Химический состав растений

Питание растений - это обмен веществ между растением и средой.

Корневое питание зависит от температуры, влажности, биологических особенностей растений, фотосинтеза, роста корней, рН, микрофлорных свойств почвы, содержания и соотношения в почве элементов пи­тания растений.

Растение строит свой организм из определенных химических элемен­тов, находящихся в окружающей среде.

Оно состоит из сухого вещества и содержит большое количество воды: в вегетативных органах -до 95%, в семенах - до 15%.

В сухом веществе растений около 95% С, О, Н, N и около 5% зольных элементов.

По имеющимся литературным сведениям, растениям необходимо 20 элементов, из них 12 элементов являются условно необходимыми.

Основные органические вещества, входящие в состав растений, - бел­ки, жиры, крахмал, клетчатка.

В зерне бобовых растений белка в 3 раза больше, чем в зерне ржи или овса. Семена подсолнечника, льна, коноп­ли, мака, клещевины имеют большое количество жира. Растения семей­ства мятликовых и картофель накапливают больше крахмала.

В процессе эволюции у растений вырабатывается способность изби­рательно концентрировать те или иные элементы или соединения. В золе картофеля, например, содержится К 64% от массы золы, а в золе зерно­вых 25-30%.

Вынос элементов питания с урожаями различных культур колеб­лется в широких пределах. Избирательность поглощения определяет характер круговорота элементов.

Различают два вида выноса элементов:

биологический

хозяй­ственный

Под хозяйственным выносом подразуме­вают вынос элементов питания с урожаем основной и побочной про­дукции (например, зерно и солома).

Биологический вынос включает вынос элементов питания из почвы всеми частями растения, кроме основной и побочной продукции, сюда входят пожнивные остатки, корни, опавшие листья.

Различные части растений содержат разное количество элементов питания. Например, N в зерне 1,6-2,4%, а в соломе 0,45-0,68%.

Поглощение веществ происходит через корень.

Помимо поглощения, корень выполняет функции закрепления растения в почве, первичного усвоения веществ, включая их метаболизм, распределения и перемеще­ния воды и минеральных веществ.

Корень также является органом, в котором осуществляются многочисленные биосинтетические и другие процессы. Поглощение основной массы питательных веществ осуществ­ляется молодыми, растущими участками корня.

Корневая система полевых культур представляет собой огромную поглощающую поверхность, которую сильно увеличивает наличие кор­невых волосков.

Функции корневой системы тесно связаны с надземными органами растений. Из листьев в корни оттекают ассимиляты в форме сахарозы, которая используется на:

1. метаболизм корня, его рост и поддержание функционирующих клеток корня в физиологически активном состоянии;

2. построение веществ, поступающих с пасокой в надземные органы на обеспечение синтетической деятельности корня.

2. Влияние условий внешней среды на питание растений

Влажность почвы

Содержание достаточного количества влаги в по­чве является необходимым условием для нормального развития расте­ний и оказывает большое влияние на поступление в них элементов пита­ния.

Влияние влажности почвы на поступление в растение элементов питания определяется в основном следующими факторами:

• улучшением общего физиологического состояния растения, так как нормальная обводненность тканей способствует фотосинтезу, биосин­тезу белков и некоторым другим процессам обмена веществ, которые во многом определяют поглощение растениями элементов питания;

• улучшением развития и расположения корней при нормальном содержании влаги в почве;

• универсальностью воды как среды диффузии ионов из почвенно­го раствора и почвенного поглощающего комплекса к корневым волос­кам растений.

При избытке влаги увеличивается содержание в почве закисных со­единений железа и марганца, что неблагоприятно сказывается на разви­тии растений.

При дефиците влаги нарушается согласованность в рабо­те ферментных систем, усиливаются процессы гидролиза и распада орга­нических веществ, резко снижается интенсивность фотосинтеза, прекращается рост растений.

При высокой влажности воздуха значительно снижается испарение воды растениями и увеличивается интенсивность роста растений и по­глощение ими элементов питания. На запас воды в почве значительное действие оказывает агротехника.

При внесении высоких норм удобре­ний необходимо учитывать обеспечиваемость посевов достаточным ко­личеством влаги, а в засушливых условиях - обращать внимание на нор­мы азотных и калийных удобрений, которые в основном оказывают ре­шающее воздействие на ионную силу раствора.

При достаточной влагообеспеченности почвы повышается отдача от внесения удобрений, что подтверждается практикой применения удоб­рений в условиях орошения.

Тепло

Все проявления жизнедеятельности растений возможны толь­ко в известных температурных пределах. Для большинства растений при нормальном освещении и достаточном снабжении влагой благоприятна температура воздуха 15-30° С. Для поступления азота и фосфора в зер­новые культуры оптимальной является температура в пределах 23-25° С. При повышении температуры до 35° С содержание белка в зерне пше­ницы может заметно возрастать.

Повышение температуры почвы уси­ливает мобилизацию азота, что отражается на его потреблении расте­ниями и, следовательно, оказывает положительное влияние на содержа­ние белка. Отмечено, что белка в пшенице на юго-востоке нашей страны содержится больше, чем на северо-западе, что связано с повышенными температурами в юго-восточных районах.

Для хорошего роста корней температура почвы должна быть несколь­ко ниже, чем температура воздуха для роста надземной части растений, но разница температур не должна быть слишком значительной. Слиш­ком сильный перегрев почвы может неблагоприятно сказаться на разви­тии растений.

Условия температуры оказывают существенное влияние не только на прорастание семян и развитие всходов, но и на поступление в растение элементов питания.

При понижении температуры до 5-7° С у проростков пшеницы почти не снижалось поступление К, но сильно сокращалось поглощение кор­нями азота, фосфора, кальция и серы.

Свет

В процессе фотосинтеза растения усваивают энергию света. При затенении снижается не только интенсивность фотосинтеза, но и погло­щение элементов питания корнями. Выдерживание корней в течение не­скольких часов в темноте приводит к полному прекращению поступле­ния элементов минерального питания. Это объясняется тем, что в про­цессе фотосинтеза накапливаются органические вещества, служащие материалом, используемым в процессе дыхания. При затенении процесс дыхания постепенно прекращается. В процессе фотосинтеза растение создает вещества, необходимые для дальнейших метаболических реак­ций поглощенных ионов, и создается запас энергетического материала.