§ 36. Питание растений

В состав растений входят десятки химических элементов. Одни из элементов входят в состав растений в значительных количествах, другие, так называемые микроэлементы, в очень небольших.

Значение указанных в таблице 9 элементов, в особенности углерода, водорода и кислорода, азота, фосфора и калия, освещалось уже в биологии. По вопросу о роли микроэлементов вы могли бы высказать предположение, опираясь на известные вам данные о катализе. Не играют ли вещества, в состав которых входят микроэлементы, роль катализаторов? Действительно, всем живым организмам необходимы вещества, регулирующие скорость биохимических реакций. Микроэлементы и входят в состав таких веществ, например ферментов. Действие их многообразно. Например, железо, марганец и цинк входят в состав некоторых ферментов-катализаторов окислительно-восстановительных реакций железо способствует образованию хлорофилла.

Таблица 9. Среднее содержание химических элементов в молодых растениях (в % к массе вещества)

Привнесении ничтожных количеств молибдена урожайность бобовых резко возрастает. Соединения молибдена повышают каталитическую активность ферментов, участвующих в реакциях связывания атмосферного азота бактериями.

Как осуществляется питание растений содержащимися в почве элементами? Разобраться в существе процесса вам поможет теория электролитической диссоциации. Растения избирательно извлекают необходимые элементы из водного почвенного раствора в виде ионов Дкатионов NH₄⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Н⁺ анионов NО₃^-, H₂PO₄^-, SO₄^2- др.).

По мере извлечения питательных веществ растениями почвенный раствор должен пополняться ими. Как происходит этот процесс? Азот почвы почти целиком входит в недоступные растениям органические соединения. Основная масса фосфора входит в состав нерастворимых в воде неорганических соединений (фосфаты алюминия, железа и др.) и органических соединений. В почвах содержится много соединений серы, калия, магния, микроэлементов. Но лишь малая часть их находится в доступных усвоению растениями формах.

Под влиянием разнообразных химических реакций и при участии микроорганизмов происходит постепенный переход питательных элементов из неусвояемого состояния в ионное. Но эти ионы были бы утеряны для растений - вымыты водой, если бы они не удерживались почвенными ионитами.

Удерживаемые ионитами ионы составляют основную массу содержащихся в почве питательных Материалов в доступной для растений форме. Между ионитами и растворенными веществами протекают обменные реакции (рис. 26), в результате которых растворы пополняются необходимыми растениям питательными веществами.

Рис. 26. Схематическое изображение обмена ионами между частицей ионита и раствором

Нужно заботиться о создании наилучших условий для физических, химических и биологических процессов, способствующих обогащению почвы усвояемыми веществами; вносить местные удобрения - навоз, печную золу, торф и минеральные удобрения. Почти на всех наших почвах растения нуждаются особенно в азоте, калии и фосфоре. Рациональное применение минеральных удобрений возможно лишь тогда, когда известны состав почвы и потребность возделываемых растений в удобрениях. Необходим химический анализ почв.

Большое значение имеет также определение потребности растений в удобрениях по химическому анализу листьев. На опытных участках проводят полевые опыты с разными дозами удобрений, а урожаи сравниваются между собой и с контрольными участками.

"Минеральные удобрения - это основа основ подъема сельского хозяйства... Нужно в полной мере использовать могучую силу химии для повышения урожайности полей и продуктивности животноводства..." - говорится в решениях Коммунистической партии Советского Союза.

При высоком уровне агротехники и применении удобрений можно управлять урожайностью, повысить ее в несколько раз - такую задачу решают наши химики и сельскохозяйственные работники в настоящее время с тем, "чтобы в достатке обеспечить потребности страны в продуктах питания и промышленности в сырье".

1. Охарактеризуйте роль в жизни растений макро- и микроэлементов.
2. Раньше было широко распространено представление, что растения получают необходимые питательные элементы, впитывая воду с растворенными в ней веществами. Почему такая точка зрения отброшена?
3. Почему для повышения урожайности сельскохозяйственных культур необходимы минеральные удобрения?