Меню

Что получает растение из почвы через корень

Что растения получают из почвы: корневое питание и дополнительная подкормка

  • Полная фотография

Что растения получают из почвы

Питание растений: виды

Что растения получают из почвы

Зачем нужна подкормка

Растения, как и любые живые существа, должны получать питание для хорошего роста, размножения, плодоношения. Питание поступает к растению из внешней среды: почвы, воздуха, солнечного света. Они поглощают и усваивают различные полезные для их жизнедеятельности вещества.

Питание растений: виды

У высших растений, произрастающих на земле, существует 2 вида питания: корневое, через почву и воздушное, через воздух и солнечный свет. Из веществ, что растения получают из почвы, можно выделить минеральные вещества, необходимые для нормального роста растения.

  • Воздушное питание растений. К воздушному питанию относят фотосинтез, процесс образования органических веществ из неорганических при помощи солнечного света. В листьях растений содержится хлорофилл, придающий им зеленый цвет. Под воздействием солнечного света в хлорофиллах начинает сложная реакция, в результате которой выделяется кислород и запас энергии. Затем наступает следующая стадия, при которой свет уже не нужен. На этой стадии образуются различные органические соединения, углеводы, которые затем распределяются по всем частям растения. Этот процесс полезен не только для растения, но и для всего живого, так как зеленые растения активно выделяют необходимый для дыхания всех живых существ кислород.
  • Корневое питание растений. Этот вид питания называется также минеральным. Корень растения поглощает из почвы воду и минеральные вещества, необходимые для его роста и нормальной жизнедеятельности. Корневая система растений может быть настолько развитой, что превышает в размере наземную часть. Корни способны добывать питательные вещества из самых глубоких слоев почвы. Корни растения снабжены специальными тонкими волосками, которые по типу насосов извлекают воду и соли из грунта. Количество и пропорции минеральных веществ, требуемых растению, зависят от его вида, стадии роста, климата и даже времени суток. Наиболее активное питание идет днем.

Оба вида питания растений связаны друг с другом. Развитие корневой системы зависит от фотосинтеза, а процесс фотосинтеза невозможен без воды, получаемой из почвы.

Что растения получают из почвы

Чтобы определить, какие именно вещества поглощает растение с помощью корней, ученые провели опыт, выращивая тот или иной тип растения в воде. В воду добавляли различные вещества, и оказалось, что растение в первую очередь высасывает калий, кальций, железо, магний, серу, фосфор и азот. Если исключить что-то из перечисленного, нарушается рост или плодообразование.

Есть и другие микроэлементы, которые необходимы растению. Например, свекле помимо всего перечисленного требуется еще и бор, а также медь, цинк, кобальт. Каждый элемент по-своему важен и ценен для питания растения:

  • Азот. Этот элемент необходим для нормального роста и развития плодов. При недостатке азота рост растения сильно замедляется, а при избытке идет активный рост зелени, ботвы, но недостаточное развитие плодов.
  • Фосфор. Фосфор необходим в период активного роста растения. Он отвечает за защитные функции организма, повышает сопротивляемость к различным заболеваниям и вредителям, стимулирует развитие и созревание плодов.
  • Кальций. При определенном количестве кальций поддерживает нормальный обмен веществ в растении.
  • Калий. Калий помогает растению справляться с воздействием окружающей среды (перепадами температур, избыточной влажностью, засолением почвы). Почки, плоды и побеги становятся более устойчивыми к заболеваниями, урожай хранится дольше.
  • Магний. Магний участвует во многих химических процессах внутри растения, необходим для выработки энергии. При недостатке этого микроэлемента начинает страдать корневая система растения, что не всегда заметно сразу.
  • Железо. Железо необходимо растению в небольших количествах, однако оно важно для синтеза хлорофилла. Если этого элемента недостаточно, листья начинают бледнеть, желтеть и преждевременно опадать.

Зачем нужна подкормка

Все минеральные вещества и соли должны содержаться в почве в определенном количестве, соблюдая баланс. Только в этом случае можно рассчитывать на нормальный рост растений и богатый урожай. Если культурные растения выращиваются на одном и том же участке много лет подряд, почва беднеет, теряет часть питательных веществ и не успевает их накапливать. Для этого и существуют различные подкормки.

Правильно и вовремя внесенные удобрения могут значительно повысить урожайность.

Удобрения могут быть органические или минеральные. И те и другие выполняют одну функцию – подпитка почвы, растений и повышение урожайности. Органические удобрения (обычно это навоз или помет, торф, перегной) считаются более эффективными, однако они обойдутся дороже для больших участков. Основным достоинством органических удобрений является их способность накапливать в почве гумус. Не все культурные растения переносят хорошо органику, особенно свежий навоз, некоторые могут болеть, поскольку в навозе часто живут различные микроорганизмы и паразиты.

В продаже есть множество комплексных удобрений, в которых уже сбалансированы все питательные вещества, однако опытные садоводы предпочитают производить подкормку отдельно в различных количествах в зависимости от стадии роста. Стоит помнить, что переизбыток удобрений тоже может принести вред. Обычно подкормки производятся при посадке, а затем по мере необходимости. Растения сами покажут, что им не хватает каких-либо микроэлементов.

Бывают также бактериальные удобрения. Как известно, клубеньковые бактерии, живущие в почве, забирают у растения часть углеводов, но снабжают его азотом. Они провоцируют активное деление клеток корня, в результате чего на нем образуются клубеньки.

Больше информации можно узнать из видео.

Источник

Что растения получают из почвы: краткий обзор

Часто ли человек задумывается над тем, как живут растения? Как они дышат либо питаются? У них, как и у любого другого живого организма, есть органы. Так, известно, что растения получают из почвы влагу и питательные элементы с помощью корней. Также они питаются при помощи листьев, поглощая свет и углекислый газ.

Корень как доминирующий орган растения

Растения – это живые организмы, листья которых при солнечном свете вырабатывают питательные вещества для своего существования. Органы растения состоят из корня, стебля, листьев, цветка и семян.

Читайте также:  В нашей жизни растения всегда были

Относясь к органу роста растения, корень является основой живого организма. Плотно закрепившись, корень из почвы поглощает влагу и питательные вещества. От него нужные микроэлементы поступают уже дальше к другим органам.

Корневое питание растения

Преимущественными составляющими, в которых нуждаются растительные организмы, являются азот, фосфор, калий, магний, кальций. Отметим, что растения получают из почвы и вспомогательные вещества — это бор и медь, цинк, марганец и другие.

Учитывая, что преобладающее питание растения потребляют из почвы, то нуждаются в тщательном удобрении, так пополняются их резервы полезных веществ. Растительные организмы, которые живут в открытом грунте, потребляют их в значительных объемах из-за того, что территория разрастания корней довольно просторна. При жизни растений в закрытом грунте необходимые вещества нужно давать чаще. Совокупность важнейших компонентов определяет в развитии растений функцию, способствующую их росту.

Роль поглощаемых микроэлементов в жизни растений

Очень важно помнить, что каждая составляющая нужна растениям в определенном количестве, ее недостаток либо избыток могут приводить к нарушению обмена различных веществ в растении.

Азот участвует в образовании хлорофилла, а также развитии листьев и стволов.

Фосфор способствует цветению и корнеобразованию растения.

Калий играет большую роль в фотосинтезе растений. Он способствует образованию цветков и плодов, повышает иммунитет растения.

Кальций – важная составляющая для создания крепких стеблей, отвечает за равномерное распределение влаги в организме растения.

Магний является стимулятором активности корней в процессе потребления питательных элементов.

Железо способствует переносу кислорода по тканям растения.

Медь обеспечивает дыханием растения, замедляет процесс старения его клеток.

Алюминий обеспечивает яркую окраску цветов и длительность цветения.

Состав почвы

Почва представляет собой верхний рыхлый и плодородный слой земли, в котором существуют растительные организмы. Как же понять, из каких веществ состоит почва, имея при этом характерный темный цвет? Дело вот в чем. Опавшие листья, а также остатки отмерших растительных и животных организмов, перегнивая, образуют перегной. Он и придает темный окрас почве.

В почве живут разнообразные микроорганизмы, которые перерабатывают остатки отмерших животных и растений на минеральные элементы. Последние, в свою очередь, растворяются в водах грунта и образуют именно то, что растения получают из почвы в дальнейшем.

Минеральный слой почвы вмещает небольшое присутствие живых организмов. Однако именно в нем присутствует множество минеральных солей.

Почва также состоит из воды, воздуха и разнообразных твердых частиц. К твердым частицам неорганического происхождения относятся каменистые остатки, глина и песок. Частицы глины образуются в комковатые соединения и таким образом удерживают влагу, а также необходимые элементы.

Незаменимый элемент почвы — это вода, заполняющая пространство между твердыми частицами. Наличие в почве воды является главным условием развития всех необходимых процессов в ней.

В наши дни то, что растения получают из почвы, во многом зависит и от людей. Поэтому почву нужно не только охранять, повышать плодородие, но и разумно ее использовать.

Источник

Корень

Историческое развитие корня

Филогенетически корень возник позже стебля и листа — в связи с переходом растений к жизни на суше и вероятно, произошёл от корнеподобных подземных веточек. У корня нет ни листьев, ни в определённом порядке расположенных почек. Для него характерен верхушечный рост в длину, боковые разветвления его возникают из внутренних тканей, точка роста покрыта корневым чехликом. Корневая система формируется на протяжении всей жизни растительного организма. Иногда корень может служить местом отложения в запас питательных веществ. В таком случае он видоизменяется.

Виды корней

Главный корень образуется из зародышевого корешка при прорастании семени. От него отходят боковые корни.

Придаточные корни развиваются на стеблях и листьях.

Боковые корни представляют собой ответвления любых корней.

Каждый корень (главный, боковые, придаточные) обладает способностью к ветвлению, что значительно увеличивает поверхность корневой системы, а это способствует лучшему укреплению растения в почве и улучшению его питания.

Типы корневых систем

Различают два основных типа корневых систем: стержневая, имеющая хорошо развитый главный корень, и мочковатая. Мочковатая корневая система состоит из большого числа придаточных корней, одинаковых по величине. Вся масса корней состоит из боковых или придаточных корешков и имеет вид мочки.

Сильно разветвлённая корневая система образует огромную поглощающую поверхность. Например,

  • общая длина корней озимой ржи достигает 600 км;
  • длина корневых волосков — 10 000 км;
  • общая поверхность корней — 200 м 2 .

Это во много раз превышает площадь надземной массы.

Если у растения хорошо выражен главный корень и развиваются придаточные корни, то формируется корневая система смешанного типа (капуста, помидор).

Внешнее строение корня. Внутреннее строение корня

Зоны корня

Корневой чехлик

Корень растёт в длину своей верхушкой, где находятся молодые клетки образовательной ткани. Растущая часть покрыта корневым чехликом, защищающим кончик корня от повреждений, и облегчает продвижение корня в почве во время роста. Последняя функция осуществляется благодаря свойству внешних стенок корневого чехлика покрываться слизью, что уменьшает трение между корнем и частичками почвы. Могут даже раздвигать частички почвы. Клетки корневого чехлика живые, часто содержат зёрна крахмала. Клетки чехлика постоянно обновляются за счёт деления. Участвует в положительных геотропических реакциях (направление роста корня к центру Земли).

Клетки зоны деления активно делятся, протяженность этой зоны у разных видов и у разных корней одного и того же растения неодинакова.

За зоной деления расположена зона растяжения (зона роста). Протяжённость этой зоны не превышает нескольких миллиметров.

По мере завершения линейного роста наступает третий этап формирования корня — его дифференциация, образуется зона дифференциации и специализации клеток (или зона корневых волосков и всасывания). В этой зоне уже различают наружный слой эпиблемы (ризодермы) с корневыми волосками, слой первичной коры и центральный цилиндр.

Строение корневого волоска

Корневые волоски — это сильно удлинённые выросты наружных клеток, покрывающих корень. Количество корневых волосков очень велико (на 1 мм 2 от 200 до 300 волосков). Их длина достигает 10 мм. Формируются волоски очень быстро (у молодых сеянцев яблони за 30-40 часов). Корневые волоски недолговечны. Они отмирают через 10-20 дней, а на молодой части корня отрастают новые. Это обеспечивает освоение корнем новых почвенных горизонтов. Корень непрерывно растёт, образуя всё новые и новые участки корневых волосков. Волоски могут не только поглощать готовые растворы веществ, но и способствовать растворению некоторых веществ почвы, а затем всасывать их. Участок корня, где корневые волоски отмерли, некоторое время способен всасывать воду, но затем покрывается пробкой и теряет эту способность.

Читайте также:  Битцевский лес растения и животные

Оболочка волоска очень тонкая, что облегчает поглощение питательных веществ. Почти всю клетку волоска занимает вакуоль, окружённая тонким слоем цитоплазмы. Ядро находится в верхней части клетки. Вокруг клетки образуется слизистый чехол, который содействует склеиванию корневых волосков с частицами почвы, что улучшает их контакт и повышает гидрофильность системы. Поглощению способствует выделение корневыми волосками кислот (угольной, яблочной, лимонной), которые растворяют минеральные соли.

Корневые волоски играют и механическую роль — они служат опорой верхушке корня, которая проходит между частичками почвы.

Под микроскопом на поперечном срезе корня в зоне всасывания видно его строение на клеточном и тканевом уровнях. На поверхности корня — ризодерма, под ней — кора. Наружный слой коры — экзодерма, вовнутрь от неё — основная паренхима. Её тонкостенные живые клетки выполняют запасающую функцию, проводят растворы питательных веществ в радиальном направлении — от всасывающей ткани к сосудам древесины. В них же происходит синтез ряда жизненно важных для растения органических веществ. Внутренний слой коры — эндодерма. Растворы питательных веществ, поступающие из коры в центральный цилиндр через клетки эндодермы, проходят только через протопласт клеток.

Кора окружает центральный цилиндр корня. Она граничит со слоем клеток, долго сохраняющих способность к делению. Это перицикл. Клетки перицикла дают начало боковым корням, придаточным почкам и вторичным образовательным тканям. Вовнутрь от перицикла, в центре корня, находятся проводящие ткани: луб и древесина. Вместе они образуют радиальный проводящий пучок.

Проводящая система корня проводит воду и минеральные вещества из корня в стебель (восходящий ток) и органические вещества из стебля в корень (нисходящий ток). Состоит она из сосудисто-волокнистых пучков. Основными слагаемыми частями пучка являются участки флоэмы (по ним вещества передвигаются к корню) и ксилемы (по которым вещества передвигаются от корня). Основные проводящие элементы флоэмы — ситовидные трубки, ксилемы — трахеи (сосуды) и трахеиды.

Процессы жизнедеятельности корня

Транспорт воды в корне

Всасывание воды корневыми волосками из почвенного питательного раствора и проведение её в радиальном направлении по клеткам первичной коры через пропускные клетки в эндодерме к ксилеме радиального проводящего пучка. Интенсивность поглощения воды корневыми волосками называется сосущей силой (S), она равна разнице между осмотическим (P) и тургорным (T) давлением: S=P-T.

Когда осмотическое давление равно тургорному (P=T), то S=0, вода перестаёт поступать в клетку корневого волоска. Если концентрация веществ почвенного питательного раствора будет выше, чем внутри клетки, то вода будет выходить из клеток и наступит плазмолиз — растения завянут. Такое явление наблюдается в условиях сухости почвы, а также при неумеренном внесении минеральных удобрений. Внутри клеток корня сосущая сила корня возрастает от ризодермы по направлению к центральному цилиндру, поэтому вода движется по градиенту концентрации (т. е. из места с большей её концентрацией в место с меньшей концентрацией) и создаёт корневое давление, которое поднимает столбик воды по сосудам ксилемы, образуя восходящий ток. Это можно обнаружить на весенних безлистных стволах, когда собирают «сок», или на срезанных пнях. Истекание воды из древесины, свежих пней, листьев, называется «плачем» растений. Когда распускаются листья, то они тоже создают сосущую силу и притягивают воду к себе — образуется непрерывный столбик воды в каждом сосуде — капиллярное натяжение. Корневое давление является нижним двигателем водного тока, а сосущая сила листьев — верхним. Подтвердить это можно с помощью несложных опытов.

Всасывание воды корнями

Цель: выяснить основную функцию корня.

Что делаем: растение, выращенное на влажных опилках, отряхнём его корневую систему и опустим в стакан с водой его корни. Поверх воды для защиты её от испарения нальём тонкий слой растительного масла и отметим уровень.

Что наблюдаем: через день-два вода в ёмкости опустилась ниже отметки.

Результат: следовательно, корни всосали воду и подали её наверх к листьям.

Можно ещё проделать один опыт, доказывающий всасывание питательных веществ корнем.

Что делаем: срежем у растения стебель оставив пенёк высотой 2-3 см. На пенёк наденем резиновую трубку длиной 3 см, а на верхний конец наденем изогнутую стеклянную трубку высотой 20-25 см.

Что наблюдаем: вода в стеклянной трубке поднимается, и вытекает наружу.

Результат: это доказывает, что воду из почвы корень всасывает в стебель.

А влияет ли температура воды на интенсивность всасывания корнем воды?

Цель: выяснить, как температура влияет на работу корня.

Что делаем: один стакан должен быть с тёплой водой (+17-18ºС), а другой с холодной (+1-2ºС).

Что наблюдаем: в первом случае вода выделяется обильно, во втором — мало, или совсем приостанавливается.

Результат: это является доказательством того, что температура сильно влияет на работу корня.

Тёплая вода активно поглощается корнями. Корневое давление повышается.

Холодная вода плохо поглощается корнями. В этом случае корневое давление падает.

Минеральное питание

Физиологическая роль минеральных веществ очень велика. Они являются основой для синтеза органических соединений, а также факторами, которые изменяют физическое состояние коллоидов, т.е. непосредственно влияют на обмен веществ и строение протопласта; выполняют функцию катализаторов биохимических реакций; воздействуют на тургор клетки и проницаемость протоплазмы; являются центрами электрических и радиоактивных явлений в растительных организмах.

Установлено, что нормальное развитие растений возможно только при наличии в питательном растворе трёх неметаллов — азота, фосфора и серы и — и четырёх металлов — калия, магния, кальция и железа. Каждый из этих элементов имеет индивидуальное значение и не может быть заменён другим. Это макроэлементы, их концентрация в растении составляет 10 -2 –10%. Для нормального развития растений нужны микроэлементы, концентрация которых в клетке составляет 10 -5 –10 -3 %. Это бор, кобальт, медь, цинк, марганец, молибден др. Все эти элементы есть в почве, но иногда в недостаточном количестве. Поэтому в почву вносят минеральные и органические удобрения.

Читайте также:  Омник это растение или нет

Растение нормально растёт и развивается в том случае, если в окружающей корни среде будут содержаться все необходимые питательные вещества. Такой средой для большинства растений является почва.

Дыхание корней

Для нормального роста и развития растения необходимо чтобы к корню поступал свежий воздух. Проверим, так ли это?

Цель: нужен ли воздух корню?

Что делаем: возьмём два одинаковых сосуда с водой. В каждый сосуд поместим развивающие проростки. Воду в одном из сосудов каждый день насыщаем воздухом с помощью пульверизатора. На поверхность воды во втором сосуде нальём тонкий слой растительного масла, так как оно задерживает поступление воздуха в воду.

Что наблюдаем: через некоторое время растение во втором сосуде перестанет расти, зачахнет, и в конце концов погибнет.

Результат: гибель растения наступает из-за недостатка воздуха, необходимого для дыхания корня.

Видоизменения корней

У некоторых растений в корнях откладываются запасные питательные вещества. В них накапливаются углеводы, минеральные соли, витамины и другие вещества. Такие корни сильно разрастаются в толщину и приобретают необычный внешний вид. В формировании корнеплодов участвуют и корень, и стебель.

Корнеплоды

Если запасные вещества накапливаются в главном корне и в основании стебля главного побега, образуются корнеплоды (морковь). Растения, образующие корнеплоды, в основном двулетники. В первый год жизни они не цветут и накапливают в корнеплодах много питательных веществ. На второй — они быстро зацветают, используя накопленные питательные вещества и образуют плоды и семена.

Корневые клубни

У георгина запасные вещества накапливаются в придаточных корнях, образуя корневые клубни.

Бактериальные клубеньки

Своеобразно изменены боковые корни у клевера, люпина, люцерны. В молодых боковых корешках поселяются бактерии, что способствует усвоению газообразного азота почвенного воздуха. Такие корни приобретают вид клубеньков. Благодаря этим бактериям эти растения способны жить на бедных азотом почвах и делать их более плодородными.

Ходульные

У пандуса, произрастающего в приливно-отливной зоне, развиваются ходульные корни. Они высоко над водой удерживают на зыбком илистом грунте крупные облиственные побеги.

Воздушные

У тропических растений, живущих на ветвях деревьев, развиваются воздушные корни. Они часто встречаются у орхидей, бромелиевых, у некоторых папоротников. Воздушные корни свободно висят в воздухе, не достигая земли и поглощая попадающую на них влагу от дождя или росы.

Втягивающие

У луковичных и клубнелуковичных растений, например у крокусов, среди многочисленных нитевидных корней имеется несколько более толстых, так называемых втягивающих, корней. Сокращаясь, такие корни втягивают клубнелуковицу глубже в почву.

Столбовидные

У фикуса развиваются столбовидные надземные корни, или корни-подпорки.

Почва как среда обитания корней

Почва для растений является средой, из которой оно получает воду и элементы питания. Количество минеральных веществ в почве зависит от специфических особенностей материнской горной породы, деятельности организмов, от жизнедеятельности самих растений, от типа почвы.

Почвенные частицы конкурируют с корнями за влагу, удерживая её своей поверхностью. Это так называемая связанная вода, которая подразделяется на гигроскопическую и плёночную. Удерживается она силами молекулярного притяжения. Доступная растению влага представлена капиллярной водой, которая сосредоточена в мелких порах почвы.

Между влагой и воздушной фазой почвы складываются антагонистические отношения. Чем больше в почве крупных пор, тем лучше газовый режим этих почв, тем меньше влаги удерживает почва. Наиболее благоприятный водно-воздушный режим поддерживается в структурных почвах, где вода и воздух находятся одновременно и не мешают друг другу — вода заполняет капилляры внутри структурных агрегатов, а воздух — крупные поры между ними.

Характер взаимодействия растения и почвы в значительной степени связан с поглотительной способностью почвы — способностью удерживать или связывать химические соединения.

Микрофлора почвы разлагает органические вещества до более простых соединений, участвует в формировании структуры почвы. Характер этих процессов зависит от типа почвы, химического состава растительных остатков, физиологических свойств микроорганизмов и других факторов. В формировании структуры почвы принимают участие почвенные животные: кольчатые черви, личинки насекомых и др.

В результате совокупности биологических и химических процессов в почве образуется сложный комплекс органических веществ, который объединяют термином «гумус».

Метод водных культур

В каких солях нуждается растение, и какое влияние оказывают они на рост и развитие его, было установлено на опыте с водными культурами. Метод водных культур — это выращивание растений не в почве, а в водном растворе минеральных солей. В зависимости от поставленной цели в опыте можно исключить отдельную соль из раствора, уменьшить или увеличить ее содержание. Было выяснено, что удобрения, содержащие азот, способствуют росту растений, содержащие фосфор — скорейшему созреванию плодов, а содержащие калий — быстрейшему оттоку органических веществ от листьев к корням. В связи с этим содержащие азот удобрения рекомендуется вносить перед посевом или в первой половине лета, содержащие фосфор и калий — во второй половине лета.

С помощью метода водных культур удалось установить не только потребность растения в макроэлементах, но и выяснить роль различных микроэлементов.

В настоящее время известны случаи, когда выращивают растения методами гидропоники и аэропоники.

Гидропоника — выращивание растений в сосудах, заполненных гравием. Питательный раствор, содержащий необходимые элементы, подаётся в сосуды снизу.

Аэропоника — это воздушная культура растений. При этом способе корневая система находится в воздухе и автоматически (несколько раз в течение часа) опрыскивается слабым раствором питательных солей.

Источник