Культура водных растений. Водные культуры растений
Водные культуры - это... Что такое Водные культуры?
Лит.: Тимирязев К. А., Земледелие и физиология растений, Избр. соч., т. 1, М., 1957; Прянишников Д. Н., Избр. соч., т.1, М.,1965; Недокучаев Н. К., Вегетационный метод, 4 изд., М. — Л., 1931; Соколов А. В., Архомейко А. И., Панфилов В. Н., Вегетационный метод, М., 1938; Хьюитт Э., Песчаные и водные культуры в изучении питания растений, пер. с англ., М., 1960; Баславская С. С., Трубецкова О. М., Практикум по физиологии растений, [М.], 1964.
П. А. Генкель.
dic.academic.ru
Водные культуры
выращивание растений на жидкой (водной) питательной среде. Метод В. к. разработан в 70-х гг. 19 в. немецкими биологами И. Кнопом и Ю. Саксом. Применяется в исследованиях питания, роста и развития растений, а также в производственных условиях (см. Гидропоника). В. к. позволяют регулировать объём, состав, концентрацию, осмотическое давление, реакцию и другие свойства питательного раствора. С введением метода В. к., а также песчаных культур (См. Песчаные культуры) в практику физиологических и агрохимических исследований были установлены элементы, необходимые для питания и развития растений, а затем выяснена роль в жизни растений микроэлементов (См. Микроэлементы). В России В. к. впервые применил К. А. Тимирязев (1872). Дальнейшее развитие В. к. получили в работах Д. Н. Прянишникова. В. к. используются при изучении поступления, усвоения солей и обмена веществ в растениях. В условиях В. к. хорошо развиваются все с.-х. растения, в том числе корнеплоды и клубнеплоды. Средой при В. к. служит раствор на дистиллированной воде питательных смесей (См. Питательные смеси), состав которых определяется задачами исследования и типом изучаемой культуры. Сосуды с В. к. помещают в Вегетационный домик. В. к. делают возможными: наблюдение за развитием корневых систем опытных растений, систематический анализ и периодическую смену питательного раствора. Предварительно выращенные семена закрепляют ватой на крышках, покрывающих сосуды и имеющих отверстия для корней. В одно из отверстий вставляют доходящую до дна сосуда стеклянную трубку для снабжения корней кислородом. Во избежание перегрева сосудов, а также развития в них водорослей на сосуды надевают двойные чехлы: внутри из чёрной, снаружи из белой материи.
Существенный недостаток В. к. — изменение реакции питательного раствора, резкие сдвиги её в сторону кислотности или щёлочности вследствие физиологической кислотности или щёлочности внесённых питательных солей. Это ведёт часто к развитию болезней (хлороз и др.) растений в В. к. В этих случаях необходимо прибавлять едкий натр или серную кислоту (до установленной реакции), иногда лимоннокислое железо. Рекомендуется также периодическая смена питательного раствора.
Лит.: Тимирязев К. А., Земледелие и физиология растений, Избр. соч., т. 1, М., 1957; Прянишников Д. Н., Избр. соч., т.1, М.,1965; Недокучаев Н. К., Вегетационный метод, 4 изд., М. — Л., 1931; Соколов А. В., Архомейко А. И., Панфилов В. Н., Вегетационный метод, М., 1938; Хьюитт Э., Песчаные и водные культуры в изучении питания растений, пер. с англ., М., 1960; Баславская С. С., Трубецкова О. М., Практикум по физиологии растений, [М.], 1964.
П. А. Генкель.
Поделитесь на страничкеslovar.wikireading.ru
29 Особенности потребления минеральных элементов в онтогенезе растений.
Поглощение минеральных веществ в течение онтогенеза определяется биологическими особенностями растения. Так, яровые злаки азот, фосфор и калий наиболее активно поглощают в первые 1,5 месяца роста. За это время овес накапливает более 70% калия, 58% кальция, а магний поглощается с одинаковой скоростью до созревания зерна. У гороха, обладающего длительным периодом цветения и образования плодов, все элементы в течение онтогенеза поступают равномерно. У многих растений усвоение минеральных веществ усиливается в период цветения — образования семян. Земляника, формирование ягод у которой продолжается около трех недель, за время плодоношения накапливает около половины азота, фосфора и калия, поглощаемых в течение вегетационного периода. За время цветения у льна (10— 12 дней) количество золы в надземной части удваивается, а содержание азота, фосфора и калия возрастает в 3—4 раза. Элементы, участвующие в синтезе лабильных органических соединений, весьма активно поглощаются растениями на ранних этапах онтогенеза со скоростью, превышающей накопление сухого вещества. Поэтому проростки и молодые ткани содержат много азота, фосфора, калия и магния. Эти элементы в дальнейшем могут легко перераспределяться из более старых листьев в более молодые и в конусы нарастания.
В первые недели вегетации относительное содержание азота, фосфора и калия у яровых злаков возрастает благодаря относительно более высокой скорости поглощения по сравнению со скоростью роста. После завершения фазы кущения чрезвычайно интенсивно растет стебель, что приводит к резкому снижению относительного содержания этих элементов в сухом веществе вследствие эффекта «разбавления». После колошения, в период развития и созревания колоса, содержание азота, фосфора и калия в расчете на целое растение почти не меняется, однако в органах происходит значительное перераспределение элементов и большие количества азота, фосфора переносятся из листьев и стеблей в зерновки. Относительное содержание кальция, марганца, железа и бора, наоборот, выше в более зрелых частях и более старых растениях, так как их соединения прочнее связаны с цитоплазмой и мало используются вновь; при недостатке этих элементов в среде питания в первую очередь страдают молодые листья и конусы нарастания.
30. Культура растений без почвы: гидропоника, аэропоника, водные культуры.
Водная культура. Для этого метода характерно отсутствие субстрата. Корневая система погружена непосредственно в питательный раствор. Выращивание растений в водной культуре имеет различные варианты, из которых наиболее перспективным, вероятно, является технология тонкослойной проточной культуры (ТПК).
Субстратная культура. При этом способе выращивания корневая система растений развивается в твердой среде (торф, древесная кора, песок, гравий). Среда для выращивания растений без почвы должна быть твердой опорой для поддержания растений в вертикальном положении, не вступать в реакцию с питательным раствором, иметь малую емкость поглощения, непрерывно снабжать корни водой и растворенными в ней питательными веществами, обеспечивать достаточную аэрацию корневой системы. С помощью автоматического устройства питательный раствор подается снизу в искусственный субстрат и после увлажнения опять стекает в резервуар. Уровень питательного раствора поддерживают на 3—4 см ниже поверхности субстрата, что снижает потерю воды испарением субстрата и предотвращает появление на нем водорослей и плесени.
Аэропонная культура. Метод аэропонной культуры растений предусматривает подачу питательного раствора к корням в виде тумана (аэрозоля). В настоящее время успешно используют на большом числе овощных, цветочных и других культур голландскую гидропонную систему, при которой создаются два слоя питательного раствора — аэрозоль у поверхности и циркулирующий раствор у основания. Аэрозоль обеспечивает непрерывную аэрацию и способствует быстрому корнеобразованию.
Выращивание растений без жидкой среды - аэропоника. Растения в этом случае закрепляют на спец. установке, в которой корневая система через каждые 10 минут в течении 5-7 с автоматов опрыскивается питательным р-ром.
Наиболее важным фактором при беспочвенном питании растений являются питательные растворы. Их готовят путем растворения различных солей в воде. По своему составу они подобны почвенному раствору и должны удовлетворять определенным требованиям. При гидропонных технологиях первостепенное значение имеет качество воды, на которой готовят питательные растворы. К наиболее важным показателям относятся общая концентрация растворимых солей; содержание натрия, хлора; бора и других элементов, усвояемых растением в малой степени и при накоплении действующих токсично. Наиболее благоприятная реакция питательного раствора для усвоения почти всех элементов питания корнями растений 5,5— 6,5. Питательный раствор должен обладать определенной буферностью, т. е. способностью противостоять изменению реакции среды.
studfiles.net
водная культура
Водные культуры (рис. 81) более трудоемкие, чем песчаные или почвенные культуры. Сосуды для постановки водных культур представляют собой широкогорлые банки емкостью от 4 до 8 л. В некоторых случаях при постановке опытов с такими культурами, как кукуруза, подсолнечник, клещевина, табак, сахарная свекла, используют обычные стеклянные вегетационные сосуды большого объема. Сверху сосуды закрывают деревянными пробками, у которых нижний диаметр равен точно диаметру сосуда или горлу банки, а верхний диаметр на 0,5 см шире и примерно равен внешнему диаметру сосуда. В пробке делают ряд отверстий диаметром 1,5—2 см, а иногда и шире для помещения в них стебля растения. Одно отверстие в центре пробки слу жит для закрепления каркаса и другое отверстие используют для стеклянной трубки, через которую продувают воздух. На сосуды надевают двойные чехлы, сшитые из белой хлопчатобумажной ткани с черной подкладкой. Это делают с целью уменьшения нагревания от солнца, а также чтобы в питательный раствор не проникал свет и в нем не развивались водоросли.[ ...]
Водная культура. Растения прикреплены к специальным матерчатым сеткам так, что корневая зона периодически заполняется питательным раствором.[ ...]
Водная культура. Растения прикрепляют к специальным сеткам или устанавливают в кубики и размещают в поддоны. Корневая система черенков периодически подтапливается питательным раствором или находится в нем постоянно в зависимости от конструкции установки и способа подачи питательного раствора.[ ...]
ВОДНАЯ КУЛЬТУРА, аквакультура — способ выращивания растений на водных питательных средах. Впервые применен в 1699 г. англ. ученым Д. Вудвордом. Используется как в исследованиях питания, роста и развития растений, так и для производственных целей.[ ...]
В водной культуре хорошо растут не только традесканция, но и другие растения, выращенные из черенков и даже из семян (фасоль, гречиха, кукуруза, подсолнечник).[ ...]
| Водные культуры. Вегетационный опыт с помидорами. У первого сосуда чехол опущен, видна корневая система. |  |
Опытами с водными культурами традесканции и других растений вы можете положить начало организации на окне ботанической лаборатории или уголка имени К. А Тимирязева.[ ...]
Гравийная культура. Растения высаживают в каменистый материал с частицами диаметром более 2 мм. Наряду с гравием применяют чистый кварц, щебень, лаву, базальт и т. п. В заполненные субстратом водонепроницаемые поддоны периодически подают питательный раствор, который хранят в специальном резервуаре. Питательный раствор используют многократно, иногда в течение целого года, но содержание отдельных элементов в нем поддерживают на требуемом уровне (для этого раствор периодически анализируют). В 1950 г. в Голландии был проведен ряд опытов по выращиванию гвоздик в песке и вермикулите. Опыты не дали положительных результатов. По-видимому, лучше выращивать ранние тепличные огурцы методом водной культуры и помидоры — методом песчаной культуры.[ ...]
Перевод на водную культуру проводится следующим порядком: уже с вечера, накануне, рассаду или молодые растения ставят в таз с водой, которая должна покрывать горшки с рассадой с верхом, с тем чтобы ком земли полностью насытился ею и благодаря этому разрыхлился. На следующий день, приготовив большое количество воды, нагретой до 35—37°, в нее опускают корни и очень осторожно и по возможности полностью удаляют приставшую к корням почву. У растений с грубой корневой системой, переносящей не слишком деликатное обращение (например, монстера, фикусы, фалангиум и т. д.), это сделать нетрудно.[ ...]
В условиях водных культур труднорастворимые соединения оседают на дно сосуда, и питание ими идет менее интенсивно; поэтому в случае, когда изучаются труднорастворимые соединения или возможно их образование при изменении состава питательной среды во время вегетации растений, предпочтительнее проводить опыт в песчаной культуре. По этой же причине в водных культурах растения часто страдают от хлороза вследствие гидролиза солей железа и выпадения гидрата окиси железа или же вследствие образования малорастворимых соединений железа. Учитывая существующие различия между песчаной и водной культурой, экспериментатор может выбрать ту или иную модификацию в зависимости от темы и схемы опыта. Постановка опыта в водной культуре предпочтительна в тех случаях, когда по характеру исследования нужна более гарантированная чистая среда, когда требуется полная смена питательного раствора во время вегетации; когда в процессе вегетации необходимо временное помещение растений в иной питательный раствор, также удобно применять водные культуры.[ ...]
В отличие от водных культур в выемку гидропонной установки не насыпают никакого субстрата, его помещают на решетку, закрывающую выемку сверху.[ ...]
В 1859 г. растения в водных культурах впервые были доведены до созревания, хотя еще при небольшом урожае, о чем почти одновременно сообщали Кноп и Сакс; но Сакс пришел к методу фракционированных растворов, и лишь Кноп установил полную питательную смесь для нормальных культур в той форме, в какой до сих пор ею пользуются. Задача для того времени была трудной, так как сразу имели дело со многими неизвестными; не знали не только того, какие элементы нужны, но и в какой форме их лучше давать и какая реакция раствора лучше для растения, какую концентрацию солей оно выносит; нужно было обеспечить аэрацию водного раствора, защитить его от прямого действия солнечных лучей, словом, выработать технику водных культур так, чтобы каждый раз пользоваться ею без риска затемнения поставленного вопроса побочными обстоятельствами.[ ...]
Опьгг выращивания водных культур имеет большое значение для каждого юного ботаника.[ ...]
АКВАКУЛЬТУРА — см. Водная культура, Марикультура. АКВАТОРИЯ [от лат. aqua — вода и (терри)тория] — участок водного пространства, ограниченный соответствующими естественными, искусственными или условными границами.[ ...]
Опыты с кукурузой в водной культуре при возрастающей концентрации алюминия [на каждый литр питательного раствора от 10—10 до 100 мг A12(S04)3 • 18Н20] показали, что рост и урожайность кукурузы значительно снизились, за исключением концентраций Ю 10 и 10 8, при которых наблюдалось небольшое повышение урожайности; однако росту корней причиняла вред любая концентрация.[ ...]
Опыты проводились в водных и в почвенных культурах. В водных культурах растения выращивались на несколько измененной 3. И. Жур-бицким питательной смеси Кнопа. Изменения заключались в том, что соотношение между азотом, фосфором и калием устанавливалось в соответствии с потребностями отдельных культур, а нужная реакция раствора достигалась сочетанием одно- и двухзамещенных фосфатов.[ ...]
Замечено, что гибель водной культуры вирусов требует значительно меньших доз, чем их гибель в сухом виде. Так, суспензия вируса оспы с концентрацией 107 единиц/мл полностью инактивируется при дозе 600 000—800 000 рад, а в сухом виде препарат сохраняет еще некоторую активность при дозе 11 Мрад.[ ...]
При уборке растений в водных культурах учитывают урожай не только надземной массы, но и корцей.[ ...]
По данным исследований водных культур, поглощение магния ячменем начиналось с первых моментов его развития и прекращалось в фазе полной зрелости. Максимум поглощения приходился на период от выхода в трубку до начала созревания. Использование магния ячменем было невысоким и составляло от 6 до 15%, в то время как использование кальция было в 2 раза больше. В другом опыте [86] полное исключение магния из питательного раствора в различные фазы развития оказывало сильное отрицательное влияние на урожай ячменя, особенно в начале кущения и стеблевания. Выключение магния и в поздние сроки (в начале восковой спелости) заметно снижало урожай.[ ...]
Опыты были поставлены в водной культуре на питательной смеси Гельригеля. Деятельность корневой системы оценивалась по поглощению воды и минеральных соединений (фосфора и азота нитратов) из наружного питательного раствора через сутки после впрыскивания. Содержание фосфора в среде определялось методом Труога-Мейера, азота нитратов ди-сульфофеноловым методом. Опыты проводились в условиях нормальной естественной освещенности (весенне-летний и начало осеннего периоды).[ ...]
Порядок работы. Для работы в водной культуре на 0,5 нормы питательной смеси Кнопа выращивают двухнедельные растения подсолнечника и разделяют их на три группы. Первую группу растений опрыскивают 0,02%-м раствором натриевой соли 2,4-Д (1 мл раствора на одно растение) за 72 ч до наблюдения. Растения второй группы опрыскивают тем же раствором за 36 ч до наблюдения, а третьей — дистиллированной водой с тем же расходом жидкости на одно растение.[ ...]
Чтобы избежать этого, железо в водных культурах дают в форме цитрата, внося его малыми дозами, но чаще.[ ...]
В опытах, проводимых в водной культуре, концентрация 2,5 мг/л NiO в виде сернокислого никеля задерживает рост растений или приводит к их гибели [61].[ ...]
Хотя слово «гидропоника» означает водную культуру, теперь под гидропоникой понимают гравийную культуру с поддонным орошением, причем гравий насыпают в водонепроницаемые бетонные трддоны. .Для надлежащего дренажа У-образные поддоны имеют уклон в 2,5—5 см от боковых стенок к центру, а также уклон в 5—10 см от торцевых стенок к центру. Лет 10 назад дну поддона не придавали достаточного уклона, и теперь проявляются признаки заболачивания.[ ...]
Однако тогда же при всех pH обнаружили в водных культурах экзоосмос ионов 804 и фосфат-ионов.[ ...]
А. М. Осипова (1926) при всех pH обнаружила в водных культурах вкзоосмос ионов SO¡ и фосфат-ионов.[ ...]
Настоящему любителю перевод растений на водную культуру не доставит трудностей. При достаточно деликатном обращении и некотором навыке с этой задачей можно успешно справиться. Однако гораздо целесообразнее идти естественным путем и вести размножение растений также без почвы.[ ...]
Как было отмечено, в песчаных, а тем более в водных культурах, можно создать концентрацию питательного субстрата более равномерную, чем при почвенных культурах. Однако и в этих условиях растения в продолжение вегетации, потребляя те или иные питательные вещества, изменяют как концентрацию питательного субстрата, так и его реакцию. Если по условиям опыта надо иметь в течение длительного периода строго постоянную концентрацию питательных веществ или постоянное соотношение между элементами, и особенно когда изучают условия питания при постоянной реакции среды, используют модификацию вегетационного метода — метод текучих растворов. Постановка опыта методом текучих растворов — очень трудоемкая работа и чаще всего используется лишь при сравнительно коротких схемах. Примером использования методики текучих растворов могут служить работы, выполненные в лаборатории Д. Н. Прянишникова, о влиянии pH среды на поступление в растение КН4 и N03 ионов.[ ...]
Система Герике. Система д-ра Герике основана на водной культуре, которую он назвал гидропоникой. Слово «гидропоника» в переводе с греческого означает «работа с водой». Водонепроницаемый поддон наполняют питательным раствором. Над поддоном устраивают грядку из древесных стружек или опилок, в которые и высаживают растения. Между нижней поверхностью грядки и питательным раствором поддона должно оставаться свободное пространство. Некоторые преимущества, приписываемые системе Герике, не проявились на практике. Все же данную систему можно успешно использовать для проведения опытов. Кроме того, она оказала влияние на развитие современной гидропоники.[ ...]
А для вытеснения катионов из почвенных коллоидов в раствор и необходимо наличие выделяемых корнями ионов водорода.[ ...]
Белоусов М.А. Влияние бора на развитие сахарной свеклы в водных культурах. — Труды ЦИНС вып. 8, 1932.[ ...]
В зависимости от характера питательной среды различают водную культуру (собственно гидропоника), субстратную культуру (растения выращивают на твердых заменителях почвы - субстратах, которые периодически смачивают питательным раствором) и воздушную культуру (или аэропонику).[ ...]
Материалы и оборудование. 30 растений пшеницы, выращенных в водной культуре па 0,1; 1 н 4 нормах смосп Кнопа (десять растений каждого варианта. Измеритель Я. С. Ь., держатель с игольчатыми электродами.[ ...]
Перечисленные выше способы выращивания растений относятся к водной культуре, или, по-научному, -бессубстратному типу гидропоники.[ ...]
Порядок работы. Десятидневные растения пшеницы, выращенные в водной культуре на питательной смеси Кнопа в вариантах 0,1; 1 и 4 нормы (по 10 растений в каждом), выдерживают в стационарных, условиях в течение 20.. .30 мин до опыта.[ ...]
Наиболее существенна это для соединений железа и аниона фосфорной кислоты, так как в водных культурах при этом выпадает осадок, что приводит к хлорозу.[ ...]
Несколько позже E. Brandenburg обнаружил идентичность признаков медной недостаточности у растений водных культур и симптомов так называемой «болезни обработки» на болотных почвах. «Болезнь обработки» у многих культур очень часто наблюдается на торфянистых почвах.[ ...]
Смесь Гельригеля является одной из наиболее универсальных, она была вначале предложена для песчаных культур, но часто используется и в водных культурах. Она малопригодна для культур, чувствительных к кислой реакции. Однако при помощи некоторых изменений, например замены части КН2Р04 на К2НР04, можно изменить начальную реакцию этой смеси (до pH 5—6) и сделать ее пригодной и для чувствительных к кислотности растений. Смесь Кнопа близка по составу к смеси Гельригеля, но имеет более высокое значение pH в начале опыта и более высокую концентрацию питательных веществ; она употребляется для культур с повышенными требованиями к количеству питательных веществ.[ ...]
Не желательно и излишне высокое содержание фосфора во внешнем растворе. По наблюдениям Шеффера (1961), в водных культурах 20-дневные проростки овса не только не поглощали, но даже выделяли ранее поступивший фосфор, если его во внешнем растворе было более 5 мг в 1 л.[ ...]
К сказанному необходимо добавить, что ввиду поглощения почвой фосфора удобрений и микроорганизмов результаты проведенных нами опытов в почвенных культурах менее надежны и точны, чем в песчаных культурах. В водных культурах большинство микроорганизмов развивалось неудовлетворительно, поэтому в этом случае микроорганизмы не оказали заметного влияния на содержание Р32 как в корнях, так и в водной среде. Вследствие этого результатов опытов в водных культурах мы здесь не даем.[ ...]
В агрохимических исследованиях методика вегетационного опыта развивалась почти параллельно: при выращивании растений в искусственной среде в песчаных и водных культурах и при выращивании растений в почвенных культурах.[ ...]
Углекислый газ главное, но не единственное вещество, выделяемое растениями во внешнюю среду через корни. А. Г. Дояренко (1909) изучал корневые выделения, изолируя в водных культурах прядь корней от их остальной массы, в пробирке с дистиллированной водой. На титрование выделенных корнями разных видов растений кислот расходовалось следующее количество 0,1 н. щелочи (в мл на сосуд).[ ...]
В дальнейшем было обращено внимание на содержание в почве алюминия, которое оказалось далеко не одинаковым при тех же значениях pH (в кислом интервале) различных почв. В водных культурах при pH около 4 даже в концентрации 2 мг на 1 л питательного раствора алюминий угнетает развитие большинства культурных растений (сахарной свеклы, льна, яровой пшеницы, ячменя, гороха и др.). Люпин, озимая рожь, картофель и некоторые другие культуры отличаются устойчивостью к алюминию в питательном растворе. Следовательно, отношение различных растений к кислой реакции и содержанию в растворе алюминия довольно хорошо коррелирует.[ ...]
Для того чтобы установить, является ли данное вещество питательным, необходимо выращивать растения на какой-либо нейтральной среде. В 1860 г. Сакс и Кноп, выращивая растения в сосудах па водном растворе минеральных солей, установили, что для жизнедеятельности растения, кроме С, О, Н, необходимы следующие 7 элементов: N. Р, Э (неметаллы), К, Са, Мд, Ре (металлы). Если полностью исключить какой-либо из этих элементов, то при выращивании в водных культурах нормальных растений получить не удается. После этого разные авторы неоднократно видоизменяли питательные смеси, но все они должны удовлетворять следующим требовапиям: 1. Содержать все основные питательные элементы в доступной для растений форме. 2. Иметь близкий к нейтральному pH, который не должен сильно сдвигаться при выращивании растений. 3. Общая концентра-ция солей не должна превышать определенный уровень.[ ...]
Вскоре после этого было установлено, что роль молибдена не ограничивается участием в биологической фиксации атмосферного азота. Эти исследования были подтверждены на овсе, салатё, белой горчице и др., что указывает на необходимость молибдена для роста растений вообще.[ ...]
Резкое расхождение фактов с предположениями Либиха обнаруживалось в вопросе об источниках азота растений. Как уже было сказано, он считал, что углекислый аммиак атмосферы является достаточным источником азота; на деле пришлось вводить в водные культуры как раз азот в наибольших количествах по сравнению с другими элементами.[ ...]
Первое время, видимо, под влиянием того, что зола содержит много углекислых и кремнекислых щелочей 1, склонны были давать эти же соединения и при выращивании в искусственной среде; этим нужно объяснить, что на опытной станции в Таранде в первый год ведения водных культур (1858) были предприняты опыты по вопросу об отношении растений к растворам углекислого калия разной концентрации, причем было констатировано крайне вредное дех!ствие не только раствора в 0,1% К2С03, но даже в 0,02% растворе корни размягчаются и отмирают в течение недели.[ ...]
Углеводы - конечный продукт фотосинтеза и субстрат для дыхания и роста растений. Известны сведения о защитной роли сахаров при адаптации растений к неблагоприятным условиям среды (Колупаев, Трунова, 1992). Целью наших исследований было изучение содержания углеводов в растениях ячменя (Hordeum distichum L., с. Новичок) в зависимости от уровня минерального питания и температуры. В опытах использовали 3-4-не-дельные растения, выращенные в климатической камере на водной культуре при двух температурных режимах (день/ночь) - пониженном (13/8°С) и оптимальном (22/18°С). Минеральные элементы вносили в среду ежедневно в экспоненциально возрастающих количествах, чтобы обеспечить постоянную низкую - 0.05 и высокую - 0.22 г/г-сут скорость роста (Ingestad, Lund, 1986).[ ...]
Далее Кноп (и другие исследователи) вскоре столкнулся со следующим обстоятельством: помимо исходной реакции, пришлось считаться с той тенденцией к ее изменению, которая зависит от неодинакового восприятия растениями основания и кислоты из отдельных солей; так, если дать растениям азот и в виде КаГуГОз, то растение будет быстро поглощать азотную кислоту и перерабатывать ее в органические соединения, в растворе же останется избыток натрия, хотя он и будет находиться не в виде свободной щелочи, а будет соединяться с углекислотой, выделяемой корнями, все же раствор будет становиться щелочным; а так как растения обычно требуют азота больше, чем калия и фосфора (и тем более серы, магния, железа), то от источника азота и зависит больше всего изменение реакции раствора. Особенно сильный сдвиг реакции, но уже в сторону кислотности, вызывают соли аммония с сильными кислотами, как N1 1 и (N114)2804, вследствие энергичного поглощения аммиака растениями и образования свободных кислот (позднее это явление получило название физиологической кислотности). Поэтому первые исследователи предпочли работать с нитратами, так как тенденция к щелочности смягчается избыточной углекислотой, выделяемой растениями (образуются бикарбонаты), а кроме того, введение Кнопом в практику водных культур кислого фосфата калия придавало исходному раствору кислую реакцию; поэтому остатки оснований, получающиеся при использовании растением нитратов, вызывают постепенный переход к нейтральной реакции.[ ...]
ru-ecology.info
Водные культуры
Во́дные культуры
Выращивание растений на жидкой (водной) питательной среде. Метод В. к. разработан в 70-х гг. 19 в. немецкими биологами И. Кнопом и Ю. Саксом. Применяется в исследованиях питания, роста и развития растений, а также в производственных условиях (см. Гидропоника). В. к. позволяют регулировать объём, состав, концентрацию, осмотическое давление, реакцию и другие свойства питательного раствора. С введением метода В. к., а также песчаных культур (См. Песчаные культуры) в практику физиологических и агрохимических исследований были установлены элементы, необходимые для питания и развития растений, а затем выяснена роль в жизни растений микроэлементов (См. Микроэлементы). В России В. к. впервые применил К. А. Тимирязев (1872). Дальнейшее развитие В. к. получили в работах Д. Н. Прянишникова. В. к. используются при изучении поступления, усвоения солей и обмена веществ в растениях. В условиях В. к. хорошо развиваются все с.-х. растения, в том числе корнеплоды и клубнеплоды. Средой при В. к. служит раствор на дистиллированной воде питательных смесей (См. Питательные смеси), состав которых определяется задачами исследования и типом изучаемой культуры. Сосуды с В. к. помещают в Вегетационный домик. В. к. делают возможными: наблюдение за развитием корневых систем опытных растений, систематический анализ и периодическую смену питательного раствора. Предварительно выращенные семена закрепляют ватой на крышках, покрывающих сосуды и имеющих отверстия для корней. В одно из отверстий вставляют доходящую до дна сосуда стеклянную трубку для снабжения корней кислородом. Во избежание перегрева сосудов, а также развития в них водорослей на сосуды надевают двойные чехлы: внутри из чёрной, снаружи из белой материи.
Существенный недостаток В. к. — изменение реакции питательного раствора, резкие сдвиги её в сторону кислотности или щёлочности вследствие физиологической кислотности или щёлочности внесённых питательных солей. Это ведёт часто к развитию болезней (хлороз и др.) растений в В. к. В этих случаях необходимо прибавлять едкий натр или серную кислоту (до установленной реакции), иногда лимоннокислое железо. Рекомендуется также периодическая смена питательного раствора.
Лит.: Тимирязев К. А., Земледелие и физиология растений, Избр. соч., т. 1, М., 1957; Прянишников Д. Н., Избр. соч., т.1, М.,1965; Недокучаев Н. К., Вегетационный метод, 4 изд., М. — Л., 1931; Соколов А. В., Архомейко А. И., Панфилов В. Н., Вегетационный метод, М., 1938; Хьюитт Э., Песчаные и водные культуры в изучении питания растений, пер. с англ., М., 1960; Баславская С. С., Трубецкова О. М., Практикум по физиологии растений, [М.], 1964.
П. А. Генкель.
Источник: Большая советская энциклопедия на Gufo.megufo.me
Культура водных растений | Палюдариум.Ру
В. Шелейковский, М. ИвановаЖурнал «Аквариум» №1, 1993 г.
Водные растения, наравне с другими аквариумными гидробионтами, привлекают к себе пристальное внимание любителей и специалистов. Экспедиции, организованные в последние годы в районы обитания водных растений в Юго-Восточной Азии, Африке, Америке и Австралии, позволили не только отыскать новые и интересные для аквариумистов растения, но и выявить ряд экологических факторов, объясняющих неудачи культивации некоторых видов в аквариумах. Обобщение собранного разными авторами материала позволило сформулировать ряд важных и принципиальных положений, которые не всегда принимаются в расчет даже опытными любителями.
Аквариумная культивация водных растений, происходящих главным образом из тропических областей разных континентов, имеет много общего.
Растения, в отличие от рыб и других водных животных, в естественных условиях являются автотрофными организмами, то есть питаются неорганическими соединениями и практически не составляют конкуренции животным в отношении органики.
Животные синтезируют необходимый белок путем пищеварения, растениям же требуется так называемое многофакторное питание, то есть для своей нормальной жизнедеятельности они нуждаются в ряде веществ, углекислом газе и световой энергии.
Вещества, необходимые растениям, подразделяются на макроэлементы, представляемые обычно в виде двух групп (N, Р, К и S, Mg, Ca и др.), и микроэлементы; отдельно выделяют железо. В обычном аквариуме дефицита макроэлементов, как правило, не бывает, поэтому на них останавливаться не будем. Микроэлементы и железо, нужные для нормального развития водной флоры, в условиях искусственных водоемов очень быстро выводятся из воды, то есть переходят в состав нерастворимых, или, точнее, трудно растворимых соединений и не могут быть использованы растениями для питания.
В природе происходят такие же гидрохимические процессы, но в речках и ручьях, где обитают водные растения, в частности, криптокорины, имеются небольшие минеральные источники, которые постоянно добавляют в воду необходимые вещества. Очевидно, что замена части воды, проводимая регулярно, является таким источником в аквариуме. Можно также создать искусственный минеральный источник, добавляя по каплям в воду сильно разбавленный раствор необходимых веществ, или — в самом простом варианте — подвесить маленький, предварительно обезжиренный гвоздик в токе воды у распылителя. В каркасных аквариумах в этом нет необходимости, так как из стального каркаса поступает предостаточно железа. Кстати, этим объясняется хороший рост большинства аквариумных растений именно в каркасных водоемах.
Если рассмотреть сухую массу водных растений, то по своему химическому составу она представляет собой более 90 процентов углерода, который растение усваивает путем ассимиляции растворенного в воде углекислого газа (определяющего рН) и гидрокарбонатов при наличии освещения. Чем больше света, тем большее количество углекислоты из воды потребляется растительностью и тем в более щелочную сторону сдвигается рН.
Источником углекислого газа в воде являются живущие в аквариумах рыбы, беспозвоночные, бактерии и др., а также растения при отсутствии освещения. Заметим, что процессы «дыхания» растений с выделением CO2 происходят независимо от освещения, но в процессе ассимиляции потребление углекислоты преобладает над ее выделением.
Важную роль в процессах жизнедеятельности растений играет температура. Чем она выше, тем активнее они питаются, тем больше им нужно света, углекислого газа и других веществ для нормального развития. Это явление следует обязательно учитывать аквариумистам, и если по каким-либо причинам приходится увеличивать температуру воды в аквариуме, следует увеличить и его освещенность, иначе это вызовет быстрое истощение растений.
Следует также иметь в виду, что недостаток каких-либо компонентов питания водных растений невозможно компенсировать ничем. И если, например, растениям не хватает марганца или цинка, никакое увеличение света, углекислоты или азота в воде их не заменит.
Различные виды растений требуют для своего оптимального развития специфических соотношений тех или иных питательных веществ. Но, пожалуй, общим для всех является торможение роста, цветения и плодоношения при избытке в воде нитратов, столь обычных в искусственных водоемах и практически отсутствующих в природных. Таким образом, неумеренное использование аквариумных «удобрений» может быть не только бесполезным, но и вредным.
Правильный световой режим — одна из основ успеха в культивировании водных растений. Здесь важную роль играют продолжительность светового дня, интенсивность источников света, их ориентация и излучаемый спектр. Особенно важно научиться дозировать свет в начальный период запуска аквариума, после пересадки растений. Сама практика дает ряд рекомендаций для его освещения, основанных на анализе экологических данных и сопоставлении получаемых результатов при моделировании естественного освещения в аквариуме.
Во-первых, следует по возможности приближать режим и спектр освещения к естественному. Это достигается путем использования люминесцентных ламп или их сочетания с лампами накаливания. Лампы располагаются в светильнике, устанавливаемом на аквариум сверху, при этом трубки должны находиться вдоль поверхности через каждые 10 сантиметров. Необходимо также предусмотреть компенсацию недостатка света с торцов ламп, иначе растения с боков аквариума будут в худшем положении. Поначалу освещение надо включить вполсилы, и лишь когда станет ясно, что растения достаточно окрепли, можно постепенно включить все лампы. На это уходит обычно не менее двух-трех месяцев. Переориентация источников света, как и изменение в расположении растений, нежелательны — это неестественно и может значительно тормозить их рост, а в некоторых случаях и привести к гибели.
Во-вторых, аквариум лучше располагать подальше от окна, так как оптимальная продолжительность светового дня для тропических растений 11-12 часов. Продолжительный день наших умеренных широт мешает нормальному росту растений. Кроме того, свет способствует чрезмерному росту водорослей, попадающих в аквариумы. Дело в том, что между водорослями и высшей растительностью в аквариумах (да и в природе) идет конкуренция за питательные вещества, а излишний свет — помощник водорослей. Вспомним, что некоторые водоросли, потребляя огромное количество веществ, вдвое увеличивают свою массу за один час. Может ли какой-нибудь эхинодорус или анубиас вырасти за это время хотя бы на 10 процентов?
В-третьих, для всех растений характерно «привыкание» к спектру применяемого источника освещения. Изменение спектра требует от растения нарастания новой биомассы с другой плотностью хлорофилла, обеспечивающей оптимальные условия ассимиляции. Частое произвольное изменение спектрального состава освещения неблагоприятно сказывается на росте растений (аналогично изменениям ориентации), вызывает их заболевание.
Таким образом, аквариумист должен помнить следующее. Нельзя резко менять режим освещения: больше света — не значит лучше. Если аквариум установлен на производстве, то освещения в течение рабочего дня вполне достаточно для большинства растений. Не беда, если растения будут без света субботу и воскресенье или на праздники — ничего страшного с ними не произойдет.
Любители, имеющие собственный опыт в содержании и размножении растений умеренной зоны, могут нам возразить. Действительно, для валлиснерии, сагиттарии, некоторых эхинодорусов и многих других растений допустим более продолжительный световой день. Кроме того, в период цветения многие растения нуждаются в более сильном освещении, и для них специально устанавливают индивидуальный источник света, попросту говоря, дополнительную лампочку с рефлектором.
Но все это частные случаи, так как растения, происходящие из умеренной зоны, при укороченном (по сравнению с естественным) дне в аквариумах выглядят лучше, так как имеют более короткие черешки листьев и остаются в погруженном состоянии. Гораздо хуже, если листья растений вылезают наружу, а в водной толще остаются в основном черешки. Аквариумисты должны учиться управлять ростом растений, не давая им достигать предельного размера. Для этого сокращают продолжительность светового дня, подрезают плавающие и надводные листья и т.д. Следует также помнить, что нельзя допускать цветения слабых растений — это нередко приводит к их гибели. И если будет обнаружен цветонос или бутон у слабого, на ваш взгляд, куста, его надо немедленно срезать. Особенно это касается барклайи: мощный куст может цвести непрерывно долгое время, а вот слабый после цветения гибнет.
Несколько слов о грунте. Он должен состоять из чистого гравия фракцией 5-10 миллиметров, причем очень важно, чтобы гравий был однородным. Смешивать частицы разных размеров в одном аквариуме не следует, так как при этом появляются зоны с разной проточностью, что вредно. Растения, нуждающиеся в так называемых анаэробных условиях для корневой системы, например криптокорина Гриффита, некоторые нимфеи и др., лучше посадить в глиняные горшочки подходящих размеров, которые нетрудно замаскировать. Слой грунта в 5-7 сантиметров достаточен для большинства растений. Для подкормки проще всего использовать шарики размером 1,5 сантиметра, изготовленные из шамотной глины, смешанной с хорошо вываренным торфом (на 3 части глины 1 часть торфа). Чтобы не портить воду, шарики следует слегка подсушить в духовке.
Очень важен правильный подбор растений в аквариуме. Пользуясь специальной литературой, надо выбрать растения, близкие по условиям обитания. Не следует держать вместе растения одного семейства, иначе может произойти самопроизвольное скрещивание. В первую очередь это относится к апоногетонам, которые у нас уже настолько перемешались, что трудно разобраться, «кто есть кто».
В заключение несколько слов о критериях, помогающих определить, насколько правильно ведется культивация водных растений. Здесь все очень просто: листья должны быть без обрастаний, форма и цвет растений естественными, чтобы аквариум радовал глаз.
Похожее
www.paludarium.ru
Водные и песчаные культуры
Для изучения многих вопросов корневого питания растений почва как среда малопригодна, так как состав ее слишком сложен и не все условия питания в ней могут быть строго учтены.[ ...]
С целью изучения питания растений в строго контролируемых условиях используют бесплодные среды: чистый кварцевый песок и дистиллированную воду. Самые разнообразные вопросы питания растений успешно решались в опытах с применением методики водных и песчаных культур. Выращивая растения в таких культурах, можно установить, какие элементы необходимы для нормальной жизнедеятельности растения, выявить роль отдельных элементов. Постепенно расширяется список необходимых для жизни растений элементов, что связано с усовершенствованием очистки солей и воды, применяемых в опытах.[ ...]
Вопрос о влиянии концентрации питательного раствора на рост и развитие растений в разные фазы жизни изучался при выращивании растений в водных культурах. В почве, в связи с присущей ей поглотительной способностью, в результате адсорбционных процессов концентрация внесенных удобрений не является строго определенной. Соли, растворенные в воде, имеют более определенную концентрацию. В тесной связи со сказанным стоит вопрос об изучении влияния на растения различного соотношения отдельных питательных элементов. Только постановкой опытов в песчаной культуре, исключая воздействие почвы, можно установить влияние корневых выделений различных растений на усвоение труднодоступных питательных веществ. Это было блестяще показано работами Д. Н. Прянишникова по изучению доступности фосфорита для разных растений.[ ...]
Большие возможности для изучения развития корневых систем у растений при различных условиях питания дает постановка опытов в водных культурах. В качестве примера можно сослаться на работы Б. А. Голубева по изучению влияния алюминия на развитие растений. Вредное влияние этого элемента, как это было показано опытами в водных культурах, прежде всего обусловлено токсическим действием его на развитие корневых систем растений, чувствительных к алюминию.[ ...]
Влияние реакции и буферности среды на развитие растений также лучше всего изучать в водной культуре. С этим вопросом связано разнообразие питательных смесей, предложенных разными авторами для различных культур. Работы последних двух-трех десятилетий выдвинули в качестве важной проблемы изучение питания растений по периодам роста. Значение различного уровня питания в разные периоды роста растений легче всего поддается изучению в условиях водных культур.[ ...]
Вода и песок для использования их в качестве среды в вегетационных опытах требуют специальной очистки. Обычная водопроводная или колодезная вода содержит некоторое количество растворенных солей, поэтому не годится для опытов.[ ...]
Чистую дистиллированную воду получить можно путем перегонки, но и она в зависимости от перегонного куба может содержать следы некоторых элементов. Для опытов с микроэлементами готовят бидистиллят путем повторной перегонки дистиллированной воды через кварцевый холодильник.[ ...]
Песок для удаления следов органических веществ раньше подвергали прокаливанию, но это сложная и дорогая операция. При этом если в песке есть какие-либо минеральные примеси, они не всегда будут удалены. Для получения чистого песка его вначале промывают концентрированной соляной кислотой, которую затем удаляют длительным промыванием водопроводной и дистиллированной водой.[ ...]
Между песком и водой как средой для выращивания растений имеется ряд отличий. Песок, как правило, сильнее загрязнен посторонними примесями, чем вода. Вода дает более однородное распределение внесенных питательных веществ, и в ней быстрее восстанавливается одинаковая концентра-ция по мере поглощения питательных веществ корнями растений. Проведение опытов в песчаных культурах менее трудоемко.[ ...]
В условиях водных культур труднорастворимые соединения оседают •на дно сосуда, и питание ими идет менее интенсивно; поэтому в случае, когда изучаются труднорастворимые соединения или возможно их образование при изменении состава питательной среды во время вегетации растений, предпочтительнее проводить опыт в песчаной культуре. По этой же причине в водных культурах растения часто страдают от хлороза вследствие гидролиза солей железа и выпадения гидрата окиси железа или же вследствие образования малорастворимых соединений железа. Учитывая существующие различия между песчаной и водной культурой, экспериментатор может выбрать ту или иную модификацию в зависимости от темы и схемы опыта. Постановка опыта в водной культуре предпочтительна в тех случаях, когда по характеру исследования нужна более гарантированная чистая среда, когда требуется полная смена питательного раствора во время вегетации; когда в процессе вегетации необходимо временное помещение растений в иной питательный раствор, также удобно применять водные культуры.[ ...]
Рисунки к данной главе:
Вернуться к оглавлениюru-ecology.info
