|
Взаимосвязи ионов в питательном
растворе
Анализ листьев на содержание в них минеральных элементов
позволяет не только контролировать питание растений, но и объяснить сложную
взаимосвязь между ионами и общий ход поглощения элементов минерального
питания.
Взаимосвязи между элементами питания растений
многообразны. Они возникают как между макроэлементами, так и между
микроэлементами, а также между первыми и вторыми.
Если в растворе преобладает какой-нибудь ион, поглощение
другого, не сходного с ним иона, может резко ослабляться из-за антагонизма
ионов, благодаря которому растения избавляются от отрицательного влияния
каждого иона в отдельности. Отсюда, по определению шведского физиолога Г.
Люндегарда (1937), уравновешенным будет такой питательный раствор, в котором
все составляющие его ионы взаимно ограничивают поступление их в растение. В
неуравновешенных растворах, где нарушены концентрация и соотношение
питательных элементов, наблюдается одностороннее накопление ионов.
Проявление защитного действия при антагонизме ионов имеет,
безусловно, положительное влияние на растительный организм, по оно возможно
лишь при некотором превосходстве в содержании защитного иона над вредным.
В последнее время имеется большое количество
экспериментальных данных об антагонизме ионов в питательных растворах.
Классическим примером является взаимодействие между катионами калия и
кальция: чем больше поглощается из питательного раствора калия, тем меньше
поступает в растение кальция, и наоборот.
Калий подавляюще влияет на поглощение растениями магния.
При внесении высоких норм калийных удобрений в них содержится недостаточное
количество магния. Азотные удобрения способствуют повышению содержания магния
в растениях.
Антагонизм катионов установлен также между следующими
элементами: магнием и натрием, магнием и ионом аммония, магнием и марганцем,
калием и натрием, кальцием и натрием, кальцием и магнием, марганцем и
железом.
Нередко наблюдается антагонизм анионов (например, С1 и
N03; S04 и С1) при их поглощении.
Между одними и теми же ионами в зависимости от концентрации
их в питательном растворе и соотношения между ними могут возникнуть как
явления антагонизма, так и синергизма.
В качестве примера можно привести данные, полученные
автором в гидропонных теплицах совхоза-комбината «Пуща-Водица» с культурой
огурца. Повышение концентрации раствора до умеренных пределов увеличивало
поглощение растениями калия, кальция и магния, т. е. наблюдалось явление
синергизма. При дальнейшем повышении концентрации раствора растения поглощали
много калия, однако поглощение кальция и магния резко уменьшалось (рис 9), т.
е. наблюдалось явление антагонизма.
Калий при определенной концентрации благоприятно влияет на
поступление азота в растения. Однако при дальнейшем повышении концентрации
этого элемента содержание азота в листьях заметно уменьшается ( 9).
Следовательно, калий отрицательно коррелирует с кальцием, магнием, натрием, а
при высоких концентрациях и с азотом. Наибольшая урожайность томата (27,6
кг/м2 полезной площади) получена при концентрации калия 167 мг/л, а
наименьшая (19,4 кг) — при концентрации этого элемента 412 мг/л.
С увеличением концентрации аммиачного азота в питательной
среде резко снижается накопление калия в листьях томата но сравнению с его
количеством в растениях, получавших нитратный азот. При увеличении
концентрации нитратного азота уменьшается содержание неорганического фосфора
в листьях.
По мере увеличения отношения аммиачного азота к нитратному
увеличивается содержание нитратного азота в тканях растений.
Значительные изменения в содержании неорганических форм
питательных элементов в тканях растений наблюдаются при выращивании их на
питательных растворах с различным соотношением кальция и магния. Увеличение
концентрации кальция в питательном растворе приводит к снижеиию содержания
магния в листьях растений, а повышение концентрации магния — к снижению
содержания кальция в тканях растений ( 11).
Возникает вопрос, в какой концентрации тот или иной ион
начинает воздействовать на другой. Лундегард (Эм- мерт Ф., 1964) считает, что
при отношении К: Са больше 1 изменение концентрации калия слабо влияет на его
поглощение, тогда как дополнительное внесение этого элемента понижает
содержание в растении кальция. Если же отношение К : Са меньше 1, тогда роль
регулятора переходит к кальцию, который ограничивает поглощение калия.
Дополнительное внесение калия понижает содержание в растениях кальция.
Количественное выражение взаимодействия ионов зависит от
многих условий. Соответственно взаимодействующие пары ионов редко находятся в
состоянии электролитического равновесия. Другими словами, весовой эквивалент
одного иона не всегда компенсирует весовой эквивалент другого. В растении
взаимодействует не пара, а множество ионов. Первоначальное изменение
концентрации одного иона изменяет содержание всех без исключения других
ионов. Следовательно, реакцию взаимосвязей ионов в питательных растворах
следует изучать во всей полноте ее электронных связей.
Таким образом, анализ ткани дает возможность в
определенной степени понять сложность взаимосвязи элементов в питательных
растворах и создать оптимальные смеси для беспочвенных культур.
|