Современная теория питания растений

                          Содержание

 

1. Введение……………………………………………………………………………..  2
2. Современная теория питания растений………………………………………… 3
3. Питание растений………………………………………………………………….. 3

Фосфор

Азот

Кальций

 Магний

 Калий

Железо 

Кобальт

Цинк

Бор

Молибден

Медь

4. Воздушное питание………………………………………………………………… 5
5. Корневое питание………………………………………………………………….. 6
6. Корневая система растений и ее поглотительная способность……………… 6
7. Поглощение питательных веществ растениями через корни……………….. 8
8. Отношение растений к условиям питания в разные периоды роста………. 12
9. Заключение…………………………………………………………………………. 14
10. Список использованной литературы…………………………………………… 15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение 

      Современная теория питания гласит о том, что нормальное развитие растений возможно только при доступе им неорганических веществ.  Органические вещества не нужны для питания зеленых растений. Растение само строит органическое вещество из углекислого газа и воды с помощью энергии солнечных лучей, поглощаемых хлорофиллом, а зольные вещества и азот черпает из почвы в виде солей.  .В этом реферате я рассмотрела действие элементов важнейшие для жизнедеятельности растений , каким образом они поступают в растения, как действуют. Все эти аспекты описаны в минеральной теории растений, которую в современном виде высказал немецкий химик Юстус Либих в 1840 году. Его теорию и опыты продолжил выдающийся ученый Буссенго, который своими многолетними опытами доказал правдивость минеральной теории питании растений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Современная теория питания растений.

      К современной теории питания растений относится минеральное питание растений, согласно которой растения могут нормально развиваться при снабжении их только неорганическими соединениями питательных веществ. Не исключается возможность использования растениями простейших легкорастворимых органических соединений (аминокислот, некоторых органофосфатов и т. д.). Органические вещества могут оказывать влияние на развитие растений в качестве стимуляторов роста.

      Минеральная теория питания растений в ее современном виде была впервые высказана немецким химиком Юстусом Либихом в 1840 г. в его книге « Химия и ее применение в земледелии и физиологии», сопоставив большое количество анализов растений, проведенных к тому времени, Либих пришел к выводу, что элементы, содержащиеся в золе, растения поглощают из почвы в виде минеральных солей. Эти вещества необходимы для нормального роста растений, и их недостаток в почве должен восполняться путем внесения удобрений.

     В своих обобщениях Либих (1936) не учел, однако, роль азота, который не усваивается высшими растениями из воздуха, но не содержится и в золе, так как соли его при прокаливании разлагаются с выделением газообразного азота. Это досадное обстоятельство не принесло успеха минеральным удобрениям, которые впервые начал выпускать Либих, и поколебало веру в его учения.

     Недостающее звено в минеральной теории питания растений восполнил Буссенго (1936), в течение многих лет проводивший опыты, в которых подводился баланс питательных веществ, вносимых в почву и выносимых из неё вместе с урожаем. Особенно его интересовал вопрос, откуда растение черпает азот. Он выращивал свои растения в прокаленном кварцевом песке, прибавляя к нему необходимое азотное питание в виде минеральных солей. На основании этих опытов он пришел к заключению, что растения и азот получают не из гумуса, а в виде селитры, т. е. из минеральных солей.

     Так, гениальными обобщениями Либиха и работами Буссенго был нанесен сокрушительный удар гумусовой теории питания растений. Отныне восторжествовала минеральная теория, согласно которой органические вещества не нужны для питания зеленых растений. Растение само строит органическое вещество из углекислого газа и воды с помощью энергии солнечных лучей, поглощаемых хлорофиллом, а зольные вещества и азот черпает из почвы в виде солей. Что касается водной теории, то она отпала сама собой как не соответствующая многим фактам, наблюдавшимся как в практике земледелия, так и в многочисленных опытах. Роль воды в жизни растений очень велика, но имеет совсем иной характер.

3. Питание растений.

     Питанием растений называется поглощение минеральных веществ, содержащихся в почве, корневой системой и дальнейшее усвоение их самим растением. Для нормального прохождения процессов поглощения минеральных элементов растению необходимы дыхание корневой системы, подходящие температура окружающей среды, кислотность почвы, концентрация и состав питательных растворов. Важнейшими элементами для питания растений являются: фосфор, калий, азот, железо, кальций, магний, и бор. Все элементы, входящие в состав растений, выполняют определенные функции. Роль минеральных веществ в процессе роста растений очень разнообразна. Кроме кислорода, углерода и водорода (органогенов) всем растениям требуется фосфор, сера, азот, магний, кальций и железо. В результате различных исследований было открыто, что для оптимального роста и развития растений обязателен целый набор веществ, находящихся в почве в микроскопических количествах. Помимо железа, усваиваемого растением, ему необходимы также медь, цинк, бор, кобальт, марганец и молибден.

     Все вышеназванные элементы, используемые в питательных растворах, по характеру потребления разделены на три группы:

1) ультрамикроэлементы - серебро, радий, ртуть, кадмий  и т. д. (миллионные доли процента);

2) микроэлементы - медь, бор,  цинк, марганец, кобальт, молибден, и  другие, потребляемые в малых  количествах (от стотысячных до  тысячных долей процента);

3) макроэлементы - фосфор, азот, кальций, калий, сера, железо, магний, потребляемые в относительно  больших количествах (от сотых  долей процента до нескольких  процентов).

      Растение для своего нормального развития должно получать все необходимые ему минеральные вещества в нужных концентрациях в растворенном виде. Если растение не получает нужного количества какого-то элемента, то проявляются признаки голодания. При добавлении этого элемента эти признаки устраняются. Если же растение получает какой-либо микроэлемент в избытке, то получается отравление растения. Бор и медь, например, при концентрациях свыше 1 мг на 1 килограмм почвы затормаживают рост у многих растений. Если концентрация становится ниже 0,5 мг на 1 килограмм, то начинается голодание. Это можно объяснить тем, что эти минеральные элементы участвуют в процессе построения клеточных органоидов и протоплазмы. Кроме того, они обеспечивают определенную структуру биоколлоидов живого вещества, без которых жизненные процессы не могут протекать.

      Фосфор содержится в почве в органической и в минеральной форме. Минеральные формы фосфора преобладают в подзолистых и кислых почвах. Поэтому известкование таких почв повышает для растений доступность фосфоросодержащих веществ. Если наступает фосфорное голодание, листья растений становятся зелено-желтыми, задерживается процесс закладки цветочных почек и начало цветения растений, ухудшается и качество цветов.

      Азот необходим для нормального развития растений. При недостатке этого элемента листья растения становятся бледными желто-зелеными с красноватыми пятнышками. В случае азотного голодания листья становятся более тонкими. Обычно азот в плодородном слое почвы содержится в форме, которая растениям недоступна. Однако в результате микробиологических процессов азот из недоступных форм преобразуется в усвояемую растениями форму. В почве присутствуют некоторые микроорганизмы, которые усваивают азот из воздуха и делают его доступным для растений. Тем не менее, подкормка растений азотистыми удобрениями в большинстве случаев необходима, так как почвы этим элементом бедны.

     Магний - элемент, включающийся в состав хлорофилла растений. При недостатке этого элемента листья приобретают хрупкость, становятся "мраморными". Магний создает нейтральную реакцию почв, а также помогает устранить вредное действие избыточного количества извести.

      Калий требуется растениям для разнообразных физиологических процессов, протекающих в них. Этот элемент отвечает за развитие корневой системы. Его наличие делает корневые системы растений более морозоустойчивыми. Как правило, калия содержится в почве от 1 до 2,5 процента. В очень тяжелых и средних почвах калий содержится в поглощенном виде. Это основной источник питания растений калием. Особенно нужны калийные удобрения для легких, подзолистых и торфяных почв. При калийном голодании больше всего страдают верхние листья растений. Они осветляются, по краям желтеют, а зелеными остаются только участки листа, окружающие сосуды.

      Кальций присутствует в почве в виде фосфатов, карбонатов и других солей. Наличие кальция в почве улучшает ее свойства. Однако, для питания растений этот элемент идет в небольшом количестве. Кальций вносят в почву с целью нормализации ее кислотности.

      Железо поддерживает нормальное развитие хлорофилла и хлоропластов в растениях. Если в почве недостаточно железа, то листья приобретают мраморность, цвет их становится неровным, наступает хлороз и старение листьев, так как разрушается хлорофилл, содержащийся в них.

      Кобальт также увеличивает устойчивость хлорофилла в растениях.

     Цинк нормализует дыхание растений.

     Бор необходим для хлоропластов. Недостаточное количество этого элемента в почвах приводит к дегенерации хлоропластов растений.

     Молибден, присутствующий в почвах в микроскопических количествах отвечает за нормализацию функций пластид.

     Медь отвечает за окислительно-восстановительные реакции, протекающие в клетках растений.

      Промышленность выпускает таблетки микроудобрений марки «2А». Они весят 0,36-0,4 г и содержат: бора - 20 мг, меди -5 мг, молибдена - 0,4 мг, остальное - биологически активные вещества (БАВ).

      Для корневой подкормки в одном 10-литровом ведре растворяют 3 таких таблетки. Для опрыскивания листьев 1 таблетка растворяется в 1 л воды. Опрыскивание производят перед цветением растений и через месяц после него.

       Высшие растения являются автотрофными организмами, т. е они сами синтезируют органические вещества за счет минеральных соединений, в то время как для животных и подавляющего большинства микроорганизмов характерен гетеротрофный тип питания — использование органических веществ, ранее синтезированных другими организмами. Накопление сухого вещества растений происходит благодаря усвоению углекислого газа через листья (так называемое «воздушное питание»), а воды, азота и зольных элементов — из почвы через корни («корневое питание»).

4. Воздушное питание.

      Фотосинтез является основным процессом, приводящим к образованию органических веществ в растениях. При фотосинтезе солнечная энергия в зеленых частях растений, содержащих хлорофилл, превращается в химическую энергию, которая используется на синтез углеводов из углекислого газа и воды. На световой стадии процесса фотосинтеза происходит реакция разложения воды с выделением кислорода и образованием богатого энергией соединения (АТФ) и восстановленных продуктов. Эти соединения участвуют на следующей темновой стадии в синтезе углеводов и других органических соединений из СО₂.

      При образовании в качестве продукта простых углеводов (гексоз) суммарное уравнение фотосинтеза выглядит следующим образом:

6 СО₂+6Н₂О+ С®2874 кДж ₆ Н₁₂ O₆ +6 O₂

 

       Путем дальнейших превращений из простых углеводов в растениях образуются более сложные углеводы, а также другие безазотистые органические соединения. Синтез аминокислот, белка и других органических азотсодержащих соединений в растениях осуществляется за счет минеральных соединений азота (а также фосфора и серы) и промежуточных продуктов обмена — синтеза и разложения — углеводов. На образование разнообразных сложных органических веществ, входящих в состав растений, затрачивается энергия, аккумулированная в виде макроэргических фосфатных связей АТФ (и других макроэргических соединений) при фотосинтезе и выделяемая при окислении — в процессе дыхания — ранее образованных органических соединений. Интенсивность фотосинтеза и накопление сухого вещества зависят от освещения, содержания углекислого газа в воздухе, обеспеченности растений водой и элементами минерального питания. При фотосинтезе растения усваивают углекислоту, поступившую через листья из атмосферы. Лишь небольшая часть СО₂. (до 5% общего потребления) может поглощаться растениями через корни. Через листья растения могут усваивать серу в виде SО₂. из атмосферы, а также азот и зольные элементы из водных растворов при некорневых подкормках растений. Однако в естественных условиях через листья осуществляется главным образом углеродное питание, а основным путем поступления в растения воды, азота и зольных элементов является корневое питание.  

 

5. Корневое питание.

      Азот и зольные элементы поглощаются из почвы деятельной поверхностью корневой системы растений в виде ионов (анионов и катионов). Так, азот может поглощаться в виде аниона NO₃ и катиона NH₄⁺ (только бобовые растения способны в симбиозе с клубеньковыми бактериями усваивать молекулярный азот атмосферы), фосфор и сера — в виде анионов фосфорной и серной кислот — Н₂РО₄^- и SO₄^2- , калий, кальций, магний, натрий, железо — в виде катионов К⁺, Са²⁺ , Mg²⁺ , Fe²⁺ , а микроэлементы — в виде соответствующих анионов или катионов.