РОЗДІЛ 2. ЖИВЛЕННЯ РОСЛИН

Цей закон сформулював у середині XIX ст. скандинавський учений Оскар Лев. З нього випливає висновок: співвідношення елементів у ґрунті має бути оптимальним, – інакше хімічні елементи, які знаходяться в надлишку, можуть перешкоджати поглинанню рослинами інших елементів.

2.3. Надходження елементів живлення в рослини

2.3.1. Теорія надходження елементів живлення

Елементи живлення рослин належать до чинників зовнішнього середовища, але водночас принципово різняться від інших чинників (температури, кислотності та ін.), оскільки в процесі поглинання вони перетворюються із зовнішніх чинників середовища на внутрішні чинники рослинного організму.

Відомо два типи живлення живих організмів: автотрофний – засвоєння мінеральних солей, води, вуглекислого газу та синтез із них органічних речовин; гетеротрофний – використання організмами готових органічних сполук. Рослини належать до автотрофних організмів, тоді як тварини і більшість мікроорганізмів – до гетеротрофних.

Завдяки процесу живлення (повітряному й кореневому) рослини ростуть і розвиваються, за оптимального живлення швидко нарощують масу.

Основним процесом, унаслідок якого створюються органічні речовини в рослинах, є фотосинтез, хоча рослини у невеликих кількостях здатні засвоювати амінокислоти, речовини росту, вітаміни, антибіотики.

Інтенсивність засвоєння елементів мінерального живлення залежить не лише від біологічних особливостей культур та умов зовнішнього середовища (наявність у ґрунті доступних сполук елементів живлення, необхідна температура, вологість та ін.), а й від кількості енергії та органічних речовин, які утворюються в процесі фотосинтезу.

Надходження мінеральних речовин у рослини лімітує багато чинників. Рослини через листки засвоюють 95 % і більше вуглецю. Крім того, вони можуть засвоювати внаслідок позакореневого живлення із водних розчинів зольні елементи, азот і сірку. Проте основна кількість азоту, води і зольних елементів надходить у рослину з ґрунту через кореневу систему.

Залежно від біологічних особливостей та умов вирощування рослини формують кореневу систему різної потужності. На бідних ґрунтах і в засушливих умовах у пошуках води й елементів живлення вони створюють більшу кореневу систему.

Застосування добрив зазвичай частково зменшує співвідношення підземної й надземної мас рослин, але збільшує масу кореневої системи та глибину її проникнення. Отже, добрива позитивно діють на розвиток кореневої системи.

Кореневі системи рослин істотно різняться за будовою, формою, розподілом у ґрунті, вбирною здатністю. Так, за даними Н. А. Качинського, в умовах нечорноземної зони маса кореневої системи вівса досягає 28 % маси надземної частини рослини, конюшини – 69; на чорноземі для кукурудзи – 16, пшениці озимої – 70, люцерни – 166 %.

Кореневі системи порівняно з надземними органами рослин характеризуються підвищеними швидкістю росту і ступенем розгалуженості. Добовий приріст окремих коренів у яблуні становить 3–9 мм, гарбуза – 10, кукурудзи – 60 мм. У жита сумарне подовження всіх коренів однієї рослини досягає 5 км, а сумарне подовження кореневих волосків – 80 км за добу.

Дітмер (1937) виміряв кореневу систему пшениці озимої у віці 16 тижнів і виявив, що загальна її довжина перевищує 500 км і має поверхню 200 м2, тобто для виконання життєвих функцій рослин першочергове значення має саме її довжина.

У більшості культурних рослин корені проникають до глибини 2 м за бічного поширення 0,3-1,0 м, але основна маса коренів розміщена в шарі 10–40 см, де достатня кількість вологи, органічних і мінеральних речовин. Важливе значення в живленні рослин мають кореневі волоски, кількість яких досягає кількох сотень на 1 мм2 поверхні кореня в зоні поглинання. Внаслідок цього вбирна поверхня кореневої системи збільшується в 5–20 разів.

Коренева система не лише поглинає елементи живлення з ґрунту, у ній відбувається синтез органічних сполук (амінокислот, білків), які використовуються самими коренями й частково надходять у надземну частину рослин.

У коренях багатьох рослин відкладаються про запас органічні сполуки, утворені в процесі фотосинтезу. За потреби вони повертаються в надземні органи і використовуються для росту рослин. Так, у коренях дворічних – буряку, моркви, петрушки у перший рік вегетації накопичуються запасні речовини, які витрачаються на другий рік для формування квіток і насіння.

Для коренів характерна видільна функція. В ґрунт виділяються як мінеральні, так і органічні речовини. Це також один із способів активного впливу коренів на ґрунт, оскільки в разі його підкислення розчиняються мінерали ґрунту, і корені отримують додаткову кількість елементів живлення.

У перерахунку на продукти фотосинтезу корені в середньому виділяють 2-17 % органічних речовин (органічні кислоти, амінокислоти, вітаміни, ферменти, полісахариди! слизи, фізіологічно активні речовини та ін.), які до них перемішуються із надземних органів рослин. За період вегетації ці виділення разом з відмерлими частинами рослин можуть становити 25–30 і навіть 40–50 % загальної кількості фотосинтезованого вуглецю. Кореневі виділення є важливим чинником біологізації ґрунтів, оскільки зумовлюють розвиток специфічних типів ризосферних мікроорганізмів.

Видільна функція характерна також для листків. Органічні й мінеральні речовини можуть виділятися пасивно (вимиватися водою) чи активно (секретуються). Так, вимивання дощовою водою органічних речовин із вільного простору листків пшениці та ячменю у фазу молочної стиглості зерна може зменшити урожай на 30 %.