горшок ветку ивы и в течение 5 лет поливал ее водой. За это время масса ивы увеличилась в 33 раза, а вес сухой почвы почти не изменился. Из этого опыта он сделал вывод, что растения питаются водой.
Потом водную теорию питания растений сменила гумусная (растения питаются гумусом), исходящая из того, что перегнойные почвы более плодородны. Затем выяснилось, что органические вещества для питания растений недоступны и усваиваются растениями только после их минерализации (преобразования органических веществ в неорганические). Поэтому получила распространение минеральная теория питания растений.
По этой теории, для питания растения используют 19 элементов. Из них четыре (углерод, кислород, водород и азот) содержатся в конечном счете в атмосфере и воде. Другие питательные вещества растения получают из почвы. Это макроэлементы (они требуются растениям в больших количествах): азот, фосфор, калий, кальций, сера, магний, железо. И микроэлементы (они необходимы растениям в малых количествах): медь, марганец, цинк, молибден, бор, хлор, натрий, кремний, кобальт.
На основе минеральной теории питания растений было создано производство минеральных удобрений, а также разработан гидропонный метод выращивания растений (согласно этому методу, они размещаются в питательном растворе минеральных элементов и выращиваются без почвы).
Однако, вскоре выяснилось, что применение минеральных удобрений часто не дает эффекта.
Дело в том, что зеленая масса растений на 90% состоит из воды и только на 10% — из сухого вещества. А минеральных элементов в сухом веществе всего 7%. Из чего же состоят другие 93% растений? Это углерод — 50%, кислород — 20%, азот — 15% и водород — 8%. Таким образом, 93% сухого вещества растений берется из атмосферы!
Больше всего в растениях углерода — его одного требуется в 7 раз больше, чем всех макро– и микроэлементов вместе взятых. Этот элемент составляет основу жизни на Земле. С помощью углерода образуются все органические вещества — белки, жиры, углеводы (углерод + вода = углеводы), витамины и т. д. Возникновение жизни — это сложный процесс эволюции углеродистых соединений. Почти половина органического вещества растений состоит из углерода.
Единственным источником питания растений углеродом является углекислый газ, который в небольших количествах (0,03%) содержится в атмосфере. На листьях растений находятся микроскопические отверстия — устьица, которые всасывают углекислый газ.
Затем происходит процесс фотосинтеза, когда в растениях под действием энергии света из углекислого газа и воды образуются органические вещества и выделяется кислород. Чем больше углекислого газа потребляет растение, тем больше образуется органических веществ, тем больше становится масса растения и выше урожай. В закрытом грунте (теплицах) для получения большего урожая искусственно увеличивают содержание углекислого газа. Таким образом, главным питательным веществом растений является углекислый газ.
Это объясняет, почему комнатные растения в общественных помещениях часто развиваются значительно лучше, чем в квартирах. Просто там находится больше людей, и концентрация углекислого газа выше.
Источниками углекислого газа являются люди и животные (дыхание), промышленные предприятия, вулканическая деятельность, пожары. Однако больше всего углекислого газа образуют почвенные микроорганизмы — примерно 70% от всего количества газа в атмосфере. Они разлагают органику, содержащуюся в почве, в результате чего выделяется углекислый газ и образуется гумус.
Свет дает растениям энергию, благодаря которой из неорганического элемента углерода образуются органические вещества. Чем больше света, тем лучше рост растений. А в тени растения развиваются плохо. При увеличении освещения растений на 1% дополнительная прибавка их сухой биомассы составляет 150 ц/га.
Вода является другой составляющей, необходимой для синтеза органических веществ. Из воды растения получают водород (8% сухой массы растений) и кислород. Поэтому чем меньше воды потребляют растения, тем хуже они растут. Кроме того, при недостатке воды растения закрывают устьица, чтобы предотвратить испарение влаги. А это сокращает потребление углекислого газа и развитие растений.
Кислород, из которого растения состоят на 20%, потребляется корнями из почвенного воздуха, а также выделяется из воды. При уменьшении содержания воздуха в почве из–за ее уплотнения развитие растений замедляется и урожай снижается.
Из всех минеральных элементов самым важным является азот, которого находится в сухом веществе растений 15%. Он также участвует в создании органических веществ. Но атмосферный азот растениям недоступен, они могут использовать только тот азот, который содержится в почве. А погадает азот в почву вследствие фиксации азотфиксирующими бактериями.
Другие минеральные элементы играют вспомогательную роль в развитии растений — они только создают условия функционирования клеток и растения в целом. Поэтому питание растений нужно
Как питаются растения
Процесс питания растений лучше всего рассмотреть на примере дикой природы. Как правило, на необрабатываемых землях все растет лучше, чем на садовых участках. Лето, засуха, на дачах растения пожухли, а рядом в десяти метрах на поле все растет прекрасно. Лето, дожди, на дачах опять ничего растет, а на поле все нормально. Лето, заморозки, на дачах растения почернели, на поле все отлично. Лето, на дачах свирепствует фитофтора, а на поле ее и не видно. Почему?
Да потому что в естественных условиях поддерживаются оптимальные условия развития растений. Эти условия заключаются в следующем.
Во–первых, соблюдается биологический кругооборот питательных веществ в системе «растения–почва—растения». Весной растения используют минеральные элементы из почвы и углекислый газ из атмосферы для своего развития. Осенью растения отмирают и попадают в почву. Надземная часть растений под действием аэробных микроорганизмов большей частью минерализуется, и почва пополняется минеральными элементами. Корневая система растений под действием анаэробных микроорганизмов гумифицируется, и почва обогащается гумусом. При разложении органических остатков микроорганизмы выделяют углекислый газ, необходимый для углеродного питания растений.
В естественных условиях всегда соблюдается биологический кругооборот питательных веществ
Осенью листья и отмершие растения накапливаются в Верхнем слое почвы, перегнивают и образуют слой гумуса, который питает растения и играет роль мульчи.
На обрабатываемых землях биологический кругооборот питательных веществ нарушается. Каждой осенью в результате уборки урожая с садовых участков вывозится большое количество органических веществ, которые почва недополучает. Количество гумуса сокращается, минеральные элементы почву не
