Вопрос 5. Физиологическая роль и структурная организация ближнего, среднего и дальнего транспорта электронов минерального питания растений.

Различают ближний и дальний транспорт веществ по растению. Ближний транспорт – это передвижение ионов, метаболитов и воды между клетками по симпласту и апопласту. Дальний транспорт – передвижение веществ между органами в растении по проводящим пучкам. Он включает транспорт воды и ионов по ксилеме (восходящий ток от корней к органам побега) и транспорт метаболитов по флоэме (нисходящий и восходящий потоки от листьев к зонам потребления веществ или отложения их в запас). Загрузка сосудов ксилемы наиболее интенсивно происходит в зоне корневых волосков. В паренхимных клетках проводящего пучка, примыкающих к трахеидам или сосудам, функционируют насосы, выделяющие ионы, которые через поры в стенках сосудов попадают в их полости. В сосудах в результате накопления ионов увеличивается сосущая сила, которая притягивает воду. В сосудах развивается гидростатическое давление и происходит подача жидкости в надземные органы. Разгрузка ксилемы, то есть выход воды и ионов через поры сосудов ксилемы в клеточные стенки и в цитоплазму клеток мезофилла листа или клеток обкладки, обусловлена гидростатическим давлением в сосудах, работой насосов в плазмалемме клеток и влиянием транспирации, повышающей сосущую силу клеток листа

Вопрос 6. Распределение по органам, накопление и вторичное использование (реутилизация) элементов минерального питания в растении.

Известные исследователи (И. Кноп, Ю.Сакс, Д.Н.Прянишников и др.) установили, что потребность растения в отдельных зольных элементах изменяется на разных фазах его развития. Более высокие потребности связаны с активным метаболизмом, ростом и новообразованиями. При дефиците многих минеральных элементов симптомы голодания проявляются, в первую очередь, на старых органах. Это обусловлено тем, что регуляторные системы растения мобилизуют необходимые минеральные элементы и они транспортируются в молодые, активно растущие ткани. Очень подвижны азот, фосфор, калий. Плохо или совсем не реутилизируются бор и кальций. Для нормальной жизнедеятельности растений должно соблюдаться определенное соотношение различных ионов в окружающей среде. Чистые растворы одного какого-либо катиона оказываются ядовитыми. Так, при помещении проростков пшеницы на чистые растворы KCL или CaCL2 на корнях сначала появлялись вздутия, а затем корни отмирали. Смешанные растворы этих солей не обладали ядовитым действием.

Вопрос 7. Физиологические основы применения удобрений при возделывании с-х культур. Возможности использования листовой диагностики условий минерального питания.

В естественных сложившихся фитоценозах   существует биогеохимический круговорот веществ. В агроценозах вынос питательных веществ при уборке урожая должен быть возмещен внесением удобрений.   Низкая урожайность возделываемых с.-х. культур связана с нарушением технологии, доз, сроков и способов внесения удобрений.

В настоящее время для возделывания определенных культур разрабатывается своя система удобрений, т.е., программа внесения удобрений в севообороте с учетом плодородия почвы и климатических условий, предшественников, биологических особенностей растений и сортов, состава вносимых удобрений и др. факторов.

Физиологические особенности культур:

• Растения имеют периоды максимального потребления питательных веществ, когда в сжатые сроки поступает довольно большое количество минеральных элементов. Для льна, конопли, яровых зерновых это короткий срок, а для других - более продолжительный (картофель, сахарная свекла).

• Растения имеют критические периоды потребления элементов питания. Отсутствие в это время того или иного элемента может нанести серьезный ущерб урожаю. В период прорастания растения очень чувствительны к недостатку Р (способствует хорошему развитию корневой системы), а в период интенсивного образования вегетативной массы - к недостатку азота. В период накопления запасных веществ – растения особенно нуждаются в калии и фосфоре. У многих растений критические периоды по потреблению минеральных элементов совпадают с потребностью в воде.

• Продолжительность вегетационного периода с.-х. культур. Культуры и сорта с длинным вегетационным периодом (или позднеспелые сорта) способны формировать значительно большее количество органического вещества и соответственно, потребляют большее количество элементов питания.

Листовая диагностика основана на валовом анализе листьев (целого растения или отдельных органов). Полученные данные по химическому составу растений (индикаторного органа) сопоставляют с данными таблиц. С учетом состояния, роста и развития растений определяют их обеспеченность элементами минерального питания.

Растительные образцы для диагностического контроля отбирают с типичных для каждого поля по почвенному покрову и состоянию растений участков. Образцы растений отбирают в определенные для каждой культуры фенофазы, чтобы иметь возможность сравнивать полученные результаты с имеющимися данными. Для вторично используемых элементов питания обычно берут верхний, полностью сформировавшийся лист, а для слабо реутилизируемых элементов анализы выполняют на нижних листьях. Целесообразно параллельно проводить анализы корней и по соотношению содержания элементов минерального питания в листьях и корнях делать окончательное заключение. Для определения нитратов берут нижнюю часть стебля или черешки нижних листьев. Обеспеченность растений минеральными элементами при работе с проростками, рассадой и молодыми растениями определяют по всей надземной части. Надземную часть и корни рекомендуется анализировать при определении выноса питательных веществ.