Минеральное питание растений — это почвенный способ усвоения питательных веществ

Минеральное питание растений — это поглощение ими воды и растворенных в ней неорганических (минеральных) веществ.

Исследуя золу растений, учёные обнаружили множество химических элементов, в том числе и редких. Это говорит о том, что найденные элементы необходимы растениям и накапливаются в них.

Элементы, которые присутствуют во всех растениях, были отнесены к жизненно важным — это калий, кальций, магний, железо, сера и фосфор. Для разных растений они необходимы в различных количествах.

Из почвы через корни в растения поступают вода и растворённые в ней минеральные соли, т. е. происходит минеральное питание.

• Каждый химический элемент играет в жизни растения особую роль.
• Например, вещества, содержащие азот, способствуют росту растений.
• А при нехватке азота тормозится рост растений и формируются мелкие желтоватые листья.

Калий способствует быстрому оттоку органических веществ от листьев к корням. Также он защищает растение от токсического действия различных солей. Калий сосредоточен в молодых органах, а также в органах накопления запасных веществ – семенах, клубнях.

Недостаток калия замедляет процессы деления и растяжения клеток, вызывает гибель кончика корня. Также на посветлевших листьях появляются дырочки с пожелтевшими краями.

Фосфор усваивается растением в виде солей фосфорной кислоты (фосфатов). Вещества, содержащие фосфор, способствуют скорейшему созреванию плодов. Нехватка фосфора замедляет обмен веществ. Листья желтеют, отмирают некоторые их части.

Сера поглощается растением в виде солей серной кислоты, входит в состав белков и эфирных масел. Внешними симптомами дефицита серы являются бледный цвет и желтизна молодых листьев.

Магний входит в состав хлорофилла — фотосинтезирующего пигмента, который окрашивает хлоропласты в зелёный цвет. При недостатке магния наблюдается потемнение прожилок на посветлевших листьях.

Железо играет важную роль в дыхании растений. При его недостатке сначала лист желтеет, а потом белеет.

Кроме указанных жизненно необходимых элементов, растению нужны и другие… марганец, фтор, йод, бром, цинк, кобальт, стимулирующие рост растений. Если растение не получает хотя бы одно из нужных элементов, то процессы его жизнедеятельности резко нарушаются.

Рассмотрим, каким образом происходит поглощение питательных веществ.

Водоросли, а также некоторые водные растения усваивают питательные вещества всей поверхностью тела.

Зона всасывания имеет длину от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Поверхность её защищена покровной тканью — кожицей с корневыми волосками.

Вода и минеральные соли поступают в растение через корневые волоски. Число корневых волосков очень велико, что значительно увеличивает всасывающую поверхность корня.

Корневые волоски покрыты слизью и тесно соприкасаются с частицами почвы. Слизь облегчает проникновение корня между частиц почвы, а также растворяет минеральные вещества. Ведь только в растворенном виде они могут быть в дальнейшем поглощены корнем.

Проникая между частицами почвы, корневые волоски плотно прилегают к ним и всасывают из почвы воду с растворенными в ней минеральными веществами.

Из корневого волоска вода поступает в соседние клетки, а затем в сосуды корня и по ним под давлением поднимается в другие органы растения.

Сила, которая вызывает одностороннюю подачу влаги от корней к побегам, называется корневым давлением. Чем сильнее корневое давление, тем выше поднимается жидкость.

Корневое давление можно наблюдать на опыте. У растения срезают стебель на высоте 10 см и на пенёк надевают короткую резиновую трубку, которая соединяет его со стеклянной трубкой.

Если почву в горшке полить тёплой водой, то вода начинает подниматься по трубке и вытекать из неё.

После полива почвы очень холодной водой вода из трубки вытекает меньше. Благодаря опыту мы убедились, что поглощение воды корнем зависит от её температуры. Холодная вода плохо поглощается корнями.

Выделение пасоки можно наблюдать и в природе. Пасока — это жидкость, которая выделяется из перерезанных сосудов древесины стеблей или корней живых растений под влиянием корневого давления.

Если ветка или ствол берёзы поранены, то из ранки начинает сочится сок — пасока берёзы. Пасока сладковата на вкус, в ней растворены различные питательные вещества, в том числе сахара и витамины. Она необходима растению для его весеннего роста, набухания и развёртывания почек. Берёзовый сок вкусен и полезен для здоровья человека, его заготавливают в берёзовых лесах, предназначенных к рубке.

Управление минеральным питанием растений

Растение нормально растёт и развивается в том случае, если в окружающей корни среде будут содержаться все необходимые питательные вещества. Такой средой для большинства растений является почва.

Почва ― это верхний слой земли, обладающий особым свойством ― плодородием, способностью обеспечивать растения питательными веществами и влагой, создавать условия для их жизнедеятельности.

От плодородия почвы зависит урожайность возделываемых культур. В природе опавшая листва, погибшие растения и животные перегнивают и обогащают почву минеральными веществами.

Сельскохозяйственные растения так, как и другие растения поглощают минеральные вещества из почвы, но так как человек собирает урожай, то минеральные вещества в почву не возвращаются. В результате почва постепенно истощается. Чтобы восполнить их содержание, в почву вносят органические и минеральные удобрения.

Органические удобрения (от слова «организм») ― это отходы жизнедеятельности животных (навоз, птичий помёт) или отмершие части организмов животных и растений (перегной, торф).

Навоз от разных видов животных отличается по составу, в свежем виде его нежелательно вносить в почву, так как он содержит семена растений, болезнетворные бактерии и даже яйца гельминтов. А вот отстоявшийся от 4 месяцев до 3 лет — отличное средство для обогащения разных видов почв.

Птичий помёт считается очень хорошим органическим удобрением, причём наиболее насыщенным по химическому составу, является куриный и голубиный.

Компост представляет собою смесь различных органических удобрений, которую складывают в кучи, ямы, ящики.

1. Минеральные удобрения ― это не природные удобрения, а созданные человеком.
2. В зависимости от содержания минеральных веществ различают азотные, фосфорные и калийные минеральные удобрения.
3. Кроме того, широко используют микроудобрения, в которых содержатся такие элементы, как бор, медь, цинк, кобальт и др.

Конечно, намного проще использовать покупные минеральные подкормки, нежели возиться с органикой. Но ни одна «химия» не заменит природные компоненты.

Удобрения вносят в разные сроки в зависимости от вида и потребностей растения. Например, навоз вносят задолго до посева семян, при осенней обработке почвы. Минеральные удобрения вносят перед посевом семян или одновременно с ним, а также в период роста растений в виде подкормок.

Растения подкармливают теми минеральными веществами, которые им требуются в данный период жизни. Вносить удобрения нужно строго по норме. Излишек может навредить растениям, а полученная продукция будет опасна для здоровья человека. Если же удобрения вносить вовремя и правильно, можно добиться высоких урожаев сельскохозяйственных культур.  

Источник: https://videouroki.net/video/13-mineralnoe-pitanie-rastenij.html

Почвенное питание растений

Питание — процесс поглощения и усвоения из окружающей среды необходимых для жизни веществ.

Процесс почвенного питания

Процессы поступления в организм растения растворов минеральных веществ из почвы и усвоения их клетками называют почвенным питанием. У большинства наземных растений оно происходит с помощью корня.

В зоне всасывания корневые волоски поглощают воду и растворенные в ной минеральные вещества из почвы. Они тесно соприкасаются с комочками почвы и почвенным раствором.

 Слизь, образующаяся на поверхности корневых волосков, растворяет минеральные частицы почвы, облегчая их поглощение.

Наличие корневого давления доказывает «плач» растений — выделение сока из поврежденного или перерезанного стебля. Особенно интенсивно сокодвижение происходит весной. У многих комнатных растений рано утром можно наблюдать выделение капелек воды но краям листа.

Это явление тоже свидетельствует о корневом давлении.

Зависимость почвенного питания от внешней среды

Работа корней зависит от температуры почвы. При низких температурах всасывание воды корнями ослабевает и даже приостанавливается, корневое давление надает. Па почвенное питание растений оказывает влияние состав почвы, наличие в ней минеральных веществ. Установлено, что соединения азота, фосфора, необходимы растениям в больших количествах.

Так, растения пшеницы на площади 1 га поглощают более 40 кг азота, 20 кг фосфора, 25 кг калия. Недостаток азота задерживает рост растения. При нехватке фосфора задерживается цветение и плодоношение. Такие элементы, как железо, медь, цинк и др., требуются растению в очень малых количествах.

 Однако недостаток любого элемента в питании растений отрицательно сказывается на его развитии. В естественных природных условиях поглощенные из почвы минеральные вещества частично возвращаются с упавшими листьями. На полях, занятых сельскохозяйственными растениями, почва истощается, так как питательные вещества забирают с урожаем.

Поэтому на поля весной и осенью вносят удобрения, обеспечивающие питание растений.

Особые способы питания растений

Некоторые растения приспособились восполнять недостаток элементов питания своеобразным способом — получать питательные вещества от других живых организмов.

В природе встречаются растения-паразиты. Их корневая система предназначена не для почвенного питания, а для извлечения соков других растений.

В средней полосе России распространены повилика (паразитирует на смородине, тыкве, крапиве) и заразиха (паразитирует на подсолнечнике).

Источник: http://ebiology.ru/pochvennoe-pitanie-rastenij/

Конспект урока по теме "Минеральное питание растений"

Тема	Минеральное питание растений.
Цель	расширить представления учащихся о процессе питания на примере растений.
Задачи:	— обучающие: формировать у учащихся знания о почвенном питании растений как важнейшего процесса жизнедеятельности, познакомить с классификацией удобрений; — развивающие: развивать умение устанавливать причинно-следственные связи, анализировать полученную информацию, развивать навыки исследования, содействовать развитию у учащихся навыков ухода за растениями, способствовать развитию логического мышления обучающихся; — воспитательные: продолжить формирование культуры общения с объектами живой природы, воспитывать чувство собственной ответственности, жизненное и профессиональное самоопределение школьников.
Планируемый результат	Предметные умения	УУД
В познавательной сфере: организовать деятельность учащихся по изучению процессов питания растений, разобрать классификацию и виды удобрений; давать определение понятиям. В ценностно-ориентационной сфере: Понимать ценность научного познания, его практической значимости, достоверности.	Личностные: Умение управлять своей познавательной деятельностью; самоконтроль и самооценка Регулятивные:  Формировать умение ставить перед собой цели и анализировать условия достижения цели; Прогнозировать результат и оценивать уровень достижения результата; выделять и осознавать того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, осознавать качество и уровень усвоения Познавательные:  Формировать умения анализировать, сравнивать, обобщать, выдвигать гипотезы, выделять главное, делать самостоятельные выводы; устанавливать взаимосвязь Коммуникативные: развитие коммуникативной культуры; осознание ценности совместной деятельности
Оборудование	учебник Биология 6 класс «Живой организм», презентация, видеоролик «Питание растений», опорные конспекты, таблица «Корень и его зоны», приложения, минеральные удобрения, комнатные цветы, бумажные цветы, фломастеры (красные, жёлтые).
Тип урока:	усвоение новых знаний.
Вид урока:	комбинированный.
Форма работы	лабораторная работа КОЗ Работа в группах фронтальная Индивидуальная

Ход урока:

1. Организационный момент.

2. Мотивационный момент.

• А что такое питание?
• Для чего организмам нужны питательные вещества?
• Энергия?
• Что является источником энергии для растений?

Питание — процесс получения организмом энергии и веществ через пищу. Энергия не создается и не уничтожается. Она существует в разных формах — световой, химической, тепловой, электрической, механической и т. д.

Формы энергии могут переходить друг в друга. Например, когда включается вентилятор, то электрическая энергия превращается в механическую, а у электрообогревателя — в тепловую.

Энергию можно определить, как способность совершать работу.

Живые организмы в этом случае можно сравнить с машинами, которые не могут работать (оставаться живыми) без постоянного притока энергии.

Примеры различного рода работы в организме: образование органических веществ, транспорт веществ, механическое сокращение мышц, деление клеток. Кроме энергии, во время питания организм получает вещества, необходимые для его роста и развития.

• Каковы же особенности питания растений?
• В каких питательных веществах нуждается растение?
• Откуда растение берет неорганические вещества?
• А органические вещества?
• Почему у растений два способа питания?
• Действительно ли корни главнее листьев, т. к. осуществляют питание растений, а листья являются, чуть ли не бесполезным убором, украшением? Давайте разберёмся в этом.

1. Формирование знаний, умений, навыков:

Вначале запишем тему урока: Минеральное питание растений. А теперь сформулируем понятие питание растений

Питаниерастений— процесс поглощения и усвоенияиз окружающей среды химических элементов, необходимых для их жизни.

• Какие вы знаете типы питания растений: воздушное (фотосинтез), почвенное (корневое)

Почвенное питание изучает целая наука – агрохимия. А специалистов этой науки называют агрохимиками, или врачевателями полей. Я предлагаю вам пройти обучение основам агрохимии. А также пройти стажировку.

Для начала ответим на некоторые вопросы:

• Что является органом почвенного питания?

— корень

Роль корня в почвенном питании растений.

• Каковы основные функции корня?

— удерживает растение в почве и поглощает воду с минеральными веществами

• Какая зона корня отвечает за поглощение воды с минеральными веществами?

— зона всасывания

• Каковы особенности ее строения?

— наличие корневых волосков

• Что собой представляют корневые волоски?

— это выросты наружных клеток зоны всасывания, длиной до 2 мм, они плотно прилегают к частицам почвы и всасывают воду с растворенными в ней минеральными веществами.

Они выделяют слизь для растворения минеральных веществ и их дальнейшего всасывания. Они работают как насосы, живут несколько дней, после чего отмирают.

Новые волоски появляются на молодых клетках на границе зоны роста и всасывания, и поэтому зона всасывания перемещается в почве.

— зона всасывания использует для питания новые участки почвы

• Что произойдет если повредить корневые волоски?

— растение не сможет добывать из почвы минеральные вещества и воду

• Что нужно предпринять при пересадке растений для того, чтобы не повредить корневые волоски?

— пересаживать растения с комочком почвы

• Как дальше другие органы растения получат поглощенные корнем воду и минеральные вещества? (учебник стр. 82)

— по зоне проведения по сосудам древесины (ксилемы) вода с минеральными веществами поступит в надземную часть растения

Сосуды древесины обратите внимание имеют форму спиралей и поэтому вода с растворёнными в ней минеральными веществами поднимается вверх, как бы преодолевая виток за витком.

Но для того, чтобы поднять воду даже на небольшую высоту, нужна сила. И эта сила называется корневым давлением.

Корневое давление – это сила, вызывающая одностороннее движение водных растворов минеральных веществ от корней к побегам.

Поглощению воды корнем способствует и испарение воды листьями — транспирация, т. к. потеря воды в клетках должна быть возмещена, поэтому непрерывно идет ток воды. Количество воды, теряемое растением за счёт транспирации очень велико. Травянистые растения, например хлопчатник или подсолнечник, за сутки теряет таким путём 1-2 литра воды, а старый дуб – более 600литров.

Корневое (почвенное) питание – это процесс получения растением при помощи корней водных растворов минеральных веществ.

• Теперь мы можем ответить на главный вопрос агрохимии. Какие вещества поглощает корень?

Воду и минеральные соли.

Правильно, корень поглощает воду. Вода имеет для растения большое значение, ведь тело растения на 50-98 процентов состоит из воды. Вместе с водой в растения попадают растворимые минеральные соли, включающие такие химические элементы как фосфор, азот, калий и т. д. Они необходимы растению для построения более сложных веществ.

1. У вас на партах лежат листочки, на которых указаны основные минеральные вещества необходимые растениям. Эти вещества можно разделить на две группы:
2. Удобрения
3. Органические: Минеральные:

2. Комплексные 1.Простые:

• — торф — азотные
• — навоз — калийные
• — помёт — фосфорные
• — перегной 3. Микроудобрения
• Макроэлементы – химические элементы или их соединения, используемые организмами в сравнительно больших количествах: кислород, водород, углерод, азот, железо, фосфор, калий, кальций, сера, магний, натрий, хлор и др.
• Микроэлементы – это вещества необходимые для жизни, содержащиеся в очень малых количествах.
• Но они важны все и дефицит любого из элементов приводит к развитию болезней.

Сейчас поработаем немного в паре с соседом и изучим информацию о некоторых из основных элементов. (Каждая парта попорядку выбирает себе элемент и изучает его значение, а так же что может быть при его недостатке или избытке) А теперь расскажем о самых важных элементах, которые содержатся в большем количестве. Это азот, фосфор, калий.

Роль удобрений в росте и развитии растений.

Часто агрохимикам приходится сталкиваться с большой проблемой. В естественном растительном покрове поглощённые минеральные вещества возвращаются обратно в почву с опавшими листьями, ветками и т.д.

На полях же минеральные вещества вместе с урожаем выносятся из почвы. Так вынос из почвы с 1 т урожая пшеницы составляет 10 кг кальция. Сколько килограмм кальция выносится со свеклой? С капустой? Почвы беднеют. Урожаи падают.

Как решить эту проблему?

Выход из этой ситуации — Вносить удобрения в почву. Но какие?

Давайте познакомимся с классификацией удобрений.

Азот

• При недостатке азота замедляется рост растений.
• Ослабляется интенсивность кущения злаковых и цветения плодовых и ягодных культур.
• Сокращается вегетационный период.
• Уменьшается содержание белка и снижается урожай.

Калий

• Поддерживает водный режим
• Повышает морозо- и засухоустойчивость
• Повышает устойчивость к заболеваниям.

• Недостаток его приводит к щуплости семян, понижению их всхожести и жизненности.
• Растения легко поражаются грибными и бактериальными заболеваниями.

Фосфор

• Ускорение развития и плодоношения
• Усиление роста
• корней
• Повышениезимостойкости

• Задержка цветения и созревания.
• Окраска листьев темно-зеленая, голубоватая, тусклая.
• При сильном недостатке фосфора в окраске листьев, черешков листьев и колосьев появляются пурпурные, а у некоторых растений—фиолетовые оттенки.

Существует две группы удобрений Органические и минеральные.

К органическим удобрениям относят навоз, зола, перегной и т.д.

1. Минеральные удобрения в свою очередь также можно разделить на две группы, макроудобрения – это удобрения, содержащие химические элементы необходимые растениям в больших количествах, к ним относятся удобрения содержащие азот, фосфор и калий, как по одному элементу, так и в комплексе.
2. Микроудобрения – это удобрения, содержащие химические элементы необходимые в очень небольших дозах, но и они имеют большое значение для растений.
3. Существует и другие классификаций удобрений, например: калийные, фосфорные, азотные (аммиачная силитра) – однокомпонентные и комплексные(содержат разные процентные соотношения минеральных элементов)
4. Вносить удобрения необходимо строго по правилам, в определённый период года, в определённый период развития растения и в определённых дозах.

1. Первичное закрепление знаний. Итак, вы изучили теоретические основы агрохимии. А теперь я предлагаю вам пройти стажировку и применить полученные знания на практике. Каждой группе необходимо исследовать растение.

• Определите, какие удобрения необходимы данным растениям для улучшения почвенного питания? Ответ обоснуйте.
• А как вы думайте, что необходимо знать, чтобы определить необходимое удобрение?
• Что бы это узнать необходимо, определить каких химических элементов недостаточно в минеральном питании комнатного растения?
• Недостаток химических элементов вы сможете определить по схеме и таблице.

• Исследуют комнатные растения. Озвучивают результаты исследования.

Итоги исследования:

1. Домашнее задание. Дальнейшую стажировку вы продолжите дома. (слайд 21)

Обязательный уровень — прочитать в учебнике стр. 29-31, 38, 62 и выучить опорный конспект.

Дополнительный уровень – решить биологические задачи. Для решения задачи используйте таблицы, а также помощь родителей.

• На поле плохо растет пшеница. Листья маленькие, бледно зеленые. Что надо сделать, чтобы улучшить состояние растений?
• На огороде выращивают картофель и капусту. Пришла пора вносить удобрения. Как вы думаете, одинаковые ли удобрения нужны этим культурам? Ответ обоснуйте.
• У пшеницы хорошо развиваются стебли и листья, но плохо наливается зерно. Каких удобрений не хватает пшенице?
• На листьях появляются бурые пятна, растение часто болеет. Какие удобрения необходимо применить?

1. Рефлексия

2. Домашнее задание

Источник: https://infourok.ru/konspekt-uroka-po-teme-mineralnoe-pitanie-rasteniy-2387745.html

Механизмы поступления веществ в растения

Минеральное питание растений, методы его изучения.

Минеральное питание растений — это совокупность процессов поглощения, передвижения и усвоения растениями химических элементов, получаемых из почвы в форме ионов минеральных солей.

При исследовании золы растений в ней было обнаружено множество химических элементов, Это свидетельствует о том, что данные элементы необходимы растениям и накапливаются в них. Среди них – углерод (около 45 % сухой массы тканей), кислород (45%), водород (6%) и азот (1,5 %). Их называют органогенами.

Несколько процентов приходится на зольные элементы, которые остаются в золе после сжигания растения. Содержание минеральных элементов обычно выражают в процентах от массы сухого вещества.

Все минеральные элементы, в зависимости от их количественного со- держания в растении, принято делить на макроэлементы, содержание кото- рых – более 0,01 % от сухой массы (к ним относятся азот, фосфор, сера, ка- лий, кальций, магний), и микроэлементы, содержание которых – менее 0,01 % (железо, марганец, медь, цинк, бор, молибден, кобальт, хлор)..

• Методы изучения минерального питания:
• -Водная культура (выращивание растений в воде, на питательной смеси);
• -Аэропоника (процесс выращивания растений в воздушной среде без использования почвы, при котором питательные вещества к корням растений доставляются в виде аэрозоля.)
• -Использование биогумуса (создают биогумус с помощью червей);
• -Фитотроны (камеры с микроклиматом помещение для выращивания р-ний в искусственно регулируемых условиях. );
• -Метод стерильных культур (выделяют отдельные клетки, помещают в разные среды);
• -Культура изолированных клеток и тканей.

Особенность минерального обмена растений — накопление элементов в тканях в концентрациях значительно более высоких, чем во внешней среде. Для калия и фосфора характерно наибольшее концентрирование. Вместе с тем растение может накапливать и ненужные ему вещества. Например, концентрация кадмия в тканях культурных растений в 2—16 раз выше, чем в почве.

Другая характерная черта минерального питания — специфичность в потребности, накоплении и распределении по органам отдельных элементов у разных растений. Это касается и токсических элементов: репа (Brassica rара) накапливает кадмий в 4 раза больше, чем морковь (Daucus sativus), но в корнеплоде (съедобной части) репы его концентрация вдвое ниже, чем в корнеплоде моркови.

Специфичность в накоплении элементов, в том числе токсичных для человека и животных (тяжелых металлов, нитрата и др.), учитывается при оценке качества сельскохозяйственной продукции. В то же время способность растений извлекать и накапливать ионы-загрязнители может бытьполезна.

Значение общих элементов минерального питания.

Каждый химический элемент играет в жизни растения особую роль. Минеральные соединения азота и зольных элементов поглощаются наземными высшими растениями почти исключительно корнями.

Соли, как и вода, поглощаются живыми клетками первичной коры корня и корневыми волосками, затем корневым давлением выталкиваются с водой в сосуды, разносятся транспирационным током по другим частям растения и снова принимаются живыми клетками стебля и листа.

Значение элементов минерального питания

Элементы	Значение для жизнедеятельности растения
С, О, Н	универсальные компоненты органических соединений — углеводов, липидов
С, О, Н, N, S	универсальные компоненты органических соединений — белков, нуклеиновых кислот, порфиринов
Si	придает прочность клеточным стенкам
Al	участвует в обмене веществ в гидрофитов
Fe, Mn, Zn, Mo, Co	входят в состав ферментов или их кофакторов
Fe	необходимое для синтеза хлорофилла, участвует в структуре отдельных ферментов и целых ферментных систем, связанных с окислительно-восстановительными реакциями клетки
Mn, Mg, Zn	обеспечивают сочетание ферментов или коферментов с субстратами
Mn	участвует в окислительно-восстановительных реакциях процессов дыхания и фотосинтеза (фотолиз воды)
Mg	как компонент хлорофилла участвует в фотосинтезе
Zn	входит в состав большого количества разнообразных ферментов
В	усиливает рост пыльцевых трубок, прорастание пыльцы, увеличивает количество цветов и плодов
Cu	входит в состав компонентов электрон-транспортной цепи митохондрий и хлоропластов
Mo, Co	участвуют в азотфиксации
Mo	участвует в восстановлении нитратов
Cl	участвует в процессах фотосинтетического выделения кислорода
P	входит в состав АТФ, нуклеиновых кислот, участвует в обмене веществ
К, Mg, Ca	влияют на гидратацию коллоидов протоплазмы
К	влияет на активность почти 60 ферментов

Механизмы поступления веществ в растения.

Механизм поступления питательных веществ сложный процесс. В основном он осуществляется в результате обмена между ионами почвенного раствора и теми ионами, которые находятся в поверхностных слоях растительных корневых клеток.

Такая контактная обменная реакция между почвенным раствором и корневыми клетками обеспечивает растениям возможность извлекать питательные вещества из почвенного раствора слабой концентрации и сосредоточить их внутри организма в больших размерах.

1. В поступлении питательных веществ можно выделить этапы:
2. 1) поступление иона в кажущееся свободное пространство корня
3. 2) преодоление мембранного барьера
4. 3) транспорт иона по тканям растения
5. Питательные вещества могут вступать в контакт с поверхностью корня по 3-м механизмам:
6. 1. корневой перехват (к соприкосновению с питательным веществом приводит рост корней)
7. 2. массовый поток (растения поглощают воду, вызывая движение к корню почвенного раствора содержащего питательные вещества)
8. 3. диффузия (потребляя элементы питания растения, уменьшают их концентрацию у поверхности корней, это дает возможность перемещения питательных веществ по градиенту концентрации)

Вклад каждого из этих механизмов зависит от интенсивности поглощения веществ корнем и от обеспеченности элементом почвы.

Поглощение элементов питания свободным пространством корня может осуществляться не только обменно на Н и НСО3- но и на ионы органических и минеральных соединений выделяемых корнем.

Ионы элементов питания, адсорбированные в апопласте удерживаются силами электростатического притяжения и могут вытесняться другими ионами в окружающий раствор.

Таким образом, поглощение питательных веществ свободным пространством – это предварительный этап поступления их в клетку.

Преодоление мембранного барьера. Транспорт иона по тканям растения.

Основной компонент мембран – белки и фосфолипиды. Мембрана построена из 3-х слоев. Внутренний образован 2мя слоями фосфолипидов которые смыкаются гидрофобными концами благодаря силам Ван-дер-Ваальса и находятся в полужидком состоянии. Способы проникновения ионов через биол мембраны. 1.

Простая диффузия через липидную фазу, если в-во растворимо в липидах. 2. Облегченная диффузия гидрофильных в-в с помощью липофильных переносчиков. 3. Простая диффузия через гидрофильные поры (например, через ионные каналы). 4. Перенос в-в с уч-ем акт переносчиков (насосов). 5.

Перенос в-в путем экзоцитоза (везикулярная секреция) и эндоцитоза (за счет инвагинации мембран)..

Существует 2 механизма перемещения веществ через плазмолемму:

При пассивном энергия клетки не расходуется, вещества перемещаются по градиенту концентрации (диффузия и осмос) или электрического потенциала (электрофорез). Т.к. элементы питания поступают в клетку в виде ионов, направление их движения определяется совместным действием указанных выше градиентов, составляющих электрохимический градиент.

Активный транспорт – это перемещение питательных веществ против электрохимического градиента требующее больших затрат метаболической энергии, т.е. активный транспорт работает в том случае когда электрохимический градиент не работает на клетку.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Источник: https://megalektsii.ru/s1626t10.html

Корневое питание растений (стр. 1 из 3)

1. Корневое питание растений. Избирательное поглощение элементов питания растениями.

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.

При рассматривании корневого волоска под микроскопом видно, что он представляет собой молодую клетку, которая покрыта оболочкой, имеет ядро, цитоплазму и органоиды. На 1 мм2 поверхности корня может располагаться от 200 до 400 корневых волосков. За счет этого всасывающая поверхность корня увеличивается примерно в 18 раз.

Корневые волоски недолговечны, живут в среднем 10 — 12 суток, но ежедневно по мере роста корня на молодом его участке образуются новые корневые волоски.

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.

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.

Гидропонный способ выращивания растений, или гидропоника (от греч. hidros — «влажный» и ропео — «работать», «трудиться»), позволил установить, что все минеральные вещества растения получают из их водных растворов.

Разные растения нуждаются в разных количествах минеральных веществ. Так, растения пшеницы на площади 1 га поглощают более 40 кг азота, 20 кг фосфора, 25 кг калия, при урожае в 30 ц/га рожь вынесет из почвы 75 кг азота, 45 кг фосфора и 90 кг калия.

А картофель использует питательных веществ больше, чем зерновые, многолетние и однолетние травы.

Поиск путей наиболее полного и рационального использования растениями элементов минерального питания удобрений и почвы во все времена оставался одной из главных задач науки и практики. Столь пристальное внимание к данной проблеме обусловлено тем, что уровень и качество минерального питания растений во многом определяют их урожай и его качество.

Потребление растениями элементов питания в онтогенезе определяется многими факторами. Наиболее значимыми из них являются неравномерность роста и развития, обусловленная генетическими особенностями культур и сортов, почвенно-климатические условия произрастания.

Из последних наиболее важным для потребления элементов питания является уровень обеспеченности растений влагой и теплом. С целью повышения доступности элементов питания разработаны разнообразные приемы обработки почвы, накопления и сохранения влаги в почве.

Важное место в решении этого вопроса отводится дробному применению минеральных удобрений, приуроченности их внесения к периоду наибольшей потребности растений в элементах питания, особенно азота

Концентрация питательных веществ может колебаться в довольно широких пределах. Организм растения, извлекая эти вещества из внешней среды, создает в тканях их необходимую концентрацию.

Если этих веществ в воде и грунте достаточно, растение развивается правильно, быстро растет, цветет и плодоносит. При недостатке одного или нескольких необходимых веществ отмечается отставание в росте, изменение формы растения, прекращается размножение.

Иногда наблюдается избыток тех или иных химических элементов, что также может вызвать нарушение развития растений.

Если удобрения вносят в количествах, превышающих потребности растений, то урожайность не увеличивается, а качество продукции может даже ухудшиться. Так, избыточное азотное питание капусты приводит к недостатку в ней сахаров, капуста плохо хранится.

При избытке в почве солей азота в клубнях картофеля снижается содержание крахмала, у многих растений в клетках накаливаются нитраты.

Употребление в пищу овощей, картофеля и других продуктов, содержащих избыток нитратов, оказывает вредное влияние на здоровье человека.

2. Важнейшие периоды в питании растений. Значение послойного внесения удобрений

В разные фазы роста и развития потребность растений в элементах питания неодинакова. Во время роста растения в большей степени нуждаются в повышенном содержании азота, а декоративно-лиственным этот элемент в большом количестве необходим на протяжении всей жизни. В фазах цветения и плодоношения растения потребляют больше фосфора и калия

Сельскохозяйственные растения различаются общей величиной потребления элементов питания для формирования урожая, темпами их поглощения на протяжении неодинакового по длительности периода вегетации, а также по соотношению усвоения основных элементов—азота, фосфора и калия.

Для культур, более требовательных к элементам питания (сахарная свекла, кукуруза, картофель и др.), при прочих равных условиях необходимы более высокие дозы удобрений.

Скороспелые сорта характеризуются более коротким периодом поглощения питательных веществ и более требовательны к условиям питания по сравнению с позднеспелыми.

При разработке системы удобрения, определении доз, сроков и способов применения удобрений должны быть учтены различия в чувствительности отдельных культур (особенно в молодом возрасте) к концентрации питательных веществ в почвенном растворе, в усваивающей способности корневой системы и характере ее развития (мощности, глубине проникновения и т.д.), в требовательности к реакции среды.

Гетерогенное распределение удобрений в почве оказывает большое влияние на трансформацию элементов питания, рост и развитие растений, функциональную активность корневой системы.

Все это, естественно, должно находить отражение и в степени использования элементов питания удобрений и почвы растениями.

Свидетельством тому являются многочисленные исследования, проведенные на различных культурах в самых разнообразных почвенно-климатических условиях.

Наблюдения показали, что ленточное внесение нитроаммофоса на выщелоченном черноземе наряду с положительным влиянием на ростовую функцию растений пшеницы в начале онтогенеза также повышало содержание в надземной части общего азота и фосфора. Большее содержание этих элементов в листьях по сравнению с разбросным внесением сохранялось до фазы колошения.

К фазе цветения растения яровой пшеницы накапливают основное количество элементов питания. В дальнейшем с началом формирования и налива зерна происходит снижение относительного их содержания в вегетативных органах. Из данных следует, что на фоне локального размещения удобрения процесс реутилизации идет более интенсивно, чем при разбросном способе.

При внесении половинной нормы нитроаммофоса растения накапливали почти такое же количество элементов питания, что и при полной дозе вразброс. Сравнимые результаты по данным вариантам были получены и в фазу восковой спелости зерна.

Однако наличие очага высокого содержания элементов питания в почве на самых ранних этапах онтогенеза растений может тормозить их потребление растениями.

Источник: https://mirznanii.com/a/12282/kornevoe-pitanie-rasteniy

Биология в лицее

• Минеральное питание растений
• Виртуальная лабораторная работа «Корневое давление у растений»
• Растения как живые организмы успешно растут и развиваются, если имеют все необходимые условия для жизни: свет, воду, воздух, пищу.

Пища нужна всем организмам, так как она – источник энергии.

Без притока энергии не могут осуществляться жизненно важные процессы в клетках, тканях и в организме в целом. Поэтому питание – необходимое условие для существования организма. Растительный организм с помощью корней и листьев добывает пищу в почвенной и наземной среде.

С помощью корней растение извлекает из почвы необходимые ему вещества – так осуществляется почвенное питание. В этом процессе особо важную роль играют корневые волоски в  зоне всасывания. Вот почему почвенное питание еще называют корневым питанием. Корневое питание обеспечивает поступление в растение воды и минеральных солей.

Поглощение воды и минеральных веществ корнем (Интерактивный рисунок)

С помощью корневых волосков растение получает из почвы соли калия, кальция, фосфора, магния, соединения азота, серы и другие химические элементы. Минеральные вещества корневая система поглощает из почвы в виде растворов вместе с водой. Корневые волоски принимают непосредственное участие в их поглощении.

При этом они работают как маленькие насосы. Вещества, поступившие в корневой волосок, перемещаются в другие клетки всасывающей зоны корня и затем поступают в клетки проводящей ткани – трахеиды и сосуды древесины. По ним они транспортируются в зону проведения корня и далее через стебель ко всем частям растения.

Механизм функционирования проводящих сосудов корня (Анимация)

Почвенное питание – это минеральное питание растений.

Во всасывающей зоне корня идет не только поглощение воды и солей. В этой части корня с участием поглощенных растворов минеральных солей и органических веществ, поступивших от листьев, активно идут сложные химические процессы обмена веществ и образования различных новых соединений.

Здесь синтезируются сложные химические вещества, из которых строятся потом белки, витамины, ростовые вещества и др. Они необходимы для нормального роста и развития растения.

Таким образом, корень не только всасывает из почвы воду с минеральными солями, но и участвует в образовании многих новых органических веществ.

В естественном растительном покрове поглощенные растениями минеральные вещества частично возвращаются в почву с опавшими листьями, ветками, хвоей, цветками, отмершими корневыми волосками.

Но после уборки урожая сельскохозяйственных растений поглощенные корнем минеральные вещества не возвращаются в почву.

Так, вынос только кальция из почвы с 1 т урожая пшеницы составляет 10 кг, свеклы – 40 кг, а капусты – 60 кг.

Чтобы предотвратить истощение почвы и собирать большие урожаи, на поля вносят удобрения. Их разделяют на органические и минеральные.

Органические удобрения – это навоз, торф, компост и перегной (разлагающиеся остатки растений).

Минеральные удобрения – это азотные соединения (селитра, мочевина), фосфорные (суперфосфат, костная мука), калийные (зола, хлористый калий, сульфат калия).

Названные удобрения привносят в почву элементы минерального питания, которые требуются растениям в большом количестве. Вот почему их называют макроэлементные удобрения или макроудобрения (от греч. макрос – «большой»).

К минеральным удобрениям относятся и микроэлементы, которые потребляются растением в чрезвычайно малом количестве. Однако микроэлементы (медь, бор, молибден, марганец) не менее важны для жизнедеятельности растений. Они участвуют в обменных процессах организма, повышают устойчивость растений к болезням и неблагоприятным условиям окружающей среды.

Микроэлементы – группа незаменимых минеральных веществ, обеспечивающих жизнедеятельность растительных организмов.

Корень – это специализированный орган минерального питания растений. Растение поглощает много минеральных веществ. В почву для сохранения плодородия и нормального роста и развития растений вносят органические и минеральные удобрения.

Источник: http://biolicey2vrn.ru/index/mineralnoe_pitanie_rastenij/0-50