вопросы в пдф / вопрос 13

Вопрос№13

Корневое питание растений. Классификация элементов минерального питания. Роль корней в жизнедеятельности растений

Питательные элементы – это те хим. элементы, которые необходимы растению и не могут быть заменены никакими другими.

Питательные вещества – это доступные для растений соединения, в которых содержатся эти элементы. Сухое в-во состоит на 50% из углерода, но при озеленении СО2, NH3, H2O, H2S – они улетучиваются. Содержание золы колеблется от вида, от органа, но в среднем в семенах у всех растений – 3%; в корнях – 4-6% золы, а в листьях до 15%. меньше всего золы в древесине 0,4-1%. В.И. Вернадский выдвинул тезис – что живые организмы играют значительную роль в круговороте в-в в природе (Миграция хим. эле-ментов). Все хим. элементы в составе растений можно разделить на 3 группы:

1.Макроэлементы – их содержание не падает ниже 0,01%. (органогены: О2, H2, С, N, P, а так же: Si, K, Ca, S, Mg, Na, );

2.Микроэлементы – содержание от 0,01 до 0,00001%. (Это: Mn, Br, Cu, Zn, B, F,

Fe, Mo, Co, I);

3.Ультраэлементы – содержание менее 0,00001%. (Au, Pb, Ra, Ge, Ar, и др.).

Классификация по функциональному значению. Выделяют 4 группы мин. элементов:

1.N, S – эти элементы в восстановленной форме связывают ковалентно органическими в-ми.

2.P, B, Si – присутствуют в организме в окисленной форме.

3.K, Na, Mg, Ca, Mn, Cl – осуществляют в растениях осмотическую и ионную балансирующую роль. Кроме того, они выполняют специфическую функцию в ферментативном катализе.

4.Fe, Cu, Mo, Zn – образуют хилактную структуру. Играют существенную роль в окислительно-восстановительных реакциях.

Внастоящее время известно, что около 15 хим. элементов, включая О2, H2 играют универсальную роль в клетках растений и животных. B – специфично воздействует на растения. К основным эл. пита-ния растений относятся те, без которых оно не может завершить свой жизненный цикл. В настоящее время считается, что растениям

необходимо 16 элементов, из них C, N, H, O – происходят, в конечном счѐте из СО2, N

ат-мосферы, H2O, тогда как остальные 12: K, Na, Mg, Ca, Mn, Cl, P, S, Fe, Cu, Mo, Zn,

B – поступают из поч-вы.

Корневое питание растений

Внастоящее время поглощение мин. элементов представляется как 4 взаимосвязанных этапа:

l Этап

Движение ионов или солей по направлению к поверхности корневой системы включает 3 механизма:

1.Корневой перехват;

2.Массовый поток ионов с током воды;

3. Диффузионный поток ионов к корню.

Каждый из этих этапов локализован на определѐнных структурах. Обеспечение растений питательными в-ми зависит от размера их корневой сис-мы и притока этих в- в в корень.

Зависит от:

содержания воды в почве;

концентрации ионов в почвенном растворе;

скорости поглощения мин. в-в;

размера корневой системы.

Механизмы:

Корневой перехват – корни в процессе роста вступают в контакт с новыми объѐмами почвы, которые со-держат питательные в-ва.

Массовый поток ионов к пов-ти корней – при поглощении воды корнями, ионы мигрируют к корню по градиенту концентрации. Основной механизм. Диффузионный поток ионов к корню – Ca и Mg поступают к корневой системе за счѐт массового потока и корневого перехвата, K – диффузно и массовым потоком, анионы P – диффузионно.

ll Этап

Транспорт ионов от поверхности корня в цитоплазму и вакуоль наружных клеток корня. Затрачивается очень большое кол-во энергии.

Свободное пространство корня – это система пор и каналов, Степки которых несут «-» заряд.

Свободное пространство корня (СПК) – это часть общего объѐма его тканей, в котором ионы могут поступать и из которого они могут выделяться обратно в среду с помощью свободной не ограниченной барьерами диффузии. В СПК ткани ведут себя как пористое тело, причѐм диаметр пор и каналов составляет примерно 200 А˚. Поры и каналы – это промежутки м/ду микрофибриллами клеточной оболочки. Концентрация катионов и анионов внутри такого канала равная их концентрации в наружной среде может быть только в центральной части, вне эффективного радиуса действия отрицательных зарядов стенки. Структура свободного пространства клеточных оболочек объясняется теорией двойного электронного слоя.

lll Этап

Начинается с контакта мин. в-в (ионов) с клеточными стенками. Пектиновые в-ва полиуроновой к-ты в своѐм составе содержат карбоксильные группы, в рез-те кл. стенки приобретают св-во ионообменников и фиксируют «+» в-во. Поглощение идѐт очень быстро и является процессом адсорбции, а быстрая потеря в-в – десорбция. В кл. стенках очень большая плотность «-» фиксированных зарядов, здесь происходит первичная концентрация катионов в молеку-лярном пространстве. Молекулярное пространство, где происходит обменная адсорбция, называется кажущимся свободным пространством (КСП).

Пересекая плазмолемму мин. в-ва поступают к вакуолям, митохондриям и хлоропластам. Существует 2 меха-низма пересечения ионами плазмолеммы: Пассивный транспорт и Активный транспорт.