Минеральное питание растений

Минеральное питание включает процессы поглощения минеральных ионов из наружной среды, их связывания, ассимиляции и транспорта по клеткам и тканям к местам потребления.

Основателем учения о минеральном питании растений является немецкий химик Либих. В 1840 г. он выпустил книгу «Химия в приложении к земледелию и физиологии», в которой утверждал, что основа плодородия почвы – минеральные соли (до Либиха существовали водная теория питания растений – Ян Батист Ван Гельмонт; теория гумусового питания, о которой говорил еще Аристотель, а в 18 в. она была развита немецким агрономом Тэером. Теорию гумусового питания опровергли Кноп и Сакс (1859 г.), которые разработали вегетационный метод, т.е. способ выращивания растений в искусственных условиях в особых вегетационных сосудах, заполненных водой (водная культура), песком (песчаная культура) или почвой (почвенная культура). В зависимости от целей исследования в сосуды вносятся определенные виды и дозы удобрений или питательные смеси. Кноп и Сакс показали, что можно вырастить нормальное растение вплоть до полного его созревания на воде, обеспечивая ее лишь 7 элементами: N, P, S, K, Ca, Mg, Fe).

Разработчик учения о минеральном питании растений Либих заблуждался по поводу усвоения азота. Он считал и даже настаивал на том, что растения поглощают азот из атмосферы. Убедили его результаты эксперимента Буссенго, который установил, что при выращивании растений на прокаленном песке они содержат столько азота, сколько его было в семени.

Элементный минеральный состав биосферы формируется в основном благодаря поглотительной деятельности корневой системы растений. Один из физиологов растений Эпштейн образно назвал растения «шахтерами земной коры», которые обеспечивают необходимыми минеральными веществами не только себя, но и другие организмы, вовлекая поглощенные элементы в круговороты.

Автотрофность включает самообеспечение не только органическими веществами, но и минеральными соединениями, необходимыми для живого.

Круговорот веществ в природе – это физические, химические и биологические превращения веществ в природе. Иначе они называются биогеохимические циклы. Движущей силой служат энергия Солнца и деятельность организмов.

Биогеохимические циклы не являются полностью замкнутыми, хотя степень обратимости важнейших биогенных элементов достигает 95-98%. Благодаря неполной обратимости произошло биогенное накопление кислорода (выделяется в фотосинтезе и расходуется в дыхании), азота в атмосфере, других химических элементов в земной коре (месторождения).

Различия в ходе геологической истории и почвообразовательных процессов в отдельных областях Земли привели к формированию биогеохимических провинций. Это области на поверхности Земли, которые различаются по содержанию химических элементов. Резкая недостаточность или избыточность того или иного элемента в среде обитания вызывает в пределах данной биогеохимической провинции биогеохимические эндемии – заболевания растений, животных, человека.