22 Биологическая фиксация азота.

Запасы связанного азота очень ограничены и были бы исчерпаны если бы постоянно не пополнялись. В природе существуют бактерии - азотфиксаторы к-ые способны усваивать газообразный азот почвы. Существует два типа таких бактерий: Свободноживущие азотфиксаторы были открыты м/б С. Н. Виноградским в 1893 г. - Clostridium pasteurianum, это облигатный анаэроб. А в 1901г. М. Бейеринк открыл др. вид — Azotobacter chroococcum, аэробная. Эти бакт. — сапрофиты, пит. орг. в-ми почвы. Окисляя их они используют С и Н для построения своего тела, а часть освобожденной при окислении энергии затрачивают на восст. газообр. азота по схеме: С6Н12О6 + N2--- СО2 + NH3. Восст. до аммиака азот используется для построения белков бакт. После отмирания их клеток он остаётся в почве, минерализуется, и может усваиваться раст. Для нормальной деят-ти этих бактерий необходимо обеспечение их орг. в-ми, а также фосфором, кальцием и микроэлементами. Уровень фиксации азота при их участии невелик. Известны цианобактерии (синезеленые водоросли). Например Nostoc, имеют важное практическое значение для с/х (на рисовых полях). Клубеньковые бакт., образуют клубеньки на корнях растений, были открыты на корнях бобовых немецким ученым Гельригелем в 1886 г. Все клубеньковые бактерии относятся одному роду Rhizobium. Симбиоз начинается с внедрения бактерий в корневые волоски. При этом бактерии образуют тяж бактероид, который достигает центральной части корня. Раст. реагирует на внедрение постороннего тела разрастанием паренхимы, так обр-ся клубенек - опухоль. В клубеньке бакт. выраб. белок — леггемоглобин, к-ый является переносчиком О2. Все время бактерия полностью живет за счет растения-хозяина. Но при образовании клубеньков роли меняются: растение-хозяин уже использует азот, накопл. бактериями, и строит из него свои белки. Накопленный ими азот также остается в почве, минерализуется и исп-ся раст. как обычный азот почвы. Уровень фиксации азота у этих бакт. гораздо выше. Бакт. накапливают азота в среднем 200 — 300 кг/га, иногда до 500 — 600 кг/га, поэтому бобовые культуры наз. азотособирателями. Установлено, что азотфиксирующие симбиотрофные бактерии живут на корнях не только бобовых, но и других семейств.

23 Корневая сист. Раст. Как орган поглощ. И превращ. В-в. Физиол. Особ.

Корень — один из основных органов растений. Функции корневой системы разнообразны. Она поглощает воду и питательные вещества из субстрата, закрепляет растения в почве, служит вместилищем запасных питательных веществ и органом вегетативного размножения. В корневой системе осуществляются первичные превращения ряда поглощенных веществ, синтез органических соединений, которые затем перемещаются в другие органы растения. Корневой системой выделяются в субстрат некоторые продукты обмена (орг. кислоты, аминокислоты, сахара). Строение первичного корня: на вертикальном его разрезе можно увидеть, что на конце находится корневой чехлик, облегчающий проникновение корня в почву. За ним следует зона деления клеток — меристема. Далее идет зона растяжения клеток, где они вырастают в длину. Затем следует зона дифферекцировки и всасывания, где происходит образование корневых волосков в виде выростов клеток покровной ткани. В зонах растяжения и дифференцировки корень осуществляет в основном всасывающую функцию. Выше всасывание здесь уже незначительное. Корень постепенно приобретает вторичное строение. Его покровные, ткани грубеют, пропитываются лигнином и становятся непроницаемыми. Он выполняет преимущественно функцию проведения воды и пит. в-в. На поперечном горизонтальном срезе строение корня еще более сложно. Прежде всего, его расчленяют на две зоны — первичную кору и центральный цилиндр. Первая зона состоит в свою очередь из трех частей: Ризодерма — однослойная покровная ткань из живых клеток; Мезодерма — состоит из многоклеточного слоя паренхимных округлых клеток; Эндодерма — однослойная ткань, клетки которой имеют частично утолщенше оболочки (с боков и изнутри), что обусловливает их непроницаемость. Осевой цилиндр начинается перициклом — однослойной живой тканью; центр корня состоит из одного сосудисто-волокнистого пучка, в котором участки ксилемы и флоэмы расположены по радиусам, чередуясь между собой. Являясь подземным органом, корень неспособен к фотосинтезу. Корень питается в основном гетеротрофно теми орг. в-ми, которые доставляет ему проводящая система из надземной части раст. Установлено, что корни не только всасывают воду и поглощают э-ты мин. пит. из почвы, но и способны к превращению в-в, к включению элементов мин. пит. в сложные орг. соед. Корни оказывают влияние на физиологию надземных органов, на синтез хлорофилла, фотосинтез, рост стебля. В свою очередь от потока ассимилятов надземных органов зависят рост корня и формирование корневой системы.