Минеральное питание растений. Физиологические основы применения удобрений

Опорный конспект

ЛЕКЦИЯ 10.

МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ.

Общие представления о минеральном питании.

 Растения питаются простыми веществами не только из воздуха (углекислота и вода – фотосинтез), но и из почвы (ионы минеральных солей – минеральное питание). Они усваивают простые неорганические соединения из внешней природы, синтезируют из них сложные органические вещества и строят свое тело.

Органические вещества растений состоят из органогенных элементов:

Органогенный элементСодержание в %углерод45,00%кислород42,00%водород6,50%азот2,50%

Всего 95%

Углерод, водород, кислород усваиваются растениями  в результате воздушного питания. В растениях есть также 5-10% зольных минеральных элементов – они остаются после сжигания растений.

Почвенное или минеральное питание растений - это процесс усвоения зольных элементов и азота из почвы корнями растений.

Макро- и микроэлементы, необходимые для растений, и их физиологическая роль.

Анализ обнаруживает в растениях почти все элементы периодической системы Менделеева. Главные из них – микро- и макроэлементы.

Макроэлементы

Их содержание в растениях колеблется от 0,01-10% от сырой массы растения.

МакроэлементХарактеристикаАзот Входит в состав белков, нуклеиновых кислот, АТФ, АДФ, коферментов, хлорофиллов, цитохромов, некоторых липидов, многих витаминов, гормонов роста растений. Азот является составной частью важнейших для жизни веществ. Он влияет на рост растений.ФосфорВходит в состав ДНК, РНК, АТФ, коферментов, фосфолипидов, сахарофосфатов, белков, многих других промежуточных продуктов метаболизма. Фосфорсодержащие вещества занимают  центральное место в конструктивном и энергетическом обмене. Важна роль фосфора в фотосинтезе и дыхании. Энергия при фотосинтетическом и окислительном фосфорилировании запасается в макроэргических фосфатных связях АТФ. Важен для цветения и плодоношения растений. КалийНе входит в состав органического вещества, регулирует состояние цитоплазмы клеток растений, повышая ее проницаемость и уменьшая вязкость, находится в клеточном соке, принимает активное участие в осмотических явлениях клеток, движении устьиц, усиливает биосинтез крахмала, ускоряет процессы фотосинтетического фосфорилирования, отток ассимилятов. Основная роль калия – регуляторная – принимает участие в процессах обмена веществ в растении.СераСодержится во всех белках, входит в состав аминокислот (метионина, цистеина, цистина), содержится в витаминах (тиамин, биотин), липоевой кислоте, сульфолипидах, коферменте А, чесночных и горчичных маслах. Дисульфидные группы участвуют в образовании третичной структуры белков, а сульфгидрильные - в образовании ферментов с участием НАД и ФАД. Сера играет важную роль в белковом и липидном обменах, в энергетике растений, важна для поддержания структуры мембран тилакоидов хлоропластов.КальцийСодержится в растениях в органических веществах и в ионной форме, входит в состав клеточной стенки растений, в состав хромосом, мембран, стабилизируя их структуру. В свободном виде выступает в качестве антагониста калия – повышает вязкость и снижает проницаемость цитоплазмы, нейтрализует избыток органических кислот в клетках, поддерживает жизнедеятельность меристем.МагнийНаходится в составе молекулы хлорофилла и хелатов, играет роль в стабилизации структуры рибосом, регулирует состояние цитоплазмы, повышая вязкость и понижая проницаемость цитоплазмы, является кофактором многих ферментов.Натрий Для некоторых групп растений (галофитов) засоленных мест обитания имеет важное значение. Для большинства растений не нужен.КремнийВ больших количествах содержится в листьях некоторых древесных пород (в хвое ели), входит в состав клеточных стенок древесины, панциря диатомовых водорослей. Многие растения обходятся без него.

Микроэлементы.

Их содержание в растениях достигает 0,00001-0,001% сырой массы. ЯИх действие строго специфично, при исключении хотя бы одного из них из питания растений нарушаются процессы жизнедеятельности, невозможна замена одного на другой.

МакроэлементХарактеристикаЖелезоСодержится в количестве 0,08%. В качестве кофактора входит в состав ферментов, участвующих в синтезе хлорофилла, входит в состав оксиредуктаз, в ферментный комплекс нитрогеназы, то есть участвует в азотфиксации, содержится в молекулах цитохромов, ферредоксина, участвует в процессе переноса электронов.МедьВстречается в составе ферментов, участвующих в биосинтезе хлорофилла, входит в состав ферментов оксидаз, участвующих в дыхании, в состав белка пластоцианина, активирует нитроредуктазу, то есть участвует в азотном обмене. Недостаток меди вызывает задержку роста и цветения.ЦинкИграет важную роль в белковом обмене, входя в состав пептидогидролаз, принимает участие в синтезе индолилуксукной кислоты (гормон растений), влияет на синтез аминокислоты триптофана, активирует ряд ферментов гликолиза и реакции ПФП.Бор Влияет на деление клеток, способствуя росту корневых и надземных частей растений, участвует в прорастании пыльцы и росте завязи, способствует оттоку углеводов из хлоропластов, повышает эластичность клеточной стенки и засухоустойчивость растений.МарганецВ качестве кофактора некоторых ферментов катализирует реакции фотосинтеза и дыхания, участвует в процессе восстановления нитратов, обмене железа, поддерживает структуру мембран тилакоидов, активирует ферменты цикла Кребса, участвует в синтезе м-РНК в ядре.МолибденИграет важную роль в азотном обмене, участвует в процессе азотфиксации, в реакциях биосинтеза белка, аскорбиновой кислоты, способствует лучшему усвоению кальция, росту корневых систем растений. При недостатке молибдена, рост растений тормозится.

Кроме перечисленных микроэлементов важную роль играют в метаболизме растений селен, иод, ванадий, титан, никель.

Механизм поглощения минеральных веществ растением.

Адсорбция ионов – это их поглощение поверхностью цитоплазматической мембраны и стенками поглощающих корней.

Пиноцитоз – заглатывание капель питательного раствора плазмолеммой при поглощении веществ корнем растения.

 Для удовлетворения своих потребностей в питании растения развивают мощную корневую систему с массой поглощающих корневых окончаний, которые входят в контакт с большими объемами почвы.

Поглощение корнями элементов из почвы распадается на две фазы:

1.Начальная фаза, связана с адсорбцией ионов поверхностью цитоплазматической мембраны и стенками поглощающих корней. Адсорбция ионов проходит очень быстро, иногда мгновенно и не зависит от внешних факторов. Она носит обменный характер. Выделяемый при дыхании углекислый газ на внешней стороне плазмолеммы, взаимодействуя с водой, дает неустойчивую угольную кислоту, которая распадается на катион водорода Н+ и НСО3- . На образующиеся ионы обмениваются ионы почвенного раствора того же знака. Адсорбция ионов – это физико-химический процесс, зависящий от обменной емкости клеток корня.

  СО 2  +  Н2О  -  Н2СО3               Н2СО3 -  Н+  +  НСО3 -

                      СО2  +  Н2О  -   Н+  +  НСО3 -            К+  -  почвенная частица

                                                   |______________|

2.Фаза проникновения ионов через наружную мембрану в цитоплазму. Поступление ионов в клетки корней растений происходит избирательно, так как испытывает сильное сопротивление плазмолеммы. Различают активный и пассивный транспорт веществ через мембраны.

А) Пассивное проникновение ионов через плазмолемму осуществляется с помощью медленного процесса диффузии по градиенту концентрации без затраты энергии. Ионы передвигаются через липиды мембран, растворяясь в них, или через специальные гидрофильные канальца в мембранах.

Б) Активный транспорт требует затраты энергии в форме АТФ. Существует несколько теорий, объясняющих механизм активного поглощения элементов минерального питания корневыми системами растений: (1) с помощью мембранных переносчиков и (2) электрохимическая теория ионного транспорта.

Особый механизм поглощения веществ корнем растения является пиноцитоз – заглатывание капель питательного раствора плазмолеммой. Различают две разновидности пиноцитоза: (1) цитоплазматическая мембрана втягивается внутрь клетки, образуя узкий канал, от конца которого отшнуровываются маленькие пузырьки с захваченными ионами; (2) цитоплазматическая мембрана прогибается, затем образуется пиноцитозный пузырек, в котором находится капля питательного раствора.                                                                             

Роль и функции корневых систем в жизнедеятельности растений.

1.Корни являются органом поглощения воды и минеральных элементов.

2.Это место синтеза сложных соединений. В корневых системах синтезируется 16 аминокислот, различные белки, нуклеиновые кислоты, предшественники пигментов, витамины, вторичные метаболиты (каучук), растительные фитогормоны (цитокинины).

3.При старении растения и распаде органических веществ, продукты распада направляются в корни.

4.Корням свойственная функция выделения веществ – это углекислота (дыхание), органические кислоты (яблочная, лимонная, винная), минеральные элементы (калий, кальций, фосфор).

Влияние внешних факторов на поглощение минеральных элементов

Название фактораХарактеристикаТемпературный режим почвыОптимальная температура для жизнедеятельности корней на 8-10 град. ниже, чем для процессов в надземной части растений - +20 град С, минимальная – 0, максимальная - +40 град. С.Аэрация почвыРыхлая, структурная почва содержит 8-10 % кислорода. Уплотненная или затопленная почва содержит 0-2 % кислорода. При этом нарушается аэробное дыхание корней и затрудняется поглощение минеральных элементов.Содержание воды в почве. Наиболее благоприятная влажность почвы – 70 % от ее общей влагоемкости. Недостаток или избыток влаги затрудняет поглощение минеральных элементов растением.Величина рН. Смещение рН в кислую сторону способствует более активному поглощению анионов, а смещение рН в щелочную сторону – катионов. Концентрация минеральных веществ в почве. Недостаток или избыток легкорастворимых солей в почве отрицательно сказывается на минеральном питании растений.

ЛЕКЦИЯ 11.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ.  

Микориза –  это тесное сожительство (симбиоз) высших растений и грибов.

   Ризосфера - это узкий участок почвы, прилегающий к корням растений, на который воздействуют корневые выделения и почвенные микроорганизмы.

Эндотрофная микоризаМикориза, когда гифы гриба проникают внутрь клеток корня, где развиваются, корневые волоски на поглощающих корнях сохраняются при этом.Эктотрофная микоризаМикориза, которая образует плотный мицелиальный чехол на поверхности корневого окончания и лишь отдельные гифы проникают в межклетники коры, при этом корневые волоски у растений исчезают, их роль выполняют гифы гриба.Эктоэндотрофная микоризаМикориза, которая образует грибной чехол, гиф гриба находятся между клетками и коровой паренхимой и внутри отдельных клеток, отсутствуют корневые волоски на поверхности корневых окончаний растений.

Растения по степени развития микориз на корнях делятся на:

  1. Микоторофные – хорошо образуют микоризу (дуб, ель, сосна).
  2. Слабомикотрофные – среднее микоризообразование (ясень, бересклет).
  3. Немикоризные – не образуют микоризы (рябина, яблоня, черемуха).

Аллелопатия - это влияние корневых выделений одних видов растений на другие.

Диагностика потребности растений в минеральных удобрениях.

Существуют три основных способа диагностики минеральной недостаточности у растений:

  1. По внешнему виду растений, то есть по внешним признакам.
  2. По результатам анализа сока листьев (листовая диагностика).
  3. По анализу почвы на наличие в ней минеральных веществ.

Внешние признаки недостаточности отдельных элементов у растений

ПризнакХарактеристика    Недостаток азота Вызывает пожелтение листьев, иногда с появлением оранжевых и красных оттенков. Вырастают короткие, тонкие побеги, цветение слабое, листья рано опадают.     Недостаток калия На листьях появляется характерный краевой запал, то есть лист опоясывает каемка отмершей ткани. Лист морщинистый, на нем появляются бронзовые оттенки.      Фосфорная недостаточность Проявляется в задержке цветения и созревании плодов. Окраска листьев тусклая, часто на них появляются фиолетовые и бронзовые цвета. Острая  недостаточность  кальция Ведет к отмиранию меристем кончиков корней и верхушечных почек. Участки отмершей ткани наблюдаются на листьях, окраска которых отличается пятнистостью. Недостаточность магния и серыОтмечается посветление и пожелтение листьев.Недостаточность меди Вызывает суховершинность, листья принимают уродливую форму чаши или купола, буреют, рано опадают.   Недостаток цинка Приводит к мелколистности и розеточности, плоды достигают малых размеров.     Недостаток бора Приводит к кустистости культур, искривлению верхних листьев, опадению цветков, плохо завязываются плоды.Недостаток молибденаОтмечается слабое цветение, листовая пластинка редуцируется, рост растения замедлен, возникает хлороз.

 

Способы внесения удобрений

Основное (допосевное) внесение удобрений  – это внесение удобрений поздней осенью или весной, составляющее 2/3-3/4 от общей нормы.

Припосевное внесение удобрений – это внесение удобрений одновременно с посевом и посадкой растений (растворимые и легкоусвояемые удобрения).

Послепосевное (подкормки) внесение удобрений – это внесение удобрений в наиболее важные моменты развития растений (сочетание органических и минеральных удобрений).

Особенности внесения удобрений для декоративных культур

Декоративная культураУдобрениеГазонПодкармливают весной и в июне полным фосфорно-калийно-азотным удобрением 1-2 раза в месяц, во второй половине лета и осенью – только фосфорно-калийными удобрениями.ЛуковичныеПодкармливают при посадке в августе и сразу после цветения весной.Летники и многолетникиВесной полным удобрением, в конце лета – фосфорно-калийным.Деревья и кустарникиПолным удобрением в начале вегетации и поздней осенью после листопадаХвойные, рододендроны и вересковые Вносят специальные удобрения с рН=5,5.

Классификация удобрений

Все удобрения подразделяют на органические, минеральные, бактериальные.

                                УДОБРЕНИЯ________________

  |                                         |                                           |

ОРГАНИЧЕСКИЕ            БАКТЕРИАЛЬНЫЕ             МИНЕРАЛЬНЫЕ

              |                                         |                                           |        

Навоз, перегной                   Азотные                           Азотные

       Торф                             Фосфорные                     Фосфорные

Листовые компосты          Калийные                         Калийные

Зеленые удобрения                                               Микроудобрения    

  Сапропель (ил)                                                              Сложные

   Костная мука                                                       Комбинированные   

 Роговые стружки                                                                           

Органические удобрения – это удобрения, содержащие органические вещества (торф, навоз, перегной, сапропель, травяные настои и др.).

Минеральные удобрения – это удобрения на основе химических веществ.

Бактериальные удобрения – это удобрения с использованием культуры бактерий.

Фосфобактерин – бактериальное удобрение, содержащее препараты бактерий, разлагающие органические соединения фосфора в почве.

Препараты азотобактера (азотоген, азотобактерин) – бактериальное удобрение, обогащающее почву бактериями-азотфиксаторами.

Нитрагин – бактериальное удобрение, содержащее клубеньковые бактерии и усиливающее фиксацию неорганического азота.

Препараты силикатных бактерий – бактериальное удобрение, обуславливающее разрушение почвенных калийных силикатов и улучшающее калийное питание растений.

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Общие представления о минеральном питании. Макроэлементы Роль и функции корневых систем в жизнедеятельности растений. Влияние внешних факторов на поглощение минеральных элементов Внешние признаки недостаточности отдельных элементов у растений

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Демография. Ответы

Алгоритм работы с Н-НН в суффиксе слова

Причастия, деепричастия, гласная перед н-нн. Сложные случаи написания н - нн. Краткая форма. Прилагательные

Основные этические принципы деятельности психолога

Данные принципы согласуются с профессиональными стандартами, принятыми в работе психологов в международном сообществе. Принцип конфиденциальности. Принцип компетентности. Принцип ответственности. Принцип этической и юридической правомочности. Принцип квалифицированной пропаганды психологии. Принцип благополучия клиента. Принцип профессиональной кооперации. Принцип информирования клиента о целях и результатах обследования

Преступления в сфере экономической деятельности

Общая характеристика. Преступления должностных лиц в сфере экономической деятельности. Нарушения общего порядка осуществления предпринимательской деятельности. Преступления в области кредитных отношений. Монополизация рынка и недобросовестная конкуренция. Преступления в сфере денежного обращения и ценных бумаг. Таможенные преступления. Валютные преступления. Преступления, связанные с банкротством. Налоговые преступления

Курсовая работа по дисциплине «Производственный менеджмент»

Кафедра "Менеджмент и маркетинг" Заочный факультет менеджмента и бизнес-информатики Специальность: Менеджмент организации

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok