Агрофак

ПОМОЩНИК АГРОНОМА

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Home Почвоведение Свойства почв Минеральное питание растений

Минеральное питание растений

Элементы, удерживаемые поглощающим комплексом (металлические катионы, фосфор), являются основным источником минерального питания растений. Недавними исследованиями установлен факт действительного обмена между ионами Н+ корешковых мембран и металлическими катионами поглощающего комплекса. Некоторые авторы считают почвенный раствор необходимым звеном между корешками и почвой. Однако большинство исследователей придерживаются мнения о прямом обмене между корнями и почвой. В любом случае ясно видно значение поглощающего комплекса.

Следует отметить, что в некоторых молодых почвах (ранкерах) и на песках с низкой емкостью обмена минеральное питание растений осуществляется главным образом прямым извлечением корнями металлических катионов из слабо выветрелой породы. При этом видна важная роль в таких почвах поликристаллических агрегатов, о которых мы уже говорили.

Минеральное питание растений обусловлено следующими важными факторами:

1) достаточной емкостью обмена;

2) степенью насыщенности;

3) внутренними соотношениями между металлическими катионами; при этом необходимо учитывать карбонатность почвы.

Достаточная емкость поглощения. Гарантируется высоким содержанием коллоидов, особенно гумусовых комплексов. Гумус является важным фактором минерального богатства почвы, даже более важным, чем это кажется. Помимо функций поглощения и обмена, он играет роль катализатора в минеральном питании. Слабокислый, или кальциевый, мюлль в этом отношении более эффективен, чем диспергированные и кислые комплексы грубого гумуса. Песчаные кварцевые почвы, лишенные коллоидов, скелетные известковые почвы (даже с содержанием СаСO3 до 75%) непременно бедны. На первых обычно произрастают Corynephorus canescens и Cladonia sylvatica, на вторых — сухие луга с Festuca duriuscula. Посадки сосны хуже чувствуют себя на этих минеральных почвах, чем на грубогумусных.

Степень насыщенности, V. Вред избыточной концентрации ионов Н+ неоднократно подчеркивался многими авторами. В кислых почвах обменные основания, даже если их количество достаточно, прочнее удерживаются и менее доступны растениям. Многочисленные в кислых почвах ионы А1+++ оказывают столь же вредное воздействие, что и ионы Н+, кроме того, нормальному росту корней мешает и собственная токсичность ионов алюминия.

Ацидофильные виды (сосны, верески) лучше приспосабливаются к условиям минерального питания в очень ненасыщенной среде (грубый гумус), чем нейтрофильные виды, крайне чувствительные к подкислению (ясень, вяз).

Внутренние соотношения между металлическими катионами» Антагонизм. Минеральное питание растений осуществляется всем комплексом поглощенных ионов, каждый из которых оказывается при этом не безразличен к поведению другого: избыток одного может плохо действовать на поглощение растением другого иона, даже если второй находится в достаточном количестве. Подобное явление называется антагонизмом ионов.

Так, если отношения К/Са или Mg/Ca (в мэкв) выше 1, поглощение растением кальция может оказаться затрудненным; в почвах, бедных магнием, для обеспечения нормального магниевого питания отношение K/Mg должно быть ниже 1.

Относительное соотношение поглощенных катионов в поглощающем комплексе должно быть следующим (в порядке уменьшения содержания): кальций, магний, калий, натрий. Именно таким оно и бывает в большинстве почв умеренного пояса.

Нафтель и Бэр установили, что оптимальная насыщенность кальцием составляет 70—75% от суммы металлических катионов S. Если количество кальция составляет всего 20% от S, соя страдает от его недостатка.

Для магния оптимум составляет 10% S, для калия 2,5—5% S. Избыток кальция в растворе или поглощающем комплексе также вреден; это часто наблюдается в карбонатных почвах, где нарушается не только минеральное, но и азотное питание растений. Первое выражается в недостатке железа и марганца, перешедших в нерастворимое состояние (хлороз кальцифилов); в недостатке фосфора в результате апатитовой ретроградации при pH выше 8; в магниевой недостаточности, возникающей вследствие явного антагонизма ионов; в уменьшении содержания обменного калия в результате ретроградации.

Растения имеют различную чувствительность к избытку кальция, так что этот элемент играет огромную роль в распределении в природе различных растительных сообществ.

Кальций и экология растений. В экологии растений содержание кальция является ведущим фактором. Многие авторы противопоставляют кальцифуги кальцифилам; нам следует уточнить это понятие, учитывая состояния кальция в почве.

Кальцифуги не переносят повышенной концентрации кальция в почвенном растворе. Избыток его замедляет потребление других элементов, например марганца, что вызывает явление хлороза. Однако следует различать две группы кальцифугов с различными особенностями.

К первой группе относятся растения, не переносящие присутствия активных карбонатов, но примиряющиеся с высокой насыщенностью кальцием поглощающего комплекса. Таковы Pteridium aquilinum, Sarothamnus, scoparius, Erica scoparia и большинство лесных древесных пород, считающихся кальцифугами, например каштан, приморская сосна, пробковый дуб. Приморская сосна произрастает на дюнных песках с содержанием валового кальция 4—5%, но без или почти без активных карбонатов.

Вторая группа кальцифугов состоит из ацидофильных видов, не переносящих насыщенных почв и произрастающих только на почвах с pH ниже 5. К ним относятся большинство вересковых: Erica citierea, Calluna vulgaris, а также Deschampsia flexuosa среди мхов — Leucobryum glaucum, Hypnum schreberi.

В противоположность кальцифугам кальцифилы не составляют однородной группы; их произрастание в каком-либо месте может быть нередко связано с какими-то физическими свойствами, унаследованными карбонатными почвами. Таковы, например, теплолюбивые виды на хорошо прогреваемых скелетных почвах (дуб пушистый, самшит) или ксерофилы на трещиноватых известняках (луговые злаки на карбонатных почвах). В некоторых случаях это могут быть и нейтрофилы, для существования которых необходим достаточно насыщенный поглощающий комплекс: таковы ясень и ильм, полевой клен со своими обычными кустарниковыми спутниками (кизил, калина, бирючина, бересклет, жимолость). Ни один из перечисленных видов не нуждается в присутствии активных карбонатов в почве.

Можно сделать еще два замечания относительно биологии кальцифилов и кальцифугов.

1. Нейтрофильные виды кажутся особенно чувствительными к присутствию в кислых почвах тяжелых, легко мобилизуемых катионов, вроде Мn++ и А1+++; они отравляются, поглощая их в чрезмерных количествах. Поэтому можно выделить две группы растений, поселяющихся на насыщенных почвах по совершенно разным причинам.

К первой группе принадлежат нейтрофилы в узком смысле, не переносящие обменных Мn и А1 в кислых почвах. Среди деревьев это ясень, среди культурных растений — люцерна. Ко второй группе относятся предпочтительные нейтрофилы, безразличные к концентрации ионов Н+ и А1+++, но требующие высокого содержания обменных оснований, особенно Са++ и Mg++, для своего минерального питания. Хорошим примером служит Mercurialis perennis, растение, требовательное к кальцию и обнаруживаемое, в основном, на почвах, насыщенных кальцием. Но его можно встретить и на кислых гранитных почвах (pH = 5,2) с низкой величиной отношения S/T (50%) при условии высоких абсолютных значений 5, то есть на почвах с высокой емкостью обмена.

2. Растения-кальцифуги становятся гораздо более терпимыми к активным карбонатам в присутствии большого количества органического вещества. Растворимые его компоненты комплексируют железо и марганец, делая его более доступным даже в карбонатной среде.

Минеральное питание и кислотность. Тип гумуса. Трудно разделить вопросы минерального и азотного питания, а также водного режима — все они взаимосвязаны и взаимообусловлены. Так, активный мюллевый гумус, нейтральный или слабокислый, очень хорошо аэрируемый и в то же время с достаточными запасами воды, обеспечивает все виды нормального питания растения.

Карбонатные почвы неблагоприятны с точки зрения минерального питания (нерастворимость железа, марганца и фосфора, иногда магниевая недостаточность); кроме того, они часто бывают слишком засушливыми и отличаются медленной минерализацией азота, если поступление органического вещества не слишком велико.

Мы можем разделить лесные мюллевые типы гумуса на три категории по их механическому составу, обычно отражаемому в достаточной мере степенью насыщенности: слабокислый эутрофный мюлль, богатый основаниями, мезотрофный мюлль со средней степенью насыщенности (50%) и очень кислый, сильно ненасыщенный (15—25%) олиготрофный мюлль, развивающийся в бедной, с этой точки зрения, среде.

Лесные модеры почти всегда олиготрофны и слабо обеспечены основаниями. Они являются переходными к грубому гумусу типа мор. Последние могут содержать в А0 значительные количества оснований, но при высокой Т, отношение S/Т остается крайне узким. Имеющиеся основания прочно закреплены, следовательно, малодоступны, а при низких pH железо, алюминий и марганец легко ассимилируются, становясь иногда токсичными.

Некоторые типы грубого гумуса и гумуса модер (тангель-гумус, кальциевый мор), развитые на известняках, достаточно богаты основаниями, чтобы обеспечить питание требовательных к кальцию растений (Mercurialis). Одновременно на них произрастают ацидофильные виды (Vaccinium myrtillus).

 

Кто на сайте

Сейчас 25 гостей онлайн