Виды питания зеленых растений

Какой способ питания характерен для растений?

Питательные вещества — это компоненты, содержащиеся в пище, такие как углеводы, белки, жиры, витамины и минералы. Они необходимы для поддержания жизни организмов. Растения сами синтезируют питательные вещества, в то время как животные и люди получают их из других организмов. Мы прямо или косвенно зависим от растений и животных в потребностях в пище.

Процесс получения пищи и ее использования для роста, поддержания здоровья и восстановления поврежденных частей тела называется питанием. Растения производят пищу, беря сырье из окружающей среды, такое как минеральные вещества, углекислый газ, вода и солнечный свет. Есть два основных типа питания живых организмов:

• Для большинства растений характерно автотрофное питание, их также называются первичными продуцентами. Для синтеза питательных веществ посредством фотосинтеза растения используют свет, углекислый газ и воду.
• Животные, в том числе и люди являются гетеротрофами, поскольку их питание зависит от растений. Некоторые виды растений, которые не имеют хлорофилла также демонстрант гетеротрофное питание.

Автотрофное питание растений

Основным способом питания растений является автотрофный. Растения улавливают энергию солнечного света и генерируют ее в питательные вещества. Этот процесс называется фотосинтезом.

Фотосинтез

• Растения могут производить себе пищу посредством процесса, называемого фотосинтезом.
• Хлоропласты — структуры в клетках растений, где происходит фотосинтез.
• Производство продуктов питания осуществляется преимущественно в листьях. Вода и минералы из почвы поглощаются корнем и по сосудам переносятся к листьям. Двуокись углерода захватывается из атмосферы листьями через устьица — маленькие поры на листьях, окруженные замыкающими клетками.
• Хлорофилл — это зеленый пигмент, присутствующий в листьях, который помогает листьям улавливать энергию солнечного света для приготовления питательных веществ. Синтез питательных веществ, который происходит в присутствии солнечного света называется фотосинтезом. Следовательно, солнце является первоисточником энергии для всех живых организмов.
• Во время фотосинтеза вода и углекислый газ в присутствии солнечного света используются для производства углеводов и кислорода. Фотосинтез обеспечивает пищей всех живых существ.
• Кислород, один из основных компонентов жизни на Земле, выделяется растениями как побочный продукт фотосинтеза.

Условия, необходимые для фотосинтеза:

• Поглощение энергии солнечного света
• Преобразование световой энергии в химическую энергию
• Расщепление воды на кислород и водород
• Углекислый газ восстанавливается, то есть молекулы водорода соединяются с углеродом, образуя углеводы (молекулы сахара)

Гетеротрофное питание растений

Некоторые растения не содержат хлорофилл для фотосинтеза и являются гетеротрофами.

Ниже перечислены различные типы гетеротрофных растений, которые классифицируются на основе их способа питания:

Паразитическое питание

Некоторые гетеротрофные растения зависят в питании от других растений и животных. Такие растения известны как растения-паразиты. Однако хозяин не получает никакой пользы от паразита.

Насекомоядные растения

Эти растения обладают особыми структурными особенностями, которые помогают им ловить насекомых, и известны как плотоядные растения. Они переваривают насекомых, выделяя пищеварительные соки и поглощая из них питательные вещества. Эти растения растут на почвах, которые бедны минералами.

Примеры: Кувшинные растения, Венерина мухоловка (Dionaea muscipula)

Сапрофиты

Сапрофитные растения получают питание из мертвых и разлагающихся останков растений и животных. Они растворяют отмерший органический материал, выделяя пищеварительные соки и поглощая питательные вещества.

Симбиоз

Когда два растения, принадлежащих к разным видам, демонстрируют тесные взаимовыгодные отношения, их называют симбиотическими.

Источник

Типы питания растений

Существует автотрофный и симбиотрофный (микотрофный и бактериотрофный) типы питания растений.

В большинстве случаев у растений преобладает автотрофный тип питания (греч. «троф» — «пища»), т.е. самостоятельное обеспечение неорганическими элементами и азотом почвы и углекислым газом, из которых синтезируются органические вещества. Кроме зеленых фотосинтезирующих растений к автотрофным организмам относятся некоторые бактерии, осуществляющие углеродное питание путем фотосинтеза или хемосинтеза.

Автотрофные организмы не нуждаются в поступлении извне готовых органических веществ, а в процессе углеродного питания (фотосинтеза) из углерода СО₂ воздуха осуществляют их первичный синтез, т.е. заново создают органические соединения.

При симбиотрофном типе питания высшее растение тесно сожительствует с другими организмами (симбионтами). Симбиоз выработался в процессе исторического развития организмов как полезная для них форма отношений. При симбиотрофном типе питания наблюдается взаимное использование продуктов обмена веществ для питания. Границы симбиоза не всегда определены, поэтому часто трудно определить пользу, приносимую одним организмом другому.

При симбиозе высшего растения с грибами устанавливается микотрофный тип питания. Микориза гриба обеспечивает высшее растение водой и растворенными в ней минеральными солями и другими веществами, грибы же используют углеводы и другие органические соединения, синтезируемые высшим растением. Биологическое значение микоризы заключается также и в увеличении поглощающей поверхности корней высшего растения за счет развития мицелия гриба. В последние годы открыты микоризные грибы, улучшающие питание высших растений фосфором, особенно на почвах с низким содержанием доступного фосфора. С увеличением содержания этой формы фосфора эффективность инокуляции растений микоризой снижалась. Широкое изучение этого симбиоза и использование в практике земледелия позволяют сократить использование дефицитных промышленных фосфорных удобрений. Так, в полевом опыте в Уэльсе при известковании и подкормке фосфором урожай сухого вещества клевера, инокулированного микоризой, был втрое выше, вдвое увеличилось образование побегов, а образование клубеньков ризобиума возросло в 5 раз. Аналогичные данные получены на почвах, бедных доступным фосфором, в Тропической Африке, Бразилии, Австралии и Испании.

Наиболее наглядным примером бактериотрофного типа питания растений является симбиоз клубеньковых бактерий (ризобиум) с бобовыми растениями. При создании условий, обеспечивающих эффективный симбиоз, величина биологической фиксации азота достигает несколько сотен килограммов на 1 га в год.

В период интенсивной химизации земледелия возрастает использование уникальной способности бобовых растений и микроорганизмов к связыванию молекулярного азота атмосферы. Определение оптимального соотношения биологического и технического азота позволяет правильно сбалансировать круговорот этого элемента в земледелии и не вызвать нарушения равновесия в окружающей среде, т.е. более успешно решать экологические проблемы агрохимии азота. Поэтому биологическая фиксация атмосферного азота представляет большой как научный, так и практический интерес.

Трудно переоценить этот важнейший дар природы с неограниченными ресурсными возможностями. Над каждым гектаром суши и водной поверхности земного шара содержится 80 тыс. т азота, который становится доступным растениям благодаря их симбиозу с клубеньковыми бактериями, живущими на корневой системе бобовых. Ежегодно биологическим путем в почве в результате симбиоза бактерий с бобовыми растениями фиксируется 40×10 6 т азота.

Развитие растения зависит от окружающей среды. Наиболее благоприятные условия для максимальной продуктивности и наилучшего качества урожая создаются при оптимальном сочетании питательных веществ, водообеспеченности, температуры, освещенности, воздуха. На кислых или солонцеватых почвах важным условием является нейтрализация кислотности или щелочности почвенного раствора. В практике, как правило, в большинстве случаев отсутствуют оптимальные условия питания и роста растений. Их необходимо создать в соответствии с биологическими требованиями растений.

Главная задача земледелия — создать растениям оптимальные условия питания, водоснабжения, необходимый воздушный режим почвы, а также наилучшую для данной культуры реакцию почвенного раствора. Только в этом случае можно получить наибольший агрономический эффект от применяемого комплекса мероприятий. Например, при обеспечении оптимальных условий питания применением удобрений растения более экономно расходуют влагу на создание единицы урожая. Коэффициент транспирации при этом снижается на 15-20% и более, что особенно важно в районах недостаточного увлажнения. С другой стороны, окупаемость удобрений дополнительным урожаем резко возрастает при хорошем водоснабжении растений, в том числе и при орошении. Известны многочисленные случаи отсутствия положительного действия удобрений на кислых и солонцовых почвах. Устранение же щелочности или кислотности почвы, как правило, резко повышает эффективность удобрений.

При создании хороших условий питания растений недооценка того или иного фактора развития растений неминуемо приводит к неудаче. Для растения все факторы важны, поэтому в каждом конкретном случае необходимо знать, какого из них не хватает. Например, в северных районах, характеризующихся обильным естественным увлажнением, но малоплодородными почвами, растения нуждаются прежде всего в достаточном обеспечении питательными веществами. Здесь часто не хватает также тепла и воздуха, что приводит к необходимости применения мер борьбы с избыточным увлажнением. На кислых почвах резко снижается эффективность удобрений, такие почвы необходимо известковать.

В южных районах, особенно на обыкновенных южных черноземах и каштановых почвах, обладающих высоким потенциальным плодородием, урожай в меньшей мере лимитируется недостатком питательных веществ. Фактором, ограничивающим урожай, чаще всего здесь является недостаток влаги. На этих высокоплодородных почвах при благоприятном естественном увлажнении создается возможность для реализации потенциальной продуктивности сельскохозяйственных культур. Сейчас принимаются меры к значительному расширению орошаемых площадей в степных засушливых районах. Полив и создание оптимальных условий питания растений применением удобрений способствуют получению в этих районах максимального урожая. Наличие же большой суммы положительных температур и солнечных дней позволяет на значительной площади южных районов европейской части России получать по два урожая в год. Там, где этому препятствует засоление почвы, применяют гипсование и другие меры, снижающие щелочность солонцовых почв.

Растение питается через корни и листья. Через листья осуществляется углеродное питание растений (фотосинтез), т.е. происходит ассимиляция зелеными листьями углекислого газа из атмосферы с помощью солнечной энергии. Поэтому фотосинтез называют еще воздушным питанием растений. Через корни растение поглощает и усваивает из почвы воду и различные ионы минеральных солей, а также незначительные количества некоторых органических веществ. В настоящее время благодаря применению метода меченых атомов наши знания о теории питания растений значительно углублены и расширены. Исследования показали, что деление на корневое и воздушное питание условно, так как одни и те же вещества способны поглощаться как корнями, так и листьями. Например, углекислота поступает в растение через корни в такой же мере, как и через листья, и может участвовать в синтезе органических соединений. Сера также поступает в растение через корни в виде солей серной кислоты. Позже благодаря использованию радиоизотопа серы было доказано, что растения способны усваивать и окислы серы (SO₂, SO₃), поступившие через листья из воздуха.

Долгие годы считалось, что только в листьях происходит образование сложных органических веществ. Однако благодаря методу меченых атомов ученые установили, что и в корнях протекают активные синтетические процессы с образованием сложных органических соединений. Придавая огромное значение в создании органических веществ листу растения, К.А. Тимирязев писал: «Можно сказать, что в жизни листа выражается самая сущность растительной жизни, что растение — это лист». Учитывая современные достижения науки о питании растений и синтезе органических веществ, следует сказать, что лист и корень — вот сущность растения, ибо в них сосредоточены две синтетические лаборатории, взаимно дополняющие и обусловливающие работу друг друга. Например, минеральные соли могут поглощаться и усваиваться растениями не только через корни, но и через листья. Поступление питательных элементов в растения через надземные органы называют некорневым питанием растений. Это послужило развитию широкого применения некорневых подкормок, от которых часто не только повышается урожай, но и улучшается его качество.

Эти два вида питания растений тесно взаимосвязаны. Например, недостаток питательных веществ в почве задерживает образование органических соединений в листьях, что в свою очередь тормозит рост растений, снижает их продуктивность.

Дополнительные материалы по теме:

Источник