Влияние кислотности (pH) раствора на рост растений

В поглощении ионов из почвы или из питательного раствора большую роль играет реакция среды. В сильно кислой среде (при pH<4,0) ионы водорода действуют на растение токсиче­ски. Они вытесняют из состояния адсорбции все другие катионы, и вместо поглощения можно наблюдать их выделение из корня. В сильно кислой среде меняется внешний облик корней и их строение. В щелочной среде (при pH>8) нарушается поглощение растениями анионов.

В менее кислой среде (при pH = 4,5-5,0) прямого токсического действия ионы водорода не вызывают. Тем не менее в почвах с таким pH наблюдается плохой рост многих сельскохозяйственных растений. Это объясняется тем, что в кислых почвах задерживается поступление кальция в растения, нарушается также деятельность полезной микрофлоры. Помимо того, в кислых почвах скапливается большое количество вредно действующих на рост растений ионов железа, марганца и особенно алюминия, которые в некислых почвах находятся в связанном состоянии. В кислых почвах понижается поглощение растениями фосфатов и молибдена. Вот почему кислые почвы для получения высоких урожаев необходимо известковать.

При выращивании растений методами гидропоники, с применением искусственных субстратов, кислотность раствора меньше сказывается на росте растений из-за отсутствия побочного влияния водородных ионов. При pH = 4 рост рассады томатов оказывается сильно заторможенным (см. табл.), так как в сильно кислой среде нарушается поглощение растениями всех катионов. Зато при pH = 5 и 6 рост рассады был наилучшим. Сдвиг pH раствора в щелочную сторону (pH = 8), напротив, резко снизил рост рассады, чего обычно не происходит в почве. Причина этого кроется в том, что при нейтральной реакции часть находящихся в растворе минеральных веществ выпадает в осадок в виде фосфорнокислых и углекислых солей кальция, марганца и железа и становится недоступным растению. Эти соли, осаждаясь на поверхности корня, затрудняют также и его дыхание. Нейтральная и щелочная реакции особенно сильно нарушают поглощение железа, которое нацело выпадает в осадок, в результате чего растения заболевают хлорозом, при этом заболевании прекращается образование хлорофилла и наблюдается пожелтение молодых листьев. При хлорозе изменяется не только окраска листа, но нарушается процесс фотосинтеза и дыхания, рост растений резко замедляется. Вот почему при выращивании растений без почвы нужно тщательно следить за тем, чтобы питательный раствор всегда содержал железо в растворенном состоянии. Железо поглощается только молодыми корнями, старые корни железа не поглощают, поэтому при лечении растений от хлороза следует обратить серьезное внимание на создание благоприятных условий для роста новых корней.

Влияние pH питательного раствора на рост томатной рассады

(из Эрнона и Джонсона, цит. по Сабинину, 1955)

Приведенные в таблице данные свидетельствуют о том, что наиболее благоприятные условия для роста в искусственных культурах создаются при pH = 5,0-6,0.

В почве под влиянием роста растений pH меняется незначительно, поскольку почва обладает высокой буферностью, т. е. способностью поддерживать pH на определенном уровне. Питательные растворы не обладают такой буферностью, и поэтому pH их легко сдвигается в кислую или щелочную сторону под влиянием роста растений. Питательный раствор можно искусственно обеспечить буферными свойствами. Для этого необходимо дополнительно вносить в раствор вещества, способные образовывать буферные растворы.

Почему происходит изменение кислотности

Смещение кислотности раствора возникает в результате неравномерного поглощения корнем катионов и анионов из питательного раствора. Например, если в рецептуру питательного раствора входят аммонийные соли, то раствор обычно подкисляется, так как растения с большой скоростью поглощают аммонийный азот по сравнению с сопутствующим анионом; наоборот, при наличии селитры растения с большей скоростью потребляют нитратный азот, вследствие чего раствор подщелачивается, так как он обогащается щелочными остатками соли. Опыт показал, что в питательный раствор нельзя добавлять большие количества аммонийных солей, по той причине, что они повреждают растения из-за сильного подкисления раствора. В наиболее распространенных растворах, преобладает нитратный, а не аммонийный азот, на практике раствор подщелачивается, и его постоянно приходится подкислять.

Выводы

Таким образом, при выращивании растений без почвы имеется возможность точного регулирования корневого питания, возможность хорошо обеспечивать растения всеми необходимыми питательными веществами. Поэтому в искусственной культуре можно получить высокие урожаи растений. Тем не менее имеется и целый ряд трудностей. Во-первых, опасность затопления корневой системы, которое может привести к гибели растений. Эта опасность устраняется с помощью различного технического оборудования. Во-вторых, происходят сдвиги кислотности раствора (обычно его подщелачивание), которые могут вредно отразиться на росте растений. Поэтому необходима частая проверка pH питательного раствора и доведение его до оптимальной величины.