Роль азота в почвенном питании растений

Цель лекции: Показать физиолого-биохимическую роль и значение в обмене веществ азота, фосфора, серы, калия, кальция, магния, железа, микроэлементов (медь, марганец, молибден, цинк, бор); поступление их в растения и включение в метаболизм. Ознакомить с основами применения удобрений и влияния минерального питания на продуктивность растений.

Роль азота в почвенном питании растений

Растения получают азот из содержащихся в почве солей азотистой и азотной кислот, а также из аммонийных соединений. Из четырех органогенов (С, Н, О, N) именно об азоте необходимо заботиться, так как в доступной для питания растений форме его очень мало в окружающей среде.

Перевод органического азота в неорганические соединения и его минерализация протекает в два этапа. Первый называется аммонификацией - это разложение органических веществ почвы с образованием аммиака (NН₃). Второй этап носит название нитрификации - превращение летучего вещества — аммиака — в азотистую, а затем в азотную кислоту. Осуществляется это в результате деятельности разных видов бактерий. В почве азотная кислота вступает в реакции с другими соединениями, в результате чего образуются питательные для растений соли: KNO₃, NaNO₃, Ca(NO₃)₂ , NH₄NO₃.

Поступившие в растения соли азотной кислоты в корнях и листьях восстанавливаются по следующей схеме:

HNO₃  HNO₂  H₂OH  NH₃  NH₂  Аминокислоты  Белок.

Кроме нитрификации пополнению доступных растению форм азота способствует деятельность свободноживущих и симбиотических форм бактерий.

Живущие в почве бактерии, принадлежащие к родам клостридиум и азотобактер, способны связывать молекулярный азот (N₂) атмосферы и переводить его в доступные для растений формы. Кроме названных микроорганизмов связывают азот клубеньковые бактерии из рода ризобиум (Rhizobium). Фиксировать азот эти бактерии могут, лишь находясь в теле бобового растения. Деятельность клубеньковых бактерий значительно эффективнее, чем свободноживущих азотфиксаторов. Клубеньковые бактерии могут полностью компенсировать убыль азотистых веществ, выносимых из почвы культурными растениями (50 кг с гектара и более).

Роль макроэлементов в минеральном питании растений

Фосфор. В растениях с участием Р происходит два типа реакций: 1. процессы первичного фосфорилирования органических соединений; 2. процессы переноса остатка фосфорной кислоты с одной молекулы к другой. Р играет особую роль в энергетическом обмене , поскольку энергия в клетке запасается именно в форме высокоэнергетических эфирных связях фосфора. Калий (К) в наибольших количествах содержится в растущих тканях с интенсивным обменом веществ – меристемах, камбии, молодых листьях, побегах, почках. В клетках он составляет основную часть катионов, около 80% его сосредоточено вакуоли. Он оказывает большое влияние на состояние цитоплазмы, на синтез и распад белков, активирует некоторые ферменты и влияет на осмотическое давление клеточного сока. Недостаток калия вызывает пожелтение кончиков и краев листьев. Кальций (Са) — ценный элемент питания растений. По отношению к Са растения делятся на три группы: кальциефилы (растения, произрастающие на известковых почвах. лиственница европейская), кальциефобы (растения, плохо растущие на известковых почвах. Сфагновые мхи, виды пушицы, подбела) и нейтральные виды. Кальций улучшает структуру почвы, поэтому на кислых почвах вносят известь. Ионы его способствуют поступлению в растения бора, марганца и молибдена.Сера (S) играет роль в окислительно-восстановительных процессах. Усваивается сера в виде аниона SO₄ из солей серной кислоты. Магний (Mg). По содержанию в растениях магний занимает четвертое место после калия, азота и кальция. Особенно много его в молодых клетках, генеративных органах и запасающих тканях. Около 10-15 % Mg входит в состав хлорофилла. Хлор (С1) в небольших дозах требуется всем растениям. Он оказывает влияние на поступление РО₄ и других анионов и входит в состав некоторых ферментов (карбоксилазы). Железо (Fe) входит в состав ферментов, катализирующих образование хлорофилла. Натрий (Na) в наибольшем количестве встречается у растений засоленных почв (галофитов). Он повышает осмотическое давление в клетках и способствует поглощению воды из почвы. Роль микроэлементов в минеральном питании растений

Растению требуются ничтожные количества микроэлементов. Отсутствие их сейчас же выявляется. Тогда следует внести соответствующие микроудобрения. К микроэлементам относятся бор, марганец, цинк, медь, молибден и др.

Вопросы для самоконтроля

1.Что такое хлороз и чем он вызывается?

2 Как осуществляется питание растений азотом?

3. Какую роль играет для растений фосфор?

4. Объясните какое участие принимают клубеньковые бактерии в снабжении растений азотом.

5. Какова роль основных микроэлементов (хлор, марганец, цинк, бор) в развитии растений?

ЛЕКЦИЯ 8

Тема: Рост, развитие, дифференцировка, морфогенез. Закономерности роста, характерные для всех живых организмов. Соотношение процессов роста, морфогенеза и развития.Фитогормоны: ауксины, гиббереллины, цитокинины, абсцизовая кислота, этилен. Метаболизм, транспорт, физиология и биохимия действия.

Цель лекции: Ознакомить с закономерностями роста, характерные для всех живых организмов и соотношени процессов роста, морфогенеза развития и метаболизм. Показать роль фитогормонов: ауксинов, гиббереллинов, цитокининов, абсцизовой кислоты и этилена.

Рост представляет собой одно из наиболее легко обнаруживаемых проявлений жизнедеятельности растений, т.к. при этом увеличиваются размеры растительных клеток и тканей. Рост - это процесс необратимых количественных изменений, которые происходят во время развития организма, органа, ткани или клетки. Рост и развитие — взаимосвязанные проявления единого процесса жизни, но они не тождественны. Под развитием подразумевают качественные морфологические и физиологические изменения, которые происходят в течение жизни растительного организма.

Клетка при своем росте проходит три фазы: эмбриональную (деления), растяжения и дифференциации.

Развитие любого организма – это процессы роста и дифференцировки. Дифференцировка – это процесс возникновения качественных различий у первоначально однородных структур в ходе развития растительного организма. Д. может осуществляться на клеточном, тканевом и организменном уровне. Процесс дифференцировки на организменном уровне наз. морфогенезом. Морфогенез – это процесс формообразования, т.е. закладка, рост и развитие специализированных органов растений. Важнейшими элементами, которые регулируют процесс морфогенеза являются 1) поляризация клеток и 2) дифференциальная активность генов.