Почва и растения
Почва — верхний рыхлый слой земной коры, в котором растут растения. Она служит для корней опорой и источником воды, воздуха и минеральных веществ, поэтому её состав и свойства напрямую влияют на рост и урожай растений.
Состав почвы
Почва состоит из твёрдой, жидкой и газообразной частей. Твёрдая часть включает частицы горных пород, перегной и живые организмы. Жидкая часть — почвенный раствор, то есть вода с растворёнными в ней солями. Газообразная часть — почвенный воздух, находящийся между частицами почвы.
- Минеральные частицы образуются при разрушении горных пород. Они определяют размер пор и механический состав почвы.
- Перегной образуется из остатков растений и животных. Он содержит органические вещества и повышает плодородие почвы.
- Почвенный раствор поставляет корням воду и растворённые минеральные соли.
- Почвенный воздух необходим корням и почвенным организмам для дыхания.
- Живые организмы разлагают остатки и участвуют в образовании доступных растениям веществ.
Плодородие — способность почвы обеспечивать растения водой, воздухом, теплом и доступными минеральными веществами. Чем благоприятнее эти условия, тем лучше растение растёт при достаточном освещении.
Состав почвы связан с минеральным питанием растений. Корни поглощают не кусочки минералов, а ионы, растворённые в воде. Поэтому одно и то же вещество может быть полезным для растения только в доступной форме и в подходящей концентрации.
Свойства почвы и их значение
Важное свойство почвы — структура, то есть размер и взаимное расположение её частиц и комочков. Между частицами находятся поры. Крупные поры пропускают воздух и лишнюю воду, мелкие удерживают влагу. Хорошая почва одновременно сохраняет воду и обеспечивает доступ воздуха к корням.
| Свойство почвы | Что означает | Значение для растения |
|---|---|---|
| Водопроницаемость | Способность пропускать воду | Вода поступает к корням, но не застаивается надолго |
| Влагоёмкость | Способность удерживать воду | Корни получают влагу между поливами |
| Воздухоёмкость | Наличие воздуха в порах | Корни получают кислород для дыхания |
| Плодородие | Наличие доступных питательных веществ и благоприятных условий | Поддерживаются рост и образование органов растения |
| Кислотность | Свойство почвенного раствора, связанное с количеством ионов водорода | Влияет на растворимость солей и доступность элементов |
Песчаная почва содержит крупные частицы и быстро пропускает воду, но плохо её удерживает. Глинистая почва удерживает много воды, однако при переувлажнении в ней мало воздуха. Суглинистая почва обычно сочетает влагоёмкость и воздухоёмкость лучше, чем чисто песчаная или глинистая.
Кислотность характеризуют значением pH. Кислотность почвы влияет на растворимость минеральных соединений и работу корней. Для разных растений благоприятны разные значения pH; слишком кислая или слишком щелочная среда может нарушать питание.
Вода и воздух в почве
Вода необходима растению как растворитель и участник обмена веществ. Она поступает в основном через корни, движется по проводящим тканям и испаряется листьями. Поглощение воды корнями зависит от разности концентраций растворов, состояния корневых волосков и влажности почвы.
Вода из почвы поступает в корень благодаря осмосу: вода движется через избирательно проницаемую мембрану в сторону раствора с большей концентрацией растворённых веществ. Подробнее этот процесс рассматривается на странице осмос у растений.
Почвенный воздух содержит кислород, необходимый для дыхания клеток корня, и углекислый газ, выделяющийся при дыхании. При уплотнении или длительном затоплении поры заполняются водой, содержание кислорода уменьшается. Корни начинают дышать хуже, поглощение воды и солей ослабевает, а при длительной нехватке кислорода корни могут погибнуть.
Почему после сильного дождя растения на тяжёлой глинистой почве иногда увядают, хотя воды в почве много?
Минеральные соли и удобрения
Растения получают из почвы минеральные элементы в виде ионов. Особенно важны азот, фосфор, калий, магний, кальций, сера и железо. Макроэлементы требуются в относительно больших количествах, микроэлементы — в малых, но они также необходимы.
| Элемент | Основное значение | Признаки возможной нехватки |
|---|---|---|
| Азот | Рост побегов и листьев, образование белков | Замедление роста, бледно-зелёные или жёлтые листья |
| Фосфор | Обмен энергии, развитие корней и семян | Слабый рост, иногда фиолетовый оттенок листьев |
| Калий | Регуляция водного режима и устойчивость тканей | Краевые ожоги и увядание листьев |
| Магний | Входит в состав хлорофилла | Пожелтение тканей между жилками |
Минеральные соли должны присутствовать в доступной концентрации. Недостаток вызывает нарушения роста, но избыток тоже вреден: слишком концентрированный почвенный раствор затрудняет поступление воды в корень и может повредить клетки. Удобрения применяют, чтобы восполнить недостаток элементов, но вносить их следует с учётом состава почвы и потребностей растения.
Для нормального роста нужны не только минеральные соли, но и вода, кислород, свет и подходящая температура. Нельзя заменить нехватку одного условия избытком другого: например, удобрения не компенсируют недостаток воды или кислорода.
Разбор задания: влияние условий на поглощение воды
Растение выращивали в двух горшках. В первом почву регулярно рыхлили, во втором после полива почва оставалась плотной и переувлажнённой. Через несколько дней в первом горшке растение росло лучше. Объясните результат.
В первом горшке рыхление увеличило количество воздуха в порах. Корни получили больше кислорода, поэтому их дыхание и поглощение воды с минеральными солями проходили лучше. Во втором горшке избыток воды вытеснил воздух, из-за чего дыхание корней и рост растения замедлились.
1. Нельзя считать, что чем больше воды, тем лучше: избыток воды вытесняет воздух. 2. Растение поглощает не любые минеральные вещества, а доступные ионы в растворе. 3. Увядание при влажной почве может быть связано с нехваткой кислорода, а не только с недостатком воды. 4. Удобрение не является пищей в бытовом смысле и не заменяет свет, тепло и полив.
Проверь себя
Главное
- Почва состоит из минеральных частиц, перегноя, воды, воздуха и живых организмов.
- Плодородие — способность почвы обеспечивать растение водой, воздухом, теплом и доступными минеральными веществами.
- Вода растворяет соли и участвует в переносе веществ, а кислород почвенного воздуха нужен корням для дыхания.
- Переувлажнение и уплотнение почвы опасны, потому что вытесняют воздух и нарушают работу корней.
- Удобрения восполняют недостаток элементов, но избыток солей также вреден; важен сбалансированный состав почвы.