Біологія. Довідник школяра та абітурієнта

Ґрунт і його значення для рослин

Ґрунт — самостійне природно-історичне органо-мінеральне тіло, що виникло у поверхневому шарі літосфери Землі в результаті тривалого впливу біотичних, абіотичних й антропогенних факторів. Ґрунт має специфічні генетико-морфологічні ознаки й властивості, що створюють відповідні умови для росту й розвитку рослин.

Ґрунт — не просто тверде тіло, як більшість порід літосфери, а складна трифазна система, в якій тверді частки оточені повітрям і водою. Він пронизаний порожнинами, заповненими сумішшю газів і водними розчинами. У ґрунті згладжені температурні коливання порівняно з приземним шаром повітря, а наявність ґрунтових вод і проникнення опадів створюють запаси вологи й забезпечують режим вологості, проміжний між водним і наземним середовищами. У ґрунті концентруються запаси органічних і мінеральних речовин, які постачають відмерла рослинність і трупи тварин. Усе це визначає велику насиченість ґрунту життям. У ґрунті зосереджені кореневі системи наземних рослин.

У складі ґрунту виділяють:

• мінеральну основу (близько 50-60 %) — глина, мул, пісок, галька, гравій, валуни тощо;
• органічну речовину — гумус (близько 10 %);
• повітря (15—25 %);
• воду (25-35 %) та ін.

Основними властивостями ґрунту є:

• родючість — здатність постачати рослинам воду й поживні речовини;
• кислотність (за цією властивістю ґрунти поділяють на кислі, нейтральні та лужні);
• структурність — здатність утворювати грудочки різної форми й розмірів;
• поглинальна здатність — здатність утримувати або зв’язувати хімічні сполуки.

Основою родючості ґрунтів є гумус, який поліпшує мінеральне живлення рослин, утримує воду, склеює частинки ґрунту. Гумус, або перегній, — це темнозабарвлена речовина, що утворюється в результаті розкладання рослинних і тваринних решток за допомогою мікроорганізмів. Ґрунт утворюється в результаті взаємодії багатьох чинників, із яких найбільш важливе значення мають клімат (зумовлює фізичне і хімічне вивітрювання порід), материнська гірська порода, рельєф, живі організми тощо.

Існують різні типи ґрунтів, що визначаються розмірами ґрунтових часток і вмістом органічної речовини: чорноземи, глинисті, піщані, дерново-підзолисті, лучні, торфово-болотні, каштанові, солонцюваті та солончакуваті.

Найбільш родючими є багаті на гумус чорноземи. Серед орних земель в Україні найбільші площі займають чорноземи (11,9 млн га), що становить 76,8 %, менші — опідзолені ґрунти (12,7 %), дерново-підзолисті (7 %) і родючі каштанові (3,9 %).

Волога в ґрунті буває у таких станах:

• зв’язана (гігроскопічна й плівкова) — міцно утримується поверхнею ґрунтових часточок;
• капілярна вода — займає дрібні пори і може пересуватися по них у різних напрямках;
• гравітаційна волога — заповнює більші порожнини і повільно просочується вниз під впливом сили тяжіння;
• пароподібна волога — утримується в ґрунтовому повітрі.

Коливання температури різкі лише на поверхні ґрунту. Тут вони можуть бути навіть сильніші, ніж у приземному шарі повітря. Однак, з кожним сантиметром углиб добові й сезонні температурні зміни стають дедалі меншими і на глибині 1-1,5 м практично їх уже не простежують. За цілим рядом екологічних особливостей ґрунт є середовищем, проміжним між водним і наземним. З водним середовищем ґрунт зближує його температурний режим, понижений вміст Оксигену в ґрунтовому повітрі, насиченість його водяною парою та наявність води в інших формах, присутність солей та органічних речовин у ґрунтових розчинах, можливість рухатися у трьох вимірах. У ґрунті, як і воді, доволі розвинені хімічні взаємозалежності та взаємовпливи організмів. З повітряним середовищем ґрунт зближують наявність ґрунтового повітря, загроза висихання у верхніх горизонтах, доволі різкі зміни температурного режиму поверхневих шарів.

Добрива

Добрива — органічні й неорганічні речовини, які застосовують для поліпшення умов живлення культурних рослин з метою підвищення врожаю й поліпшення його якості. Мінеральне живлення рослин у природі забезпечується тим, що рештки живих організмів перегнивають, розпадаються на різні сполуки. Під час вирощування культурних рослин більшість цих речовин виноситься з урожаєм і не встигає відновлюватись. Тому у ґрунт вносять добрива. Для нормального розвитку рослин потрібні вода, мінеральні сполуки та неорганічні поживні речовини. На сьогодні виділяють 16 елементів, які є необхідними для нормального розвитку більшості рослин. Їх поділяють на дві групи: макроелементи (С, О, Η, N, К, Са, Р, Mg, S) і мікроелементи (Fe, Cl, Cu, Mn, Zn, Мо, В).

Добрива поділяють на: органічні, мінеральні, складні (повні) добрива, мікродобрива, органо-мінеральні добрива, зелені добрива, бактеріальні добрива.

Органічні добрива — гній, торфокомпоста, торф, пташиний послід, гноївка, перегній. До їх складу входять усі поживні речовини, потрібні рослині. Разом з органічною речовиною вноситься велика кількість мікроорганізмів, які разом з мікрофлорою ґрунту мінералізують органічні рештки. Гній, торф, перегній є хорошими структуроутворювачами ґрунту.

Мінеральні добрива, залежно від діючої речовини, поділяють на:

• азотні нітратні (калійна, калієва та натрієва селітри);
• азотні аміачні (сульфат амонію, хлорид амонію;
• азотні амідні — сечовина, ціаноамід кальцію, вуглеаміакати;
• калійні добрива — сильвініт, каїніт, карналіт (як природні солі), збагачені калійні солі — хлорид Калію, сульфат Калію;
• фосфорні добрива — суперфосфат, фосфористе борошно, томасшлак.

Складні (повні) добрива — збалансована суміш основних добрив (N, Р, К) переважно в гранульованій формі — амофоска, нітрофоска. Прикладом повного комплексного добрива є також зола.

Мікродобрива — солі мікроелементів (Mn, В, Cu, Мо та ін.) або їх суміші. Найчастіше використовують як добавки до основних добрив (наприклад, манганізований суперфосфат).

Органо-мінеральні добрива: гумати, гумоамофоси, нітрогумати, суміші органічних і мінеральних добрив, виготовлених переважно у вигляді гранул. Є продуктами хімічної обробки органічних речовин (торфу, бурого вугілля) NΗ₃, ΗNΟ₃, Н₃РО₄.

Зелені добрива: люпин, люцерна, горох, сераделла, конюшина, гречка, ріпак, гірчиця та ін. Використовують як джерело органічної маси та мінеральних речовин після приорювання.

Бактеріальні добрива: азотобактерид, нітрагін, фосфобактерин. Є культурою відповідних бактерій.

Доволі часто в разі нестачі певних елементів мінерального живлення в різних ділянках рослинного організму з’являються характерні ознаки голодування. Інколи вони залежать не лише від наявності конкретного елемента, а й від його здатності переміщуватися по рослині.

Такі елементи, як Нітроген, Фосфор, Сульфур, Калій, Магній, легко переміщуються, і рослина здатна до їх реутилізації. Часто за дефіциту цих елементів вони легко транспортуються із старіших органів до молодших, де повторно засвоюються. Тому ознаки їх дефіциту найшвидше проявляються на старіших листках.

Такі елементи як Кальцій, Ферум, Бор погано переміщуються по рослині, тому нездатні до реутилізації, тобто повторного використання. Вони накопичуються в органах, які старіють, а ознаки голодування легко помітити на молодших органах, що ростуть.

Вплив дефіциту хімічних елементів на ріст і розвиток рослин

Нітроген. Найвиразнішою ознакою дефіциту цього елемента є пожовтіння листків, що свідчить про гальмування процесів біосинтезу хлорофілів. У деяких рослин за нестачі азоту інтенсивно синтезуються антоціани, внаслідок чого спостерігають появу червонуватого відтінку на черешках і жилках листків. Значний дефіцит Нітрогену спричинює навіть передчасний листопад. Для всіх рослин характерний слабкий або навіть карликовий ріст.

Фосфор. Фосфорне голодування спричинює появу на листках і недозрілих плодах некротичних плям. Забарвлення листків набуває голубувато-зелених кольорів, інколи відбувається накопичення антоціанів. Стебла мають слаборозвинену провідну систему. Дефіцит Фосфору порушує нормальний хід репродуктивних процесів, зокрема затримує цвітіння.

Калій. Нестача даного елемента порушує водний баланс рослин, часто відбувається усихання верхівок, знижується відтік асимілятів. На листках з’являються хлорозні жовті плями. Некротичні ділянки, краї та кінчики листків часто скручуються.

Магній. Першою ознакою магнієвого голодування є інтенсивне пожовтіння паренхіми листка, оскільки Магній входить до складу хлорофілу. Характерним є слабкий ріст, міжжилковий хлороз старіших листків.

Сульфур. Ознаки дефіциту Сульфуру подібні до тих, які спостерігаються за нестачі Нітрогену. Це, насамперед, пожовтіння листків, поява червонуватого забарвлення. Однак, на відміну від нестачі Нітрогену, ці ознаки з’являються насамперед у молодих листків.

Кальцій. Дефіцит цього елемента спричинює пошкодження та відмирання меристемної зони стебла, кореня, листків, а отже, порушує нормальний ріст рослин. Для таких рослин характерне скрученая кореня та листків, доволі шорсткі стінки клітин.

Ферум. Типовою ознакою нестачі заліза є міжжилковий хлороз аж до знебарвлення молодих листків, хоча самі жилки залишаються зеленими.

Манган. У разі дефіциту Мангану на листках з’являються жовті та некротичні плями. Особливо чутливі до нестачі марганцю хлоропласти, в яких спостерігається деструкція йото компонентів. Ріст рослин пригнічений.

Купрум. Дефіцит цього елемента спричинює засихання верхівок, хлороз молодих листків. Кінчики листків біліють і відмирають. У плодових листки і плоди вкриваються бурими плямами.

Цинк. Нестача цього елемента проявляється насамперед на молодих пагонах, листках і органах. Унаслідок цього зменшується розмір листкових пластинок, змінюється їхня форма. Гальмування ростових процесів спричинює так званий розетковий ріст — листки набувають розеткової форми, міжвузля вкорочуються, а на листках з’являється хлороз.

Бор. Особливо чутливі до його дефіциту рослини на ранніх етапах онтогенезу. Найтиповіший симптом нестачі бору — відмирання точок росту, припинення росту пагонів і коренів, потовщення та скручування листкових пластинок, які стають крихкими. Репродуктивні органи (квітки) не формуються, порушується розвиток провідної системи. Плодоношення також порушується, відбувається затвердіння плодів. Все це може спричинити появу різних захворювань (напр., «гниль сердечка» у цукрових буряків).

Молібден. Нестача даного елемента порушує нормальний ріст, спричинює деформацію пагонів. Листки по краях набувають сірого, а потім коричневого забарвлення, втрачають тургор. Надалі тканини листка відмирають і залишаються лише їхні жилки.