Закон питания растений

В каждом растении присутствует десять эле­ментов и все имеют величайшее значение для его роста. Если хотя бы один из них отсутствует, то растение уже не может существовать и умирает. Не поможет делу и присутствие девяти остальных элементов даже в изобилии.

Это следу­ющие элементы : углерод, кислород, водород ,азот, кальций, калий, фосфop, сера, магний и железо. Добавим при этом, что в настоящее время известен целый ряд элементов, присутствующих в растениях лишь в виде следов(микроэлементов),но играющих важную роль в их жизнедеятельности. Естественно, все эти вещества содержатся в организме растений не в той форме, в которой они известны в качестве химических элементов, но они являются составными частями соединений, из которых построено расте­ние. Откуда же растения получают эти вещества?

Углерод, поглощаемый листьями в виде двуокиси углерода, поступает из атмосферы, в то время как вода поставляет растениям кислород и водород.

Кальций для растений

(Ca)также очень важен для растений. Он влияет на обмен углеводов и белковых веществ. Потребность в кальции проявляется в самые ранние сроки роста, он необходим для построения растения. Отсутствие кальция подавляет переработку и усвоение запасных питательных веществ (крахмала, белков), которые используются проростками, молодыми листьями и растущими побегами. Это может привести к усыханию молодых растущих частей растения и затем к гибели всего растения.

Кальций, регулирует водный баланс, связывает кислоты почвы, обеспечивает нормальные условия для развития корневой системы растений, улучшает растворимость многих соединений в почве. Он способствует поглощению растениями важных элементов питания, влияет на доступность растениям ряда макро- и микроэлементов. При увеличении количества кальция в почве возрастает поступление в растение ионов аммония, молибдена, но снижается подвижность марганца, цинка, бора. Недостаток катионов кальция в почве приводит к повышению кислотности почвенного раствора (если только почва не засолена — не содержит избыток натрия). Повышенная кислотность почвы ухудшает рост корней и их проницаемость. Это приводит к ухудшению использования растениями питательных веществ почвы и удобрений, снижению их устойчивости, выносливости и конкурентной способности ко всему комплексу вредных организмов, особенно почвенных. Кислая реакция почвенного раствора ухудшает углеводный и белковый обмен в растениях, ослабляя синтез белка. Количество небелковых форм азота возрастает. Подавляется процесс превращения моносахаров в другие, более сложные органические соединения. Обмен веществ сдвигается в благоприятную сторону для фитопатогенов грибной природы. Болезни, вызываемыми грибными паразитами, обычно, более распространены на кислых почвах, чем на нейтральных. Известкование кислых почв приводит к существенному оздоровлению почвы от возбудителей фузариозных и пенициллезных гнилей, парши клубнелуковичных культур). Тем не менее, другие виды патогенов (ботритис и ризоктониоз) хорошо развиваются в нейтральной и слабощелочной среде.

Кроме выше сказанного кальций участвует в других важных биохимических процессах растения:способствует транспортировке углеводов в растениях; укрепляет стенки клеток и скрепление их друг с другом; способствуют развитию корневой системы; необходим для развития листьев; повышает устойчивость растений к некоторым заболеваниям; стимулирует активность клубеньковых бактерий, фиксирующих азот из воздуха.

Также кальций влияет на плодородность почвы: стимулирует активность полезных микроорганизмов, которые минерализируют азот в компостных кучах; уменьшает кислотность почвы и ускоряет процессы аммонификации и окисления серы; способствует образованию гумуса; ускоряет разложение органических веществ в почве; снижает токсичность железа, марганца и алюминия путем нейтрализации их избыточных количеств.

Кальций улучшает механический состав почвыи, таким образом, улучшает ее воздухо- и водопроницаемость; способствуют образованию структуры (агрегатов) почвы. Кальций в растениях находится в форме солей пектиновой кислоты, сульфата, карбоната, фосфата и щавелевокислого кальция. Значительная часть его в растениях, 20–65%, растворима в воде, а остальное количество может быть извлечено из листьев при обработке слабыми кислотами.

Кальций поступает в растения в течение всего периода активного роста. При наличии в растворе нитратного азота проникновение его в растения усиливается, а в присутствии аммиачного азота — снижается. Мешают поступлению кальция ионы водорода и другие катионы при высокой концентрации их в почвенном растворе. Постепенно из почвы кальций переходит в растения, а почва обедняется. С возрастом количество его в растениях увеличивается. Различные растения отличаются по размерам потребления кальция. Бесхлорофилльные цветковые растения и пестролистные употребляют его гораздо меньше, чем зеленые растения. Все злаки характеризуются малым усвоением кальция. А суккуленты, кактусы, бобовые многолетние травы, пасленовые и крестоцветные культуры более других потребляют этот элемент. Среди сельскохозяйственных растений много кальция выносят из почвы капуста, люцерна и клевер. Но на сельхоз угодьях часть кальция, взятого растениями из почвы, через корма и подстилку попадает в навоз и с ним возвращается на участки. А в горшечных культурах он поступает вместе с новой почвой, при поливе или при подкормке растений. На бедных кислых песчаных и супесчаных почвах часть кальция вымывается водой, поэтому необходимо пополнять его запасы каждые 5 лет, проводя известкование. Растения, которые особенно сильно нуждаются в кальции, относят в особую группу — кальцефильные растения, они наиболее чувствительны к недостатку его в почве.

Недостаток кальция в почве приводит к деформации клетокрастений, слабому формированию покровных тканей, обильному развитию межклетников, которые слабо заполняются лигнином. При недостатке кальция замедляется рост корней, они ослизняются и загнивают. Разложившиеся корни привлекают почвенных фитопатогенов и сапрофитов, являясь благоприятным субстратом для них. Признаки недостатка кальция проявляются прежде всего на молодых листьях: их рост тормозится, образуются мелкие листья неправильной формы, появляется хлоротичная пятнистость, копчики молодых листьев становятся белыми; края листьев закручиваются вниз, желтеют и преждевременно отмирают, срединные жилки листьев ломаются; при сильном голодании верхушка растения и цветоносы отмирают, стебли вырастают слабые. При кальциевом голодании по краям хлоротичных листьев может появляться буроватая окраска или коричневые некротические пятна. У многих луковичных без кальция формируется слабый, поникающий цветонос.

Фосфор для растений

Большая часть кальция в организме животных и людей связана с фосфором. В организм фосфор попадает с пищей. Кроме того, он необходим для построения скелета, он входит в состав белков, из которых состоят наиважнейшие opraны тела человека, имеющие отношение к росту, развитию, чувствам и мыслям. Фосфор обнаружен буквально во всех органах зелёных растений : в стеблях, корнях, листьях, но больше всего его в плодах и семенах. Естественно, что, как и всякий жизненно необходимый элемент, фосфор совершает в природе круговорот. Из почвы его берут растения, от растений этот элемент попадает в организмы человека и животных. В почву фосфор возвращается с экскрементами и при гниении трупов. Фосфоробактерии переводят органический фосфор в неорганические соединения. Однако в единицу времени из почвы выводится значительно больше фосфора, чем поступает его назад. Мировой урожай ежегодно уносит с полей больше трёх миллионов тонн фосфора. Естественно, что для получения устойчивых урожаев этот фосфор должен быть возвращён в почву. Недостаток фосфора в почве приводит к задержке роста и медленному созреванию плодов, смене окраски листьев растения в сторону темно-зеленого с неким голубоватым оттенком, и осветлению или серому цвету по краям. Если же фосфора в почве много, то растение будет слишком быстро развиваться, из-за чего может пойти в рост стебля и листьев, плоды же в это время будут мелкими и в малом количестве;

Калий для растений

Содержится во всех растениях. Почти весь калий находится в растениях в ионной форме. Часть ионов находится в клеточном соке, другая часть поглощена структурными элементами клетки. Ионы калия участвуют во многих биохимических процессах, происходящих в растении. Калий входит и в плоды, и в корни, и в стебли, и в листья. Ещё одна характерная особенность : в моло­дых растениях больше калия, чем в старых. При недостатке калия растения медленнее растут, их листья буреют по краям, стебель становится тонким и непрочным, а семена теряют всхожесть. Особенно сильно влияют ионы калия на процесс образования углеводов. Если калия не хватает, растение хуже усваивает углекислый газ, и для синтеза новых молекул углеводов ему недостаёт углеродного сырья. Одновременно усиливаются процессы дыхания и сахара, содержащиеся в клеточном соке, окисляются. Таким образом, запасы углеводов в растениях, оказавшихся на голодном пайке (по калию), не пополняются, а расходуются. Плоды такого растения -это особенно заметно на фруктах- будут менее сладкими ,чем у растений, получивших нормальную дозу калия. Крахмал-тоже угле­вод, поэтому и на его содержание в плодах также влияет калий. Но и это не всё -растения, получившие достаточно калия, легче переносят засуху и морозные зимы. Это объясняется тем, что калий влияет на способность коллоидных веществ растительных клеток поглощать воду и набухать. Не хватает калия - клетки хуже усваивают влагу, сжимаются и отмирают. Ионы калия влияют и на азотный обмен веществ. При недостатке калия в клетках накапливается избыток аммиака, что может привести к отравлению растения и его гибели. Одним словом, хочешь получить вкусные и хорошо сохраняющиеся плоды - корми растение калием вволю. А для зерновых калий важен ещё по одной причине - он увеличивает прочность соломы и тем самым предупреждает полегание хлебов.

Азот для растений

Поскольку азот - ключевой ком­понент аминокислот, он необходим, поэтому содержится практически в любой части растения. Это «клей», благодаря которому твердые кле­точные стенки делают растение прочным и поддерживают его в вертикальном положении. Хлоро­филл, пигмент, поглощающий свет в процессе фотосинтеза, состоит из протеинов, связанных вокруг маг­ния. Азот является составляющей химических веществ, контролиру­ющих рост ауксинов и кининов, а также входит в состав нуклеопротеинов, или генетического кода растений.

Азот очень подвижен в растении и может перемещаться из отдельных его частей в те, где он наиболее востребован. Недостаток азота нарушает процесс роста, вызывая его прекращение, обусловленное плохим развитием клеток, а также пожелтение из-за недостаточного формирования хлорофилла. Расте­ния «перебрасывают» азот из старых листьев в новые, молодые. А на старых нижних листьях появляются признаки азотного голодания. На злаковых культурах очень просто распознать азотную недостаточ­ность. В частности, на кукурузе она проявляется очень характер­но: заметным посветлением всего растения и побурением - сначала на нижних листьях, в виде буквы V, идущей от центральной жилки к краям листа. Впоследствии за­сыхает весь лист, затем начинают страдать листья в средней части растения. Если не исправить ситу­ацию, растение может погибнуть.

Диагностировать недостаток азота современными методами достаточно просто, но часто на это тратится очень ценное время, а реагировать нужно очень быстро. Ведь пока растение голодает, оно в стрессе. Естественно, в таком состоянии за­медляются и даже останавливаются протекающие процессы, которые формируют будущий урожай. Так, если недостаток азота проявился в фазе кущения, прекращается обра­зование продуктивных побегов, если в фазе трубки - растение остановит процесс закладки дополнительных «этажей» в колосе, то есть колосков. Дефицит азота в фазе флагового листа приводит к тому, что не об­разуются дополнительные цветки, а во время колошения - зерновки. А если азотное голодание наступает во время налива зерна, то зерновки будут щуплыми, невыполенными и плохого качества.
К тому же видимые признаки азотного голодания - это уже потеря 30% будущего урожая. Выход из создавшейся ситуации следующий: зная количество азота, которое необходимо для создания желаемого урожая, и то, сколько азота растение потребляет в каждой конкретной фазе, можно предупредить возможное голодание посредством дополнительного внесения азотных удобрений.

Сера сульфатная в питании растений

Сера – важный макроэлемент, необходимый растительным организмам. Она требуется для протекания важных метаболических процессов. В растениях сульфатная сера (SO42-) восстанавливается и входит в состав органических соединений, однако животным организмам для удовлетворения потребности в сере необходимо поступ­ление с пищей серосодержащих аминокислот (метионина и цистеина).

В почве сера, в основном, находится в составе органического вещества. Сульфаты легко растворимы в воде и содержатся в почвенном растворе большинства типов почв. Это основной источник серы для растений. Сульфат-ионы активно поглощаются корнями, особенно в зоне корневых волосков, и поступают в растительные клетки с помощью белков-переносчиков сульфат-ионов. Внутри растения сульфат-ионы перемещаются с транспирационным током, а затем аккумулируются в вакуолях растительных клеток либо участвуют в ряде биохимичес­ких реакций. Бóльшая часть сульфатной серы, поглощенной корнями, восстанавливается и входит в состав цис­теина в хлоропластах листьев. Цистеин – первичное соединение, из которого в растениях в дальнейшем образуется бóльшая часть других серосодержащих органических соединений. Вышеуказанный процесс начинается с образования аденозинфосфосульфата, и, в конечном итоге, синтезируются различные серосодержащие органические соединения. Восстановление сульфатов – процесс, требующий значительных затрат энергии. Другие важные серосодержащие аминокислоты – это цистин (соединенные между собой2 две молекулы цистеина) и метионин. В меньших количествах сера входит в состав таких важных органических соединений, как коэнзим А, биотин, тиамин, глютатион, а также сульфолипиды.

Внешние признаки недостатка серы в первую очередь появляются на молодых тканях растений – листья и жилки приобретают бледно-зеленую и желтую окраску. Хлороз, наблюдаемый при недос­татке серы, напоминает недостаток азота. Однако недостаток азота сначала проявляется на старых листьях, поскольку для азота характерна высокая по­движность в растении. Потребность в сере сильно различается у разных сельскохозяйственных культур. Содержание серы в абсолютно сухом веществе растений обычно составляет от 0.1 до 1.0% (в расчете на элемент). Самая высокая потребность в сере характерна, как правило, для растений из рода Brassica (таких, как кочанная капуста, брокколи и рапс), затем следуют бобовые культуры и злаки.

С остальными элементами все немного по-другому, то есть, растения реагируют только на их недостаток в почве. Итак:

Магний. Замедленный рост, а возможно и его остановка, осветление растения, пожелтение, а возможно покраснение и приобретение фиолетового оттенка в районе прожилок листьев.

Железо. Задержка роста и развития, а также хлороз листьев - светло-зеленая, иногда практически белая окраска. без использования железного купороса растениям сложно обойтись. Тут дело заключается в том, что кристаллы синевато-зеленого цвета — это практически единственное удобрение, которое в своем составе содержит пятьдесят процентов полезных микроэлементов железа.

У растений недостаток железа приводит к возникновению большого количества заболеваний, например, хлороза. Те растения, которые поражены хлорозом, приостанавливают свой рост, у них отмирают листья, а иногда начинает и преждевременный листопад.

Недостаток железа можно восполнить посредствам опрыскивания растений железным купоросом.

Медь. Возможен хлороз листьев, повышенная кустистость растения, изменение цвета.

Медь в промышленности часто выпускают в виде медного купороса –сульфата меди. Наиболее чувствительны к недостатку меди: сливы, груши и яблони. Прежде всего, медный купорос используют для подкормки тех растений, которые произрастают на песчаных, торфяных и прочих почвах, которые бедны медью.