Минеральное питание растений происходит с помощью чего

Какие вещества необходимы для минерального питания растений?

Минеральные элементы – это встречающееся в природе неорганические питательные вещества, содержащиеся в почве и продуктах питания, которые необходимы для правильного функционирования живых организмов. Минералы – жизненно важные элементы, необходимые как растениям, так и животным.

Минеральное питание растений

Минеральное питание растений – это ряд биохимических, биофизических и физиологических процессов, посредством которых ионы минералов абсорбируются из почвы, транспортируются и включаются в обмен веществ растения. Всего для нормального роста и развития растений необходимо около 20 химических веществ. Из них четыре основных элемента: углерод и кислород из атмосферы, водород из воды и азот из минеральных соединений. Они называются органогенными элементами, поскольку представляют собой основные компоненты органических веществ.

В зависимости от потребности растения в минеральных веществах выделяют:

Таблица. Основные минеральные элементы, необходимые для роста растений

Химические элементы могут иметь специфические функции, характерные только для них (например, функционировать как составные части ферментативных каталитических центров или простетических групп, как активаторы ферментов путем изменения конформационной структуры белков, как регуляторы коллоидного статуса цитоплазмы), или иметь неспецифические функции, в этом случае они могут быть заменены другими элементами (например, осмотическое давление может быть достигнуто путем увеличения концентрации различных молекулярных частиц).

Поглощение минеральных элементов растениями происходит на уровне корневых волосков посредством эндосмоса, и часто этому способствуют микориза (симбиотические отношения между корнем и микроскопическими грибами) и бактериориза (симбиоз между корнями и бактериями). Азот абсорбируется из почвы в виде нитритов и нитратов, которые позже превращаются в аммиак и используются для синтеза глутамина и аспарагина в результате реакций аминирования. Это повсеместный компонент большинства органических веществ.

Сера абсорбируется в виде ионов SO₄ 2 − ионов и входит в состав высоко каталитических протеиногенных аминокислот цистеина и метионина, является частью кофермента А и витаминов, а также имеет решающее значение для контроля окислительно-восстановительного состояния клетки за счет уровней глутатиона.

Фосфор входит в состав АТФ, нуклеиновых кислот, фосфолипидов в биологических мембранах, он лежит в основе передачи сигналов и других процессов управления белковой активностью. Он усваивается в виде солей ортофосфорной кислоты. Кроме того, ионы металлов (Ca, K, Fe, Mg, Cu, Mb, Zn) являются ключевыми компонентами в процессе минерального питания и необходимы для роста и развития растений.

Значение минеральных веществ для растений

Минералы играют важную роль во многих жизненно важных для растений процессах:

Микроэлементы

Значение некоторых микроэлементов для растений изложены ниже:

Марганец

Макроэлементы

Функции основных макроэлементов для растений:

Источник

Минеральное питание растений

Урок 13. Биология 6 класс. Многообразие покрытосеменных растений ФГОС

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Минеральное питание растений»

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.

Высшие же растения поглощают их из почвы через корни. Поглощение воды и минеральных веществ происходит в зоне всасывания корня.

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.

Ранней весной, когда листья на деревьях ещё не развернулись, в стволах клёна, берёзы и других деревьев начинается весеннее сокодвижение.

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.

Минеральные удобрения ― это не природные удобрения, а созданные человеком.

В зависимости от содержания минеральных веществ различают азотные, фосфорные и калийные минеральные удобрения.

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

Минеральное питание растений это залог высоких стабильных урожаев

Трудно представить нашу жизнь без растений. Они сопровождают человека повсюду. Одни предназначены для красоты, радуя взоры разнообразием ярких цветов, другие служат кормом для животных, третьи употребляют в пищу люди. А роль представителей флоры в переработке углекислого газа в кислород трудно переоценить.

Однако для активной жизнедеятельности и розам, и яблоням, и пшенице нужна энергия, чтобы расти и развиваться, для чего у них существует корневая система. Минеральное питание растений — это способ усвоения питательных веществ, находящихся в почве и растворенных в воде.

Как питаются растения

Поскольку практически все растения имеют корневую систему и стебель с листьями, они используют 2 варианта питания: почвенный и воздушный. Последний характеризуется усвоением углекислого газа, содержащегося в воздухе. Это важнейший строительный материал. Но для осуществления фотосинтеза необходимы еще кислород и водород, которые представители флоры тоже добывают из воздуха.

Чтобы начался процесс фотосинтеза, нужна еще и солнечная энергия, под воздействием которой из минеральных солей, содержащихся в почве и растворенных в воде, а затем поступивших в надземную часть растений, получаются органические вещества: углеводы и аминокислоты, имеющие сложный химический состав и обладающие большим запасом энергии.

Солнечные лучи, в свою очередь, поглощает содержащийся в листьях хлорофилл, благодаря которому растения и приобретают зеленый цвет.

Фотосинтез — сложнейший природный процесс, сопровождающийся в том числе выделением кислорода, незначительная часть которого используется представителями флоры для дыхания.

Источники питания

Поскольку тип питания у растений и воздушный, и капельный, источниками пополнения энергии являются почва и воздух, откуда растительный организм добывает себе все необходимое. Полученными веществами корневая и надземная части активно обмениваются, чтобы их развитие было полноценным.

Из воздуха представители флоры получают газы и ультрафиолет, а из земли — влагу и минеральные соли, после чего начинаются биохимические процессы. Из углекислого газа образуются крахмал и сахара.

Водоросли лишены корневой системы, поэтому усваивают минеральные вещества всей поверхностью тела.

Что такое минеральное питание

Растения — живые организмы, для жизнедеятельности которых необходима пища.

Но появится она только при наличии пяти условий:

В процессе получения необходимой энергии активно трудятся и листья, и стебли, и корни. Последние отвечают за минеральное питание — усвоение растением из почвы минеральных солей, растворенных в воде, и влаги. Важная роль при этом отводится корневым волоскам, поэтому данный вид питания иногда еще называют корневым.

Нитевидные волоски действуют по принципу насоса, всасывая растворы солей, которые по тканям волоска поступают в трахеиды — специальные проводящие клетки, и сосуды. Питательные вещества поднимаются из проводной корневой зоны по стеблю к листьям. Чем разветвленнее подземная часть, тем лучше осуществляется питание.

Основные микроэлементы

В почве содержится много минералов, и все эти элементы необходимы для жизнедеятельности флоры, вот только пропорции для каждого растения свои. Но есть и основные микроэлементы, без которых растительному братству просто не обойтись.

Все они хорошо известны еще со школы:

Каждый химический элемент обладает определенными свойствами, присущими только ему. На излишек или нехватку того или иного минерала листья, стебли и плоды обязательно реагируют. Особенно это актуально для сельскохозяйственных культур, ведь от правильного питания той же пшеницы или капусты зависит количество урожая.

Присутствует в составе аминокислот и белков, необходим для роста. При недостатке азота листья мельчают, меняется их окраска с зеленой на желтую. Если ситуацию не исправить, побеги перестают расти, плоды не завязываются. Много азота в навозе, который так любят огородные культуры: картофель, капуста, морковь, лук.

Переизбыток азота тоже вреден. У культур наблюдается усиленный рост, они начинают жировать. Зеленая масса усиленно растет, а цветковые почки завязываются плохо. Томаты, к примеру, вымахают выше человеческого роста, но плодов на одном кусте окажется 5-10, да и те среднего или мелкого размера.

Калий

Необходим для всасывания минеральных солей и воды, помогает в транспортировке питания в стебли, листья и плоды, стимулирует биосинтез. Отвечает калий и за защитные свойства, запуская механизмы сопротивления жаре и холоду, вредителям и болезням. Если этот элемент присутствует в достаточном количестве, цветки будут больше и ярче, а плоды крупнее.

При недостатке калия замедляется рост надземных частей, а при сильном дефиците листья сначала изменяют окраску на лилово-бронзовую, а затем скручиваются, сохнут и отваливаются. Похожее наблюдается и со стеблями. Они истончаются и становятся ломкими даже от дуновения ветра.

Фосфор

В ядре клетки находятся нуклеопротеиды — соединение белков с нуклеиновыми кислотами, в состав которых как раз и входит фосфор очень важный микроэлемент для растительной жизнедеятельности. В основном он накапливается в тканях, цветках, а позднее — в семенах. Помогает делению клеток и развитию корневой системы.

Фосфор отвечает за зимовку флоры. Если его достаточно, ветви не вымерзают, кора зимой не трескается, растения чувствуют себя комфортно. При недостатке фосфора корешки слабые, плохо впитывают минеральные соли. Листья становятся лилово-красными. При остром дефиците этого элемента наступает гибель и травинки, и деревца. Минеральные удобрения (суперфосфат, например) могут исправить ситуацию.

Магний

В питательный рацион обязательно должен входить и магний, поскольку он присутствует в составе хлорофилла, следовательно, участвует в фотосинтезе.

Магний отвечает за репродуктивность:

Когда магния не хватает, в основании листовой пластины наблюдается красноватый оттенок, который постепенно распространяется вдоль центрального проводника. При дефиците магния листья засыхают, урожай снижается, декоративные культуры становятся непривлекательными.

Кальций

Особенность этого элемента заключается в том, что его можно встретить в каждой клетке представителей растительного мира. Роль стабилизатора особенно важна для функциональной жизнедеятельности. Магний принимает участие и в росте, и в работе корневой системы. Без него нормальное всасывание минеральных солей невозможно.

Если наблюдается нехватка кальция, корни будут слабыми, не разветвленными. Листья молодых побегов при этом краснеют по кромке. Если вовремя не внести органические удобрения с содержанием кальция, листья сначала станут пурпурными, а потом засохнут вместе с верхушками побегов.

Марганец

Принимает активное участие в белковом синтезе. Обязательный элемент в процессе фотосинтеза. Марганцем обеззараживают почву в теплицах и на грядках, борются с растительными болезнями и вредителями. Когда его не хватает, молодая поросль хиреет, листья у нее становятся желтыми, а верхушки побегов постепенно отмирают и засыхают.

Железо

Растения, как утверждает наука биология, тоже дышат. За правильное дыхание отвечает железо, являющееся акцептором кислородных молекул и принимающее непосредственное участие в окислительно-восстановительных процессах и синтезе веществ, из которых впоследствии выработается хлорофилл.

Недостаток этого химического элемента приводит к заболеванию — хлорозу, когда листовая пластина истончается и светлеет, становясь сначала желто-зеленой, а потом ярко-желтой. На листьях появляются пятна, по внешнему виду напоминающие ржавчину. При неправильном дыхании рост стебля и листьев замедляется, урожайность снижается.

Этот элемент есть во многих ферментах, принимающих участие в обмене веществ. Бор — прекрасный стимулятор синтеза белков, углеводов и аминокислот. А еще он отвечает за хранение корнеплодов. Чтобы овощи впитали его в достаточном количестве, нужны солнечные дни. Именно по этой причине хранить свеклу и морковь, к примеру, в Воронежской области легче, чем на Севере или в регионах средней полосы.

Иногда на стеблях побегов появляются пестрые пятна, что свидетельствует об острой нехватке бора. При этом листья у основания побегов приобретают синеватый оттенок. В дальнейшем листва разрушается, молодая поросль гибнет. Взрослые растения при дефиците бора плохо цветут и непродуктивно плодоносят.

Необходима для нормальной жизнедеятельности флоры. Дополняет действие других микроэлементов.

Выполняет целый ряд функций:

Раствор медного купороса применяется для обеззараживания растений. Если данного элемента не хватает в почве, верхушечные побеги засыхают. Особенно этим страдают молодые плодовые деревца.

Является катализатором роста растений. Участвует в фотохимическом расщеплении воды и окислительно-восстановительных процессах. Оказывает влияние на формирование засухо- и морозоустойчивости у представителей флоры. При больших дозах азота и фосфора в почве, усвоение цинка замедляется. Однако дефицит его становится заметен только в конце вегетации, когда листва приобретает лимонный оттенок.

Плюсы и минусы

Растения играют большую роль в жизни человека. Относиться к ним можно по-разному, но несомненная польза флоры для существования нашей планеты очевидна. Одна особенность растительного братства вырабатывать кислород чего стоит.

У почвенного питания тоже есть целый ряд достоинств:

Что такое удобрение, современная молодежь знает только из учебников. Зато фермеры и огородники хорошо с ним знакомы. Производители предлагают в широком ассортименте и комплексные удобрения, и отдельные микроэлементы. Но при всех преимуществах у минерального питания есть и отдельные недостатки.

Если растения сжечь, то в золе можно обнаружить много микроэлементов. В дикой природе, когда трава, цветы и листва осенью жухнут, все это остается на земле. Следовательно, микроэлементы никуда не исчезают, и флора снова может их использовать с наступлением весны, когда опавшие листья и старая трава превратятся в перегной.

Совсем другая картина с сельскохозяйственными культурами, плоды которых забираются человеком для употребления в пищу. Чтобы сохранить баланс микроэлементов в почве, приходится вносить различные подкормки, а это трудовые и материальные затраты. К тому же многие представители растительного братства имеют свойство накапливать в себе микроэлементы, переизбыток которых вреден для здоровья.

Если внести в землю много того же азота, овощи будут изобиловать нитратами, нанося вред человеческому организму при употреблении. Поэтому при внесении минеральных удобрений нужно проявлять внимательность, да и работать с ними лучше в перчатках и марлевой повязке.

Растения-исключения

Среди самих растений также встречаются исключения, например, представитель однодольных растений Вороний глаз, имеющий листовую пластину с сетчатым жилкованием и четырехчленный околоцветник. Это признаки двудольных растений, хотя сам Вороний глаз относится к однодольным.

Аналогичная картина наблюдается и у известного всем подорожника, относящегося к классу двудольных, но демонстрирующего признаки однодольных растений: дуговое жилкование листовой пластины и мочковатую корневую систему.

Вопрос: Без чего невозможен фотосинтез?

Вопрос: Как усваивают минеральные вещества водоросли?

Вопрос: Для чего нужен азот?

Вопрос: Как реагируют стебли на недостаток калия?

Вопрос: За что отвечает магний?

Вопрос: Какой оттенок приобретают листья при нехватке бора?

Вопрос: Когда становится заметен дефицит цинка?

Вопрос: Как повышают урожайность овощей?

Вопрос: Какие представители флоры относятся к растениям-исключениям?

Правильные ответы: 2, 1, 3, 2, 3, 1, 3, 2, 1. Образование Петра 1 читайте у нас на сайте.

Видео

В этом видео рассказывается, чем опасны нитраты и как их избежать.

Источник