Биология. Физиология растений. Минеральное питание 1/3.

𝄞``..

⠀⠀ Здраствуйте, второй класс, на этом уроке мы начинаем новую тему под названием "минеральное питание".

Содержание:

Роль растений в круговороте минеральных элементов в биосфере

⠀⠀В процессе жизнедеятельности растения, являясь автотрофными организмами, поглощают минеральные элементы в форме неорганических соединений, ассимилируют их, включая в состав органических веществ. Продуцируемые ими органические вещества распространяются в экосистемах по цепям питания. Органические остатки в море и на суше минерализуются редуцентами. В течение 6–8 лет живые существа пропускают через себя весь углерод атмосферы. Примеры: круговороты углерода, азота, серы, фосфора.

Потребность растений в элементах минерального питания

⠀⠀Биогенные элементы – это химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и имеющие определённое биологическое значение. Прежде всего это кислород, составляющий 70% всей массы организмов, углерод ( 18% ), водород ( 10% ), кальций, азот, калий, фосфор, магний, сера, хлор, натрий, железо и др. В пересчете на сухую массу организмы содержат по 45% углерода и кислорода, 6% – водорода, 4% – остальных минеральных элементов. Эти элементы входят в состав всех живых организмов, составляют их основную массу и играют большую роль в процессах жизнедеятельности.

⠀⠀Успехи аналитической химии и спектрального анализа расширили перечень биогенных элементов. Ученые находят всё новые элементы, входящие в состав организмов в малых количествах ( микроэлементы ), и открывают биологическую роль многих из них. В. И. Вернадский считал, что все химические элементы, постоянно присутствующие в клетках и тканях организмов, в естественных условиях играют определенную физиологическую роль. Многие элементы имеют большое значение только для определённых групп живых существ ( например, бор необходим для растений, ванадий – для асцидий и т.п. ). Содержание тех или иных элементов в организмах зависит не только от их видовых особенностей, но и от состава среды, пищи ( в частности, для растений – от концентрации и растворимости тех или иных почвенных солей ), экологических особенностей организма и других факторов.

Содержание и соотношение минеральных элементов в почве и в растениях и факторы, их определяющие

⠀⠀Растения получают углерод и кислород преимущественно из воздуха, а остальные элементы – из почвы. Элементы минерального питания – это химические элементы, которые необходимы растению и не могут быть заменены никакими другими. Элементы минерального питания содержатся в почве в четырех формах: прочно фиксированные и недоступные для растения ( например, ионы калия и аммония в некоторых глинистых минералах ); труднорастворимые неорганические соли ( сульфаты, фосфаты, карбонаты ) и в такой форме недоступные для растения; адсорбированные на поверхности коллоидов, доступные для растений благодаря ионному обмену на выделяемые растением ионы; растворенные в воде и поэтому легкодоступные для растений.

⠀⠀Ионы поступают в клетки ризодермы либо из почвенного раствора, либо за счет контактного обмена Н+ , НСО3 и анионов органических кислот, адсорбированных на клеточных стенках корневых волосков, на ионы минеральных веществ почвенных частиц.

⠀⠀Выделяя различные вещества ( углекислый газ, аминокислоты, сахара и др. ), корневая система увеличивает доступность минеральных элементов для растения непосредственно в прикорневой зоне ( например путем выделения СО2 ): СО2 + Н2О → Н+ + НСО3.

⠀⠀Повышение растворимости фосфатов и ( карбонатов ) косвенно создает благоприятные условия для микрофлоры ризосферы, которая играет большую роль в превращении почвенных минералов.

Классификации элементов, необходимых для растений

⠀⠀Растения способны поглощать из окружающей среды практически все элементы. Однако для нормальной жизнедеятельности растительному организму необходимы лишь 19 питательных элементов. 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 содержания в растении, принято делить на макроэлементы, содержание которых – более 0,01 % от сухой массы ( к ним относятся азот, фосфор, сера, калий, кальций, магний ), и микроэлементы, содержание которых – менее 0,01 % ( железо, марганец, медь, цинк, бор, молибден, кобальт, хлор ). Ю. Либихом было установлено, что все перечисленные элементы равнозначны и полное исключение любого из них приводит растение к глубокому страданию и гибели. Ни один из перечисленных элементов не может быть заменен другим, даже близким по химическим свойствам. Макроэлементы при концентрации 200-300 мг/л в питательном растворе еще не оказывают вредного действия на растение. Большинство микроэлементов при концентрации 0,1–0,5 мг/л угнетают рост растений.

⠀⠀Основные функции элементов в метаболизме: структурная и каталитическая ( регуляторная ).

⠀– Особенностями минерального обмена растений являются следующие:

• Избирательное накопление элементов в тканях растений в значительно больших концентрациях, чем в окружающей среде.
• Видовая специфичность в потребности, накоплении и распределении элементов по органам у разных растений.

На этом, пожалуй, остановимся. Спасибо за прочтение, д/з будет в посте с ссылкой на материал.

Данная лекция создана для и при поддержке образовательного учреждения травниц @EIHT_SCHOOL, её использование в других учреждениях запрещено автором лекции и директором ОУТа.