Особенности питания и удобрения овощных культур и картофеля

ОСОБЕННОСТИ ПИТАНИЯ 

И УДОБРЕНИЯ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР 

И КАРТОФЕЛЯ

В.В. КИДИН

Рекомендовано

в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений,

обучающихся по направлению подготовки 35.03.04 «Агрономия»

(квалификация (степень) «бакалавр»)

Москва

ИНФРА-М

202Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Российский государственный аграрный университет — 
МСХА имени К.А. Тимирязева

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

УДК 635(075.8)
ББК 42.34я73
 
К38

Кидин В.В.

К38  
Особенности питания и удобрения овощных культур и картофеля : 

учебное пособие / В.В. Кидин. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 202 с. — 
(Высшее образование: Бакалавриат). — DOI 10.12737/21021.

ISBN 978-5-16-011957-1 (print)
ISBN 978-5-16-104552-7 (online)
В учебном пособии рассмотрены вопросы питания основных овощных 

культур, возделываемых в различных регионах России: капусты, моркови, 
томатов, огурца, лука, чеснока, свеклы столовой, картофеля и др. Причем 
основной упор сделан на оптимизации их питания. Описаны происхождение культур, занимаемые ими площади, их урожайность, условия выращивания и т.д. Приведены  данные, касающиеся роли овощей в питании 
и лечении болезней человека. Пособие снабжено словарем основных терминов, а многочисленные таблицы помогут лучше усвоить изложенный 
материал.

Соответствует требованиям Федерального государственного образова
тельного стандарта высшего образования последнего поколения.

Книга предназначена для бакалавров, обучающихся по агрономиче
ским направлениям. Она также будет полезна магистрам, аспирантам 
и молодым специалистам, заинтересованным в изучении вопросов питания овощных культур, выращиваемых в различных зонах нашей страны.

УДК 635(075.8)

ББК 42.34я73

А в т о р:

Кидин Виктор Васильевич, доктор биологических наук, профес
сор Российского государственного аграрного университета — МСХА 
им. К.А. Тимирязева

ISBN 978-5-16-011957-1 (print)
ISBN 978-5-16-104552-7 (online)
© Кидин В.В., 2016

Введение

В учебном пособии изложены теоретические основы рацио
нального питания растений, даны сведения о происхождении 
овощных культур, их питательной и лекарственной ценности для 
человека, приведены химический состав растений, влияние питания на качество продукции, содержание витаминов в товарной 
части и их значение. Наряду с особенностями роста растений детально рассмотрены вопросы оптимизации почвенного плодородия 
под отдельные овощные культуры и рационального применения 
органических и минеральных удобрений в различных почвенноклиматических зонах страны. Также детально рассмотрены дозы, 
сроки и способы внесения органических и минеральных удобрений 
под овощные культуры. 

Бытует мнение, что овощи могут выращивать почти все, по
скольку «не боги горшки обжигают»! Желание, верно, является 
первоосновой, но без знаний о питании растений вырастить 
достойный урожай овощных культур практически невозможно. 
Именно желание помочь гражданам, уровень жизни которых ниже 
прожиточного минимума, заставило написать настоящее пособие. 

Еще в 359 г. до н.э. Гиппократ сказал: «Пища должна быть ле
карством, а лекарство должно быть пищей».

Считаю важным напомнить, что выращивание овощей и других 

культур для людей умственного и физического труда является своеобразной лечебной процедурой, профилактикой болезней.

Пособие подготовлено согласно Федеральным государственным 

образовательным стандартам третьего поколения и предназначено 
для студентов, обучающихся агрономическим специальностям.

Глава 1
ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ

1.1. СТРОЕНИЕ КОРНЯ

Оптимизация минерального питания растений определяет их 
продуктивность и качество урожая. Корни растений выполняют 
важнейшую функцию в их питании, поглощая из почвы или удобрений минеральные элементы. Благодаря корням растения удерживаются в почве или другом субстрате, синтезируют органические 
вещества, необходимые растительному организму. 
Строение корневой системы зависит от вида растений, условий 
их произрастания и их возраста. Наиболее активной частью корня 
является его кончик, состоящий из корневого чехлика, корневой 
меристемы (зоны деления), зоны роста, поглощения, транспорта 
элементов питания (рис. 1.1).
Кончик корня состоит из корневого чехлика 1, предохраняющего 
меристему кончика корня от повреждения, зоны делящихся клеток 
2 (меристемы; 0,2–0,3 мм), зоны роста 3 (растяжения; 1,5–3,0 мм), 
за счет которой происходит удлинение корня и зоны дифференциации проводящих сосудов корня ксилемы и флоэмы 5. Зона дифференциации корня 4 (10–20 мм) покрыта густой сетью корневых 
волосков 7 (длина 0,4–1,5 мм), которые принимают наиболее активное участие в поглощении элементов питания и передаче их 
в ксилему. 
На рис. 1.2 показан поперечный разрез кончика корня. В зоне 
корневых волосков можно выделить эпидермис 2, кору 3, эндодерму 6 и центральный проводящий цилиндр, ограниченный перициклом 8. Центральный цилиндр включает два вида проводящих 
пучков — ксилему 4 и флоэму 5. По ксилеме элементы питания передвигаются из корня к надземным органам, а по флоэме продукты 
фотосинтеза (углеводы) поступают из листьев и побегов в корень, 
обеспечивая его жизнедеятельность энергетическим материалом. 
Между эпидермисом и эндодермой расположена кора, которая 
в зависимости от вида растений состоит из 5–8 рядов клеток. Клеточные стенки эндодермы, опоясывающие цилиндр корня, пропитаны воскоподобным веществом суберином. Это пояски Каспари 7, которые служат барьером для свободного передвижения 
ионов из межклеточного пространства стенок коры в пространство 
стенок клеток, примыкающих к ксилеме.

8

4

6

2

7

3

5

1

Рис 1.1. Схема строения кончика корня:
1 — корневой чехлик; 2 — зона делящихся клеток; 3 — зона растяжения клеток; 
4 — зона дифференциации клеток; 5 — осевой цилиндр (ксилема и флоэма); 6 — 
эпидермис; 7 — корневые волоски; 8 — заложившийся боковой корень

8

4

6

2

7

3
5
1

Рис 1.2. Поперечный разрез активной части кончика корня: 
1 — корневой волосок; 2 — эпидермис; 3 — кора; 4 — ксилема; 5 — флоэма; 6 — 
эндодерма; 7 — поясок Каспари; 8 — перицикл

Клеточные стенки эпидермиса внешней стороной непосредственно контактируют с почвенным раствором. С внутренней стороны к клеточной стенке прилегает плазмалемма (двухслойная липидная мембрана), служащая барьером для пассивного поступления 
ионов в ксилему по апопласту (межклетникам) (рис. 1.3). Цитоплазмы всех прилегающих друг к другу клеток связаны многочисленными плазмодесмами (плазма — жидкое содержимое клетки + 
+ desmos — связка, связь; жидкая связка), по которым элементы 
питания могут активно перемещаться из цитоплазмы одной клетки 
в цитоплазму другой. Совокупность цитоплазмы всех клеток растений от кончика корня до верхушечной точки роста, связанных 
между собой плазмодесмами, представляет единое целое и называется симпластом. Ионы из почвенного раствора путем обменных 
процессов и диффузии поступают в клеточные стенки эпидермиса, 
а затем через кору корня и эндодерму направляются к проводящим 
пучкам ксилемы. Параллельно вплоть до эндодермы ионы могут 
также перемещаться пассивно по межклетникам (апопласту) благодаря ускоренной диффузии. Однако в зоне поясков Каспари 
(см. 7 на рис. 1.2) они вынуждены избирательно преодолевать цитоплазматическую мембрану эндодермы, и дальнейший их транспорт к ксилеме осуществляется по цитоплазме и плазмодесмам 
(симпласту). Транспирационный ток воды значительно ускоряет 
перемещение ионов по межклетникам.
Скорость поступления элементов питания в клетки корня и их 
передвижения в различных органах растения примерно на два 
порядка (100–300 раз) выше скорости их диффузии или осмоса. 
Например, из почвенного раствора в надземные органы злаковых 
растений элементы питания (NO3– , H2PO4– , HPO42– ) поступают 
через 15–30 мин. По мере старения корней растений скорость поглощения ими элементов питания уменьшается в десятки и сотни 
раз.
Таким образом, элементы питания из почвенного раствора 
могут поступать в ксилему корня, передвигаясь активно по симпласту (из клетки в клетку по цитоплазме и плазмодесмам) от эпидермальных клеток с корневыми волосками через кору и эндодерму 
в клетки центрального цилиндра или пассивно по межклетникам 
до пояска Каспари, а затем через цитоплазму перицикла в ксилему.
Важно знать значение и функции этих зон корня, так как ими 
определяются параметры агротехнических приемов: глубина основной и предпосевной обработок почвы, способ заделки удобрений, глубина и ширина обработки почвы при уходе за растениями.

Углевод
Внеклеточное 
пространство

Липидный 

биослой

Перифериче
ский белок

Цитоплазма

Интегральный 

белок
Гидрофильная 

область

Гидрофобная 

область

Рис. 1.3. Липидная двухслойная клеточная оболочка (плазмолемма)

Основная функция корневого чехлика — защита точки роста 

от механических повреждений при развитии корня. За корневым 
чехликом следует зона деления, или клеточная меристема, которая 
в процессе деления образует молодые клетки, обеспечивающие 
рост корня и корневого чехлика. За меристемой следует зона роста. 
Образовавшиеся в меристеме клетки в зоне роста практически 
не делятся, а значительно увеличиваются в размере, перемещая тем 
самым окончание корня в глубь почвы.

В процессе роста корни раздвигают почвенные частицы, причем 

на плотной почве на работу корня затрачивая от 10 до 40% энергии 
фотосинтеза растений. За пределами зоны роста происходит образование первичных проводящих тканей: ксилемы и флоэмы. В этой 
зоне поглощения из клеток первичной покровной ткани образуются многочисленные корневые волоски, активно поглощающие 
воду и элементы питания из почвенного раствора.

Корневые волоски представляют собой выросты во внешнюю 

среду поверхностных клеток длиной 0,1–1,5 мм и диаметром 0,02–
0,1 мм. Их образование крайне важно, поскольку благодаря этому 
в сотни раз увеличивается площадь взаимодействия корня с поч вой. 
Общая длина корневых волосков, развивающихся за время жизни 
растений, огромна. Например, длина корней отдельно растущего 
куста ржи соответствует расстоянию от Москвы до Санкт-Петер

бурга, а вместе с корневыми волосками длина их превышает расстояние от Москвы до Омска. 

Число корневых волосков также огромно и составляет несколько 

сотен на 1 мм2 поверхности корня в зоне поглощения, благодаря 
чему поглощающая поверхность корневой системы возрастает 
в 30–100 раз. 

Для корней растений характерна высокая синтетическая деятель
ность. Они синтезируют биологически активные соединения, выделяют в окружающую среду минеральные и органические вещества 
(продукты метаболизма), которые способствуют повышению доступности труднорастворимых соединений почвы и положительно 
влияют на питание микрофлоры. Продолжительность жизни волосков составляет примерно 4–8 сут. Зона поглощения с корневыми 
волосками имеет длину 2–4 см. В рабочей зоне корни всасывают 
основную массу воды и элементов питания. Корневые волоски все 
время нарастают и корни продвигаются в почве. Происходит это 
в результате постоянного образования новых волосков, которые 
продвигаются в почву впереди прежних отмирающих старых волосков. Таким образом, корневые волоски, выбрав элементы питания и воду из почвы в месте их расположения, в поисках пищи 
и влаги продвигаются вперед за счет нарастания молодых корневых 
волосков. Причина образования корневых волосков у растений 
до настоящего времени неизвестна. Лук — единственное растение, 
не имеющее корневых волосков.

В зоне роста корневых волосков формируется проводящая 

система корня, по которой вода и элементы питания из корней перемещаются (сбрасываются) в надземные органы растений. 

Корни — лабильные органы, меняющие интенсивность погло
щения элементов питания и свое расположение в почве. По мере 
их продвижения открываются возможности для использования все 
новых и новых запасов воды и питательных веществ в почве. Если 
элементы питания находятся не по направлению роста корня, то 
в силу хемотропизма их направление роста будет скорректировано 
в сторону нахождения элементов питания в почве. 

Основное количество элементов питания поступает в растение 

в результате массового потока и диффузии. 

Массовый поток. Наиболее интенсивно элементы питания по
глощаются растениями благодаря массовому потоку. Массовый 
поток — это передвижение элементов питания в почве к корням 
потоком воды, вызванным поглощением ее растением в целях 
транспирации. Количество элементов питания, приносимых 
к корням массовым потоком, в значительной мере обусловливается 

потреблением растениями воды и содержанием в ней питательных 
веществ. Массовое движение воды к корневой системе растения 
значительно превышает расстояние и скорость движения элементов питания в результате диффузии. Для учета количества элементов питания, поступающих к поверхности корня за счет массового потока, объем поглощенной воды умножают на концентрацию 
элементов питания в почвенном растворе. Скорость передвижения 
элементов питания к корням за счет массового потока обусловлена 
количеством поглощенной растением воды, концентрацией элементов питания в растворе, видом и возрастом растений. 

Массовый перенос элементов питания в растении колеблется 

в широком диапазоне в зависимости от температуры окружающей 
среды, скорости ветра, вида культуры и некоторых климатических 
условий (табл. 1.1). 

Таблица 1.1 

Вклад корневого массового потока и диффузии 

в обеспечение растений кукурузы 

элементами минерального питания, кг/га

(Барбер, 1988)

Элемент

Количество элементов, 
необходимое для жизнедеятельности растения

Количество элементов, посту
пивших посредством

массового потока
диффузии

N
Р
К
Са 
Mg
S

190
40
195
140
45
22

150
6
55
135
40
20

40
34
140
5
5
2

Диффузия. По мере поглощения корнями элементов питания 

в почве вокруг корневой системы происходит уменьшение их концентрации. В результате вблизи корней наблюдается снижение концентрации по сравнению с более удаленными от корневой системы 
местами. Образование различной концентрации элементов питания вблизи корней и поодаль от них создает предпосылки для 
диффузии (от лат. diffusio — растекание, перемещение) элементов 
питания в почве в сторону меньшей концентрации, т.е. к поверхности корня. Суммарная диффузия элементов питания происходит 
от более высокой концентрации солей к менее высокой. Реально 
диффузия протекает как от меньшей концентрации к большей, так 
и наоборот, но массовая передача вещества различна. Например, 

если разница в концентрации равна 5, то из места с большей концентрацией веществ к месту с меньшей концентрацией диффундирует в 5 раз больше вещества, чем от меньшей к большей. Наличие градиента концентрации вызывает преобладающее движение 
ионов из зоны с большей концентрацией в зону с меньшей концентрацией. Это происходит до тех пор, пока концентрации не станут 
одинаковыми. При равной концентрации диффузия во все стороны 
будет одинаковой, т.е. как бы она отсутствует.
Поскольку корни растений поглощают элементы питания 
из почвы постоянно, определенный градиент концентрации сохраняется все время, т.е. пока живы растения в результате поглощения элементов питания, они создают диффузионный градиент, 
который в зависимости от интенсивности роста растений и поглощения элементов питания варьирует от 1 до 15 мм. Установлено, 
что скорость диффузии ионов изменяется в зависимости от состава 
почвы и природы ионов. Диффузия связана с ионами, находящимися в почвенном растворе, которые доступны растениям. Однако 
значительно большая часть элементов питания находится в твердой 
части почвы и слабо доступна растениям. Элементы питания, содержащиеся в почвенном растворе, составляют лишь малую часть 
от их общего запаса в почве. Текущее питание растений возможно лишь при постепенном высвобождении элементов питания 
из твердой части почвы в почвенный раствор. Скорость перехода 
элементов питания из твердой части почвы в почвенный раствор 
довольно высока. Например, по калию она в 200–250 раз выше, 
чем скорость его поглощения растением из почвенного раствора 
(Барбер, 1988). 
Сбалансированное питание растений макро- и микроэлементами контролирует многочисленные процессы обмена веществ и играет наиболее важную роль в формировании урожая 
и качестве продукции. К настоящему времени накоплен значительный практический опыт получения продукции заданного 
качественного состава с помощью регулирования минерального 
питания растений. 
Продовольственная безопасность нашей страны напрямую связана с применением минеральных удобрений и интенсивностью 
химизации земледелия в целом. Предложенный в последние годы 
переход земледелия страны на адаптивно-ландшафтные ГИСтехнологии не обоснован и лишь отвлекает внимание и средства 
от актуальных задач агрохимии на инструментальные возможности 
метода, не имеющие ничего общего с обеспечением населения продовольствием.