5.5 Концентрация питательного раствора

Концентрация солей в растворе влияет на интенсивность поглощения корнями питательных веществ. С повышением концентрации раствора до определенных пределов увеличивается поглощение всех элементов, но при этом затрудняется поступление воды, одновременно усугубляются антагонистические и синергические (усиливающие) взаимодействия питательных ионов.

От концентрации раствора зависит его осмотическое давление. Оно должно быть значительно ниже осмотического давления клеточного сока, в противном случае может прекратиться поглощение воды и питательных элементов. При вьфащивании растений без почвы применяют питательные растворы с общей концентрацией солей от 1 до 3 г/л. Встречаются растворы и более высокой концентрации. Исследования показали, что огурец лучше растет и плодоносит при концентрации питательного раствора 1,6, а томат — 2,2 г/л (табл. 5.3).

Концентрация раствора изменяет характер роста растений. При высокой концентрации он замедляется, укорачиваются междоузлия стебля, уменьшается размер листьев, в результате чего заметно снижается транспирационный коэффициент.

Соотношение отдельных элементов в питательных системах оказывает большое влияние на рост, развитие и продуктивность возделываемых культур. Д. А. Сабинин (1955) писал, что формированием структуры растений можно управлять, изменяя условия минерального питания в разные периоды их развития.

Для каждой культуры, как указывает 3. И. Журбицкий (1968), имеется наиболее благоприятное соотношение питательных элементов, изменяющееся во время роста в связи с образованием и развитием органов растений.

По данным наших исследований, в период усиленного роста томат больше поглощает азота, необходимого для образования вегетативной массы, а в период массового цветения и завязывания плодов увеличивается поглощение фосфора. Калий усиленно поглощается растениями в период их плодоношения.

От соотношения элементов в питательных растворах зависит величина урожая и сроки его поступления. При усиленном азотном питании рост растений улучшается, однако развитие их задерживается. В связи с этим плодоношение начинается в более поздние сроки и урожай бывает более низким, чем при оптимальном соотношении азота и фосфора.

Следовательно, для обеспечения наилучшего роста и развития растений необходимо учитывать потребность их в питательных элементах и дифференцировать состав питательной смеси для каждой культуры по периодам роста и развития.

5.6 Кислотность питательного раствора

Кислотность питательного раствора существенно влияет на рост растений. В результате неравномерного поглощения анионов и катионов питательный раствор быстро окисляется или подщелачивается. Как известно, в водных растворах соли не остаются в форме молекулярных соединений, а подвергаются электролитической диссоциации, т. е. распадаются на ионы. При этом сильные кислоты и щелочи, а также минеральные соли ионизируются. Так, сульфат аммония распадается на такие ионы:

Без растений диссоциация продолжалась бы до установления динамического равновесия. Однако растения своей поглотительной деятельностью постоянно смещают это равновесие. Они поглощают гораздо больше иона аммония, чем серной кислоты, поэтому в питательном растворе накопляется анион серной кислоты и в результате раствор подкисляется.

При диссоциации калийной селитры освобождаются такие ионы:

Анион азотной кислоты растения поглощается более интенсивно, чем катион калия. Оставшаяся гидроксильная группа вызывает смещение кислотности раствора в сторону подщелачивания.

Такие удобрения, как нитрофоска [NH N0₃, • NH С1 • (NН )Н₂РО₄ • Са(Н₂Р0₄)₂], диаммонитрофоска [(NН₄ )НРО₄, • N₄N0₃, • КNО₃, • NН₄Сl], растворин [NH₄N0₃ • (NН₄)S0₄ • (NН₄ )₂НРО₄ • К₂ SО₄,], сульфат калия (K₂ SО₄, ), сульфат магния (МgSO₄• 7Н₂0), также подкисляют питательный раствор.

В очень кислой среде (рН<4) ионы водорода действуют на растение токсично, так как при этом нарушается процесс поглощения растениями всех других катионов и даже можно наблюдать их выделение из корня. Ионы водорода проникают в ткани и изменяют кислотность анионов нарушается.

Для каждой культуры существует оптимальная реакция среды. Большинство растений хорошо растет при рН 5,5-6,5. Установлено, что на гравийном субстрате оптимальной реакцией питательного раствора для томата является рН 5,0-5,8, для огурца — 6,2-6,4. В наших опытах при рН 4-5 рост рассады огурца был сильно подавленным, так как в кислой среде нарушилось погщение катионов К+, Са++ и М§++. По нашим данным, наилучшая по качеству рассада отмечена при рН 6,2-6,4. Увеличение рН питательного раствора в щелочную сторону также отрицательно влияет на рост рассады.

Помимо прямого действия на растения, реакция среды оказывает значительное косвенное влияние. От величины рН зависит усвояемость тех или иных солей. Например, в щелочной среде фосфор, кальций, марганец, железо, цинк и бор выпадают в осадок в форме фосфорнокислых и углекислых солей, малодоступных для растений.

При выращивании растений на искусственных субстратах необходимо регулярно следить за величиной рН. В случае подщелачивания раствор необходимо подкислять до необходимого значения рН соответствующим количеством серной или фосфорной кислоты. Иначе трудно регулировать поступление железа и других элементов в растения.