Способы питания высших растений

Питание высших растений

По типу питания все высшие растения являются автотрофами, то есть они способны синтезировать органические вещества (вещества, находящиеся в растительных организмах, продукты их выделения и ассимиляции) из неорганических (состоят, главным образом, из углерода, водорода, кислорода, азота, серы, фосфора). В организм растения неорганические вещества попадают двумя путями:

• «воздушное питание» (иначе фотосинтез) – попадает углекислый газ

• «корневое питание» — попадают азот, сера, фосфор, железо, калий, кальций, натрий, микроэлементы (молибден) и вода

«Воздушное питание» представляет собой поглощение листьями растений углекислого газа из окружающей среды. В листьях он претерпевает ряд химических изменений в результате чего образуются необходимые растению органические вещества (аминокислоты, белки). В качестве побочного продукта образуется кислород.

«Корневое питание» представляет собой поглощение воды и минеральных веществ корнем непосредственно из почвы. Поглощение возможно за счет осмотического давления, то есть за счет разницы давлений между давлением внутри растения и давлением окружающей среды. С последним растение взаимодействует в процессе испарения воды, раскрывая многочисленные устьица на площади листа.

Минеральные вещества, попадают в тело растения в виде положительно (катионы) или отрицательно заряженных (анионы) ионов (атомов, реже молекул с выраженным зарядом) неорганических веществ. В дальнейшем они переводятся в готовые органические вещества (аминокислоты, белки). Часть органических веществ может синтезировать сам корень.

Непосредственно на корне за впитывание минеральных веществ отвечают молодые растущие корешки и множество корневых волосков. Количество корневых волосков может достигать 200-500 штук на 1 квадратный миллиметр, что увеличивает площадь соприкосновение корня с почвой в несколько раз. Срок жизни каждого корешка и волоска не превышает 2-5 дней. Вследствие этого корни у растения растут непрерывно в течение всей жизни. За один день общий прирост корней может составлять 5-10 миллиметров.

Во время роста корня часто наблюдается такое интересное явление как хемотропизм. Его смысл состоит в том, что корневая система растет наиболее быстрее в том направлении, где больше всего питательных веществ. Но возможен и отрицательный хемотропизм, то есть корневая система растет в сторону о т неблагоприятных условий. В качестве последних может выступать реакция почвенной среды, температура, степень обеспеченности водой, кислородом и минеральными веществами.

Избыток или, чаще всего, недостаток многих неорганических веществ отрицательно сказывается на облике растения. Растение хиреет, плохо или вообще не плодоносит, часто погибает. Чтобы этого избежать сельскохозяйственные растения подкармливают удобрениями.

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