8) Современное представление о питании растений.

Современная агрохимия значительно отличается от «классической агрохимии» конца 19 начала 20 вв., она пользуется несравненно более совершенными методами исследования, опирается на возросший уровень знаний, развитую химическую промышленность и широкую сеть агрохимических служб. Так называемых «зеленая революция» - резкое повышение урожайности с.-х. культур, достигнутое в начале 50-х гг. 20 в., связана не только с успехами генетики и селекции, но и с достижениями агрохимии. Агрохимическая наука располагает знаниями о содержащихся в растениях веществах (белках, углеводах и др.), биосинтезе и обмене веществ в растениях, фитогормонах, ферментных системах, болезнях растений.

Благодаря созданию новой отрасли агрохимии химии пестицидов появилась возможность не только улучшать питание растений, но и влиять (с помощью регуляторов роста) на их развитие, а также защищать их от болезней (с помощью протравителей семян, фунгицидов и бактерицидов), насекомых, клещей, нематод и др. вредителей.

В области агропочвоведения и химии удобрений разработаны и широко распространены методы лабораторной оценки плодородия почв и их потребности в тех или иных удобрениях для разных севооборотов. На основании лабораторных исследований делают выводы о необходимости проведения химической мелиорации почв (известкование, гипсование) с целью улучшения их состава, структуры и свойств. Создан большой ассортимент твердых и жидких удобрений, содержащих как основные элементы (N, Р, К), так и микроэлементы. В больших масштабах применяют NH3 и удобрения на основе мочевины.

Огромное влияние на агрохимию оказало открытие избирательных гербицидов (1942-44). Уничтожение сорняков с их помощью позволило улучшить условия роста растений и более эффективно использовать удобрения, так как они не расходуются на подкормку сорняков.

Средства агрохимии позволяют не только повысить урожай, но и добиться значительной интенсификации с.-х. производства. Например, благодаря гербицидам устраняется необходимость ручной прополки, с помощью дефолиантов облегчается машинная уборка хлопчатника.

Агрохимия научная основа химизации с. хозяйства и развития промышленности удобрений и пестицидов.

В исследованиях по мине­ральному питанию растений обсуждаются следующие теории: диффузионно-осмотическая, липоидная, ультрафильтрационная, адсорбционная.

Перечисленные теории имеют определенное значение в разви­тии взглядов на процесс поступления веществ в растения. Они, по существу, правильно, хотя и упрощенно, отражают различные стороны поступления элементов минерального питания.

В последние десятилетия теория поступления элементов мине­рального питания растений значительно эволюционировала, но и в современном виде включает ряд основных понятий из ранее выдвинутых теорий.

9) Поступление питательных веществ в растение.

Благодаря процессу питания (воздушному и корневому) расте­ние создает свои структурные элементы и при хорошо сбаланси­рованном питании быстро наращивает массу.

Поступление минеральных веществ в растение лимитируют многие факторы. Растение через листья получает 95 % и более ди­оксида углерода и может усваивать путем некорневого питания из водных растворов также зольные элементы, серу и азот. Однако основное количество азота, воды и зольных элементов поступает в растение из почвы через корневую систему.

Обмен веществ между растением и окружающей средой осуще­ствляется через поверхностно расположенные клетки корневой системы и надземных органов. Как известно, клеточные стенки растений легкопроницаемы (радиус ионов минеральных солей 0,4—0,6 нм, а средний радиус каналов в клеточной стенке 5—20 нм), и если бы они являлись единственным барьером между корнем растения и наружным питательным раствором, то происходило бы простое выравнивание концентрации ионов вследствие диффу­зии. Однако в растительных организмах питательные элементы, как правило, находятся в значительно более высоких концентра­циях, чем в окружающем их питательном растворе. В клетке находится плазмалемма, которая предотвращает потерю веществ, накоплен­ных клеткой путем диффузии, одновременно обеспечивая про­никновение воды и элементов минерального питания.

Поступление веществ против градиента концентрации требует затраты энергии. Существует ряд теорий поступления эле­ментов в клетку.

Транспорт элементов питания в клетку обеспечивается двумя автономными механизмами — пассивным током веществ по элек­трохимическому градиенту и их активным переносом против электрохимического градиента. Так как ионы несут электричес­кий заряд, то их распределение между клеткой и средой определя­ется как разностью электрических потенциалов, так и разностью концентраций. Суммарно эти две величины принято обозначать как электрохимический градиент.

Соотношение различных механизмов транспорта элементов питания может изменяться в онтогенезе растений и зависит от многих условий. Так, например, роль пассивного поступления ионов увеличивается при повышении внешней концентрации со­лей (что возможно в условиях засоления или при локальном вне­сении удобрений).

Свободное пространство. Ионы движутся (проходят) через кле­точную оболочку к плазмалемме в результате процесса диффузии или вместе с растворителем в виде тока раствора. Транспирация воды листьями обеспечивает прямое прохождение воды и раство­ренных в ней веществ по принципу тока через клеточную оболоч­ку. Однако этот процесс имеет значение для транспорта ионов только при очень интенсивной транспирации, например в жаркий летний день

.