какое питание происходит с помощью листьев

Bio-Lessons

Образовательный сайт по биологии

Фотосинтез. Воздушное питание растений.

Фотосинтез. Воздушное питание растений.

Как же осуществляется фотосинтез?

Через устьичные щели в лист поступает углекислый газ. При попадании солнечных лучей на поверхность листа в его хлоропластах происходит сложный процесс: из углекислого газа и воды, всасываемой корнями, образуется органическое вещество — сахар (глюкоза). При этом выделяется кислород. Частично он используется растениями для дыхания, а излишки поступают в воздух также через устьица. Сахар затем превращается в крахмал. Крахмал в воде не растворяется. Образование сахара на свету при участии воды и углекислого газа происходит только в хлоропластах и только за счет энергии солнечного света.

Следовательно, процесс образования в хлоропластах на свету органических веществ из воды и углекислого газа с выделением кислорода называется фотосинтезом (рис.1).

Рис.1 Процесс фотосинтеза

История открытия фотосинтеза

Первые опыты по изучению питания растений провел в 1630 г. голландский врач Ян Батист ван Гельмонт. Он доказал, что растения не получают органические вещества в готовом виде из почвы, а сами образуют их (рис.2)

Рис.2 Опыт Яна Батиста ван Гельмонта

А швейцарский естествоиспытатель Жан Сенебье доказал, что растения используют углекислый газ.

Русский ученый К. А. Тимирязев (1843-1920) впервые описал роль хлорофилла (пигмент, который находится в хлоропластах) в фотосинтезе. Он назвал фотосинтез космическим процессом. Растения используют космическую энергию Солнца. Жизнь как явление существует на нашей планете, только благодаря фотосинтезу, обеспечивающему питанием и кислородом все живое. Может, благодаря фотосинтезу наша планета единственная в Космосе, населенная живыми существами?

Опыт доказывающий образование крахмала в листьях

Доказать процесс образования крахмала в листьях можно путем постановки простого опыта (рис.3)

Рис.3 Образование крахмала в зеленых листьях на свету

Комнатное растение, желательно пеларгонию или примулу, хорошо поливают и ставят в темное место на 2-3 дня. За это время растением расходуется ранее образованный в листьях крахмал. Через 2—3 дня несколько листьев на растении закрывают с двух сторон черной бумагой так, чтобы часть поверхности листа оставалась открытой. Растение выставляют на свет.

Через сутки бумагу убирают, лист срывают, опускают его на одну минуту в кипяток, затем переносят в посуду с горячим спиртом, который в целях предосторожности подогревается на водяной бане. Обесцвеченный лист ополаскивают холодной водой и помещают в плоский сосуд. Расправленный лист заливают слабым раствором йода. Через 2—3 мин можно увидеть, что закрытая часть листа не изменила своего цвета, а та часть листа, на которую попадал свет, окрасилась в синий цвет.

Обработка йодом помогает обнаружить в клетках крахмал. Следовательно, крахмал образуется в листьях только на свету.

В ходе фотосинтеза растение использует углекислый газ и выделяет кислород, который поддерживает горение. Это можно подтвердить следующим опытом.

Следует взять две банки (0,8 л) из светлого стекла и поместить в каждую по 5-6 веточек традесканции. Чтобы растения не завяли, в банки наливают немного воды. Затем небольшие свечи, укрепленные на проволоке, зажигают, опускают в банки и закрывают их. Вскоре свечи погаснут, что указывает на отсутствие в банке кислорода и на увеличение содержания углекислого газа, образовавшегося в результате горения свеч. Свечи вынимают, закрывают обе банки стеклом и выставляют одну на свет, а другую — в темное место. На следующий день банки открывают и опять опускают туда на проволоке зажженные свечи. В банке, стоявшей на свету, свеча горит, а в банке, находившейся в темном месте, — гаснет (рис.4).

Рис. 4 Образование кислорода на свету

Таким образом, вы снова убедились, что зеленые растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород, который поддерживает горение, только на свету, т. е. в процессе фотосинтеза. А при дыхании растения, как и все живые организмы, поглощают кислород, а выделяют углекислый газ.

Подводим итог

Фотосинтез — основа воздушного питания растений. При фотосинтезе зеленые растения с помощью хлорофилла извлекают энергию из солнечного света и с ее помощью создают органические вещества из углекислого газа и воды. Как побочный результат при фотосинтезе выделяется кислород.

Источник

Питание – жизнь, а лист – его орган для растений (4 фото)

Как питаются растения

Фотосинтез и его роль в жизни растений

Питание осуществляется благодаря хлоропластам, то есть зеленым пластидам (органоидам), содержащим хлорофилл. Они содержатся в листьях, но некоторые представители царства растений питаются с помощью клеток стебля, где тоже есть хлоропласты (к примеру, кактусы).

Однако именно лист – это орган, где происходит процесс фотосинтеза, то есть преобразования энергии света в энергию связей химических веществ при участии фотосинтетических пигментов. У большей части растений форма листа напоминают пластину солидной площади, что гарантирует максимальное соприкосновение листа с внешней средой.

При этом их расположение на стебле, ветке, стволе предусмотрено так, что они практически не закрывают друг от друга солнце. Такая система носит название листовой мозаики. У многих растений лист располагается перпендикулярно по отношению к падающим солнечным лучам, что еще больше увеличивает освещаемую площадь.

Лист устроен таким образом, чтобы максимально задействовать солнечный свет. Фотосинтез происходит в ассимиляционной паренхиме – специализированной ткани, отличающейся повышенным содержанием хлоропластов, в которых и идет этот процесс.

Хлорофилл выполняет важную функцию в процессе фотосинтеза. Он поглощает солнечный свет и задействует его энергию для создания органических веществ. То есть по сути свет представляет собой источник энергии, благодаря которой из неорганических веществ создаются органические, богатые энергией. Фотосинтез в листьях невозможен без хлорофилла и света.

Источник

Физиология листовой подкормки растений: принципы и применение

Листовая подкормка является надежным методом удобрения растений, когда питание из почвы неэффективно. В этой статье будет показано, когда необходимо рассматривать листовую подкормку, как питательные вещества действительно проникают в растительную ткань и некоторые технические ограничения при этом методе удобрения.

Традиционно считалось, что растения получают питание через почву, где предполагается, что корни растения поглотят воду и необходимые питательные вещества. Тем не менее, в последние годы развивалось питание через листья, чтобы обеспечить реальные потребности растений в питании.

Развитие оборудования для орошения под давлением, как и в случае капельного орошения, способствовало необходимости использования удобрений, растворимых в воде, как можно более чистых и очищенных, чтобы уменьшить вероятность засорения эмиттеров. Неясно, когда начала применяться листовая подкормка, но после разработки удобрений, растворимых в воде или жидкостях, фермеры начали использовать их при листовом применении пестицидов. Первоначально эта технология распыления использовалась для устранения недостатков в питательных микроэлементах, но быстрая коррекция показала, что растения могут поглощать некоторые элементы через их листовую ткань. В результате листовая подкормка продолжала продвигаться и непрерывно развиваться. В настоящее время листовая подкормка считается лучшим дополнением к почвенному внесению удобрений, чтобы удовлетворить потребности в питании растений.

В этой статье проводится полный пересмотр концепции листовых подкормок, когда они должны быть, как питательные вещества проникают в растительную ткань, а также подробно описаны некоторые технические ограничения.

Листовая подкормка

Листовая подкормка является «обходным» подходом, который дополняет традиционные внесения удобрений в почву, когда они недостаточно эффективны. Внесение удобрений по листьям преодолевает ограничения при удобрении через почву, например, выщелачивание, выпадение в осадок нерастворимых удобрений, антагонизм между определенными питательными веществами, гетерогенные почвы, которые не подходят для низких дозировок, и реакции фиксации/абсорбции, как в случае фосфора и калия.

Листовая подкормка может быть использована для преодоления проблем с корнями, когда они страдают вследствие ограниченной активности из-за низких/высоких температур ( 40°C), отсутствия кислорода на затопленных полях, атаки нематод, которые наносят ущерб корневой системе и снижения активности корней в репродуктивных стадиях, на которых большинство фотоассимилятов передаются для размножения, оставляя мало для дыхания корней (Trobisch и Schilling, 1970). Лиственное питание оказалось самым быстрым способом для устранения дефицита питательных веществ и ускорения работы растений на определенных физиологических этапах. В условиях конкуренции культуры с сорняками, лиственное распыление фокусирует питательные вещества только на тех растениях, которым они предназначены. Было также установлено, что удобрения химически совместимы с пестицидами и, таким образом, имеет место экономия затрат и труда. Определенные типы удобрений могут даже замедлить скорость гидролиза пестицидов/гормонов роста (GA3), необходимо снизить pH раствора, достигая таким образом повышения эффективности или снижения затрат.

Удобрения, внесенные через поверхность листьев (поверхностно), должны сталкиваться с различными структурными барьерами, в отличие от пестицидов, которые в основном идут на основе масел и проникают в эту ткань без труда. В случае удобрений на основе солей (катионы/анионы), могут возникать некоторые проблемы при проникновении во внутренние клетки растительной ткани. Общая структура листа основана на различных слоях, клеточных и неклеточных.

Различные слои (рисунок 1) обеспечивают защиту от высыхания, УФ-излучения и в отношении различных типов физических, химических и микробиологических агентов.

Различные слои характеризуются отрицательным электрическим зарядом, который влияет на форму и скорость проникновения различных ионов. Некоторые слои являются гидрофобными и, следовательно, отторгают спреи, основанные на воде (рисунок 2).

Первым наружным слоем является воск, который является чрезвычайно гидрофобным. Эпидермальные клетки синтезируют воск и кристаллизуют в замысловатых формах, состоящих из стержней, трубок или пластинок. Этот слой может меняться в течение цикла роста растения. Второй слой, известный как «настоящая кутикула», представляет собой неклеточный защитный слой, окруженный воском с верхней стороны, а также с нижней стороны. Он состоит в основном из «кутина» (полимерной макромолекулы, состоящей из жирных кислот с длинной цепью, которые придают ей полугидрофильный характер). Следующий слой представляет собой «пектин», отрицательно заряженный и образованный полисахаридами, которые образуют ткань типа геля на основе кислот с сахаром (целлюлоза и пектиновые материалы), а затем следует внешняя сторона клеток, начиная с первичной стенки. Кутикула имеет отрицательную плотность заряда из-за пектина и кутина (Franke, 1967; Marschner, 1986).

Как питательные вещества попадают в ткань растений?

Когда мы говорим о проникновении питательных веществ, мы можем определить два перемещения:

Проникновение/поглощение возможно с помощью различных элементов, существующих в ткани. Основное проникновение осуществляется непосредственно через кутикулу и происходит пассивно. Первыми проникают катионы, поскольку они притягиваются к отрицательным зарядам ткани и пассивно движутся в зависимости от градиента — высокая концентрация снаружи и низкая внутри. Через определенный период катионы, которые двигались, изменяют электрический баланс в ткани, делая ее менее отрицательной и более положительной. С этого момента анионы начинают проникать в ткань так же, как описано для катионов (рисунок 3). Поскольку проникновение является пассивным, скорость диффузии через мембрану пропорциональна градиенту концентрации, поэтому достигается высокая концентрация без ожога ткани; это может значительно улучшить проникновение.

Проникновение происходит также через устьица, открытие которых контролируется для осуществления газообмена и процесса транспирации. Известно, что эти отверстия различаются у разных видов растений по их распределению, месторасположению, размеру и форме. У широколиственных культур и деревьев большинство устьиц находятся на нижней поверхности листа, тогда как у травянистых видов одинаковое количество на обеих поверхностях. Размер может варьироваться, например, устьице сорго в четыре раза больше, чем устьице фасоли. Предполагается, что проникновение происходит из-за высокой плотности пор кутикулы в клеточных стенках, между замыкающими клетками и вспомогательными клетками (Maier-Maercker, 1979). Кроме того, поры, близкие к замыкающим клеткам устьиц, по-видимому, имеют разные характеристики проницаемости (Schonherr и Bukovac, 1978). Существует противоположное мнение, в котором говорится, что проникновение через открытое устьице не играет важной роли, поскольку оболочка кутикулы также покрывает поверхность замыкающих клеток в полостях устьиц и потому что скорость поглощения ионов, как правило, выше в ночное время, когда устьица являются относительно закрытыми.

Другим путем проникновения питательных веществ являются органы размером с волосок, известные как «трихомы», которые являются эпидермальными выростами различных типов. Значение этого пути зависит от количества трихом, расположения, их происхождения и возраста листа (Hull и др., 1975; Haynes и Goh, 1977).

Передача

После того, как ионы проникли, транспортировка, т. е. передача начинается из разных частей растения. Это осуществляется с помощью двух механизмов:

Апопластическое движение — это движение от одной клетки к другой. Оно осуществляется тремя механизмами (рисунок 4):

Симпластическое движение характеризуется разрядом иона в сосудистой системе. Это осуществляется посредством двух систем (рисунок 5):

Передача отличается у разных ионов, поэтому питательные вещества делятся на три группы (Bukovac и Wittwer, 1957):

(Bukovac и Wittwer, 1957; Kunnan, 1980)

Ограничения при листовых подкормках

Хотя листовые подкормки описываются как метод, который может преодолеть ряд проблем, которые встречаются при почвенных подкормках, он не является совершенным и имеет свои ограничения:

Эффективность листовой подкормки зависит от нескольких факторов. Эти факторы можно разделить на четыре основные группы:

Существует несколько факторов, которые играют важную роль в распыляемом растворе:

Окружающая среда может влиять на поглощение листа, развитие кутикулы или физиологические реакции, связанные с механизмом активного поглощения (Flore и Bukovac, 1982). Среди основных факторов влияния:

Влияние характеристик растений, в основном по отношению к структуре листа:

Физиологическое состояние растений может приводить к определенному эффекту в растениях, связанному с более низкой метаболической активностью, меньшей активностью «места потребления», что приводит к более низкой передаче.

Успешное применение лиственной подкормки зависит от нескольких факторов. Некоторые из них находятся в руках самих фермеров и могут эффективно использоваться, а другие — нет. В основном, рекомендуется проводить распыление очень рано утром или очень поздно вечером, почти перед закатом, поскольку солнечное излучение и температура низкие (18-19 °C, идеальная 21 °C), скорость ветра низкая (менее 8 км/ч), а влажность высокая (относительная влажность более 70%). Лучшее время — в конце дня, так как оно позволяет более эффективно поглощать, прежде чем раствор станет сухим и неактивным. Даже в соответствии с правилами, описанными в этой статье, могут возникать некоторые проблемы, которые могут быть решены следующим образом:

Фототоксичность проявляется, главным образом, в виде ожога на листьях. Токсичность является результатом осмотического эффекта высококонцентрированного солевого раствора, когда вода из капель спрея испаряется. Дисбаланс локальных питательных веществ в листьях является еще одним фактором, который может вызвать токсичность. Например, повреждение мочевиной может быть предотвращено добавлением сахарозы, несмотря на дальнейшее увеличение осмотического потенциала лиственного спрея (Barel и Black, 1979).

Следует отметить, что, если фитотоксичность не наблюдается немедленно, она может появиться на более поздних стадиях культуры, если подкормки очень частые, а интервал слишком короткий, что приводит к накоплению токсичных элементов в ткани. Растения могут проявлять симптомы фитотоксичности даже тогда, когда концентрация раствора находится на правильном уровне, а растения подвержены физиологическому стрессу, связанному с водой, атакой насекомых или началом болезней.

Выводы

В данной статье рассмотрено понятие питания растений с помощью лиственных подкормок. Очевидно, что такие подкормки являются хорошим и надежным методом питания растений, когда почвенное удобрение недостаточно и/или неэффективно. Важно понимать, что этот метод не может заменить подачу питательных веществ через корни, поскольку поглощение всех питательных веществ растений через листья требует вложения значительных усилий и связано с высоким риском фитотоксичности. Листовые подкормки имеют свои ограничения, и в некоторых случаях их можно считать трудоемкими. Однако, на протяжении многих лет они занимают важное место в различных схемах питания растений. Использование хорошо растворимых удобрений и очищенных питательных веществ имеет важное значение для достижения наилучших результатов при таком подходе.

Совместимость между многими удобрениями и пестицидами, которые можно смешивать в одном и том же распылителе для экономии затрат и труда является реальным преимуществом каждый раз, когда применяется опрыскивание пестицидами.

Инга Костенко, Mivena Украина

Анна Устименко, Клуб Sirius Agro Plant

Источник

О том как живут и питаются растения

Давно известно, что без зеленого растения не может быть жизни на земле. Только оно способно из простых соединений — солей, углекислоты воздуха и воды — создать необходимые для жизни человека и животных белки, жиры и углеводы.
О роли зеленого растения на Земле К. А. Тимирязев говорил так: «Едва ли какой процесс, совершающийся на поверхности земли, заслуживает в такой степени всеобщего внимания, как тот далеко еще не разгаданный процесс, который происходит в зеленом листе, когда на него падает луч солнца. — это процесс, от которого в конечной инстанции зависят все проявления жизни на нашей планете, а следовательно, и благосостояние всего человечества».
Тимирязев призывал так вести хозяйство и выращивать такие обильные урожаи, чтобы энергия солнечного луча максимально использовалась посевами растений, а не терялась в мировом пространстве, отраженная от голой земли.
Мы знаем, что растению нужны тепло, солнечный свет, влага, воздух с кислородом и углекислотой и достаточное количество питательных веществ в почве или в той среде, где живут корни.

Более всего во власти человека повлиять на запас питательных веществ в почве. Мы можем определить, какие вещества имеются в почве и в каких количествах, а также что требуется растению.
Наши знания о роли питания в жизни растений основываются на классическом учении академика Дмитрия Николаевича Прянишникова. Он известен своими исследованиями по питанию растений и удобрению не только у нас в стране, но и далеко за рубежом. Прянишников изучал, какие почвы насколько плодородны и почему, какое питание и когда требуется тому или иному растению. Выяснил, что причиной низких урожаев часто бывает недостаток питания. Значит, эти почвы надо удобрять. Прянишников стал одним из активнейших пропагандистов и организаторов отечественной химической промышленности и приемов правильного использования удобрений. Он говорил: «. изучение
взаимоотношений между растением, почвой и удобрениями всегда являлось главной задачей агрохимиков». Эту взаимосвязь ученый образно представлял в виде треугольника, где в трех вершинах углов были: растение — почва — удобрение.

Для нормальной жизни растению нужны многие элементы: одни в больших количествах, другие в меньших, а некоторые и совсем в малых дозах. Поэтому группу первых называют макроэлементы. Группу вторых — микроэлементы, а группу третьих — субмикроэлементы.
В самом растении больше всего содержится углерода (около 40%) и кислорода (около 37%), за которыми следуют водород (6%), азот (1,5—6%) и так называемые зольные элементы: фосфор, калий, кальций, магний, сера, хлор, натрий, жёлезо и кремний. Зольных элементов в растении около 2—6%.
Микроэлементы — бор, медь, марганец, молибден, цинк и другие — содержатся в сухом веществе растений в тысячных долях процента. Субмикроэлементы — кобальт, никель, йод, мышьяк и другие — находятся в еще меньших количествах, в стотысячных и менее долях процента. Такие малые количества этих веществ стимулируют многие важные процессы в живой растительной клетке. В больших же концентрациях они вредны: сначала вызывают уродства, а затем отравление и гибель растения.

Основная масса растения состоит почти на 90% из углерода, кислорода и водорода. Зеленый лист при помощи солнечного луча соединяет в своих клетках углекислоту воздуха с водой и создает различные углеводы, начиная с сахаров и крахмала и кончая клетчаткой, которая составляет основу клеточных стенок. Этот процесс называется фотосинтезом. Слово это образовано из двух греческих слов: фото — свет и синтез — соединение,
В процессе фотосинтеза принимают участие и многие другие элементы, из которых азот, фосфор и калий занимают самое важное место.

Азот и зольные элементы имеют чрезвычайно большое значение в жизни растения. Подчас они определяют урожай.
Основная масса растения состоит из одревесневших в разной степени стенок клеток. Это как бы «костяк» растения. Онито и состоят главным образом из углерода, кислорода и водорода. Все важнейшие жизненные процессы происходят внутри живых клеток. Однако не все клетки одинаково активны. Самая активная созидательная жизнь идет в самых молодых, нежных клетках. С чем же это связано? Оказывается, с богатством этих клеток белками и ферментами особыми соединениями белковой природы. Эти сложные соединения способны усиливать синтез веществ в живой клетке.
Человек давно искал объяснение удивительному свойству всякой живой клетки: без высоких температур в сотни и тысячи градусов, без повышения давления в несколько атмосфер (чем обычно пользуются на химических заводах при синтезах значительно более простых веществ) образовывать сложнейшие и разнообразные соединения. Это приписывалось особой «жизненной силе», «божественному» происхождению всего живого. Попытки передовых ученых в прежние времена найти объяснение синтеза с помощью методов химии и физики преследовались церковью, а исследователи объявлялись вне закона.

Теперь, когда ученым известен метод меченых атомов, есть электронный микроскоп и другие точные приборы и способы исследования, появилась возможность не только объяснить, но и овладеть процессами синтеза — удалось получить некоторые органические соединения искусственно.
Особенно важными в жизни и особенно сложными, а потому еще до конца не разгаданными оказались белки и многие белковые вещества живой клетки. В природе белок образуется прежде всего в зеленом листе, вернее, в зеленой клетке. Белки состоят из углеводов (особых соединений углерода, водорода и кислорода) и азота. Но многие, и притом самые активные, белки содержат еще и фосфор. В иных имеются также сера и другие элементы. Без фосфора сильно затрудняется и даже приостанавливается образование новых белковых молекул.
Чтобы лист хорошо работал, чтобы он накапливал как можно больше белка и других веществ, он должен быть зеленым. Иными словами, лист должен содержать много зеленого вещества — хлорофилла. В состав хлорофилла, кроме других веществ, входят азот и магний. При недостатке этих двух элементов в листе мало образуется хлорофилла. Калий нужен растению для активизации многих процессов. Недостаток любого из этих элементов нарушает нормальную жизнь растения.

Как же растение удовлетворяет свою потребность в питательных элементах?
Углерод и кислород оно получает из воздуха при фотосинтезе в зеленых частях своего тела. Водород и часть кислорода поступают с водой через корни и значительно меньше через листья. Через корни поступают также азот и зольные элементы. Часть их может проникнуть и через листья.

Зольные вещества находятся только в почве; азот же и в почве и в воздухе. В воздухе его больше, чем всех других газов. Он является главной составной частью воздуха: 75% веса воздуха приходится на долю газообразного азота. Но свободный азот воздуха растение не способно усваивать. Оно может поглощать азот только в виде солей. Этот океан азота воздуха лишь в малой доле используется растениями, когда во время грозы он связывается в аммиак или окислы азота. С дождевыми каплями эти соединения падают на землю и поглощаются корнями растений. На заводах искусственные азотные удобрения производят тоже из воздуха, используя электроэнергию.
Большую помощь растениям в обогащении почвы азотом за счет атмосферного азота оказывают особые почвенные бактерии, которые так и называются «азотофиксаторы» (фиксировать — то есть закреплять). Для их жизни нужны органические вещества и некйслая среда почвы, достаточно богатая кислородом. Эти бактерии живут в верхних слоях почвы, более богатых органическими веществами, или вблизи растений, или даже на корнях их, например на корнях бобовых.

Связанный бактериями азот бобовое растение использует для питания, а само снабжает бактерии органической пищей.
Когда отмирает бобовое растение, в почве оказывается больше азота, который затем используется другими, небобовыми растениями. Вот почему после посева бобовых почва становится плодороднее. Чем лучше развиты бобовые и чем дольше они живут, тем богаче их остатки азотом. Поэтому многолетние бобовые травы — клевер, люцерна — как азотособиратели полезнее однолетних: гороха, вики, чечевицы и других. Однако не следует думать, что накопленного таким образом азота в почве достаточно для получения высокого урожая всех других культур. В почву необходимо вносить удобрения: органические и минеральные; правда, после посева бобовых их доза может быть снижена.
Зольные вещества в почву попадают из материнской породы; они есть и в минералах, входящих в состав почвы. Но растение может поглощать только растворенные соли. Поэтому ему доступны только те соединения, которые перешли в почвенный раствор. Вода первая растворяет минеральные соединения почвы. Однако далеко не все они растворимы в чистой воде. Воде помогают кислоты, которые образовались при разложении органического вещества или выделились из живых корней. Кроме того, углекислота, выделенная при дыхании корней и всего живущего в почве, а также соли почвенного раствора тоже воздействуют на труднорастворимые вещества.
В результате растение располагает тем или иным количеством питательных зольных веществ, имеющихся в почвенном растворе.

Состав и количество зольных элементов будет разным в разных почвах. Это зависит прежде всего от того, какие материнские породы сложили почву, насколько богаты почвы зольными элементами и как доступны они растениям.
В девственном лесу или в целинной степи, где ни деревья, ни травы человек не использует, растения сравнительно долго могут быть обеспечены запасами пищи. Если же человек берет из леса, с луга или поля дрова, сено, зерно, солому, овощи, плоды, то вместе с урожаем он уносит из почвы и большую часть взятых растением питательных веществ.
Поэтому почву необходимо удобрять. Чем дольше пользовались землей, чем выше был урожай, тем сильнее нужно удобрять почву.

Растения не одинаковы в своих потребностях и в своих способностях усваивать те или другие соли. Картофель, многие овощи и корнеплоды, утолщенный корень которых составляет главную часть урожая, а также подсолнечник отличаются высоким содержанием калия и азота. Пшеница поглощает, кроме фосфора и калия, много азота, а гречиха, кроме азота, много фосфора и калия.

Различаются растения также и по своей способности усваивать питательные вещества почвы. Не все растения могут усваивать имеющиеся в почве труднорастворимые соединения, например фосфорит. Это под силу лишь тем, у которых имеются кислые выделения корней,— люпину и гречихе. Кислоты их корней частично растворяют фос^ фориты, и тогда фосфор, содержащийся в нем, усваивается растениями.

Озимая рожь лучше, чем пшеница, может использовать фосфор из фосфорита. А лен, напротив, плохо использует фосфориты. Если в хозяйстве собираются сеять лен, то фосфорит вносят за 2—3 года до его посева. Лучше всего перед посевом льна сеять клевер, который хорошо подготовит почву для льна, обогатив ее фосфором фосфорита и азотом (как бобовое многолетнее растение).

На жизнь растения, кроме внешних условий — климата, света, тепла, ветра, осадков, воздуха и почвы,— действуют и внутренние свойства, биологические,— это биохимические, биофизические и другие процессы, которые происходят внутри клеток; под их влиянием растения развиваются.
Одни растения за год могут вырасти в несколько метров, другие — лишь на несколько сантиметров. Сравните коноплю с какойнибудь многолетней травой. Есть
растения, дающие семена в год посева: яровая пшеница, овес, ячмень, гречиха, горох. Есть такие, что семена дают лишь на второй год жизни: корнеплоды, капуста и многие многолетние травы. Ягодники или деревья дают плоды через много лет после посева.
Различаются растения также и по своим способностям размножаться: одни хорошо прорастают из семени, другие — из клубней, черенков и т. д.
Эти особенности растений также необходимо учитывать, прежде чем решать, сколько и каких удобрений надо вносить под посев.
Необходимо также помнить, что молодое растение, более взрослое и совсем взрослое, созревающее, требует неодинакового питания. Молодое создает новые клетки, из них — ткани и органы. На все это тратится много питательных веществ. Поэтому оно должно иметь их в достаточном количестве, но не в избытке — растение очень чувствительно к высокой концентрации солей вокруг корней. Взрослое растение в значительной мере использует, перераспределяя между органами, поглощенные ранее вещества. Но их может быть недостаточно для хорошего урожая. Поэтому удобрения требуются растению и во взрослом состоянии, но в других количествах и в другом составе.

Для растения очень важно иметь хорошо развитые корни, тогда оно лучше использует питательные вещества почвы. На рост корней в первую очередь влияет плотность почвы: чем плотнее почва, тем хуже развиваются корни, проникая лишь в верхний горизонт. На рисунке под буквой «а» показана яровая пшеница, выросшая на плотной глинистой мелковспаханной почве: корней немного и они разместились в самом верхнем слое. Плохо растут и стебли и листья: образовалось лишь по одному колосу. Под буквой «б» показано развитие той же пшеницы на участке изпод навозной кучи: корни не прошли глубоко изза плотности почвы, но обильное питание помогло росту густой, хотя и мелкой, корневой системы и большого числа высоких стеблей, хорошо облиствленных и с большим количеством колосьев. Много глубже проникли корни на третьем участке того же поля, где почва была не слишком плотная («в»), но бедная. Корни охватили большую часть почвы, поэтому пшеница здесь несколько лучше росла, чем на первом участке. Наилучшего роста пшеница достигла на четвертом участке того же поля («г»), расположенном пониже, куда дождями за много лет были снесены песчаные части почвы и питательные вещества с повышенных участков поля. Здесь корни смогли проникнуть глубоко в почву, хорошо разрослись и дали достаточно пищи надземным частям пшеницы: на растении образовалось много крупных колосьев.

Чему учит этот пример? Вопервых, мы видим, что от развития корней сильно зависит жизнь растения. Во вторых, можно ответить на вопрос, какая должна быть почва, чтобы корни хорошо росли. Почва должна быть хорошо разрыхленной и на большую глубину. Кроме того, она должна быть богата питательными веществами. Втретьих, на одном и том же поле почва может значительно различаться и, следовательно, поразному влиять на урожай. Надо всегда знать почву, знать, как ее обрабатывать и готовить к посеву, чтобы суметь вовремя выровнять этц различия — как говорят, пестроту поля.
Умение изменить свойства почвы так, чтобы они наилучшим образом отвечали требованиям выращиваемых растений,— это самая важная, хоть и трудная, задача земледельца.
Чтобы создать условия, при которых растение лучше использует питание и дает высокий урожай, надо еще знать, как ведут себя питательные соли внутри клеток после их поступления в растение, как они изменяются, как влияют на весь ход формирования урожая, и не только на его величину, но и на его качество: содержание белков, жиров, крахмала, сахара и других ценных продуктов.

Посмотрим, что же происходит с солями после того, как они поступят в растение.
Вот соли проникли в клетки корня. Они продвигаются в верхние части растения главным образом по сосудам. Сосуды стеблей, стволов, черешков — это трубчатые образования, которые разветвляются в ветвях, черешках листьев, а в листьях — до тонких жилок. Их можно хорошо видеть, если разорвать поперек черешок листа подорожника: белые тяжи вроде толстых нитей и будут сосуды, или, как их еще называют, сосудистые пучки. На всем пути следования соли изменяются, вступают в реакцию взаимодействия с углеводами и другими веществами живой клетки. Менее измененными они будут в тех частях, которые расположены ближе к корням. Наиболее активные превращения происходят в зеленых частях, особенно в листьях. Здесь редко встречаются простые соединения в виде тех солей, что поступили в корни из почвы, а преобладают сложные органические соединения.
Интересно, что в самые молодые и самые активные ткани, где происходит новообразование клеток, поступают измененные соединения солей, превращенные в листьях в полупродукты. Из них ткани с наименьшей затратой энергии строят молекулы белков, необходимые для образования новых клеток самых молодых органов — почек, бутонов, цветков.
Превращения веществ в растении зависят от многих условий. Например, засуха задерживает не только поступление, но и превращение и передвижение поступивших веществ внутри растения.
Длительная дождливая, пасмурная и холодная погода, с малым количеством солнечных дней, значительно замедляет фотосинтез, а недостаток углеводов тормозит все другие процессы, и, следовательно, развитие растений ухудшается.

Источник