ХИМИЯ ПОЧВЫ

ДОСТУПНОСТЬ ДЛЯ РАСТЕНИЙ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ ПОЧВЫ. Механизм питания растений в почве

ДОСТУПНОСТЬ ДЛЯ РАСТЕНИЙ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ ПОЧВЫ В СВЯЗИ С ПРИРОДНЫМИ УСЛОВИЯМИ И КУЛЬТУРНЫМИ ВОЗДЕЙСТВИЯМИ

Способность почвы снабжать растения нужными им питательными веществами в большой мере определяет плодородие почвы, а следовательно, и уровень урожая. Одной из задач химии почвы является изучение вопроса о том, как растения обеспечиваются питательными веществами в тех или иных почвенных условиях.

За последние десятилетия много сделано для выяснения механизма питания растений в почве. Растения используют не только вещества, находящиеся в почвенном растворе, но и связанные с твердыми фазами почвы. Что это так, ясно уже из того, что существует динамическое равновесие между жидкой и твердыми фазами почвы (а также между жидкой и газовой фазами). Если растение поглощает из почвенного раствора те или иные катионы, то тем самым нарушается равновесие между катионами почвенного раствора и катионами, адсорбированными на поверхности почвенных коллоидов, и часть поглощенных катионов перейдет в раствор. Использование растениями фосфора из жидкой фазы влечет за собой переход фосфат-ионов из малорастворимых или адсорбционных соединений твердой фазы почвы в раствор.

В настоящее время является признанным, что процесс питания растений в большой части основан на обменной адсорбции: поглощение ионов корнями сопровождается одновременным выделением ими эквивалентного количества ионов наружу Обменным фондом ионов, которым всегда располагают растения, являются ионы Н+ и НСО~ — продукты дыхания корней. Катионы, необходимые растениям, в процессе питания (К+, NH+ Са2+, Mg2+...) поглощаются на поверхности белковых молекул протоплазмы в корне в обмен на Н+, анионы (NO", SOJ", НРО* ...) — в обмен на НСО".

1 Известное значение в питании растений имеет поступление питательных элементов в результате диффузии, а также перенос с транспирационным током, являющиеся как бы пассивными звеньями в общем механизме поглощения веществ корневыми системами высших растений.

По мере использования растениями поглощенных ионов в процессе метаболизма новые ионы из наружной среды поступают в корень в обмен на ионы — продукты дыхания. В этом процессе обмена между корнями и почвой могут участвовать не только свободные ионы почвенного раствора, но и ионы, адсорбированные на поверхности почвенных коллоидов. Было показано (А. В. Петербургский, 1959), что питание растений с успехом может происходить в таких условиях, когда все питательные вещества находятся в поглощенном состоянии.

При этом не всегда необходим предварительный переход ионов в свободный почвенный раствор. Контактный обмен при тесном взаимодействии мельчайших разветвлений корней с почвенными коллоидами возможен и из связанной части почвенного раствора — мицеллового раствора (Ратнер, 1958). Корневая система проявляет в процессе питания большую активность и притом своеобразную для отдельных видов растений.

Как отмечалось в предыдущей главе, особенности обмена веществ различных растений сказываются и в их своеобразном химическом составе: различные растения на одной и той же почве имеют разный состав.

Однако свойства почвы накладывают определенный отпечаток на состав растений; при этом наблюдается такая закономерность: содержание питательных элементов в плодах и семенах колеблется сравнительно слабо в связи с особенностями почв; состав листьев и стеблей в большей мере отражает условия питания растения в данной почве х; еще большая связь существует между концентрацией ионов в почвенном растворе и в корнях растений.

На бедных фосфором почвах растения содержат мало фосфора. Так, в сене луговых трав (Рассел, 1955) на бедных почвах содержалось 0,02—0,4% Р205, а на богатых почвах — 0,26—0,32%. Бедность почвы азотом отражается не только на снижении урожая, но и на уменьшении процента белка в зерне хлебов, выращиваемых на этих почвах. Недостаток кобальта в почвах некоторых кормовых угодий Латвии приводит к обедненности кормов этим элементом, а отсюда к заболеванию животных сухоткой или анемией.

Для получения высокого урожая и при этом хорошего качества необходимо бесперебойное снабжение всеми элементами питания и водой во все ответственные периоды вегетации культуры. В случае их недостатка необходимо внесение удобрений или мобилизация почвенного плодородия путем соответственных агротехнических мероприятий. Изучение условий доступности растениям питательных веществ почвы позволяет правильно выбрать нужные приемы с учетом свойств почвы и особенностей культуры.

При всем своеобразии питания отдельных групп сельскохозяйственных растений их количественная потребность в питательных элементах имеет много общего, как об этом можно судить на основании химического анализа растений ( 124). Наиболее высока потребность растений в азоте, процент которого выше, чем всех других элементов (исключение составляет лишь калий, процентное содержание которого в отдельных случаях выше азота). Особенно большой процент азота содержится в молодых растениях. Калий и фосфор обычно занимают второе и третье места.

В относительно больших количествах содержатся в растениях Са, S и Mg, в наименьших Fe, занимающее последнее место в группе макроэлементов по содержанию в растениях.

Остальные элементы ( 124) принадлежат к микроэлементам: в сухом веществе растений они представлены в миллиграммах на один килограмм.