Корневое питание растений воздушное питание растений

4.Воздушное питание растений и пути его регулирования.

Фотосинтез является основным процессом, приводящим к образованию органических веществ в растениях. При фотосинтезе солнечная энергия в зеленых частях растений, содержащих хлорофилл, превращается в химическую энергию, которая используется на синтез углеводов из углекислого газа и воды. На световой стадии процесса фотосинтеза происходит реакция разложения воды с выделением кислорода и образованием богатого энергией соединения (АТФ) и восстановленных продуктов. Эти соединения участвуют на следующей темновой стадии в синтезе углеводов и других органических соединений из СО2. Путем дальнейших превращений из простых углеводов в растениях образуются более сложные углеводы, а также другие безазотистые органические соединения. Синтез аминокислот, белка и других органических азотсодержащих соединений в растениях осуществляется за счет минеральных соединений азота (а также фосфора и серы) и промежуточных продуктов обмена — синтеза и разложения — углеводов. На образование разнообразных сложных органических веществ, входящих в состав растений, затрачивается энергия, аккумулированная в виде макроэргических фосфатных связей АТФ (и других макроэргических соединений) при фотосинтезе и выделяемая при окислении — в процессе дыхания — ранее образованных органических соединений. Интенсивность фотосинтеза и накопление сухого вещества зависят от освещения, содержания углекислого газа в воздухе, обеспеченности растений водой и элементами минерального питания. При фотосинтезе растения усваивают углекислоту, поступившую через листья из атмосферы. Лишь небольшая часть СО2. (до 5% общего потребления) может поглощаться растениями через корни. Через листья растения могут усваивать серу в виде SО2. из атмосферы, а также азот и зольные элементы из водных растворов при некорневых подкормках растений. Однако в естественных условиях через листья осуществляется главным образом углеродное питание, а основным путем поступления в растения воды, азота и зольных эле

ментов является корневое питание.

5. Корневое питание. Современные представления о поступлении питательных веществ.

Питание растений — процесс поглощения и усвоения из окружающей среды химических элементов, необходимых для их жизни. Одни питательные элементы растения поглощают из воздуха в форме углекислого газа и молекулярного кислорода, другие — из почвы в форме воды и ионов минеральных солей. Соответственно различают воздушное (фотосинтез) и почвенное (корневое) питание. Усложнение растений, увеличение их размеров сопровождалось появлением различных органов и тканей, выполняющих функцию поглощения и передвижения веществ. Большинство растений поглощает воду и минеральные вещества из почвы корнями. Корень называют нижним концевым двигателем веществ у растений Почвенное питание у папоротников и семенных растений осуществляется с помощью корня. Строение корня приспособлено к поглощению воды и элементов питания из почвы. В этом процессе участвует зона поглощения (всасывания), которая имеет корневые волоски. На 1 мм2 поверхности корня может располагаться от 200 до 400 корневых волосков. Клетка корневого волоска поглощает воду благодаря тому, что содержащиеся в ней неорганические и органические вещества создают высокую концентрацию раствора, превышающую концентрацию почвенного раствора, окружающего корневой волосок. Вода (по законам осмоса) передвигается из менее концентрированного почвенного раствора в более концентрированный раствор, который находится в корневом волоске. В засуху концентрация почвенного раствора возрастает, и поглощение воды корневыми волосками затрудняется. Большое значение в поглощении элементов питания играют корневые выделения, которые растворяют труднодоступные минеральные вещества. Растворяющим действием обладает выделяемая корнями углекислота. Некоторые растения выделяют органические кислоты (яблочную, щавелевую и др.), которые обладают большой растворяющей способностью. За зоной всасывания расположена проводящая зона корня. В нее из зоны всасывания поступают поглощенные корневыми волосками вода и минеральные вещества. По проводящей ткани они передвигаются вверх по растению. Всасывание воды корнем и ее передвижение можно обнаружить по «плачу» растений и гуттации. «Плачем» растений называют выделение сока (пасоки) из перерезанного стебля. Особенно интенсивно выделяется пасока весной. Гуттация — это выделение капелек воды неповрежденным растением по краям листа у окончания листовых жилок. Гуттацию можно увидеть рано утром у многих растений, например, у садовой земляники, манжетки, розы и др. «Плач» и гуттация свидетельствуют о том, что вода поступает из корня в стебель под давлением. Это корневое давление. Вместе с водой в растение из почвы поступают растворенные в ней минеральные соли. В период интенсивного роста здоровые, с хорошо развитыми корнями растения нуждаются в усиленном питании для формирования зеленых побегов, цветков и плодов. Поглощение элементов питания корнями является сложным физиологическим процессом, связанным с обменом веществ.

Согласно современным представлениям процесс поглощения происходит не просто путем пассивного всасывания корнями почвенного раствора вместе с содержащимися в нем солями, но и является активным процессом. Часть элементов питания может поступать с током воды и активно через обменный фонд(катионы водорода, кальция и анионы угольной кислоты). Активный перенос также обусловлен двойственной природой белков. Если рассмотреть схематично процесс поступления пит.веществ в растение то его можно представить: 1)высвобождение элементов питания из твердых в почвенный раствор.2)передвижение ионов к поверхности поля, за счет корневого перехвата и за счет диффузии. Поглощение пит.веществ приводит к уменьшению концентрации и поверхности корня, следственно разность концентраций. В дальнейшем идет поступление ионов пассивно и активно.

Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:

Источник

6. Питание растений. Типы и виды питания растений.

Питание – это поступление минеральных веществ из окружающей среды в растение, где они используются для синтеза сложных органических соединений. Все задачи, по мнению Тимирязева, сводятся к определению и строгому выполнению условий питания растений.

1) Автотрофный – самостоятельное поглощение неорганических веществ и первичный синтез необходимых органических веществ.

2) Симбиотрофный – высшее растение тесно сожительствует с другими организмами (симбионтами)

наблюдается взаимное использование продуктов для питания.

— микотрофный (растение + грибы)

— бактериотрофный (растение + бактерии) особое значение Rhizobium + растение

Растения питаются через листья (воздушное питание) и через корни (корневое питание).

Воздушное питание = фотосинтез = ассимиляция СО2. Корневое – усвоение корнями воды и минеральных солей, а также незначительного количества органических веществ (Витамины, аминокислоты и др.) Эти виды питания тесно связаны, нарушение одного вызывает снижение интенсивности другого.

7. Химический состав растений. Органические соединения сухого вещества растений, их роль в формировании качества продукции сельскохозяйственных культур.

Ткани растений состоят из воды и сухого вещества. Вегетативные органы с/х культур содержат 70-95% воды. Соотношение воды и сухого вещества неодинаково. Например: плоды томата, огурца 92-96% воды, картофель и свекла 75-80%, зерно злаков 12-15%.

Вода играет важную роль в жизни растения, во многом определяет уровень продуктивности с/х культур. Вода, составляя значительную массу растения, выполняет структурообразующую роль, является универсальным растворителем, активно участвующим в биохимических реакциях, регулирует тепловой баланс. Состав и количество сухого вещества определяет урожайность и качество продукции. Сухое вещество на 95% состоит из органического вещества и на 5% из минеральных солей. Органическое вещество образовано четырьмя элементами органогенами: С (45%), H (6,5), O (42%), N (1,5%).

Усваиваются органогены (кроме N) в процессе воздушного питания, следовательно, недостатка в них растение не испытывают. Ценность продукции зависит от содержания различных органических соединений. Зерновые и зернобобовые выращиваются ради белка и крахмала. Главный компонент сухого вещества картофеля – крахмал, сахарной свеклы – сахароза, масличных – масла, прядильных – клетчатка. Качество продукции овощных и плодово-ягодных культур определяется содержанием органических кислот.

Содержание органических веществ в составе сухого вещества во многом зависит от условий минерального питания растений, грамотно применяя удобрения можно создать условия питания соответствующие накоплению в продукции необходимых органических соединений. Например: усиление азотного питания повышает содержание белка в зерне и кормах. Фосфорно-калийные удобрения способствуют накоплению крахмала (картофель), сахара (свекла), жиров (масличные). Не сбалансированное питание приводит к ухудшению качества продукции, избыточное применение азота снижает количество крахмала в картофеле, сахара в свекле, ослабляет устойчивость растений к вредителям.

8. Химический состав растений. Макро-, микро- и ультрамикроэлементы, необходимость их для растений. Роль зольных элементов в формировании качества продукции сельскохозяйственных культур.

Классификация химических элементов по содержанию в растениях:

1) Макроэлементы (10-10-2 % на сухое вещество)

3) Ультрамикроэлементы (10-6-10-8 %)

Углерод (С), кислород (О), водород (Н), азот (N), фосфор (Р), калий (К), кальций (Са), магний (Mg), сера (S), железо (Fe), натрий (Na), хлор (Cl).

Марганец (Mn), цинк (Zn), молибден (Мо), медь (Cu), бор (В), ванадий (V), кобальт (Со), йод (I).

При их недостатке растения не могут нормально развиваться. Чаще содержание этих элементов выражается в мг/кг сухого вещества.

В отношении элементов проявляющих металлические свойства при содержании их в растениях и окружающей среде в значительных количествах используют термин – тяжелые металлы. Поэтому неправильное применение микроэлементов может привести к загрязнению окружающей среды.

Физиологическая функция ультрамикроэлементов до сих пор не выяснена из-за слабой изученности вопроса. К ним относятся Ag, Au, Ra, Ac и т.д.

При сжигании растений можно выделить зольные элементы, на долю которых приходится около 5% сухого вещества: P, K, Ca, Mg и т.д. Таким образом азот и зольные элементы применяемые в качестве удобрений составляют всего 6,5% сухого вещества. Всего в растениях найдено около 80 элементов, вполне вероятно, что найдется и больше. Не все 80 нужны растению.

Условия, при которых химический элемент считается необходимым для растений:

1) Его отсутствие не позволяет растению завершить свой жизненный цикл

2) Недостаток элемента вызывает специфические нарушения жизнедеятельности растения

3) Элемент непосредственно участвует в процессах превращения веществ и энергии

Выделяются условно необходимые в отношении которых имеются данные о положительном действии, но их роль окончательно не доказана.

Перечень необходимых растениям химических элементов:

Углерод (С), кислород (О), водород (Н), азот (N), калий (К), кальций (Са), фосфор (Р), магний (Mg), сера (S), железо (Fe), натрий (Na), хлор (Cl), марганец (Mn), цинк (Zn), молибден (Мо), медь (Cu), бор (В), ванадий (V), кобальт (Со), йод (I).

Перечень условно необходимых растениям химических элементов:

Кремний (Si), алюминий (Al), хром (Cr), стронций (Sr), титан (Ti), никель (Ni), свинец (Pb), литий (Li), фтор (F), кадмий (Cd), селен (Se), серебро (Ag).

Содержание зольных элементов в растениях, также как количество органических веществ определяет качество продукции. Сбалансированность минерального питания имеет большое значение для животных.

Пример: один из показателей качества кормов является отношение К/Са+Мg которое должно быть около 2,2. Нарушение этого соотношения вызывает болезнь скота. Качество продуктов питания и кормов зависит также и от содержания микроэлементов. Если содержание необходимых минеральных веществ в продукции низкое, то добиться его повышения можно применением удобрений либо в ведение в кормовые рационы минеральных солей.

Пример: почвы Пермского края бедны йодом, соответственно с/х продукция содержит недостаточно йода. Использование йодных удобрений не распространено, поэтому нужно обогащать йодом продукты питания (хлеб, соль) или применять медицинские препараты, содержащие данный элемент. Причиной снижения качества продукции может служить и избыток минеральных веществ (нитраты, тяжелые металлы) который может быть следствием неправильного применения удобрений.

Источник