Управління диханням сільськогосподарської продукції під час зберігання та особливості мінерального кореневого живлення

Необхідність керування диханням виникає під час зберігання зерна, плодів, овочів та коренеплодів. У процесі дихання виділяється енергія у вигляді тепла, діоксид вуглецю та вода, витрачаються органічні речовини, внаслідок чого зменшується маса продукції.

Для нормального зберігання зернових та зернобобових культур, а також насіння олійних культур встановлено такі норми вологості:

За вищої вологості інтенсивність дихання зростає, що супроводжується появою в тканинах зернівок та насіння вільної води, а це, своєю чергою, викликає посилення обміну речовин. При збільшенні вологості насіння відбувається акумуляція тепла, що викликає самозігрівання. Одним зі способів керування диханням є повітряно-тепловий обігрів насіння.

Мінеральне живлення – така ж унікальна властивість рослини, як і фотосинтез. Саме ці дві функції лежать в основі автотрофності рослинного організму, тобто здатності будувати своє тіло з неорганічних речовин. Причому, управління кореневим живленням рослин значно легше, ніж регулювання повітряного живлення – засвоєння СО2.

Поглинання іонів корінням – це поєднання двох процесів:

• пасивне поглинання, коли іони рухаються за рахунок масового потоку та дифузії через апопласт;
• активне поглинання або активний транспорт, під час якого іони переносяться в клітини проти градієнта концентрації за рахунок дихання.

Н. Грін, У. Стаут, Д. Тейлор, 1990

Коріння рослини поглинає з ґрунту воду та елементи мінерального живлення, слугує своєрідним якорем, що утримує надземну частину рослини, синтезує органічні сполуки, необхідні рослинному організму, і виділяє продукти метаболізму. Коріння повинно мати здатність виконувати всі ці функції, не обмежуючи ріст рослин.

Корінь має складну морфолого-анатомічну будову. Відповідно до функцій, що ним виконуються, у будові кореня виділяють кореневий чохлик і чотири зони: поділу, росту, поглинання, проведення (рис. 41; Яковлєв Г.П., Челомбитько В.А., 1990). Важливо знати значення та функції цих зон кореня, оскільки ними визначаються параметри агротехнічних прийомів: глибина основного та Передпосівний обробіток ґрунту">передпосівного обробітку ґрунту, глибина і спосіб внесення добрив, глибина і ширина культивацій під час догляду за рослинами.

Функції кореневого чохлика – захист точки росту та забезпечення корінню позитивного геотропізму. До кореневого чохлика примикає зона поділу, складена клітинами меристеми. Меристема у процесі мітотичного поділу відкладає клітини всередину, забезпечуючи ріст кореня, і назовні, поповнюючи клітини кореневого чохлика.

За зоною поділу йде зона росту. Клітини зони росту практично не діляться, але здатні розтягуватися в поздовжньому напрямку, проштовхуючи кореневе закінчення вглиб ґрунту. Вони характеризуються високим тургором, що сприяє активному розсуванню ґрунтових частинок. У межах зони росту відбувається диференціація первинних провідних тканин.

За зоною росту розташовується зона поглинання. У цій зоні з клітин первинної покривної тканини – епіблеми – утворюються численні кореневі волоски, які слугують опорою для верхівки кореня, що росте, виконують функцію поглинання води та елементів мінерального живлення з ґрунту.

Рис. 41. Загальний вигляд (А) і поздовжній розріз (Б) кореневого закінчення: I – кореневий чохлик; II – зона росту і розтягування; III – зона кореневих волосків, або зона всмоктування; IV – початок зони проведення (у цій зоні також закладаються бокові корені): 1 – боковий корінь, що заклався; 2 – кореневі волоски на епіблемі; 3 – епіблема; 3а – екзодерма; 4 – первинна кора; 5 – ендодерма; 6 – перицикл; 7 – осьовий циліндр

Кореневі волоски являють собою тонкі вирости клітин епіблеми довжиною 60-1500 мкм і діаметром 5-70 мкм. Загальна довжина кореневих волосків, що з'являються за час життя рослин, величезна. Наприклад, загальна довжина коріння жита дорівнює приблизно відстані від Москви до Санкт-Петербурга, а разом із кореневими волосками – відстані від Москви до Хабаровська. Кількість кореневих волосків сягає кількох сотень на 1 мм2 поверхні кореня в зоні поглинання, завдяки чому поглинальна поверхня кореневої системи зростає у 5-20 разів. Вони виділяють у ґрунт продукти метаболізму – мінеральні та органічні речовини, які сприяють розчиненню важкорозчинних сполук ґрунту та позитивно впливають на розвиток мікрофлори. Тривалість життя кореневих волосків не перевищує 10-20 днів. Зона поглинання має довжину в кілька сантиметрів, саме тут коріння всмоктує основну масу води та розчинених у ній солей. Клітини в зоні поглинання не можуть просуватися в ґрунті, оскільки в цій зоні поздовжнє розтягування клітин кореня припинилося, а кореневі волоски "зростаються" з частинками ґрунту. Проте, зона поглинання безперервно переміщується в ґрунті. Це пояснюється безперервним включенням у неї нових молодих клітин з боку зони росту та одночасним виключенням клітин, що старіють і переходять до складу зони проведення. Вона починається вище зони поглинання, там, де зникають кореневі волоски. Цією частиною кореня вода та розчинені в ній елементи мінерального живлення транспортуються до надземних органів рослини.

Коренева система рослин — це динамічний орган, який постійно переміщується в ґрунті в пошуках вологи та поживних речовин. У міру росту всмоктувальної зони рослина освоює нові мікроділянки ґрунту й отримує доступ до невикористаних резервів. Напрямок цього росту прямо залежить від розподілу добрив.

Для агронома ця особливість дає можливість керувати розвитком коренів на полі або в теплиці. Достатньо знати, як рослини реагують на концентрацію ґрунтового розчину. Залежно від зовнішніх умов коренева система проявляє два типи реакції:

• Позитивний хемотропізм — корені посилено ростуть у напрямку зон із доступними елементами живлення.
• Негативний хемотропізм — ріст коренів сповільнюється або припиняється в зонах із високою, несприятливою концентрацією солей.

Як не допустити пригнічення коренів при внесенні добрив

При правильному розподілі елементів живлення коренева система здатна розвинути колосальну поглинальну потужність. Завдання агронома — стимулювати цей процес із самих перших етапів вегетації. Фізіологічні особливості всмоктувального апарата дозволяють культурі максимально ефективно використовувати ґрунтові ресурси.