Вопрос № 5. Минеральное питание. Влияние основных элементов минерального питания на роста и развитие растений.

Усвоение воды клетками

Потерю воды в процессе транспирации

Движение воды по растению

Поглощение воды растением

Водный обмен в растении. Осмос, тургор, транспирация.

Дыхание, механизм действия, его роль в жизни зелёного растения, способы регулирования.

Сущность и функции дыхания:

· Углеводы окисляются до СО₂и Н₂О

· Высвобождается энергия

· Она используется в реакция клетки, идущих с затратой энергии

· При этом образуются промежуточные продукты, которые используются в качестве строительных блоков для синтеза других соединений.

Две стадии дыхания:

1. Анаэробная, происходит в цитоплазме

· Гликолиз (суть процесса: сахар распадается и образуется пировиноградная кислота)

· Брожение (окисление пирувата до СО₂ и Н₂О)

2. Аэробная (окислительное фосфорилирование), происходит в митохондриях.

Способы регулирования:

· Создание почвы с оптимальными газо-воздушными свойствами (средние суглинки хорошо обеспеченные органическим веществом)

· Рыхление и мульчирование почвы

· Увеличение концентрации СО₂ в приземноем слое (увеличивается фотосинтез)

Основные положения:

Вода – главный компонент активных растительных клеток;

Вода в клетке содержится в вакуолях (занимает 80-90% всего объёма клетки);

Растения непрерывно поглощают воду из окружающей среды и часть этой воды испаряют;

Вода поглощается осмотичесим путём по ксилемме, а покидает растение через устьица в процессе транспирации;

Способность воды диффундировать характеризуется водным потенциалом;

Вода движется от менее концентрированного раствора к более концентрированному.

Водный режим растений представляет собой совокупность ряда процессов:

§ Корневая система является главным аппаратом поглощения воды

§ Вода поглощается клетками зоны корневых волосков и зоны растяжения

§ Осмос – диффузия воды через полупроницаемую мембрану

§ Вода поглощается исключительно за счёт осмотических сил, перемещаясь из участков с высоким водным потенциалом (в почве) в участки с более низким воднвм потенциалом (в корнях)

· По ксилемме вода поднимается в надземные части растения

· Транспирация – испарение воды надземными органами растения.

· Физиологическая роль:

§ Повышает сосущую силу испаряющих клеток и создаёт непрерывный водный ток по растению

§ Защищает растения от перегрева прямыми солнечными лучами

§ Препятствует полному насыщению клеток водой.

· Тургор – состояние напряжённости клетки

· Транспирация бывает устьичной и кутикульной (у молодых растений)

Способы регулирования водного режима:

· Подбор видов, форм и сортов растений;

· Выбор места на участке;

· Орошение;

· Рыхление;

· Мульчирование;

· Уменьшение транспирации (притенка).

Минеральное питание – это совокупность процессов поглощения, передвижения и усвоения химических элементов необходимых для жизни растительных организмов, в форме ионов минеральных солей.

Условия необходимые для минерального питания:

1. Минеральные вещества должны быть в форме, доступной для поглощения – ионной.

2. Для поглощения требуется энергия.

3. Транспортная система растения должна эффективно функционировать.

Минеральные элементы делятся на:
- макроэлементы, > 0,01% (углерод – С, кислород – О, водород – Н, азот - N, фосфор – P, калий – K, кальций - Ca, сера – S, магний – Mg).
- микроэлементы,<0,01% (марганец – Mn, бор – B, цинк – Zn, медь – Cu, молибден – Mo, железо – Fe, хлор – Cl).

Некоторые правила режима минерального питания растений:

· Во время прорастания семян нужен калий и фосфор,

· В период интенсивного роста – азот,

· В период формирования плодов – фосфор и калий,

· Во второй половине вегетации – калий и фосфор.

Некоторые правила режима потребления макроэлементов:

· Недостаток азота снижает ассимиляцию на 60%,

· Недостаток кальция в растениях приводит к накоплению нитратов,

· Перекос минерального питания у косточковых приводит к накоплению аммиака, токсичного для них;

· Азот может реутилизироваться,

· Недостаток фосфора снижает ассимиляцию на 2%,

· Недостаток фосфора приводит к уменьшению сахаров (плоды не сладкие),

· Калий усиливает поступление азота в растение,

· Фосфор и калий могут реутилизироваться,

· Кальций не используется повторно,

· Особенно важно внесение кальция на кислых почвах,

· Кальцийспособствует развитию корневых волосков,

· При недостатке кальция, косточковые болеют камедетечечием.

Некоторые правила режима потребления микроэлементов:

· На легких почвах потребность в микроэлементах выше,

· Эффективность применения микроэлементов выше на почвах богатых известью,

· Все микроэлементы не реутилизируются,

· Внесение органических удобрений и золы уменьшает потребность в микроэлементах,

· Длительное внесение макроэлементов увеличивает потребность в микроэлементах.

Макроэлементы.
Азот
Доступные формы – нитратная NO3 и аммонийная NH4.
Этот элемент входит в состав аминокислот, аминов, белков и др. органических соединений и является самым дефицитным элементом питания.
Признаки недостатка азота:
1. Замедляется рост растений;
2. Ослабляется образование боковых побегов;
3. Наблюдается мелколистность;
4. Бледно – зеленая окраска листьев, окраска старых листьев становится желтой, коричневой, красной и листья опадают.

Фосфор.
Доступные формы – анионы ортофосфатов Н2РО4 и РО4.
Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, белков, фосфолипидов, нуклеотидов.
растения более чувствительны к недостатку фосфора на ранних этапах развития.
Признаки недостатка фосфора:
1. Сине – зеленый цвет листьев, с пурпурным или бронзовым оттенком;
2. Листья становятся мелкими и более узкими;
3. Задерживается переход к цветению;
4. Погибающие листья становятся темными, почти черными;
5. При избытке фосфора разрушается усвоение цинка и железа и появляется межжилковый хлороз.

Калий.
Доступная форма – катионы калия. В клетках растений концентрация калия в 100 – 1000 раз больше его содержания в воде. Максимальное количество калия поглощается растениями в период наращивания вегетативной массы. Дефицит калия тормозит процессы деления и размножения клеток, что приводит к появлению розеточных форм.
Признаки недостатка калия:
1. Листья начинают желтеть с краев – «краевой ожег» и отмирают;
2. Калий концентрируется в молодых растениях и побегах, в старых листья происходит его замещение на натрий.

Кальций.
Доступная форма – катионы Са2+.в клетках однодольных растений Са больше, чем в клетках двудольных.
В растениях Са накапливается в старых листьях.
Признаки недостатка Са:
1. Листовые пластинки искривляются и скручиваются;
2. Кончики и края листьев сначала белеют, затем чернеют;
3. Корни, листья и отдельные участки стебля сначала загнивают, потом отмирают.

Сера.
Доступная форма – в виде сульфат ионов SOH. В растениях может содержаться в двух формах – окислительной и восстановительной. Как и кальций, сера накапливается в старых листьев.

Магний.
Доступная форма – Мg2+. 10 – 15% входит в состав хлорофилла. Много магния находится в молодых клетках, генеративных органах и запасающих тканях.
Признаки недостатка магния:
1. Межжилковый хлороз, появление пятен и полос светло – зеленого, а потом желтого цвета между зелеными жилками листа. Края листовых пластинок приобретают при этом желтый, оранжевый или красный цвет;
2. Признаки вначале появляются на старых листьях.

Микроэлементы.

Марганец .Поступает в растение в виде иона Mn2+
Недостаток марганца – вызывает деформацию листьев и образованию хлоротичных или мертвых участках.

Бор. Поступает в растение в виде аниона борной кислоты – BO3.
Увеличивает количество цветков и плодов. Без этого элемента нарушается созревания семян. Необходим растениям в течении всей жизни.

Цинк. Поступает в растение в виде анионов Zn2+.

Медь.Поступает в растение в виде ионов Cu2+ и Cu+.
Дефицит меди – вызывает задержку роста и цветение, хлороз, потерю тургора, заведание и ранний листопад.

Молибден.Поступает в растение в виде аниона МоО4.
Концентрируется в молодых растущих частях. Особая роль в азотном обмене растений.

Железо.
Большая часть находится в хлоропластах.
Недостаток железа – тормозит фотосинтез и дыхание, вызывает хлороз, развитие белых листьев и быстрое их опадение.

Хлор.Поступает в растение в виде Cl-.
Недостаток хлора проявляется редко и наблюдается только на очень щелочных почвах.
Нехватка хлора вызывает нарушение водного обмена.