Existují určité druhy rostlin, které nevyžadují půdu, ale většina rostlin půdu stále vyžaduje. A čím větší množství užitečných minerálů a organických látek je v půdě obsaženo, tím bohatší zásobu rostliny dostávají. Můžeme říci, že rostliny jsou indikátory půdy: pokud rostou normálně, pak je půda dostatečně úrodná. Půdní vegetace je velmi rozmanitá: například rostliny v jílovitých půdách se liší od rostlin v černozemích.
Užitečná služba: Vykupujeme plast.
Jak ovlivňuje struktura půdy její vlastnosti, které jsou důležité pro rostliny?
Je obvyklé rozlišovat tři základní prvky půdy – pevné, kapalné a plynné.
1) Pevné částice.
Tvoří základ půdy. Původ pevných částic pochází z takových geologických formací, jako jsou:
- skály a různé kameny
- písky
- jíl
- prachové částice
Každý prvek má své vlastní jedinečné vlastnosti. Například vlhkost prochází pískem dobře, ale špatně se v něm zadržuje. Pokud jsou převládajícími prvky v půdě velké prvky, pak se takové půdy nazývají lehké (na základě jejich mechanického složení).
2) Kapalné prvky.
Primárně je to voda, ale jsou přítomny i jiné kapaliny. Jak se udržuje vlhkost v půdě? Díky molekulární přitažlivosti se vlhkost zadržuje v půdě, a tím poskytuje rostlinám potřebné vodní zdroje.
Nasycení půdy vlhkostí a vzduchem mají opačný vztah – čím více vlhkosti je v půdě, tím méně plynných prvků a naopak. Nejúrodnější jsou půdy, ve kterých je optimální poměr vláhy a vzduchu – to umožňuje rostlinám plně zásobovat potřebné látky.
Jaké parametry půdy ovlivňují intenzitu metabolických procesů mezi půdou a rostlinami?
Díky tomu, že půda absorbuje značné množství různých chemických sloučenin, má možnost jimi rostliny zásobovat. A čím vyšší je absorpční kapacita půdy, tím lépe se vyrovnává se svými funkcemi. Absorpce chemických prvků půdou je způsobena následujícími faktory:
- mechanické
- fyzický
- chemické
- fyzikální a chemické
- biologický
1) Mechanický faktor.
Půda kombinuje vlastnosti „houby“ i „síta“ – absorbuje a filtruje látky, které do ní spadají.
2) Fyzikální faktor.
Díky fenoménu adsorpce se koncentrace pevných částic zvyšuje blíže k povrchu půdy. Adsorpce může být pozitivní nebo negativní.
3) Chemický faktor.
Když se určité chemické prvky dostanou do kontaktu, může dojít k reakcím, které vedou ke vzniku nerozpustných nebo komplexně rozpustných sloučenin.
4) Fyzikálně-chemický faktor.
Díky adsorpci některých chemických prvků v blízkosti povrchu půdy je další část schopna vstupovat do výměnných reakcí s půdními částicemi. Tyto procesy zajišťují úrodnost půdy a umožňují rostlinám získávat živiny.
5) Biologický faktor.
Velké množství široké škály bakterií, hub a dalších mikroorganismů v půdě zajišťuje metabolické procesy, v jejichž důsledku dochází k přeměně nebo migraci chemických prvků.
Rostliny, které obohacují půdu svými zbytky, také pomáhají rozšiřovat spektrum chemického složení půdy.
Jak se rostliny, půda a mikroorganismy vzájemně ovlivňují?
Mikroorganismy žijící v půdě ovlivňují výživu rostlin a vstupují s nimi do aktivní symbiózy. Mezi půdními mikroorganismy je obvyklé rozlišovat následující:
Tyto organismy žijí v prostoru zvaném rhizosféra. Rhizosféra je poměrně malá vrstva půdy, která je v kontaktu s kořenovým systémem rostlin a interaguje s kořenovými sekrety a také s mikroorganismy žijícími v půdě. Rostlinné částice a tekutiny uvolňované z kořenů se stávají živnou půdou pro mikroorganismy, které zase dodávají rostlinám potřebné chemické prvky v dostatečném množství.
Dnes bych chtěl upozornit na mnoho způsobů, jak mohou kořeny zlepšit zdraví půdy a rostlin. Praktický význam materiálu – na jednu stranu získáte argumenty ve prospěch nutnosti vytvořit podmínky pro tvorbu aktivně fungujícího kořenového systému, na druhou stranu je to možné. Vyberete si rostliny se silnějším kořenovým systémem pro správu zdraví půdy. Najdete zde také diagnostické pokyny – tedy podle jakých morfologických vlastností lze posuzovat stav rostlin.
Charakteristickým rysem rostlinného života je přítomnost dvou prostředí – fylosféry (nadzemní část rostliny) a rhizosféry (podzemí). V podzemní zóně samozřejmě hraje hlavní roli kořenový systém. Rostliny v procesu svého života ztrácejí odumřelé buňky, vylučují kořenové vlásky atd. a po jejich smrti zůstávají v půdě nadzemní části a zbytky kořenů, to vše mikroorganismy aktivně zpracovávají. Rostliny svými kořeny vylučují všechny druhy organických a minerálních látek a vytvářejí v kořenové zóně mikrobiální společenství podle svých potřeb. Mikroorganismy jsou zase schopny stimulovat růst a vývoj rostliny, čistit její stanoviště, chránit ji před nepříznivými podmínkami prostředí a před nežádoucí mikroflórou.
Stabilita půdy
Morfologie kořenů (délka, hustota, průměr) má silný vliv na stabilitu půdy. Husté kořenové systémy skládající se z jemných kořenů lépe odolávají erozním procesům. Průměr kořenů také účinně ovlivňuje hustotu půdy. Silnější kořeny zvyšují hustotu půdy posouváním a stlačováním půdních částic sousedících s kořenem, délka těchto kořenů umožňuje stabilizovat půdu v hloubce. Kořeny zároveň vytvářejí v půdě biopóry, zvyšují provzdušňování a infiltraci vody a absorpce vody kořeny urychluje cykly smáčení-sušení, čímž se také udržuje struktura půdy. Provzdušněná půda vytváří lepší podmínky pro mineralizaci a zvyšuje dostupnost minerálních látek.
Zachování agronomicky cenné struktury
Studie strukturního a agregátového složení půd obsazených rostlinami pro různé zemědělské účely prokázaly rozdíly v poměrech půdních agregátů různých velikostí. K tvorbě půdních agregátů dochází především díky kořenovým exsudátům obsahujícím polysacharidy a proteiny a mucigelu, které působí jako lepidlo, drží pohromadě minerální částice nebo mají vodoodpudivý účinek a zabraňují smáčení půdních agregátů. Tvorbu půdních agregátů napomáhá i mycelium mykorhizotvorných hub, které také mohou pomocí mycelia tvořit rám a pomocí svých sekretů vytvářet nebo ničit půdní agregáty.
absorbce vody
Dalším typem vlivu morfologie kořenového systému je jejich fyziologie, tedy vstřebávání živin a vody, uvolňování odpadů a exsudátů. Komunikace mezi nadzemní a podzemní částí rostliny probíhá přenosem živin a pomocí chemických signálů.
Kořeny aktivně spotřebovávají vodu z půdy, zatímco rostlina s rozvinutějším kořenovým systémem má za jinak stejných okolností širší rozsah optimální výživy vodou. Rostliny jsou schopny absorbovat vodu v celém půdním profilu, ale to velmi závisí na typu půdy a prostředí. Například v suchých půdách dochází k absorpci ve větších hloubkách mladými kořeny.
Reakce architektury a morfologie kořenového systému na nedostatek vody v půdě může spočívat v potlačení růstu kořenového krčku a postranních kořenů, protože zastavení větvení je důsledkem úspory rostlinných zdrojů a jejich nasměrování k rozvoji hlavních rostlin. kořen, který zasahuje hlouběji do půdy. Je třeba také pamatovat na to, že voda v půdě je v jiném skupenství a kořenový systém se tomu přizpůsobuje několika způsoby: „hydropattering“, kdy kořenový systém roste a větví se v oblastech s dostupnou vodou, „hydrotropismus“, kdy kořenový systém pomocí hormonů určuje prameny s přístupnou vodou.
Příjem živin
Pro studium odezvy architektury a morfologie kořenových systémů na podmínky prostředí jsou nejzřetelnější dva prvky – dusík a fosfor; oba jsou extrémně nezbytné pro život rostlin, ale zároveň se jejich sloučeniny nacházejí v půdách. v nedostatečném množství nebo ve formě sloučenin, které jsou pro rostliny obtížně dostupné. Adaptace kořenového systému na nedostatek živin byly studovány poměrně široce.
Zdrojem dusíku pro rostliny jsou soli kyseliny dusičné a dusité, amoniakální formy dusíku, organické sloučeniny dusíku jako močovina a aminokyseliny a také molekulární dusík (absorbovaný v symbióze s nodulovými bakteriemi). Sloučeniny dusíku jsou často nepohyblivé v důsledku tvorby nerozpustných komplexů s půdními koloidy, organickými i minerálními. Kořeny dokážou stimulovat uvolňování enzymů mikroby, které se podílejí na odbourávání organického dusíku, čímž urychlují přísun dusíku do rostliny.
Kořenový systém reaguje na nedostatek dusíku v půdě následovně:
- zvětšuje se úhel sklonu u adventivních a rámových kořenů,
- prodlužují se postranní a hlavní kořeny,
- hustota kořenů v blízkosti povrchu klesá,
- počet hlavních kořenů klesá.
Kořenový systém má tedy tendenci pronikat do hlubokých vrstev půdy při hledání oblastí obohacených dusíkem, zatímco v půdách bohatých na sloučeniny dusíku je vývoj kořenového systému inhibován: zvýšení koncentrace NH4+ brzdí prodlužování hlavního a zvýšení NO3- snižuje počet postranních kořenů a rámových kořenů, protože distribuce uhlíku a metabolitů směřuje ke stonku.
Fosfor je těžko přístupný prvek, který se vyskytuje v horních vrstvách půdy, převážně ve formě fosforečnanů. Zdrojem fosforu v půdě jsou organické fosfáty po mineralizaci. Rostliny jsou schopny vylučovat exsudáty bohaté na organické kyseliny, které zvyšují desorpci a solubilizaci minerálních povrchů. Obnova fosforu z jednoduchých organofosforových sloučenin se dosahuje uvolňováním fosfatáz rostlinou (například jsou koncentrovány v buňkách rostlin – pšenice, hrách, kukuřice, fazole), které se uvolňují při nedostatku fosforu v půdě. Také rostliny přijímají fosfor v symbióze s mykorhizními houbami. Některé rostliny (lupina, hořčice, hrách atd.) jsou schopny získat fosfor z málo rozpustných trisubstituovaných fosfátových solí, protože jejich kořenové sekrety jsou vysoce kyselé. Vizuální reakce kořenových systémů na nedostatek fosforu se projevuje zvýšením počtu a délky kořenů, tvorbou proteoidních nebo klastrových kořenů.
Experimenty s Arabiopsis ( Brassicae), pěstované v podmínkách nedostatku fosforu, vykazovaly takové změny v architektuře kořenového systému, jako je priorita vývoje postranních kořenů, zatímco byly soustředěny blízko povrchu půdy. Lokální aplikace hnojiv prokázala silný rozvoj kořenových systémů v oblastech jejich koncentrace, protože intenzivní větvení zvyšuje absorpční kapacitu, ale zároveň výrazný nadbytek koncentrací živin vedl k inhibici kořenových systémů.
Změny v architektuře a morfologii kořenových systémů, jejich plasticita ve vztahu ke změnám prostředí tedy umožňují použít tato kritéria jako diagnostickou reakci na změny prostředí.
Informace o pozadí
Kořeny klastrů/proteoidů – kořeny, které tvoří husté krátké postranní kořenové skupiny blízko sebe – podobně jako čističe potrubí s velkým počtem kořenových vlásků. Proteidní kořeny mohou tvořit silnou vrstvu o tloušťce dva až pět centimetrů, která se nachází těsně pod podestýlkou mrtvých listů.
Při přípravě sdělení byly použity tyto veřejně dostupné literární zdroje:
NOVÉ ASPEKTY INTERAKCE ROSTLIN A MIKROORGANISMY NA PŘÍKLADU JEČMENE OBECNÉHO (HORDEUM VULGARE L.), Pinchuk I.P., 2018
Doufám, že vám předložený materiál nejen rozšířil obzory, ale také že jste pro sebe našli praktické výhody.
