Минеральное питание растений»

Опыты, в которых проводятся наблюдения в течение всего вегетационного периода, называют вегетационными опытами. В природных условиях растения в течение всей жизни находятся под воздействием внешних факторов. Методика вегетационных опытов дает возможность исследователю держать под контролем тот фактор, действие которого его интересует.

Различают несколько методов проведения вегетационных опытов. Так, опыты, проводимые в полевых условиях на делянках – полевой метод; в сосудах с почвой или песком – метод почвенных или песчаных культур; в водных растворах минеральных солей – метод водных (жидких) культур растений.

Полевой метод лучше всех остальных отвечает естественных условиям обитания растений, но при этом не все внешние факторы можно поставить под строгий контроль, методы почвенных, песчаных и водных культур ставят растения в искусственную обстановку, но зато позволяют изолировать влияние отдельных внешних факторов. Сочетание этих методов служит хорошим дополнением друг другу и предоставляет возможность выяснить картину реакции растений на изменение тех или иных компонентов внешней среды.

В растительных и животных организмах содержатся почти все известные элементы таблицы Менделеева. Элементы растения получают через корневую систему. На долю органогенов и макроэлементов приходится 99,95% живого субстрата, а остальные 0,05% приходится на долю микроэлементов.

Долгое время считали, что микроэлементы являются примесями и попадают в растения случайно благодаря наличию их в окружающей среде. Но вегетационные опыты в стерильных условиях, разработка современных методов очистки реактивов и сосудов доказали необходимость микроэлементов.

При изучении физиологической роли элементов пользуются следующими методами.

1.Полевой метод. Опыты закладываются на специально отведенных в естественных условиях участках. При проведении полевых опытов необходимо, чтобы условия, в которых выращиваются растения, были совершенно идентичными и различались бы лишь в отношении того фактора, влияние которого в данном случае изучается. Это достигается увеличением повторности опыта, выбором места для опытного участка, предшественников и т.д. Однако в обстановке полевого опыта невозможно обеспечить полностью однородные почвенные условия, создать оптимальные условия влажности и других факторов роста опытных растений. Только постановкой полевого опыта трудно решить все вопросы, которые ставит перед собой исследователь. При проведении полевого опыта случайные условия (засуха, град и т.д.) могут повлиять на действие изучаемого фактора, поэтому необходимо сочетать проведение опытов в полевых условиях с выращиванием растений в искусственных условиях. При проведении полевого эксперимента следует четко придерживаться технологии постановки полевого опыта (Летние практические занятия по физиологии растений, 1973).

2.Метод водных культур (выращивание растений в искусственных условиях). При постановке вегетационного опыта создается возможность более строго учета и регулирования таких факторов как влажность, освещение, питание и случайных факторов. Существует несколько разновидностейвегетационного метода: водные культуры - средой служит дистиллированная вода, песчаные культуры - средой является почва. Опыты ведут в стеклянных или металлических сосудах разной емкости. Питательной средой является смесь различных солей, обеспечивающих выращивание растений до созревания.

Эти растения в сосудах выращивают в условиях лаборатории или в специальных вегетационных домиках. Вегетационные домики представляют собой не отапливаемую теплицу, состоящую из застекленного металлического каркаса и не застекленной части. Внутри домика проложены рельсы, на которых стоят вагонетки. Днем вагонетки с растениями выкатывают наружу, а в ненастную погоду и вечером закатывают внутрь вегетационного домика.

Вегетационный опыт позволяет добиваться большей точности результатов, чем полевой опыт. Однако многие условия роста и развития растений необходимы 19 элементов, которые можно подразделить на следующие группы:

Органогены: углерод, кислород, водород, азот – 95%; з ольные элементы (5%):

1)макроэлементы (>0,001%)– фосфор, сера, калий, кальций, магний, железо;

2)микроэлементы (<0,001%) – марганец, медь, цинк, бор, молибден, хлор, кобальт, кремний, селен, натрий и т.д.

Эти элементы считаются наиболее необходимыми. Если отсутствует хоть один элемент, то растения отстают в росте и развитии.

Все эти элементы корневого питания подчиняются основным правилам (Ю. Либиха):

1)все они равнозначны (полное исключение любого из них приводит растения к глубокому страданию и гибели);

2)все они незаменимы (ни один из перечисленных элементов не может быть заменен другим, даже близким по химическим свойствам);

3)каждый элемент имеет свое специфическое физиологическое значение.

В растительном организме все процессы взаимосвязаны. Исключения из питательной среды какого-либо необходимого элемента быстро приводит к нарушениям и трудно бывает отличить первичные нарушения от вторичных.

В целом питательные элементы имеют следующее значение:

1) входят в состав биологически важных веществ, кроме бора и калия;

2)входят в состав активной группы фермента или кофермента (или активируют отдельные ферменты);

3) оказывают электрохимическое влияние - изменяют ионную силу, заряды, свойства биомолекул и мембран, влияют на проницаемость мембран.