Ботаніка – Неведомська Є. О. – 2.1.7. Кореневе живлення рослин
Майже вся вода в рослину надходить через кореневу систему. Рушійною силою надходження води у кореневу систему та пересування її у рослинному організмі є всисна сила, або водний потенціал, а ще точніше – різниця водних потенціалів. Всисна сила, або Водний потенціал, – це міра енергії, з якою вода прагне проникнути у клітину. Різниця між осмотичним потенціалом клітинного соку (осмотичний тиск) та протидією клітинної стінки (тургорний тиск) визначає Всисну силу Надходження води в кожний даний момент. Вода завжди надходить в напрямку більш від’ ємного водного потенціалу, тобто від тієї системи, де її енергія більша, туди, де її енергія менша. Ось чому вода пересувається з Грунту – зони з високим водним потенціалом – у кореневу систему рослини – зону з більш низьким водним потенціалом.
Транспортування води по рослині вверх здійснюється в результаті спільної дії таких факторів, як кореневий тиск, або Нижній кінцевий двигун, та Транспірація (випаровування листками води у газоподібному стані), або Верхній кінцевий двигун. Розглянемо докладніше поняття кореневий тиск.
У природних умовах в ксилемі існує потік води як результат транспірації. При слабкій транспірації концентрація солей у ксилемі зростає і за законом осмосу сприяє руху всередині кореня. Вода, рухаючись через тканини кореня до центрального циліндра, в клітинах ендодерми повинна проникнути крізь їхню мембрану та протопласти, оскільки їхні стінки непроникні для води. Тому циліндричний прошарок клітин ендодерми є немов єдиною мембраною, з одного боку якої (у ксилемі) знаходиться концентрований розчин, а з іншого (з боку грунту та тканин кореня) – розчин значно слабшої концентрації. Саме тому вода дифундує з грунту в ксилему крізь цю так звану мембрану внаслідок різниці концентрацій.
Непроникні стінки клітин ендодерми виконують ще одну функцію: вони не дають змоги солям, що надійшли у ксилему, здійснити зворотний шлях, тобто вийти назовні. Ось в таких умовах у кореневій системі розвивається тиск у кілька атмосфер – кореневий тиск. Кореневий тиск – це всмоктувальна сила всіх кореневих волосків, яка спричинює в рослині односторонній потік води з розчиненими речовинами незалежно від транспірації. Його можна виміряти, приєднавши манометр до кінця зрізу надземних органів рослин. При основі стовбура дерев він досягає 1,013 МПа. Якщо перерізати стебло трав’янистої рослини недалеко від грунту, то із зони надрізу починає виділятися пасока. Це явище називають Плачем рослин.
Одночасно з водою коренева система рослини поглинає мінеральні елементи. Значення елементів мінерального живлення подано в таблиці 10.
Рослини використовують головні елементи живлення в різних формах. Наприклад:
1) у вигляді вуглекислого газу, води, кисню – карбон, оксиген, гідроген;
2) у вигляді аніонів – неметали (нітрати – NO3-, сульфати – SO4 -, фосфати – PO4 -, дигідрофосфати – H2PO4-,), у вигляді катіона амонію NH4 – нітроген;
3) у вигляді катіонів – метали.
Нестача того чи іншого елемента живлення негативно позначається на рості і розвитку рослин. Типові симптоми дефіциту елементів мінерального живлення у рослин подано в таблиці 11.
Для поповнення потреб рослин в мінеральних елементах використовують мінеральні добрива. Добрива, виготовлені у формі гранул (кульок), називаються гранульованими.
Розрізняють добрива мінеральні та органічні.
Мінеральні добрива Характеризуються:
1) за переважанням у складі одного з елементів: калійні (калій хлорид – KCl); фосфорні (суперфосфат простий – Са(Н2РО4)2’Н2О); азотні (селітра калійна – КЖ)3, селітра натрієва – №N03, Селітра аміачна – №ЩЧ03, сечовина, або карбамід, – С0(№Н2)2, амоній сульфат – (NN4)2804);
2) за повнотою елементів: повні, до складу яких уходять нітроген, фосфор і калій; неповні, у складі яких відсутній один з цих елементів.
Таблиця 10
ЗНАЧЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ МІНЕРАЛЬНОГО ЖИВЛЕННЯ
Елементи | Значення для життєдіяльності рослини |
С, О, Н | Універсальні компоненти органічних сполук – вуглеводів, ліпідів |
С, О, Н, N, S | Універсальні компоненти органічних сполук – білків, нуклеїнових кислот, порфіринів |
Si | Надає міцності клітинним стінкам |
Al | Бере участь в обміні речовин у гідрофітів |
Fe, Mn, Zn, Mo, Co | Входять до складу ферментів або їх кофакторів |
Fe | Необхідне для синтезу хлорофілу; бере участь в структурі окремих ферментів і цілих ферментних систем, пов’язаних з окислювально-відновними реакціями клітини |
Mn, Mg, Zn | Забезпечують поєднання ферментів або коферментів з субстратами |
Mn | Бере участь в окислювально-відновних реакціях процесів дихання та фотосинтезу (фотоліз води) |
Mg | Як компонент хлорофілу бере участь в фотосинтезі |
Zn | Входить до складу значної кількості різноманітних ферментів |
В | Підсилює ріст пилкових трубок, проростання пилку, збільшує кількість квітів та плодів |
Cu | Входить до складу компонентів електрон-транспортного ланцюга мітохондрій та хлоропластів |
Mo, Co | Беруть участь в азотфіксації |
Mo | Бере участь у відновленні нітратів |
Cl | Бере участь у процесах фотосинтетичного виділення кисню |
P | Входить до складу АТФ, нуклеїнових кислот; бере участь в обміні речовин |
К, Mg, Ca | Впливають на гідратацію колоїдів протоплазми |
К | Впливає на активність майже 60 ферментів |
Органічні добрива – це речовини органічного походження (гній, пташиний послід, перегній, торф).
Внесення добрив під час росту рослин називають Підживленням. Розрізняють сухе підживлення – внесення в грунт попелу й сухих мінеральних добрив; рідке підживлення – внесення в грунт добрив, розведених або розчинених у воді.
В Україні в усіх природних зонах при внесенні міндобрив спостерігаються такі основні закономірності ефективності дії добрив на різних грунтах:
1) на дерново-підзолистих і підзолистих грунтах високу ефективність, якщо провести вапнування, дають азотні, фосфорні і калійні добрива, на не вапнованих грунтах високоефективне фосфоритне борошно;
2) на сірих лісових грунтах і вилугуваних та опідзолених глибоких малогумусних чорноземах найефективніші азотні добрива, а на фоні їх і фосфорні та калійні;
Таблиця 11
ТИПОВІ СИМПТОМИ ДЕФІЦИТУ ЕЛЕМЕНТІВ МІНЕРАЛЬНОГО ЖИВЛЕННЯ У РОСЛИН
Еле-мент | Типові симптоми дефіциту |
N | Бліді, пожовклі листки, поява червонуватого відтінку на черешках та жилках листків, передчасний листопад, слабкий або навіть карликовий ріст |
Р | Синьо-зелене забарвлення листя; дрібне листя; затримка процесів росту та цвітіння |
Бліді, пожовклі особливо молоді листочки | |
К | Порушення водного балансу, усихання верхівок, пожовтіння листків нижнього ярусу, побуріння та скручення країв решти листя |
Са | У молодих листків по краях з’ являються світло-зелені смуги, тканини деяких ділянок відмирають (некроз), верхівкові бруньки часто теж відмирають, а кінчики листочків закручуються вгору; некротичні плями з’ являються також на плодах і в запасаючих тканинах |
Жилки листків залишаються зеленими, а жовкне лише пластинка між ними; слабкий ріст | |
8і | Знижена кількість зрілого насіння, затримка росту рослини |
Спочатку пожовтіння, а потім побуріння та відмирання листків верхнього ярусу | |
Мо | Спочатку на листках з’ являється крапчастість, а потім тканина здимається, краї листків закручуються всередину, тканини відмирають і залишаються лише жилки |
Мп | Плямистість та крапчастість листків, уповільнення росту рослини |
Си | Молоде листя швидко в’яне, засихає, опадає, плоди укриваються бурими плямами |
Гп | Розеточність – зменшення довжини пагонів, дрібнолисткість; міжжилко-ве пожовтіння, пізніше з’являються некрози, які набувають пурпурного забарвлення |
В | Відмирання точок росту, припинення росту пагонів і коренів, листкові пластинки потовщуються, скручуються, стають крихкими, квітки не формуються |
3) на звичайних, карбонатних і південних чорноземах високий ефект дають фосфорні добрива, середній вплив виявляють азотні; калійні добрива діють тут порівняно слабко;
4) на темно-каштанових і каштанових грунтах можна обмежуватися внесенням фосфорних добрив у рядки, а в умовах зрошення на цих грунтах високоефективні всі добрива.
Рослини можна вирощувати без грунту. Існують два види вирощування рослин без грунту:
1) гідропоніка (від грецьк. Hydоr – вода та Ponos – робота) – вирощування рослин на водних поживних сумішах, що містять усі елементи, необхідні для живлення організму;
2) аеропоніка (від грецьк. Aеr – повітря та Ponos – робота) – вирощування рослин, при якому корені містяться в повітрі, їх періодично обприскують дрібними крапельками поживного розчину.
(2 votes, average: 3,50 out of 5)