Особенности потребления минеральных элементов в онтогенезе растений.

Поглощение минеральных веществ в течение онтогенеза определяется биологическими особенностями растения. Так, яровые злаки азот, фосфор и калий наиболее активно поглощают в первые 1, 5 месяца роста. За это время овес накапливает более 70% калия, 58% кальция, а магний поглощается с одинаковой скоростью до созревания зерна. У гороха, обладающего длительным периодом цветения и образования плодов, все элементы в течение онтогенеза поступают равномерно.

У многих растений усвоение минеральных веществ усиливается в период цветения — образования семян. Как следует из данных табл. 6.3, земляника, формирование ягод у которой продолжается около трех недель, за время плодоношения накапливает около половины азота, фосфора и калия, поглощаемых в течение вегетационного периода. За время цветения у льна (10— 12 дней) количество золы в надземной части удваивается, а содержание азота, фосфора и калия возрастает в 3—4 раза. Элементы, участвующие в синтезе лабильных органических соединений, весьма активно поглощаются растениями на ранних этапах онтогенеза со скоростью, превышающей накопление сухого вещества. Поэтому проростки и молодые ткани содержат много азота, фосфора, калия и магния. Эти элементы в дальнейшем могут легко перераспределяться из более старых листьев в более молодые и в конусы нарастания. Такая картина, в частности, наблюдается у яровых злаков. В первые недели вегетации относительное содержание азота, фосфора и калия у них возрастает благодаря относительно более высокой скорости поглощения по сравнению со скоростью роста. После завершения фазы кущения чрезвычайно интенсивно растет стебель, что приводит к резкому снижению относительного содержания этих элементов в сухом веществе вследствие эффекта «разбавления». После колошения, в период развития и созревания колоса, содержание азота, фосфора и калия в расчете на целое растение почти не меняется, однако в органах происходит значительное перераспределение элементов и большие количества азота, фосфора переносятся из листьев и стеблей в зерновки. Относительное содержание кальция, марганца, железа и бора, наоборот, выше в более зрелых частях и более старых растениях, так как их соединения прочнее связаны с цитоплазмой и мало используются вновь; при недостатке этих элементов в среде питания в первую очередь страдают молодые листья и конусы нарастания.

30. Культура растений без почвы: гидропоника, аэропоника, водные культуры.

В зависимости от среды, в которой развивается корневая сиcтема, гидропонные методы могут быть разделены на три основные группы.

Водная культура. Для этого метода характерно отсутствие субстрата. Корневая система погружена непосредственно в пита тельный раствор. Выращивание растений в водной культур имеет различные варианты, из которых наиболее перспективным, вероятно, является технология тонкослойной проточной культуры (ТПК).

Субстратная культура. При этом способе выращивания корневая система растений развивается в твердой среде (торф, древес ная кора, перлит, вермикулит, цеолит, песок, гравий, минеральная вата, полистирол и др.). Среда для выращивания растений без почвы должна быть твердой опорой для поддержания растений в вертикальном положении, не вступать в реакцию с питательным раствором, иметь малую емкость поглощения, непрерывно снабжать корни водой и растворенными в ней питательными веществами, обеспечивать достаточную аэрацию корневой системы. С помощью автоматического устройства питательный раствор подается снизу в искусственный субстрат и после увлажнения опять стекает в резервуар. Уровень питательного раствора поддерживают на 3—4 см ниже поверхности субстрата, что снижает потерю воды испарением субстрата и предотвращает появление на нем водорослей и плесени. Из данной группы методов широкое распространение получают технологии выращивания растений на минеральной вате и торфе с периодической подачей питательного раствора капельной системой или другими способами орошения.

Аэропонная культура. Метод аэропонной культуры растений предусматривает подачу питательного раствора к корням в виде тумана (аэрозоля). Аэропоника была разработана в России В. Арциховским еще в 1915 г., но, несмотря на ее преимущества, не получила широкого распространения главным образом из-за проблем, связанных с технологическим оборудованием.

В настоящее время успешно используют на большом числе овощных, цветочных и других культур голландскую гидропонную систему, при которой создаются два слоя питательного раствора — аэрозоль у поверхности и циркулирующий раствор у основания. Аэрозоль обеспечивает непрерывную аэрацию и способствует быстрому корнеобразованию.

Наиболее важным фактором при беспочвенном питании растений являются питательные растворы. Их готовят путем растворения различных солей в воде. По своему составу они подобны почвенному раствору и должны удовлетворять определенным требованиям. При гидропонных технологиях первостепенное значение имеет качество воды, на которой готовят питательные растворы. К наиболее важным показателям относятся общая концентрация растворимых солей; содержание натрия, хлора; бора и других элементов, усвояемых растением в малой степени и при накоплении действующих токсично. Наиболее благоприятная реакция питательного раствора для усвоения почти всех элементов питания корнями растений 5, 5— 6, 5. В процессе питания растения определенным образом воздействуют на реакцию питательного раствора, с одной стороны, за счет кислотности выделяемых корнями соединений (угольная кислота, низшие карбоновые кислоты), а с другой — за счет различной скорости, с которой они усваивают катионы и анионы растворимых солей. Питательный раствор должен обладать определенной буферностью, т. е. способностью противостоять изменению реакции среды. Периодически необходимо проводить коррекцию рН, для чего используют ортофосфорную или азотную кислоту.

Важным фактором успешного выращивания растений в гидропонике является хорошая аэрация питательного раствора, так как это необходимое условие для поглотительной деятельности корней.