Участие органа в питании растения. Как питаются растения? Способы питания организмов

Питание растений - это процесс поглощения и усвоения ими питательных элементов. Благодаря питанию растений происходит круговорот веществ и энергии, который связывает мир минеральной, неживой природы с миром живых организмов. Д. Н. Прянишников писал: “Поглощение ионов и солей, включение их в метаболизм и круговорот обмена веществ составляет сущность питания растений”. Знание закономерностей и особенностей питания растений позволяет правильно выбирать виды и формы удобрений, рассчитывать дозы их внесения, разрабатывать системы удобрения культур, природоохранные мероприятия.

В живой природе различают два типа питания – гетеротрофный и автотрофный. При гетеротрофном типе питания, характерном для животных организмов, грибов и микробов, используются белки, жиры, углеводы, иные сложные органические соединения, выра­ботанные другими организмами. Автотрофы – зеленые растения и некоторые микроорганизмы- способны пи­таться исключительно неорганическими (минеральными) веществами. Они в отличие от других орга­низмов, используя энергию солнечного света, могут строить свое тело, создавая из низкомолекулярных соединений (С0 2 , Н 2 0) и минеральных солей сложные органические соединения. Все необходимые для питания элементы растения получают через листья и корни – из воздуха и почвы. Поэтому различают воздушное и корневое питание растений.

Воздушное питание состоит в усвоении зеленым растением, главным образом листьями, углекислого газа с помощью световой энергии. В процессе фотосинтеза растения усваивают углекислый газ (СО 2 ) и образуют органические соединения (углеводы, белки, жиры), содержащие восстановленный углерод. Для восстановления углерода они используют водород воды, при этом выделяя в атмосферу свободный (молекулярный) кислород. Источником энергии при фотосинтезе служит солнечный свет, поглощаемый хлорофиллом, который не рассеивается в виде тепла, а преобразуется в химическую энергию. Таким образом, в процессе фотосинтеза из углекислоты воздуха и воды почвы при участии солнечных лучей образуются безазотистые органические вещества (углеводы).

6СО 2 + 12Н 2 О+2874 КДж =С 6 Н 12 О 6 + 6О 2 .

Простые углеводы используются растением для синтеза сложных: сахарозы, крахмала и клетчатки (CH 2 O) 6 n , а также белков, жиров, органических кислот и т. д.

Одновременно с образованием органических веществ в растениях происходит их распад в процессе дыхания. Сущность дыхания состоит в окислении углеводов кислородом. Этот процесс противоположен фотосинтезу. Если фотосинтез сопровождается поглощением энергии, то при дыхании происходит освобождение энергии. При дыхании расходуется примерно 20 % органического вещества, созданного во время фотосинтеза. Дыхание проходит по следующей схеме:

С б Н 12 0 6 +60 2 =6С0 2 +6Н 2 0+686 ГДж.

Выделяющаяся при дыхании энергия используется в растениях на синтез более сложных органических веществ, на поглощение корнями питательных элементов и воды из почвы и передвижение их к листьям, а от них-к растущим частям: точкам роста, цветкам, семенам, клубням и т. д. В образовании органи­ческих соединений как источник энергии участвует аденозинтрифосфорная кислота (АТФ).

В обычных условиях растения используют не больше 2-3 % солнечной энергии. Поэтому одной из задач земледелия является увеличение фотосинтетической деятельности возделываемых культур. Этому способствуют увеличение листовой поверхности и удлинение периода ее жизнедеятельности, оптимизация питания растений, выведение более продуктивных сортов и раз­работка новых технологий возделывания.

Из воздуха растения поглощают не только углекислый газ, но и азот (бобовые культуры), а также легкорастворимые соли. Эта их способность используется при внекорневых подкормках, а также обработке средствами защиты растений.

При корневом питании растения поглощают корнями минеральные элементы и включают их в обмен веществ между растением и внешней средой. Поступле­ние элементов через корни, их передвижение и усвоение тесно связаны с фотосинтезом, дыханием, другими биохимическими процессами и требуют затрат энергии. При этом растения обладают избирательной способностью поглощения элементов питания.

Корнями растения усваивают ионы (катионы и ани­оны) из почвенного раствора, а также из почвенных коллоидов. При этом азот поглощается в виде анионов NO 3 - и катионов NH 4 + (бобовые способны усваивать из атмосферы и молекулярный азот). Фосфор и сера поглощаются в форме анионов НРО 4 -2 , РО 4 -3 , Н 2 РО 4 - , SO 4 -2 ; калий, кальций, магний, натрий, железо – в виде катионов К + , Са 2+ , Mg 2+ , Na + , Fe 3+ , микроэлементы – в виде анионов и катионов. Кроме этих элементов корни растений способны поглощать из почвы СО 2 (до 5 % от общего его потребления), а также аминокислоты, витамины, ферменты и некоторые другие растворимые органические вещества.

Корневые системы растений существенно различаются по строению, форме, распределению в почве и поглотительной способности. Так, по данным Н. А. Качинского, масса корней в условиях нечерноземной зоны достигала у овса 28 % от надземной массы, красного клевера – 69, на западно-предкавказском черноземе у кукурузы – 16, озимой пшеницы – 70, люцерны – 166 % веса надземной части растения.

У большинства культурных растений корни проникают на глубину до 2 м, но их основная масса располагается в слое почвы на глубине 30–50 см. Интенсивность развития корневой системы в значительной степени зависит от обеспеченности почвы питательными элементами. В бедных почвах развивается более мощная корневая система в ущерб урожаю.

По форме корневые системы растений могут быть стержневыми или мочковатыми. Поверхность корней, поглощающая элементы питания, достигает больших размеров. Например, у ячменя общая поглощающая поверхность корней и корневых волосков на одном гектаре достигает площади 200–300 га. Корень состоит из корневого чехлика, зоны деления, зоны растяжения, зоны корневых волосков. Наибольшей способностью к поглощению обладают корневые волоски молодых корней. На 1 мм 2 корня может располагаться 300–400 корневых волосков. У зерновых они бывают длиной 4–5 мм, у мятлика лугового 10–12 мм.

Корневые волоски обычно живут несколько суток и по мере старения отмирают. Корни не только поглощают питательные элементы из почвы, в них происходит также синтез органических соединений (аминокислот, белков), которые используются самой корневой системой и частично поступают в надземную часть растения.

Движение питательных элементов можно разделить на три этапа: переход ионов из твердой части почвы в почвенный раствор и передвижение их к поверхности корней; проникновение ионов через цитоплазматическую мембрану в клетку корня и передвижение их по корням в надземные органы, растений.

Скорость передвижения питательных элементов в почве зависит от свойств почвы и поглощаемых ионов. К корням растений ионы питательных элементов поступают либо с потоком воды, либо диффузионно, т. е. благодаря проникновению молекул одного вещества в другое при непосредственном соприкосновении (или через пористую перегородку), обусловленному тепловым движением молекул. Установлено, что при высокой концентрации ионов в почвенном растворе они поступают к корням с потоком раствора, при низкой насыщенности почвенного раствора ионами и высокой потребности в них растений ионы передвигаются к корням диффузией. Фосфор и кальций доставляются к растениям в основном диффузией, а кальций и магний – с током почвенного раствора. Нитраты передвигаются в почве быстрее, чем фосфаты, и поглощаются интенсивнее: если фосфаты поглощаются в радиусе 0,1 см от корня, то нитраты – в радиусе 1 см.

В соответствии с современными представлениями питательные элементы в растительную клетку по ступают через цитоплазматическую мембрану, или плазмалемму. Цитоплазматическая мембрана состоит из двух слоев фосфолипидов, которые имеют полярные «головки» – гидрофильные группы и неполярные «хвосты» – гидрофобные группы. В определенных участках плазмалеммы встроены белки-переносчики. Из белков построены поры и каналы в мембране. Часть белков представлена ферментами. У различных организмов строение и состав мембраны, или плазмалеммы, неодинаковы. Даже в одной клетке мембраны бывают различные: цитоплазматические, вакулярные, хлоропластные и др.

Мембрана очень динамична – она может изгибаться, разрываться и снова соединяться; на поверхности она несет заряды, которые могут изменяться, что обеспечивает проникновение в клетку катионов и анионов; через поры, каналы (плазмодесмы) мембраны проникают вода и ионы; проницаемость мембраны зависит от генетических свойств клетки и внешних условий. Изменение зарядов на цитоплазме клетки происходит благодаря белковым веществам, которые по своей природе амфотерны. Растения предпочитают брать пищу из почвенного раствора слабой концентрации. Для нормального их развития достаточно, если в 1 л содержится по 20–30 мг азота и калия, 10–15 мг фосфора, 1–2 мг бора и 5–7 мг марганца.

Положительно заряженные участки мембраны имеют группы Н + , а отрицательно – ОН - , которые способны обмениваться на анионы и катионы почвенного раствора. Обмен связан не только с амфотерными свойствами белков цитоплазмы, но и с процессами дыхания. Выделяемая при этом корнями Н 2 СОз распадается на Н + и НСО 3 - . Обменным фондом служат также органические кислоты, образующиеся в растениях и выделяемые на поверхность клетки. Наконец, процессы обмена катионов и анионов между корнями и почвенными коллоидами происходят при физико-химическом обмене (поглощении).

Питания растений - совокупность процессов, которые осуществляют поглощения растениями веществ, необходимых для поддержания их жизнедеятельности. У растений выделяют гетеротрофный и автотрофный типы питания.

БИОЛОГИЯ + гнездовка обычная (Neotia nidus-avis (L. ) - многолетнее травянистое " и растение из семейства ятрышников. Научное название рода Neotia происходит от греческого слова, означавшего" гнездо ". Греческое название" nidus-avis " (в переводе птичье гнездо ) и украинский "гнездовка" данные растении за характерный вид ее корневого сплетение, которое масс форму гнезда птицы. в Украине гнездовка обычную можно встретить в Карпатах, в лесной и лесостепной зонах, на севере степной зоны, в Горном Крыму. Растет в тенистых лиственных лесах и кустарниках на кислом гумусе или среди гниющих корней и пней. Это сапрофитная растение, масс желтый цвет, потому что полностью лишена хлорофилла. Питательные вещества она получает в сообществе с грибами. Долгое время растение развивается под землей. Лишь на 9-Ю год формирует наземный цветоносный побег, жить которому около двух месяцев. Он на 20-30 см возвышается над прошлогодними листьями. Стебель покрыто буроватыми чешуйками - это все, что осталось от листьев. Цветки собраны в густую кисть, по цвету не отличаются от

стебли, имеют медовый запах и этим привлекают опылителей. Гнездовка способна размножаться как семенами, так и с помощью корневищ, однако первый способ в природе наблюдается чаще. Иногда растение цветет и даже плодоносит прямо под землей. Вид, занесенный в Красную книгу Украины (III категория ).

У растений различают воздушное (слоеное) и минеральное (корневое) питание, которые интегрируются для обеспечения растительного организма органическими веществами. Органические молекулы синтезируются растениями в процессе фотосинтеза из неорганических, каковы вода, углекислый газ, макро- и микроэлементы. Воздушное питания - это процесс поглощения и усвоения из воздуха углекислого газа, который является исходным продуктом для фотосинтеза. СO2 является источником углерода для синтеза растениями собственных органических соединений. Поступления углекислого газа происходит через устьица листа, поэтому именно этот вегетативный орган является органом воздушного питания. Для образования 1 г углеводов в процессе фотосинтеза необходимо около 1,47 г СО2. Кроме того, листок обеспечивает поглощение световой энергии для фотосинтеза. Фотосинтез осуществляется благодаря поступлению большого количества световой энергии в специализированные структуры - хлоропласты. Общая суммарная поверхность хлоропластов превышает площадь листьев в сотни раз. В хлоропластах сосредоточено все пигментный комплекс, образованный хлорофилла и каротиноидами. Зеленые пигменты хлорофиллы поглощают красные и синие лучи, а зеленые в основном отражаются. Сейчас известно около десяти магнийсодержащих зеленых пигментов-хлорофиллов, среди которых важнейшее значение для водорослей и высших растений имеют хлорофиллы а и b. Наряду с зелеными пигментами в хлоропластах есть и желтые (ксантофиллы), оранжево-желтые (каротины) пигменты, называемые каротиноидами. Это вспомогательные фотосинтезирующие пигменты поглощают синие, фиолетовые и в определенной степени зеленые лучи и передают энергию этих лучей к хлорофилла а.

Минеральное питание - это процесс поглощения и усвоения из почвы воды и химических элементов, необходимых для жизнедеятельности растительного организма. Органом, который обеспечивает минеральное питание, корень. Химические элементы и вещества, которые растение поглощает из почвы, для образования сложных органических соединений, терморегуляции, транспортировки веществ, обеспечение тургора и тому подобное.

Вода, поступившая в растительный организм в процессе минерального питания, используется и для фотосинтеза в качестве исходного неорганическое соединение. Под действием света при участии ферментов молекулы воды расщепляются (фотолиз воды) на протоны водорода и молекулярный кислород, который выделяется в атмосферу, то есть вода у растений есть донором водорода для протекания реакций фотосинтеза.

Значение химических элементов обусловлено их участием в построении химических веществ (структурная функция), в обмене веществ как составляющие большинства ферментов (каталитическая функция) и в регуляции процессов жизнедеятельности (регуляторная функция). В зависимости от содержания минеральных элементов в тканях растений, их принято делить на макро-, микро- и ультрамикроэлементы. Макроэлементы - это элементы, которые нужны растению в значительном количестве. Кроме органогенов (Карбон, кислород, водород, азот), к этой группе относятся фосфор, кальций, калий, серу, магний Ферум. А элементы, которые растение нуждается в незначительном количестве, называются микроэлементами. К ним относятся марганец, молибден, Бор, медь, хлор, Кобальт, Цинк, Натрий и др. Ультамикроелементы - это химические элементы, содержание которых в растении составляет от миллионных долей процента. К этой группе относятся Цезий, Кадмий, Аргентум, Радий и др.

Итак, гетеротрофный тип питания с использованием готовых органических веществ характерен для всех растительных организмов, а автотрофное питания, которое обеспечивает синтез органических веществ из неорганических, осуществляется благодаря воздушном и минеральному питанию и свойственно для зеленых растительных организмов, которые имеют фотосинтезирующие пигменты.

Как известно, у растений два способа питания: фото- синтез или воздушное и минеральное. Фотосинтез или воз- душное питание осуществляется листьями. Поглощая из воз- духа углекислый газ и квант света, а из почвы воду, расте-ния синтезируют глюкозу и другие органические соединения. Именно за счет этого типа питания создается вся огромная биомасса растений на земном шаре.

Второй тип — почвенное или минеральное питание. Кор- ни растений поглощают из почвы воду и минеральные ве- щества. Поскольку в растении содержится большое количе- ство различных элементов (почти 3/4 таблицы Менделее-ва), а извлекают они их, в основном, из почвы, то этот вынос нужно восполнять. Содержание элементов в растении неодинаково. По это- му показателю их можно разделить на три группы.

Больше всего в растении макроэлементов. Это азот (N), фосфор (Р), калий (К), сера (S), кальций (Са), магний (Мд) и некоторые другие.

Значительно меньше концентрация микроэлементов — марганца (Мп), меди (Си), кобальта (Со), молибдена (Мо), бора (В), цинка (Zn). Тем не менее они играют очень важную роль в обмене веществ растений.

Совсем ничтожно содержание в растениях ультрамик- роэлементов — золота, серебра, радиоактивных элемен- тов. Для интерьерных растений одним из факторов, огра- ничивающих рост и цветение, может стать недостаток эле- ментов минерального питания. Количество почвы в горшках не слишком велико, а корневая система многих растений поверхностная. Поэтому цветовод оказывается перед выбо-ром: либо соответствующий горшок с довольно небольшим объемом почвы (не забудьте также про дренаж, который уменьшает «полезный объем») или горшок более крупный, но тогда появляется опасность закисания почвы. К тому же для размещения растений потребуется больше места. По-этому одной из главнейших забот является создание и под- держание оптимального режима минерального питания.

Многие элементы выполняют в растении особые, толь- ко им присущие функции.

Азот

Входит в состав молекул, которые определяют существо- вание всех живых организмов — белков и нуклеиновых кис- лот. Для растений особенно важно то, что он участвует в образовании зеленого пигмента листа — хлорофилла и осо- бых соединений, контролирующих интенсивность роста.

При подборе готовых смесей удобрений следует учи- тывать, что при избытке азота растения будут формировать большую вегетативную массу, но у них задержится цвете-ние. Поэтому для тех видов, которые используются в каче-стве декоративно-лиственных, можно рекомендовать удоб рения с повышенным содержанием азота, а для красиво цветущих его концентрация должна быть существенно ниже.

Фосфор

Количество в почве фосфора по сравнению с азотом значительно меньше. Соединения его трудно растворимы в воде и поэтому менее доступны для растений, хотя с другой стороны, уменьшается опасность вымывания их из почвы при поливах. Легче всего фосфор усваивается в форме со-лей ортофосфорной кислоты

Совершенно особая роль принадлежит фосфору в энер-гетике клетки. Основная молекула — носитель энергии в клет- ке — АТФ, накапливает и передает энергию именно благо-даря фосфору. Он входит также в состав нуклеиновых кис- лот, некоторых белков. Входя в форме дополнительной груп- пы в молекулу липидов (жироподобные вещества), он обес- печивает стабильное соединение белков и жиров в погра- ничных слоях клетки — мембранах. Фосфор стимулирует цветение растений.

Калий

Также один из основных элементов питания растений. Его запасы в почве на порядок выше, чем фосфора и азота вместе взятых. Однако наиболее доступными для растений являются легко растворимые соли калия, содержание кото- рых в почве составляет всего около 1 % от общих запасов, что явно недостаточно для нормального питания растений. Калий, в отличие от азота и фосфора, не входит в сколько-нибудь заметных количествах в органическое веще-ство клетки. В основном, он определяет физико-химические свойства клетки, влияет на скорость протекания в ней био- химических реакций, играет важнейшую роль в поступлении воды в клетку и ее передвижении по растению. Один из глав- ных физиологических процессов в растении — фотосинтез. Роль калия в нем трудно переоценить. Он ускоряет образова- ние крахмала и его передвижение, регулирует работу устьиц, через которые в растение попадает углекислый газ. В присут- ствии калия повышается устойчивость растений к поврежда ющим факторам среды: пониженным температурам, сухости воздуха и почвы, заражению грибами и вирусами. Калий осо-бенно необходим в период цветения. Он положительно влия- ет на количество формирующихся цветков и соцветий.

Сера

Входит в состав молекул белка. Они могут осуществ- лять свои внутриклеточные функции только находясь в стро- го определенной форме. Именно аминокислоты, содержа- щие серу, определяют необходимую структуру белковой мо- лекулы. Сера участвует в построении многих ароматичес-ких веществ. Некоторые из них обладают антимикробным и антибактериальным действием. Ряд витаминов так же со-держат атомы серы. Сера в достаточных количествах нахо- дится в качестве сопутствующего элемента в других видах удобрений, в частности азотных и калийных, поэтому нет нужды вносить ее специально.

Кальций

Стабилизирует многие внутриклеточные структуры. Со- седние клетки объединяются в единое целое именно благо- даря солям кальция. Он необходим для работы корневой системы. В отличие от азота, фосфора и калия, которые легко передвигаются по растению и при недостатке в почве могут перемещаться в молодые побеги и листья, кальций прочно закреплен в клетке и при его недостатке первыми страдают как раз самые важные молодые органы растения. Кальций уменьшает кислотность почвы, поэтому для видов, которые не выносят подщелоченных почв, его надо вносить с боль-шой осторожностью.

Магний

Входит в состав хлорофилла и принимает активное уча-стие в процессе фотосинтеза, обеспечивая поглощение све- та листом. Не менее важна его роль, как активатора обмен- ных процессов в клетке. Наряду с кальцием он является одним из стабилизаторов клеточных структур. Оказывает благоприятное действие на формирование генеративных органов, т.е. цветков и соцветий.

Железо

Непосредственно в состав молекулы хлорофилла не входит, однако необходимо для его синтеза. Именно поэто- му при недостатке железа наблюдается пожелтение листь- ев, так называемый «железный хлороз». Очень важная роль принадлежит железу в тех процессах, где происходит запа- сание энергии, связанное с перемещением электрона — дыхании и фотосинтезе.

Микроэлементы

Выступают как активные участники обмена веществ.

Бор

Абсолютно необходим для нормального роста растений. На кончиках побегов и корней есть особые группы клеток, которые делятся на протяжении всей жизни растения. Они называются точками роста. Их работу регулирует наряду с другими факторами и бор. Если в почве не хватает бора, он не может переместиться в точки роста из других органов, поэтому рост растений сразу замедляется.

Марганец

Принимает участие в процессе фотосинтеза, как при ус- воении углекислого газа, так и при выделении кислорода. Растения поглощают только определенные соединения азо-та, поэтому должно произойти превращение мало полезных форм в те, которые усваивает растение. В этих превраще-ниях принимают участие марганец, железо и особенно ак-тивно молибден. Марганец также поддерживает оптималь- ное соотношение элементов питания в корневой системе.

О роли молибдена в азотном обмене уже было ска- зано. Он также способствует накоплению витамина С, кото-рые необходим растениям не меньше, чем человеку. Опре- деленная роль принадлежит молибдену в регуляции деле- ния клеток.

Медь

Участвует в преобразовании энергии в клетке. Косвенным образом регулирует рост растений, повышает их устойчивость к колебаниям температуры и некоторым заболеваниям.

Цинк

Обеспечивает нормальное использование растениями углекислоты в процессе фотосинтеза, стимулирует образо- вание веществ, усиливающих интенсивность роста, оказы- вает существенное влияние на усвоение, передвижение и превращение фосфора в растениях. В случае недостатка или отсутствия отдельных элементов в почве, а также пере-хода их в недоступное для растений состояние, нарушается нормальный ход жизнедеятельности, снижается интенсив-ность роста, нарушается развитие, например, затормажива- ется цветение, уменьшается количество и снижается качество семян. Визуальная диагностика, т. е. определение по внешне- му виду растения, какого элемента ему недостает, обеспечи-вает раннюю коррекцию условий минерального питания.

Признаки недостаточности отдельных элементов

Азот

Листья и стебли приобретают светло-зеленую или ли монно-желтую окраску. Первыми теряют нормальную окраску старые листья т. к. азот легко передвигается по растению и при его недостатке в почве идет отток из старых органов в молодые. При длительном отсутствии азота в почве на лис- тьях появляется темно-коричневая кайма, края заворачива- ются, т.е. проявляется картина «ожога», после чего листья опадают. Наблюдается торможение роста растений.

Фосфор

Листья и стебли приобретают темно-зеленую, иногда с фиолетовым или багровым оттенком окраску. Задерживает-ся появление цветков и позднее созревают семена. Призна- ки сначала проявляются на нижних (старых) листьях. Фосфор может находиться в почве в достаточном коли- честве, но закрепляться в недоступной для растений форме. Такое явление наблюдается при избытке в почве кальция, магния, цинка.

Калий

На листьях появляется «крапчатость» — мелкие тем-ные пятна отмерших тканей рассеяны по листовой пластин- ке. Первые признаки голодания отмечаются на верхушках и по краю старых листьев. Рост листовой пластинки неодно-роден, лист становится морщинистым и может приобрести форму чаши. Края листа темнеют и заворачиваются, как при ожоге. Иногда листья приобретают бронзовую окраску. По- вышается восприимчивость к болезням.

Магний

Наиболее типичен хлороз, т.е. осветление листовой пла- стинки. Начинается обесцвечивание с краев листа и захва- тывает межжилковое пространство. Формируется так назы- ваемый «мраморный» хлороз. Обесцвечивание бывает на- столько сильным, что листья становятся почти белыми. Иног- да на листьях появляются чередующиеся белые и светло- желтые полосы на зеленом фоне. Листья могут опадать.

Кальций

Признаки голодания проявляются сначала на молодых листьях, так как этот элемент прочно закреплен в клетках и плохо передвигается по растению. Молодые листья приоб- ретают темно-зеленый цвет, скручиваются и отмирают. От- мирают также и молодые почки, как верхушечные, так и бо- ковые. Края листа сморщиваются. Корни ослизняются.

Железо

Наиболее типична картина хлороза — пожелтение мо-лодых листьев. В отличие от других видов хлороза «желез- ный» более равномерный и охватывает всю листовую плас- тинку. Хлороз не всегда определяется недостатком железа в почве. Оно может быть в связанном состоянии, особенно, если в субстрате имеется избыток магния или углекислых солей кальция, натрия и калия.

В отсутствии серы все растение приобретает светло- зеленую окраску, жилки становятся желтыми. Иногда наблю- дается «ожог», но в отличие от недостатка азота листья ос- таются на растении.

При недостатке марганца хлороз проявляется между жилками, а сами жилки становятся темно-зелеными, пятни-стость охватывает весь лист.

Несмотря на то, что в растениях не обнаружены орга- нические соединения, в состав которых входит бор, его не- достаток очень серьезно нарушает многие физиологические процессы. Затормаживается рост, отмирают молодые поч- ки. Лист осветляется в основании. Понижается устойчивость растений по отношению к грибам, бактериям, вирусам.

Минеральные удобрения

Азотные удобрения

Наиболее богатое азотом, легко растворимое в воде, сыпучее удобрение — нитрат аммония NH 4 NO 3 , содержа- щее 34% азота. Натриевая (чилийская) и кальциевая селит- ры NaNO 3 и Ca(NO 3) 2 , соответственно — 16 % и 17% азота. Самое богатое азотом удобрение — мочевина или карба-мид. Он содержит до 46% азота в аммиачной форме.

В качестве азотного удобрения используется также вод- ный аммиак или аммиачная вода.

Фосфорные удобрения

Простой (20%) и двойной (до 50%) суперфосфат срав- нительно неплохо растворяются в воде и являются основ-ными фосфорными удобрениями.

Калийные удобрения

Применяют в форме солей серной или соляной кислот. Однако, в связи с более интенсивным поглощением калия, в почве накапливаются анионы — хлорид и сульфат. Такие соли называются физиологически кислыми. Следует отметить, что интерьерные растения особенно чувствительны к избытку хлора. Поэтому более подходящим для них удобрением яв- ляется сернокислый калий, содержащий до 50% калия.

В цветочных магазинах имеется множество самых раз- личных удобрительных смесей. «Растворин» содержит ос-новные элементы питания (N, Р, К) в различных соотноше-ниях и почти все микроэлементы. «Универсал» изготовлен на основе торфа. Азот, фосфор и калий присутствуют в рав- ных долях, плюс магний и все микроэлементы. «Кристал лон» выпускается для различных периодов жизни растений и содержит макро- и микроэлементы в наиболее доступной форме. Перед покупкой готовых удобрений внимательно про- читайте рекомендации о времени их внесения. Так для мо- лодых растений целесообразно использовать «Растворин», а в период цветения более полезным будет «Фосфатное», которое применяется как жидкая подкормка и содержит око- ло половины фосфора и 1/3 калия. «Исполин» создан на основе биогумуса, является универсальным удобрением, со-держащим все макроэлементы. Совершенно новые принци- пы использованы при создании «Гербалина». Это единствен- ный в мире препарат на основе лекарственных растений. Кроме всех элементов минерального питания, он содержит легко усваиваемые растением органические соединения, и од- новременно выполняет роль регулятора роста. Для внекорне- вой подкормки его применяют в концентрации 4-4.5 %.

В настоящее время имеются многочисленные смеси микроудобрений. Иногда в них наряду с микроэлементами присутствуют стимуляторы роста. Таковы «Мульти — 7», «Цветочек», «Радуга», «Виртан-микро», «Идеал». Все эти средства выпускаются в концентрированном виде и расфа- сованы в стеклянные или пластиковые бутылочки с закру-чивающимся колпачком. Так как в домашних условиях не всегда можно точно отмерить необходимое количество кон- центрата, рекомендуется готовить удобрительные раство- ры, отмеривая необходимый объем концентрата колпачком. «Радуга» — экологически чистый препарат, повышает устой- чивость растений к патогенам. Растворив 1 колпачок кон центрата в 1 л воды, вы получите прекрасное средство для замачивания семян и укоренения черенков, если раствор сделать на два литра, то получается весьма эффективное средство для внекорневой подкормки — опрыскивания лис- тьев. «Идеал» изготовлен с использованием натурального органического биогумуса — продукта жизнедеятельности дождевых червей. Регулируя концентрацию раствора, его можно применять для замачивания семян и укоренения че-ренков (4-5 мл на 1 л воды), внекорневой подкормки и удоб- рительных поливов (6-8 мл на 1 л воды). «Пальма» приме- няется не только для различных видов пальм, но и драцен, фикусов. Для низкорослых растений (высотой не более 0.5 м) вносят по 200 мл раствора, для более крупных (до 1 м) по 300 мл, а для наиболее крупных (более 1.0 м) по 400 мл один раз в месяц. Необходимую концентрацию получают, растворяя соответственно 2, 3 или 4 колпачка концентрата в 1 л воды.

Очень перспективно удобрение «AVA», особенно его гра- нулированная форма. Оно содержит такие макроэлементы, как Р, К, Са, Мд, кремний и микро — бор, марганец, медь, кобальт, молибден. Употребляется в виде слабого водного настоя (1 ст. ложка на 1.5-2.0 л воды). К тому же это удобре- ние экологически безопасно.

Новинка — удобрительные палочки «Азалии» и «Фло ретта -2». В состав «Азалии» входят азот (5%), фосфор (10%) и калий (10%) и все микроэлементы. Это удобрение следует применять на кислых почвах. «Флоретта-2» даст луч- ший эффект в период активного вегетативного роста, так как содержание азота в этом удобрении выше чем фосфора и калия. Достоинством данного типа удобрений является про- стота их применения: вы помещаете палочку у края горшка, и необходимое количество питательных веществ постепен- но вымывается из нее поливной водой

Ранее уже упоминался Гербалин, совмещающий свой- ства удобрения и стимулятора роста. Однако это не един-ственный препарат такой направленности. «Апион», удоб рение длительного действия, помещенное возле корней, постепенно выделяет удобрения и стимуляторы роста в со- ответствии с потребностями растений. Для горшечных куль- тур подходит «Апион — 50». Аналогичное действие оказы-вает и отечественный препарат «Эпин», перед применени- ем одну ампулу растворяют в 2 литрах воды. Цветоводы-любители используют разные методы обработки эпином: вы- держивают в растворе черенки или поливают почву с укоре- няющимися черенками. Это соединение оказывает также и защитное действие против неблагоприятных факторов внеш- ней среды, защищает растения от стресса, оздоравливает и омолаживает слабые растения.

Весьма перспективны «питательные батарейки», не- большие контейнеры, похожие на плоские коробочки. Их можно подобрать по диаметру донышка горшка. Внутри та-кого контейнера находятся ионообменные смолы, «заправ-ленные» удобрениями, которые постепенно выделяются в субстрат по мере необходимости. Одна такая батарейка ра- ботает около года.

Несколько лет назад учеными был разработан гидро-гель «подземный родник». Это миниатюрная губка, имею-щая вид полупрозрачных гранул. При поливе, набухая, они способны удержать достаточно большой объем воды, а за- тем постепенно отдают ее в субстрат. Земельная смесь, в которую внесены гранулы, долго не уплотняется, поливать растения можно не более 1-2 раз в месяц. Предваритель-ное насыщение гранул удобрениями гарантирует стопроцен- тное их усвоение растениями. Их можно смешивать с поч- вой перед посадкой растений, или сделав небольшое углуб- ление у края горшка, поместить туда гранулы.

Самые новые разработки в области создания удобре- ний — это капсулированные удобрения длительного дей- ствия марок Осмокот (Osmocota) и Плантакот (Plantacot). Они представляют собой определенный набор необходимых растению веществ, помещенных в специальную, проницае- мую мембрану-капсулу. По своим свойствам она напоминает мембраны, окружающие растительные клетки, а элемен- ты, сконцентрированные в ней, выделяются в грунт посте-пенно: за период от 3-4 до 12-14 месяцев. Оболочка капсулы легко разлагается почвенными организмами. Из этой формы удобрения усваиваются практически полностью (до 90%).

Обеспечить растения необходимым количеством пита- тельных веществ можно, используя внесение удобрений в субстрат или применяя внекорневую подкормку. Однако, в оранжереях, зимних садах, комнатах этот способ имеет ог- раниченное применение.. Дело в том, что через несколько часов после внекорневой подкормки, следует обмыть лис- тья от остатков удобрений, иначе они выступают в виде не- красивых белых пятен, снижая декоративность растений, а иногда и вызывая появление признаков неинфекционных

болезней.

Следует з аметить, что эффективность применения удобрений зависит от многих факторов, в том числе и от уровня рН. Например, фосфор практически не усваивается при повышенной кислотности (рН <5), так как прочно связы- вается с железом, в то же время в щелочных субстратах (рН>8), он осаждается в виде фосфорных солей кальция. Высокий уровень рН снижает поступление в корни цинка, меди, бора и марганца. Самые важные макроэлементы — R N, К легко передвигаются по растению и при недостатке их содержание прежде всего уменьшается в нижних старых листьях. Это происходит не только из-за того, что питатель-ных веществ не хватает в почве, но и потому что они актив- но перекачиваются в молодые листья. Поэтому, если вы за- поздаете с подкормкой, растение может сбросить старые

листья.

Применение удобрений необходимо, чтобы стимулиро- вать рост и цветение растений. Однако важно не переусер- дствовать. Дело в том, что «перекормив» ваших питомцев, вы создадите для них неблагоприятные условия питания. Высокая концентрация ионов приводит к явлению «физио-логической сухости» — затрудненному поглощению воды корнями. Помимо этого сами ионы могут оказать токсическое, отравляющее действие на растение. Физиологическая сухость может быть следствием пониженной температуры. Холодные полы, сквозняк из не заклеенных окон вполне спо- собны создать подобную неприятность. Чтобы ее избежать, на подоконнике установите невысокие подставки, крупномер- ные растения разместите на низких столиках, в контейне-рах, на жардиньерках. Прекрасный результат дают теплые полы, если, конечно, у вас хватит денег, чтобы их устроить.

Органические удобрения

В отличие от минеральных, органические удобрения ис- пользуются в комнатном цветоводстве не так активно. Это определяется как особенностями субстрата, так и потребнос- тями самих растений. Тем не менее, одно из лучших органи- ческих удобрений— коровий навоз (коровяк) доволь- но активно вносят в некоторые субстраты. Он обогащает по- чву азотом, фосфором, калием, кальцием. Питательные ве- щества освобождаются из него постепенно, обеспечивая рас- тение в течение несколько месяцев. Чаще всего вносят сухой измельченный коровяк совместно с суперфосфатом.

Птичий помет

Также является отличным азотным удобрением, но при- менять его надо весьма осмотрительно. В больших дозах он токсичен для растений. Поэтому, применяя это удобре-ние, его надо разводить в гораздо большей степени, чем коровяк, не в соотношении 1:10 (для коровяка), а в соотно- шении 1:25.

Для некоторых растений иногда в субстрат добавля- ют такие органические удобрения, как роговые стружки, ро-говую, костную и кровяную муку.

Роговые стружки

Применяют в качестве фосфорного удобрения. Они мед- ленно разлагаются в субстрате, постепенно выделяя пита- тельные вещества. Обычно к 30 частям субстрата добавляют 1 часть стружек. Реже их применяют в жидком виде. Для этого 10 граммов стружек замачивают в 1 л горячей воды, раствор выдерживают 2-3 недели, время от времени пере-мешивая. По окончании брожения раствор процеживают и используют, разбавляя в 2 раза.

Роговая мука

Представляет собой тонко измельченные в порошок ко- пыта и рога животных. Применяют в качестве фосфорного удобрения. Действует быстрее, чем роговые стружки. При горшечной культуре 1 часть муки смешивают с 30 частями почвенной смеси. Для приготовления жидкой подкормки 1 г муки заливают 1 л горячей воды, дают перебродить в тече- ние 10-12 дней, процеживают и разбавляют при поливе в два раза.

Костная мука

Применяется так же как фосфорное удобрение. Она со- стоит из органических и минеральных соединений. Главная ее часть — фосфат кальция, который медленно разлагает-ся, восполняя недостаток фосфора в почве.

Для удобрительного полива 10 г муки заливают стака- ном горячей воды. Ежедневно 2 раза перемешивают и че- рез 7 дней процеживают. Две чайных ложки этого маточного раствора разбавляют стаканом воды и поливают растения. Чаще всего ее применяют для крупномерных кадочных рас- тений — пальм, фикусов, миртов.

Кровяная мука

Представляет собой полное минеральное удобрение, но применяется, в основном, как азотное. Для интерьерных ра- стений ее ценность заключается в быстром действии.

Чаще всего ее вносят в жидком виде. Один грамм зали- вают 1 л теплой воды, ежедневно перемешивают и приме- няют через 4-5 дней, разбавляя перед внесением в два раза.

Биогумус или вермикомпост

Представляет собой сыпучий крупнозернистый субстрат с частичками примерно 1 мм диаметром. Микроорганизмы биогумуса усваивают атмосферный азот, повышают его со- держание в почве. Применять это соединение лучше всего для декоративно-лиственных растений, так как азот стиму-лирует образование и рост листьев, но задерживает цвете- ние. Поэтому не стоит добавлять в субстрат более 10% био- гумуса. К недостаткам этого удобрения относится снижение рыхлости почвы, ее уплотнение. Лучшие результаты дает применение удобрительных подкормок: 50-100 г биогумуса разводят в 2-3 л теплой воды, перемешивают и поливают растения. Смесь можно оставить для настаивания в тече-ние 2-3 дней, за это время питательные вещества перейдут в раствор. Его сливают, а оставшийся осадок еще раз зали- вают водой.

Наиболее часто используемым субстратом для комнат- ных растений являются земельные смеси. Но в последнее время получили распространение и другие способы культи- вирования. В научных учреждениях, ботанических садах и промышленных оранжереях они известны уже давно, но в комнатном цветоводстве используются достаточно редко.

Водная культура — это выращивание растений на пита- тельных растворах. Преимущество метода в том, что расте-ния усваивают практически все элементы, содержащиеся в растворе. Однако он имеет и ряд недостатков, которые зна- чительно ограничивают его применение цветоводами-люби- телями. Как известно, в воде очень плохо растворяется кис- лород и корни растений, находящиеся в водном растворе, нуждаются в дополнительной аэрации. Для нее можно ис- пользовать небольшой компрессор. Дополнительных усилий требует и укрепление растений, т.к. корни лишены прочной опоры. Еще одна отрицательная черта обусловлена различ- ной скоростью усвоения элементов питания из раствора. Например, ионы, содержащие азот и калий усваиваются ра- стением очень быстро, фосфаты и сульфаты несколько мед- леннее, а целый ряд ионов долгое время остается в раство ре. Соли, содержащие ионы, которые усваиваются с неоди-наковой скоростью, могут вызвать изменение уровня рН пи- тательной смеси. Если они сдвигают рН к величине > 7, их называют «физиологически щелочными», если < 6 — «физиологически кислыми». Однако этой неприятности мож-но избежать, регулярно проводя смену питательного раство- ра. Кроме того, есть такие составы, которые в течение дли- тельного времени поддерживают постоянный уровень рН. Самой универсальной смесью является смесь Кнопа. Ее со- став в расчете на 1 литр воды, лучше дистиллированной: кальций азотнокислый, безводный — 1 г, калий азотнокис-лый — 0,25 г, калий фосфорнокислый однозамещенный — 0.25г, магний сернокислый безводный — 0.25 г, калий хло-ристый — 0,12 г, хлорное железо, 5% раствор — одна кап-ля. Если раствор готовят на водопроводной воде, железо можно не добавлять.

К сожалению, она достаточно быстро подщелачивает-ся. Этого недостатка лишена смесь Прянишникова. Она со- стоит из следующих солей: аммоний азотнокислый — 0,24 г, кальций фосфорнокислый, двухзамещенный — 0,172 г, каль- ций сернокислый — 0,344 г, магний сернокислый безводный — 0,06 г, калий хлористый — 0,16 г, железо хлорное — 0,025 г. В книге А. М. Гродзинекого и Д. М. Гродзинекого «Крат- кий справочник по физиологии растений» (Киев, 1978) мож- но найти множество вариантов питательных смесей.

Сосуд для выращивания растений в водной культуре обычно стеклянный, его легко мыть и в раствор не выделя- ются посторонние примеси. Чтобы на стенках и в питатель- ной смеси не появлялись бактерии и водоросли, сосуд сверху оборачивают плотной темной бумагой или тканью Особое вни- мание нужно обратить на крышку сосуда. В ней должен быть съемный сегмент, который позволяет вводить растение, не повреждая корней. Еще два отверстия предназначены для опоры, к которой привязывают растение, а во второе отвер- стие вводят резиновую трубочку от компрессора для продува- ния раствора.

Правила ухода за растениями

1. Объем сосуда подбирается в зависимости от разме-ров растения (для экземпляров высотой 20-30 см достаточ- но взять сосуд объемом 1 л, до 50 см — 1.5-2.0 л). Более
крупные растения не рекомендуется выращивать в услови- ях водной культуры.

2. Существует достаточно большой выбор питательных смесей, по возможности надо подобрать такой, который наи- лучшим образом отвечает потребностям данного растения.
Молодые растения выращивают на смеси, концентрация ко- торой уменьшена вдвое и постепенно доводят ее до нор- мального уровня. Один раз в месяц раствор надо менять на
свежий. Для приготовления растворов следует использовать дистиллированную воду, или мягкую дождевую снеговую, родниковую. Если вы хотите замаскировать сосуд, поставь-
те его в декоративную вазу или кашпо.

3. Регулярно, не менее 3-4 раз в сутки нужно «проду- вать» раствор, включая компрессор. Чтобы облегчить эту процедуру, к компрессору можно подсоединить реле време- ни и установить необходимый режим его включения

В дальнейшем развитие водной культуры было направ- лено на создание наиболее благоприятных условий для выращивания растений. В сущности все остальные культу-ры: гравийная, ионито- и аэропоника являются вариантами водной культуры.

Гравийная культура представляет собой модифициро- ванный вариант водной. Она лишена многих недостатков последней и более пригодна для использования любителя- ми-цветоводами. Источник питания, так же как и для водной культуры — питательные смеси. Однако растение выращи- вается на твердом субстрате, поэтому снимается проблема механической неустойчивости.

К субстратам в гравийной культуре предъявляются не- которые требования: они должны быть легкими и механически прочными, не выделять в раствор посторонних ве- ществ, обладать высокой влагоемкостью и воздухопроница- емостью. Хорошо, если их можно использовать несколько раз. В настоящее время в качестве наполнителей для гра-вийной культуры используют искусственные субстраты — вермикулит, керамзит, перлит, гравий, реже крупнозернис-тый песок и даже измельченный поролон.

Органические наполнители применяются реже, т.к. они могут выделять в смесь химические компоненты, к тому же их практически невозможно использовать многократно. Это .древесная кора, опилки, мох и торф.

Наиболее часто используются неорганические наполни- тели: вермикулит, керамзит и перлит.

Вермикулит — материал, образующийся при обработ- ке слюды. Достаточно влагоемкий и воздухопроницаемый, рыхлый, химически инертен, термостоек, не подвержен за-ражению плесневыми грибами.

Керамзит — мелкие, легкие, округлые гранулы — про- дукт обжига глины. Самые мелкие — отличный дренаж.

Перлит — инертный минеральный материал, неболь-шие частички белого цвета, слегка мылкие на ощупь, напо- минают крупнозернистый песок. Однако влагопроницаемость их значительно выше и они содержат в несколько раз боль- ше воздуха.

Совсем недавно в практику начали внедрять совершен- но новый носитель: гидрополимер «эко-почва». Это не-большие белые слегка жирные на ощупь гранулы. Они хи- мически нейтральны, поглощают и удерживают питательные вещества и впитывают объем воды в 300 раз превышаю-щий их собственный. Преимущества этого субстрата состо- ит и в том, что полив можно проводить 1 раз в 3-4 недели. Для приготовления субстрата в 3-х литрах мягкой воды ра- створяют 1/2 колпачка любого комплексного минерального удобрения и добавляют туда же 10 г гранул. Через 4-5 ча-сов сливают излишки воды и субстрат слегка подсушивают в течение 5-10 мин. Для выращивания в данном субстрате наиболее подходят растения с толстыми, прочными корня-ми, которые легко извлекаются из субстрата. При пересад- ке в «эко-почву» корни растений тщательно отмывают от ос- татков прежнего субстрата, поврежденные корни удаляют, на дно горшка помещают субстрат, затем расправленные корни растений, и, осторожно поворачивая горшок, всыпа-ют остальную часть субстрата, так чтобы она равномерно закрыла всю корневую систему. Первые две недели расте- ние прикрывают полиэтиленовым пакетом, проделав в нем небольшое отверстие, которое в течение двух недель по-степенно увеличивают. Признак, по которому определяют не- обходимость полива — кристаллизация «эко-почвы», про- являющаяся в ее незначительном оседании. Чаще всего оно заметно через месяц. Для полива в горшок добавляют воду и оставляют на 4 часа, чтобы гранулы набухли. В качестве удоб- рения в воде растворяют 1/2 колпачка удобрения «Идеал» на 1 л. Увеличить концентрацию кислорода в субстрате можно, аккуратно перемешивая верхний слой гранул палочкой.

При выращивании растений в «эко-почве» могут возник- нуть некоторые проблемы:

Увядание листьев — сверху на растение надевают полиэтиленовый пакет, если через несколько дней листья останутся увядшими, это означает, что повреждены корни; живают растение в субстрат и убирают горшок в более зате- ненное место. Сосуд для гравийной культуры состоит из 2-х частей: внутренняя меньшего диметра, наружная большего. Внут- реннюю емкость заполняют субстратом и в него сажают ра- стение. Во внешней — содержится питательный раствор.

Существуют также контейнеры для гравийной культуры, снабженные специальным указателем уровня питательного раствора. На нем имеются отметки Min, Max и Opt. До макси- мального уровня контейнер наполняют только в жаркие и сухие летние дни. Если уровень раствора снизился до ми- нимума, его доливают примерно до половины оптимального. Для большинства растений это самый подходящий уровень, особенно во влажных и не слишком светлых помещениях.

Иногда в качестве наполнителя в гравийной культуре используют торф или сфагновый мох. Предварительно их насыщают питательным раствором. Затем раскладывают мох на полиэтиленовую ленту, а сверху размещают расте-ние. Затем край ленты снизу подворачивают и вместе с ра-стением аккуратно сворачивают из нее цилиндр. Это очень хороший способ для укоренения и подращивания черенков.

Для небольших растений можно сделать полиэтилено- вые подушечки. Для этого используются плотные неболь-шого размера полиэтиленовые кульки. Их заполняют орга-ническим субстратом (мох, опилки, торф), насыщенным пи- тательной смесью. Открытый край пакета заваривают. Сверху на одной из плоскостей делают крестообразные над- резы, в которые и сажают растения. Такую «подушечку» легко задекорировать, но следует помнить, что полив должен быть очень осторожным, чтобы субстрат не закис. Для этого по-душечку с нижней стороны в нескольких местах прокалыва- ют толстой иглой. Такие подушечки дают прекрасную воз-можность создавать настольные композиции из маломер-ных растений.

Очень интересна еще одна вариация водной культуры — аэропоника. Она достаточно успешно применяется в промыш- ленном цветоводстве и овощеводстве, но ее вполне можно использовать и любителям-цветоводам. Аэропоника в самом простом варианте — это сосуд с наполнителем, соединенный гибким шлангом с емкостью, куда наливается питательный раствор. Периодически емкость с раствором приподнимают, подтапливая сосуд с наполнителем и растением. Когда ее ста- вят на место, излишек раствора стекает.

Правда, для такой установки потребуется довольно мно- го места, да и технически она неудобна. Более сложный ва-риант это емкость с двумя трубками. Одна металлическая с отверстиями предназначена для распыления питательного раствора и расположена ближе ко дну емкости. Вторая, луч- ше из мягкого материала, резины или пластика, нужна для закрепления растения. Емкость сверху закрывают крышкой, с отверстием для растения. Нижняя трубка соединяется с устройством впрыска питательного раствора в емкость. Кор- ни растений постоянно находятся во влажной атмосфере, и питательные вещества поступают к ним в легко усваивае-мой форме.

Чтобы более регулярно опрыскивать корни питатель- ным раствором, можно установить реле времени. В каче- стве питательных растворов используются смеси, создан-ные для водных культур.

И, наконец, самый современный способ — ионитопони ка. Существуют специальные вещества, так называемые ионообменные смолы, которые после насыщения их пита- тельным раствором, постепенно отдают ионы в раствор. Именно такие смолы находятся в питательных батарейках, о которых уже упоминалось ранее. Растения, выращивае- мые на смолах, не нуждаются в дополнительном внесении удобрений в течение 2-3 месяцев. Преимущество этого ме- тода состоит в том, что такой тип питания (обменная ад- сорбция) наиболее типичен для растений в естественных условиях произрастания. Имеющиеся в продаже субстраты ИС-2 и КУАН-2 просты и надежны в обращении, долговечны — «работают» 3-4 года. Лучший результат дает смешива- ние порошкообразных ионообменных смол с равным объемом вермикулита, керамзита, древесных опилок. Несколько лет назад появился и другой тип ионообменных смол: пря-моугольные кусочки различных размеров, внешне напоми- нающие буханку хлеба, а по внутреннему строению — губку. Этот материал называется пенополиуретан. Он прекрасно удерживает растения, корни легко усваивают питательные вещества при поливе. Растения высаживают в надрезы, ко- торые делают на верхней стороне «буханки», затем поме-щают в поддон, куда сливается излишек воды.

Совсем недавно появился новый тип субстрата — крис- таллические полимерные почвы. Они обладают целым ря- дом преимуществ: длительное время сохраняют устойчивую структуру, не темнеют, не ослизняются, в них не развивают-ся гнилостные бактерии, они удерживают не только воду, но и воздух, отличаются экологической безопасностью, просто- той применения. Удобрения постепенно вымываются из кри- сталлов, периодичность полива — 1 раз в 2.5-3 месяца, при этом в засушливый период растения получают достаточное количество воды, а в случае переувлажнения избыток воды поглощается кристаллами, предотвращая загнивание кор- ней. Выпускаются почвы в двух вариантах: Суперпочва и Дизайн-почва.

В растениях обнаружено более 70 химических элементов, при этом достоверно установлено, что 17 из них абсолютно необходимы для нормального роста, развития и плодоношения. Первые три элемента: водород (H), кислород (O), углерод (C), растения берут из воздуха и воды. Другие 14 элементов: азот (N), фосфор (P), калий (K), кальций (Ca), хлор (Cl), магний (Mg), сера (S), железо (Fe), марганец (Mn), цинк (Zn), медь (Cu), бор(B), молибден (Mo), кобальт (Co) растения берут из почвы.

Химические элементы, находящиеся в почве принято разделять на две группы обусловленные количеством потребления их растениями.

• Макроэлементы: азот (N), фосфор (P), калий (K), кальций (Ca), магний (Mg) и сера (S).
• Микроэлементы: железо (Fe), хлор (Cl), марганец (Mn), цинк (Zn), медь (Cu), бор(B), молибден (Mo), кобальт (Co).

Железо и хлор по количествам, поглощаемым растениями, занимают промежуточное положение между макро- и микроэлементами, однако их чаще относят к микроэлементам.

Микроэлементы потребляются растениями в количествах несколько тысяч раз меньших, чем макроэлементы, отсюда и их название.

Азот входит в состав белков, хлорофилла и является основой всех жизненных процессов. Растениям требуется довольно много азота. Каждая клетка должна в изобилии получать азотные соединения. Азот в растениях очень подвижен и способен быстро перемещаться в то место где в его присутствии возникает необходимость. Как правило, это верхние части растений, где происходит наиболее интенсивный рост. Визуально это перемещение можно наблюдать при недостаточном снабжении растения азотом, при котором нижние самые старые листья начинают равномерно окрашиваться в жёлтый цвет, а впоследствии отмирают, что и свидетельствует о перемещении из них азота в верхние части растения.

Фосфор, как и азот необходим для роста всех частей растения. Он входит в состав хромосом, находящихся в ядрах клеток. Именно хромосомы ответственны за деление клеток их рост и передачу наследственности. Фосфор способствует прорастанию семени, стимулирует формирование корня и рост растения на ранних стадиях развития. Подсчитано, что 50% всего необходимого фосфора растение поглощает к тому времени, когда оно достигает всего лишь 20% своей высоты. Это говорит о необходимости контроля поступления фосфора при выращивании рассады. Если она не получит фосфор в достаточном количестве, то растениям будет нанесён ущерб, который почти невозможно устранить впоследствии даже если рассада при пересадке попадёт в плодородную почву не имеющую недостатка в фосфоре.

Калий (K) также как и азот требуется растениям непрерывно и в больших количествах. Потребность в калии возрастает пропорционально росту культуры, поэтому снабжение этим элементом должно быть обильным в период наиболее интенсивного роста. Калий не входит в состав органических веществ, но играет важную роль в их образовании. Многосторонние функции калия в растениях находят своё выражение в том, что он повышает устойчивость растений к болезням, увеличивает холодостойкость, препятствует полеганию злаковых культур, улучшает вкусовые качества форму и цвет овощей. Как и азот, калий интенсивно перемещается по растению и присутствует во всех его частях. Калий может поглощаться в несколько избыточном количестве, что не вредит растениям.

Кальций (Ca) – необходимый элемент питания, который поглощается растениями в количестве, часто превосходящем количество фосфора, но меньше чем азота или калия. Он участвует в создании важного соединения пектата, межклеточного вещества которое скрепляет клетки между собой и способствует их удержанию вместе. Кальций улучшает растворимость многих соединений, в почве делая их доступными для растений, стимулирует активность клубеньковых бактерий, которые фиксируют свободный азот из воздуха. Принято считать, что кальций имеет прямое отношение к развитию корневой системы, так как корни не способны расти в поисках кальция, а должны с ним иметь непосредственный контакт.

Хлор (Cl) может накапливаться в растениях в значительном количестве, так как существует множество источников поступления его в растения. Поэтому длительное время, проводя исследования, на него обращали внимание как на элемент, присутствие которого в больших количествах нежелательно для растений. И это действительно так. Некоторые овощные культуры плохо переносят даже умеренное количество хлора поступающего в растения. Это в свою очередь побудило некоторых производителей сложных удобрительных смесей подчёркивать в аннотациях, что их удобрения не содержат в своём составе хлор. Однако некоторое время спустя было доказано, что растения без хлора не могут существовать, и он приобрёл статус абсолютно необходимого элемента в питании растений.

Углерод – это краеугольный камень строительной структуры растений. Он входит в состав всех жизненно важных для растений соединений. Растения получают его из углекислого газа атмосферы. Под действием солнечной энергии на зёрна хлорофилла в клетках, растения строят свои удивительные структуры основой которых, всегда является углерод.

Магний (Mg) является строительным материалом для зелёного пигмента растений – хлорофилла, играет важную роль в фотосинтезе, переносе энергии в виде сахара. В растении магний также как азот и калий постоянно находится в движении, перемещаясь из тканей старых листьев в молодые, где происходит интенсивный рост. Красота зелёного мира растительности обязана магнию.

Сера (S) входит в состав белков, некоторых растительных масел и витаминов, участвует в белковом обмене, в реакциях окисления и восстановления и многих других, жизненно важных реакциях в растениях. Сера потребляется растениями в тех же количествах что и фосфор. Быстро распространяется внутри растения.

Железо (Fe) необходимо для образования хлорофилла, для нормального протекания окислительных процессов и дыхания растений. Рассматривая функции железа в растениях можно выделить присущее ему свойство каталитического ускорения образования хлорофилла что отличает его от других элементов участвующих в том же процессе.

Марганец (Mn) также как и железо участвует в синтезе хлорофилла. Самая высокая концентрация марганца наблюдается в тех тканях растения, которые содержат хлорофилл.

Медь (Cu) в растениях выполняет много функций. Её действие сложно и многообразно. Все исследования показывают, что медь имеет значение для расщепления белков в процессах роста растений. Замечено так же что концентрация меди в корнях выше, чем в листьях и в других тканях. Это даёт основание предположить важную роль меди в обмене веществ корневой системы растения.

Цинк (Zn) необходим для образования органических веществ, называемых ауксинами, которые вызывают удлинение стеблей и представляют собой стимуляторы роста растений.

Бор (B) в растениях воздействует на процессы цветения и плодоношения, прорастания пыльцы и деления клеток, на азотный обмен, на углеводный обмен, на активное поглощение солей, передвижение и деятельность гормонов, метаболизм пектиновых веществ, на водный обмен и на функции воды в растениях. Бор малоподвижен в растениях и практически не переходит из старых тканей во вновь образующиеся ткани. Если бор хорошо доступен, многие виды растений будут поглощать его гораздо в больших количествах, чем необходимо. Как правило, растения хорошо выносят широкий диапазон концентраций многих элементов питания, но это не относится к бору. Грань между недостатком и избытком бора очень узкая, и любой избыток бора токсичен.

Молибден (Mo) играет очень важную роль в процессах превращения одних форм азота в другие. Он входит в состав ферментов, превращающих нитраты в аммиак, который затем используется на построение белков. Если растения не получают молибден в достаточных количествах то это приводит к нарушению азотного обмена и в растениях накапливается большое количество нитратов.

Как видно из описания функций химических элементов ни один из них не встраивается в структуру растения, а лишь является строительным материалом, который растения берут из почвы или воздуха. Последние проявляют определённую избирательность, потребляя элементы по мере надобности, даже если все элементы находятся в почве с некоторым избытком.

Следует понимать, что ни один из выше перечисленных элементов не может быть заменён каким-либо другим. Это означает, что растение не сможет существовать при полном отсутствии либо острой нехватке хотя бы одного из семнадцати абсолютно необходимых элементов.

Иногда овощеводы концентрируют своё внимание исключительно на основных элементах питания, подкармливая растения мочевиной, суперфосфатом, хлористым калием, или комплексными удобрениями. Так поступая, они закладывают проблему, которая через годы обязательно проявится в виде дефицита нескольких абсолютно необходимых элементов питания. Что приведёт к отрицательным последствиям. В первые годы такой практики урожаи будут высокими. Однако почва уже начнёт постепенно истощаться по остальным питательным элементам, баланс питательных веществ нарушается, овощи обогащаются нитратами, и наконец, вслед за резким ухудшением качества, начинается снижение урожаев.

Именно такая практика использования только основных элементов и её отрицательные последствия отвращают многих от минеральных удобрений, хотя очевидно, что проблема заложена не в удобрениях, а в способах их применения.
Правильное питание растений – основное условие получения высокого и качественного урожая.

Одно из важнейших питательных веществ растений - углекислый газ. Им растения снабжают воздух и вода. Правда, частично растения усваивают углекислый газ из почвенных карбонатов, поглощая его своими корнями.

Количество принятого растением углекислого газа не зависит от давления воздуха и температуры, если они, конечно, не экстремальные по условиям опыта, и определяется прежде всего истинной потребностью растений. Эта потребность, однако, очень различна и зависит от специфичности протоплазмы, времени дня и освещения. Днем при хорошей освещенности потребность в углекислом газе наиболее велика. Углекислый газ, усвоенный растением, тотчас разлагается, восстанавливается светом и идет на образование углеводов; освобожденный же кислород удаляется из растения, выделяясь в окружающий воздух или окружающую воду. Переработка углекислого газа осуществляется хлорофиллом.

С раннего утра, едва первый солнечный луч упадет на растение, протопласты в своих миниатюрных мастерских начинают поденную работу, расщепляя углекислый газ и образуя из него органические соединения (углеводы, белки, жиры и др.). Это можно отобразить уравнением

6СО 2 + 6Н 2 О → С 6 Н 12 О 6 + 6O 2 ΔrH = 2,82 кДж, где ΔrH - световая энергия, а кДж - килоджоуль.

Этот процесс называют фотосинтезом (греч. photos - свет и synthesis - соединение, составление). Кратко фотосинтез определяют как процесс углеродного питания зеленых растений, осуществляемый с помощью световой энергии.

Поглощаемый свет хлорофиллом растений не рассеивается в виде тепла, а преобразуется в химическую энергию накапливаемых в процессе фотосинтеза продуктов. Источником выделяющегося в процессе фотосинтеза кислорода является вода, а не углекислый газ, как первоначально полагали.

Открытие фотосинтеза (1771) принадлежит английскому священнику Дж. Пристли, который установил, что на свету зеленые растения улучшают воздух, «испорченный» дыханием животных. А вообще же идея фотосинтеза впервые осенила, вероятно, итальянского поэта Данте Алигьери (1265-1321):

Взгляни, как в соке, что из лоз сочится,
Жар солнца превращается в вино.
Чистилище, п. XXV

Водные растения получают углекислый газ из омывающей их воды, всегда содержащей его. Если это растения одноклеточные, то углекислый газ поглощается всей поверхностью клеточной оболочки, если многоклеточное - то поверхностным слоем, соприкасающимся с водой. Многоклеточные водоросли имеют полости, заполненные воздухом, - своего рода резервуары для дыхания и питания, которые, кстати, позволяют им жить стоя, а не униженно в горизонтальном положении.

Некоторые водоросли извлекают из воды не только необходимые им газы, но и питательные соли, а некоторые зеленой поверхностью извлекают газы, а питательные соли всасывают с помощью корней или корневидных образований из илистого дна водоема. Последние - своего рода аналог земноводных рептилий. Только неизвестно - готовятся ли они выйти на сушу или их поколения в конце эволюции изберут водную стихию. Последнее, судя по итогам деятельности человека, становится все менее вероятным. Чистота вод человеком нарушается с изумительно тупым постоянством и упорством. В Северное море, например, ежегодно сбрасывается больше 1,2 миллиона тонн нитратов, 34 тысячи тонн цинка, около 12 тысяч тонн свинца, 5 тысяч тонн меди, кадмия и ртути. Кроме того, 130 миллионов тонн мусора, 90 процентов которого содержит тяжелые металлы. Почти лишены кислорода воды Балтики. Промышленники, правда, тешат себя надеждой, что воды этих морей со временем можно будет использовать в качестве дизельного топлива. Действительно, при нагревании липидов водорослей со смесью соляной Кислоты и метилового спирта полимерные цепочки разрываются и образуются жирные кислоты, которые затем реагируют со спиртом, выделяя метиловый эфир - вполне удовлетворительное топливо для дизелей.

У земноводных растений листья в зависимости от того, находятся ли они под водой или над водой, меняют свой вид и форму. Так, водяной лютик, или шелковник (Batrachium foeniculaceum), если стебли его развивались под водой, имеет листья, разделенные на тонкие нитевидные доли, способные поглощать кислород и углекислый газ из воды. В случае высыхания берегов растение может жить на суше; тогда его междоузлия укорачиваются, листья мельчают, но доли листьев становятся шире.

Кроме водяных лютиков, аналогичные же метаморфозы претерпевают болотник обыкновенный (Callitriche verna) и рдесты (Potamogeton). То настоящими водными, а то вполне «сухопутными» могут быть жерушник земноводный, или хрен водяной, и стрелолист. У последнего, если оно в воде, ремневидные листья, если же над водой - стреловидные.

Растения высокогорных скал извлекают углекислый газ из смачивающей их росы и воздуха. Таковы мхи и лишайники. При полной сухости воздуха жизнедеятельность их замирает, растения словно затаиваются и от углекислого газа категорически отказываются.

Но едва их смочит дождь или роса, как клетки жадно впитывают воду, а сухие на вид пленки превращаются в пышные подушки. Вместе с дождем и росой растения начинают поглощать углекислый газ, хотя и в этих условиях умеренно, не жадно.

В отличие от водных растений, мхов и лишайников наземные растения извлекают углекислый газ почти исключительно из атмосферного воздуха. От испарения они защищены кутикулой - прозрачной пленкой, состоящей главным образом из кутина. Кутикула прерывается лишь над устьицами - парными клетками, оставляющими между собой открытую узкую щель. Каждое устьице - выход целой системы каналов, проникающих внутрь между тонкостенными клеточными камерами. Углекислый газ, попадая во внутренние ходы и каналы, проникает в клетки, содержащие хлорофилльные зерна, где подвергается «переработке». Кислород, если его не употребит растение, через каналы и устьица выделяется наружу. Устьица и каналы - «ноздри» растения; через них оно дышит и выделяет водяной пар.

Пожалуй, удивительно, что растения, если им не помогают бактерии, не способны усваивать азот из воздуха. Что-то здесь природа явно недоработала. Азот растение получает только через корни в виде растворенных в воде солей. Гниющие органические отходы выделяют аммиак, который служит источником азотной кислоты, а она, в свою очередь взаимодействуя с солями, получает возможность отдавать азот растениям.

Гниющую древесину используют в качестве питательного субстрата сотни различных видов мхов-сапрофитов, питающихся органическим веществом отмерших организмов.

Обитающих на листьях вечнозеленых растений мохообразных называют эпифиллами. Только на юге Китая насчитывают более 70 видов эпифилльных печеночников (печеночных мхов). А есть еще бриофиты, селящиеся на раковинах пресноводных живых моллюсков североамериканских родов. Бриофиты используют моллюсков в качестве «рикш» - для передвижения.

К питательным элементам физиологи относят те элементы, которые необходимы растению и не могут быть заменены никакими другими, а к питательным веществам - доступные для растений соединения, в которых содержатся эти элементы.

Растения включают 50-98 процентов воды, а сухое вещество, остающееся после длительного высушивания при 105° С, наполовину состоит из углерода. При озолении сухого вещества органические соединения сгорают, а СО 2 , Н 2 О, NH 3 и H 2 S - улетучиваются. Остающаяся минеральная часть (зола) составляет от 0,2 до 20 процентов сухого вещества. Поскольку состав золы отражает минеральный состав почвы, химический состав растения часто не отражает его потребности в питательных веществах. Лишь выращивание растений на питательных растворах позволяет это уяснить. Так, обнаружено, что десять элементов растению необходимы в больших количествах (макроэлементы), около шести - в очень малых (микроэлементы). К первым относятся С, H, O, N, S, P, K, Mg, Ca, Fe, ко вторым - B, Mn, Cu, Zn, Mo, Cl. Железо оказалось на грани между макро- и микроэлементами. В таком же «неопределенном» состоянии находится кобальт, нужный для многих организмов, особенно фиксирующих атмосферный азот.

Питательные элементы растениями усваиваются, за исключением кислорода, не в чистом виде:

• C, H и O в виде CO 2 , H 2 O и O 2 ;
• N, S, P и B в виде анионов (нитрат, сульфат, фосфат, борат), а также в форме NH 4 + -катиона;
• щелочные и щелочноземельные металлы - в виде катионов K+, Cа 2+ , Mg 2+ ;
• тяжелые металлы Fe, Mn, Cu, Mo и Zn - в виде катионов (исключение - молибдат МоО 4 2);
• Cl - в форме хлорид-аниона.

Из природных источников азота (NO 3 — и NH 4 +) растения предпочитают нитраты (NH 4 +) как «физиологически щелочные»: при образовании аммиака, необходимого для синтеза аминокислот, клеткой потребляются протоны (нитраты не усваиваются лишь проростками риса). Растение способно поглощать азот и в органической форме (аминокислоты, амиды, мочевина).

Важнейшую роль в питании растений, а следовательно, в питании человека играют нитраты и нитриты. Нитраты (соли азотной кислоты) - основной строительный материал растений. К сожалению, не редкость, когда огородники, торгующие овощами и фруктами на рынках, используют азотсодержащие удобрения как допинг для растений, перекармливая их сверх меры. Они не только не берут в расчет здоровье покупателей, но по невежеству не подозревают, что высокие дозы азотных удобрений, не сбалансированных с другими, губят огород и сад.

В растениях нитраты под действием ферментов, при участии молибдена и других микроэлементов превращаются в аминокислоты и белки. Какое-то количество свободных радикалов О 3 постоянно присутствует в цитоплазме растений. Попадая с пищей в желудок человека, нитраты могут превращаться в нитриты. Нитриты в небольших дозах оказывают сосудорасширяющее, спазмолитическое воздействие, понижают кровяное давление. Но в желудке есть возможность превращения их и в нитрозоамины, а они канцерогенны. Кроме того, нитриты способствуют образованию в крови метгемоглобина, который в отличие от гемоглобина не способен насыщаться кислородом и передавать его клеткам и тканям тела.

Нитратов всегда больше в проводящих органах растений (стебель, кочерыга, черешки и жилки листьев), меньше в пластинках листьев и еще меньше в плодах и семенах. В недозрелых овощах содержание их всегда выше, чем в созревших. В пробах, взятых утром, содержание нитратов будет иным, чем в пробах вечерних. Большое влияние на содержание нитратов оказывают естественная и искусственная (неравномерное внесение удобрений) пестрота плодородия почвы и степень добросовестности и квалификации лаборантов.

Слабость санитарной службы, отсутствие хорошо оснащенных лабораторий, зачаточное состояние производства, сложность методов контроля, отсутствие экспресс-методов и недостаток знаний не позволяют пока обеспечить в СССР тотальный контроль за качеством сельскохозяйственной продукции. Еще хуже обстоит дело с контролем за содержанием в продуктах пестицидов и тяжелых металлов.

Многие хозяева уповают на навоз. Но и он, оказывается, ныне уже небезопасен. Не менее двух третей, сообщает журнал «Химия и жизнь», попадающего в атмосферу над Европейским континентом аммиака - продукт упомянутой субстанции. Аммиак же служит катализатором окисления SO 2 , содержащегося в выхлопных и дымовых газах, в SO 3 , из которого образуется серная кислота, выпадающая с кислотными дождями на вконец измученную человеком планету. В одной лишь Англии выброс аммиака с животноводческих ферм достигает 400 тысяч тонн в год.

Кстати, позволим себе небольшое отступление. Человеку далеко не безразличен состав микроэлементов потребляемых в пищу растений. Хотя бы потому, что отдельные микроэлементы имеются в составе ферментов, витаминов и гормонов. Так, цинк входит в состав многих ферментов и гормона инсулина. Он необходим и для поддержания нормальной концентрации витамина А в плазме. Дефицит цинка вызывает расстройства половой функции. Современному поколению людей, правда, эта опасность не грозит. Оно, можно сказать, переобогащено цинком, что связано с использованием цинковой посуды, цинковых красителей и наполнителей.

В эволюции живого на планете цинк играет выдающуюся роль, влияя на синтез нуклеиновых кислот. Как своеобразный биологический переключатель он участвует в хранении и передаче генетической информации.

Марганец в биологических системах встречается в состояниях Mn 2+ и Mn 3+ . Он входит в состав ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции. Его соединения участвуют в синтезе аскорбиновой кислоты (витамина С). Известно влияние марганца на тканевые субстраты в процессе костеобразования.

Железо существует в организме человека в виде двух катионов Fe 2 + и Fe 3+ . Оно входит в состав гемоглобина - его содержание в эритроцитах достигает 80 процентов. Недостаток железа в организме ведет к болезни крови - анемии (малокровию), проявляющейся в повышенной утомляемости, сердечной недостаточности, расстройстве пищеварения, ломкости ногтей и выпадении волос.

Медь (катионы Cu + и Cu 2+) входит в важнейшие комплексные соединения с белками (медь-протеиды). Последние подобно гемоглобину участвуют в переносе кислорода. Число атомов меди в них различно: два - в молекуле цереброкуперина, участвующего в хранении запаса кислорода в мозгу, и восемь - в молекуле церулоплазмина, способствующего переносу кислорода в плазме.

Медь активирует синтез гемоглобина, участвует в процессах клеточного дыхания, в синтезе белка, образовании костной ткани и пигмента кожных покровов. Ионы меди входят в состав медьсодержащих ферментов. От недостатка меди в молоке могут страдать дети грудного возраста. Это выражается в нарушении образования костей. А вот избыток меди ведет к развитию хронического гепатита - воспалительному изменению в тканях печени. Избыток меди откладывается в печени, мозге, почках, глазах и вызывает тяжелое заболевание - болезнь Вильсона - Коновалова.

Молибден в биологических системах обнаружен в виде Мо 5+ , Мо 6+ , реже - Мо 3+ и Мо 4+ . Это самый тяжелый биометалл. Он влияет на рост, развитие и воспроизводство человека и животных. Входит в состав ряда ферментов.

В 20-е годы XX века выдающийся ученый В. И. Вернадский указал на зависимость жизнедеятельности организма от определенного содержания в нем микроэлементов. Но лишь спустя десятилетия это было принято во внимание. Начатые исследования позволили заметить свинцовые поражения нервной системы, ртутные заболевания кишечного тракта и почек, ванадиевые токсикозы, силикозы, фторные остеопорозы, бериллиозы и т. д. Оказалось, что изменение количества микроэлементов («перебор» или недостаточность) в организме человека может вызывать более 50 заболеваний. Однако вернемся к «диете» растений.

Важной для растения составной частью почвы является известь, которая нейтрализует гуминовые кислоты, способствует образованию мягкого гумуса - мелкокомковатой структуры с полостями для почвенных влаги и воздуха, необходимого для дыхания корней. Выделяя углекислый газ (СО 2 + Н 2 О → Н + + НСО 3 —), корни повышают растворимость фосфатов и карбонатов и вместе с тем создают благоприятные условия для ризосферной флоры - бактерий и грибов, играющих большую роль в переработке почвенных минералов.

Существенными элементами белковых соединений растений считаются углерод, водород, кислород, азот и сера. При недостатке азота сокращается синтез белков, а следовательно, и ферментов, что проявляется в хлорозе (пожелтении) листьев. Указанные элементы поступают растворенными в воде в виде сернокислых, фосфорнокислых, азотнокислых, углекислых и хлористых солей кальция, магния, калия и железа.

Фосфор и бор встречаются в форме эфиров фосфорной и борной кислот преимущественно с гидроксильными группами различных органических веществ. Фосфор входит в нуклеиновые кислоты и сахарофосфаты; богатые энергией фосфорные соединения играют главную роль в энергетическом обмене.

В хлоропластах, самоснабжающихся энергией, на свету образуется богатая энергией фосфатная связь в молекуле аденозинтрифосфата (АТФ). Самозарядка происходит в процессе фотосинтетического фосфорилирования: соединения с двумя фосфатными связями (АДФ) присоединяют третью высокоэнергетическую химическую связь (Ф): АДФ + Ф = АТФ.

Любой процесс в любой клетке любого организма черпает энергию из молекул АТФ - из ее третьей фосфатной связи. Энергия выделяется, когда АТФ расщепляется на АДФ и Ф.

Заготовленная светом АТФ используется в растении для синтеза - накопления впрок жиров и углеводов - ведь молекулы АТФ копить про запас нельзя, иначе возникнет опасность высокого осмотического давления, своего рода гипертонии. А жиры и углеводы (крахмал) в раствор не переходят и не влияют на осмос.

Функция бора пока не совсем ясна. Известно, однако, что в процессах оплодотворения он играет какую-то важную роль.

Углерод, водород и кислород - универсальные компоненты органических веществ. Азот является важным структурным элементом органических соединений, например белков, нуклеиновых кислот и порфиринов (азотсодержащих пигментов), сера - белков, кофермента А, липоевой кислоты и других коферментов - составных молекул ферментов. Последние два элемента находятся в биомолекулах в восстановленном состоянии (-NH 2 , -SH), а потому нитраты и сульфаты, поступившие в растения, должны быть восстановлены, то есть должны присоединить электроны.

K, Mg и Ca содержатся в растениях преимущественно в виде свободных или адсорбированных ионов, а Mg и Ca также в хелатах - «клешневидных» соединениях (хлорофилл!). Они действуют как стабилизаторы структуры в рибосомах (Mg), хромосомах (Ca) и мембранах (Ca). Mg в виде хелата и K являются кофакторами (от лат. со - вместе) многочисленных ферментов. При недостатке Ca особенно сильно повреждаются меристемы, а при недостатке Mg, как правило, возникает хлороз.

Mo и Co участвуют в фиксации атмосферного азота, Мо - в восстановлении нитратов, Mn - в фотолизе воды. А вот с хлором не все понятно. В виде свободного Cl — он играет, как подозревают некоторые ученые, какую-то роль в фотосинтетическом выделении кислорода.

Каждая клетка, если она не совсем опробковела, общается с внешней средой через плазмалемму (от греч. plazma - образование и lemma - скорлупа, кожица) - поверхностный слой протоплазмы на границе с клеточной оболочкой, выполняющей функцию барьера проницаемости.

В основе пассивного передвижения веществ лежит всем хорошо известная диффузия. А вот так называемый «активный транспорт» (транспортировка) требует затрат энергии главным образом в форме АТФ, что экономичней и безопасней по сравнению с атомной. Переносчиками служат «транспортные белки».

Как клетка поглощает воду биологи разобрались быстро. Поняли, что путем осмоса - диффузией через полупроницаемую мембрану, вполне «промокаемую» для воды, но непроницаемую или плохо проницаемую для растворенных в воде веществ.

Сложнее было понять, как вода и растворенные в ней питательные вещества перемещаются по растению в больших количествах, а главное, порой на непостижимую высоту. Оказалось, что для этого существуют специальные проводящие ткани: сосуды и трахеиды в древесине (ксилеме) для транспирационного тока и ситовидные трубки в лубе (флоэме) - для тока ассимилятов - первичных органических веществ, вырабатываемых в листьях при фотосинтезе.

Для транспирации движителем является выделение растением водяного пара в атмосферу (главный орган транспирации - лист). Транспирация листа обеспечивает в сосудах насосное действие транспирации, может поднимать столб воды, заполняющей сосуды, со скоростью до 100 метров в час.

Но давление воздуха в 1 атмосферу, как известно, держит столб воды высотой только 10 метров, а деревья иногда достигают и 100-метровой высоты. Поэтому пришлось растениям «схитрить» - использовать силу сцепления между молекулами воды, свободной от газов. Чтобы преодолеть эту силу сцепления, необходимо давление в 35 атмосфер. А 35 атмосфер достаточно, чтобы удержать столб воды (с учетом сопротивления фильтрации) высотой 140 метров! На самом же деле присасывающее действие деревьев может составить около 40 атмосфер.

Но вода с питательными веществами может подаваться вверх не только благодаря листу. Многим приходилось видеть «плачущие» пеньки в вырубленном лесу. У них листвы нет. Здесь иная причина - корневое давление, возникающее благодаря метаболическому транспорту ионов (оно уже нуждается в затрате энергии). Выдвигают и другие объяснения корневого давления. Пробуют, например, его объяснить передвижением заряженных молекул воды, вызываемым электрическим потенциалом.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .