничивает рост растения. Содружество (ассоциация) растений с грибами позволяет решить эту проблему. Переплетаясь, корни растений и нити грибов образуют мицелий. Оба партнера получают выгоду от сожительства друг с другом – такие взаимовыгодные отношения называют симбиозом. Гриб лучше усваивает фосфор и азот, передавая их растению. Растение, в свою очередь, делится с грибом продуктами фотосинтеза – углеводами. Грибы также стимулируют рост и ветвление корней и защищают их от почвенных микробов. Около 80% растений вступают в симбиотические отношения с грибами.

Корни и их польза для человека В корнях многих растений запасаются продукты фотосинтеза. С древних времен человек приметил пользу и питательную ценность таких корней. Вам хорошо известны такие корнеплоды как репа, брюква, хрен, морковь и свёкла. Морковь особенно полезна, так как в ней содержится каротин. Каротин – красноватое вещество, которое является источником витамина А. Сахарная свёкла была выведена в 18 веке из обычного сорта свёклы. Селекционерам удалось увеличить количество сахара в свёкле с 2% до 20%. Сегодня 35% мирового сахара получают именно из сахарной свёклы. Интересно, что первым производство сахарной свёклы поддержал Наполеон. Таким образом он хотел положить конец монополии Англии, производившей сахар из тростника. Жители южных стран употребляют такие корнеплоды как маниока и батат (сладкий картофель). Батат является особенно питательным – он содержит 5% белков, богат витаминами A и D, а также железом, кальцием и другими минералами .

Читайте также: