Еще К. А. Тимирязев (1892) отрицал распространенное в его время воззрение, будто испарение воды растением через листья — единственный двигатель процесса поглощения питательных веществ через корни. Это была справедливая критика механистических представлений, уподоблявших живой организм фитилю в керосиновой лампе. Он считал, что влажные корни, соприкасающиеся с почвенным раствором, должны насыщаться растворенными веществами, даже если сам раствор и не всасывался. Эта мысль уже содержит, хотя и в недостаточно определенной форме, идею обмена веществами между растением и почвенным раствором.[ ...]
В настоящее время все большее распространение в технике получают искусственные адсорбенты, способные в зависимости от своего электрического заряда обменно поглощать катионы или анионы; они получили наименования «иониты». Иониты — органические коллоиды-полимеры. Простейший катионит возникает при реакции фенола и формальдегида (с нагреванием и в присутствии катализаторов). Ионогенными группами в таком катионите являются фенольные гидроксилы и дополнительно введенные карбоксильные группы и сульфогруппы. Водородные ионы в сульфогруппах полностью отдиссоциированы, чем и объясняется быстрое их замещение другими катионами при взаимодействии с раствором. Слабее диссоциированы карбоксильные группы; их водородные ионы замещаются другими катионами медленнее (в продолжение 2—4 часов) и лучше в нейтральной среде. Еще слабее (и в щелочной среде) диссоциируют фенольные гидроксилы, что обусловливает и замедленный обмен их на другие катионы.[ ...]
Хотя синтетические катиониты имеют иной состав, чем почвенные коллоиды, вызывающие физико-химическое поглощение в почве, но реакция обмена катионами идет по тем же законам. Это и позволило использовать катиониты в почвоведении и агрохимии для изучения взаимодействия между почвой, растением и удобрением.[ ...]
Аниониты получают многими способами; простейший из них — конденсация ароматических аминов с формальдегидом. Благодаря этому аниониты содержат аминогруппы (подобно гумусу в почве и белковым веществам в растениях). Аниониты диссоциируют гидроксильные ионы, которые могут обмениваться на другие анионы. В почвоведении и агрохимии их используют для исследования взаимодействия почвы, растения и удобрения, доступности растениям фосфатов почвы и питания растений.[ ...]
Во многих лабораториях уже работают аппараты, состоящие из двух колонок: катионитной и анионитной; пропуская через них последовательно обычную воду, ее обессоливают и получают «холодным» способом (перегонки не требуется) дистиллированную воду. Колонки с ионитами необходимы и для подготовки (очистки) растворов перед хроматографическим разделением веществ на бумаге; имеются и методы непосредственно колоночной хроматографии на ионитах.[ ...]
Иониты представляют хорошее средство для изучения доступности культурным растениям катионов и анионов, находящихся не в растворе, а в обменнопоглощенном состоянии в почве. Важность же исследования этрй проблемы вытекает уже хотя бы из того, что в культурной, незасоленной почве обменнопоглощенных катионов содержится в десятки и даже сотни раз больше, чем в воднорастворимой форме (К. К. Гедройц). То же можно сказать и о таком анионе, как фосфатный. Нельзя, следовательно, недооценивать обменные ионы в корневом питании культур.[ ...]
Автором этого раздела было показано (1948), что пшеница может удовлетворительно развиваться и образовывать созревшее зерно при питании всеми макроэлементами, адсорбированными на ионитах. В опыте с овсом в адсорбированном виде вносили не только макро-, но и микроэлементы; рост растения также был удовлетворительным, семена созревали. Аналогичные результаты получены и в экспериментах с помидорами и сахарной свеклой. Контролем во всех Случаях были те же растения, развивавшиеся на солевом питательном растворе, с теми же дозами катионов и анионов. На солевых растворах урожай культур был выше. Это означает, как и следовало ожидать, что из воднорастворимого состояния растениям легче усваивать питательные вещества, чем из обменнопоглощенного.[ ...]
Но ведь полностью воднорастворимые питательные соли можно предоставить растениям только в физиологическом эксперименте. В производственных же посевах в поле преобладает обменнопоглощенная коллоидами катионная форма питательных веществ. Только частично они находятся в растворе. Мы должны ясно представлять механизм перехода в раствор ионов из поглощающего комплекса почвы, прежде чем они будут усвоены корневой системой и станут составными частями соединений, синтезируемых растениями.[ ...]
Переход ионов из твердой фазы почвы в раствор может усиливаться различными процессами, протекающими в почве как в тесной связи с жизнедеятельностью растения, так и независимо от нее.[ ...]
Более важными являются, конечно, процессы первой группы. К ним надо отнести корневые выделения растений, проявление физиологической кислотности и физиологической щелочности солей, вносимых с удобрениями.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Схема исследования значения контакта корней с почвой при усвоении растениями обменнопоглощенных почвой ионов (на примере суспензии, насыщенной калием) |
 |
| Усвоение подсолнечником калия в зависимости от насыщенности им почвы (чернозем). |
 |