Поглощение растением труднорастворимых солей

Растение может по­глощать минеральные соединения не только из раствора, но и активно растворять нерастворимые в воде формы химических соединений. В этом отношении очень поучительны накипные формы лишайников, ра­стущие на граните и других горных породах. На голой скале, не имеющей еще почвы, прекрасно растут лишайники, растворяя горную породу, снаб­жающую их минеральными веществами.

На чем же основана растворяющая способность корневой системы ор­ганизмов? В процессе своей жизнедеятельности организмы выделяют обра­зовавшуюся при дыхании угольную кислоту, которая раство­ряет нерастворимые или плохо растворимые в воде соединения. Для дока­зательства этого положения можно сделать такой опыт. Если взять отполи­рованную мраморную пластинку и заложить ее в вазон с землей, а сверху посеять овес или какой-нибудь другой злак, то, закончив через две — три недели опыт, мы увидим, что поверхность мраморной пластинки изъедена корнями, растворившими мрамор своими выделениями.

Помимо углекислоты, растения выделяют и ряд органических кислот: лимонную, яблочную, винную и др., которые также способствуют рас­творению труднорастворимых соединений почвы. Способность растения выделять органические кислоты была доказана И. Шуловым в лаборатории Д. Н. Прянишникова в опытах со стерильными культурами растений. Дело в том, что органические кислоты представляют очень хорошие пита­тельные вещества для многочисленных бактерий, находящихся на поверх­ности корневой системы. Для того чтобы доказать выделение органических кислот растением, необходимо было вырастить корневую систему в растворе, не содержащем бактерий. Сделать это удалось, разработав специальную конструкцию сосудов, способы стерилизации (обеззараживания) семян и стерилизации всей конструкции. Семена обеззараживаются обычно одно­процентной бромной водой в течение 15 минут, а затем отмываются стериль­ной, т. е. лишенной бактерий, водой.

Академику Д. Н. Прянишникову и его многочисленным ученикам принадле­жит заслуга выяснения целого ряда вопросов минерального питания, при­менения и производства удобрений. В частности, Прянишниковым разре­шен и вопрос об использовании растением фосфорита. Растение можно удобрять различными фосфорнокислыми удобрениями (томасшлак, костя­ная мука, суперфосфат, преципитат и др.). Наиболее распространенным фос­форнокислым удобрением является суперфосфат, фосфор которого хорошо усваивается растением, так как находится в растворимой форме. Суперфос­фат приготовляют из фосфорита, или трехкальциевого фосфата — Ca₃(PO₄)₂, — минерала, залежи которого имеются в Кировской, Орловской, Воронежской областях, в горах Кара-Тау в Средней Азии и других частях нашей страны. Из фосфорита, нерастворимого в воде, действием сер­ной кислоты приготовляется суперфосфат, хорошо растворяющийся в воде:

Ca₃(PO₄)₂ (трехкальциевый фосфат) + 2H₂SO₄ = 2CaSO₄ (гипс) + Ca(H₂PO₄)₂ (суперфосфат)

При этом, однако, содержание фосфорной кислоты уменьшается, так как суперфосфат содержит вдвое меньше фосфорной кислоты, чем фосфорит. В фосфорите содержание фосфорной кислоты достигает 38,3%, а чаще со­ставляет 28—33%. В суперфосфате содержится всего 14—15% фосфорной кислоты.

Рис. 68. Влияние фосфора на развитие люпина: А — растворимый фосфор; Б — без фосфора: В — различные фосфориты

Зная, что растения выделяют своей корневой системой кислоты, пред­ставлялось интересным решить, нельзя ли просто размолоть фосфорит в виде муки и дать его растению. Опыты лаборатории Прянишникова показа­ли, что фосфоритную муку как удобрение применять можно, но далеко не ко всем растениям. Отдельные растения очень резко отличаются друг от друга по кислотности своих корневых выделений. Одни из них, как напри­мер, гречиха, люпин, имеют кислые корневые выделения и прекрасно ра­стут в песчаных культурах, имея в качестве источника фосфора только фосфо­рит (рис. 68). Другие, как большинство злаков, не способны усваивать фос­форную кислоту фосфорита. Но и среди злаков есть усваивающие его в неко­тором количестве. Внесенный в кислую почву фосфорит начинает усваивать­ся теми растениями, которые его не усваивают на нейтральных и щелочных почвах. Наконец, его можно использовать, если дать его вместе с кислыми (физиологически) удобрениями, например с сернокислым аммонием. По­следнее видно из приводимой таблицы. Урожай картофеля резко возраста­ет по фону фосфорита при внесении физиологически кислого удобрения — сульфата аммония.

В середине XX века выяснилась роль микроорганизмов в использова­нии труднорастворимых соединений фосфора и даже был создан бактери­альный препарат фосфоробактерин, вносимый в почву с семенами.

Внесение этого препарата способствует растворению органических сое­динений фосфора и снабжению им культурного растения.

Из вышеизложенного видно, что растение поглощает минеральные ве­щества не только из почвенного раствора, но из труднорастворимых сое­динений почвы. Последнее относится не только к соединениям фосфора, но и к соединениям калия (ряд минералов, содержащих калий, например силикаты), которые являются одними из самых необхо­димых растению минеральных элементов.

Подводя итоги всему сказанному о поглощении минеральных веществ из почвы, мы можем отметить активный характер поглощения, связанный с явлениями обменной адсорбции, основой которой служит обмен веществ самого расте­ния. Поглощение минеральных веществ осуществляется: 1) из водного раствора за счет обменной адсорбции и 2) из труднорастворимых соедине­ний за счет корневых выделений и деятельности микроорганизмов.

На этой странице материал по темам:

• Труднорастворимые соединения по прянишникову