19

Зміст

Вступ……………………………………………………………..3

1. Кореневе живлення як важливий фактор регулювання

фізіологічних процесів…………………………………………..4

2. Вміст мінеральних елементів в різних рослинах та їх

органах…………………………………………………………...8

3. Макро- мікро- та ультрамікроелементи, їх фізіологічна

роль…………………………………………………………….…10

4. Роль рН для засвоєння елементів…………………………..….16

Висновок…………………………………………………………18

Список використаної літератури………………………………19

Вступ

Мінеральне живлення - це поглинання рослинами необхідних мінераль­них елементів і включення їх до обміну речовин. Вищі рослини переважну кількість цих елементів поглинають через кореневу систему, тому це жив­лення називають також кореневим живленням. Воно є одним із основних факторів регуляції росту, розвитку і продуктивності рослин.

Мінеральне живлення можливе завдяки автотрофності рослин, тобто їх здатності використовувати речовини неорганічної природи для фор­мування своїх тканин і органів. Основна кількість органічної речовини створюється у процесі фотосинтезу за рахунок вуглекислого газу повітря, води, світлової енергії Сонця. Разом з тим інтенсивність фотосинтезу знач­ною мірою визначається рівнем забезпечення рослин елементами мінераль­ного живлення, оскільки вони є складовою частиною рослин або беруть безпосередню участь у синтезі основних сполук - білків, амінокислот, хло­рофілу та інших, які визначають кількість і якість урожаю.

Багатовікова практика землеробства стверджує, що рослина живиться з ґрунту. Рослина утворює в ґрунті потужну кореневу систему, але якщо її витягти з коренем із землі, дуже швидко гине. Хлібороби дуже давно виявили, що є добрі родючі ґрунти, з яких збирають великі урожаї, і є ґрунти неродючі, вкриті миршавою рослинністю. До початку XX ст. була доведена необхідність для рослин С, Н, О, N, Р, S, К, Са, Mg, Fe, які містяться в рослинах у кількості, вищій від 0,01 %. Ці елементи одержали назву макроелементи. В ті ж роки вивчали вплив на рослини Mn, Cu, Zn, але в дослідах їх використовували в тих же концентраціях, що і макроелементи, тому виявили лише їх токсичну дію. У 20-30 роках XX ст. у зв'язку з інтенсивним вив­ченням металоферментів була доведена необхідність для рослин Си, Zn, Mn, Mo, але в дуже малій концентрації (0,001-0,00001 %), за що їм дали назву мікроеле­менти. До 50-х років XX ст. було виявлено, що до складу рослин входить до 40 мікро- і ультрамікроелементів.

1. Кореневе живлення як важливий фактор регулювання фізіологічних процесів.

Роль коренів у життєдіяльності рослин важлива і різноманітна. Перш за все, корінь закріплює рослину в ґрунті. Розміри кореневої системи залежать від виду рослини, складу ґрунту, його вологості, температури та ін. Дітмер (1937) виміряв кореневу систему озимої пшениці у віці 16 тижнів і виявив, що загальна довжина первинних і вторинних коренів була більше 500 км при поверхні 200 м², тобто для виконання життєвих функцій першорядне значення має саме довжина коренів. Однорічні культурні рослини спускають свої корені на глибину 0,1-2,0 м при бічному поширенні 0,3-1,0 м, але основна маса коренів знаходиться в поверхневому шарі 0-20 см, багатому органічними і мінеральними речовинами. У дерев при відстані між ними 0,5 м основна коренева система досягає довжини 12-18 км.

У коренях багатьох рослин відкладаються в запас органічні речовини, синтезо­вані в процесі фотосинтезу. При необхідності вони повертаються в надземні органи і використовуються там для росту і розвитку. Так, у коренях дворічних моркви, пе­трушки, буряка в перший рік вегетації нагромаджуються запасні речовини, які ви­трачаються на другий рік для формування квітів, плодів, насіння.

У цитоплазмі клітин кореня активно йдуть синтетичні процеси: відбувається первинний синтез амінокислот і амідів. В цьому синтезі приймає участь іон NH₄⁺, який надійшов з ґрунту або утворився при відновленні іона NO^-, а також орга­нічні кислоти - продукти дихального розпаду сахарози, які надходять в корінь по флоемі. При живленні коренів амонійними джерелами азоту в їх клітинах на­громаджуються переважно аміди (глутамін, аспарагін), а при використанні коре­нями нітратів — дикарбонові амінокислоти. Корінь приймає участь в синтезі пор­фіринів, каротиноїдів. Велике практичне значення має здатність коренів багатьох рослин синтезувати алкалоїди: в коренях тютюну синтезуються нікотин, анаба­зин, в коренях беладони - атропін, раувольфії - резерпін, люпину - люпинін та люпанін, рицини - рицинін. Синтез фітогормонів - цитокінінів, гіберелінів - та­кож здійснюється в коренях. Синтетична функція властива не тільки підземним, але й повітряним кореням.

Для коренів характерна видільна функція, при цьому виділення речовин часто здійснюють клітини, які морфологічно нічим не відрізняються від сусідніх не-секреторних клітин. Із коренів виділяються як мінеральні, так і органічні речовини. Мінеральні речовини виділяються у формі іонів, можливо, в ґрунт можуть виділяти­ся всі іони, не зв'язані органічними речовинами. Важливе значення для ґрунтового живлення рослин має винос із цитоплазми іонів Н⁺, як результат діяльності Н⁺-АТФази на цитоплазматичній мембрані. Переважання виходу Н⁺ над входом і підкислення ґрунтового середовища спостерігають в зоні кореневих волосків, де здійснюється активне поглинання мінеральних речовин. Це один з способів активного впливу ко­ренів на ґрунт, бо при підкисленні розчинюються ґрунтові мінерали, і корені одер­жують додаткову кількість поживних речовин.

Корені виділяють велику різноманітність органічних речовин: органічні кис­лоти, амінокислоти, вітаміни, ферменти, полісахаридні слизи, монотерпенові ву­глеводи — особливо у шпилькових рослин, а також фізіологічно активні речовини стимулюючої і пригнічуючої дії. За рахунок виділення полісахаридного слизу створюються слизові чохли на ростучих верхівках кореневих волосків і на зов­нішніх клітинах кореневого чохлика. Слиз кореневого чохлика захищає кінчик кореня від пошкодження часточками ґрунту і як мастильний матеріал полегшує рух кореня в ґрунті. Слиз може містити специфічні речовини типу лектинів, які захищають корінь від інфекції і принаджують сприятливі для даної рослини мі­кроорганізми. В перерахунку на продукти фотосинтезу корені в середньому виді­ляють 2-17 % органічних речовин, які до них надходять згори. Кількість і якість виділень відрізняється як у рослин різних видів, так і у рослин одного виду на різних фазах онтогенезу, а також залежно від впливу екологічних факторів. На­приклад, корені гороху виділяють 20 різних видів амінокислот, корені томатів 6-9, шпинату - 4. Показано, що нестача фосфору підвищує виділення ферменту фосфатази коренями пшениці. При покращенні живлення азотом і фосфором у багатьох рослин в кореневих виділеннях було більше амінокислот, а при змен­шенні дози азоту - більше цукрів. Кореневі виділення є важливим фактором бі­ології ґрунтів, бо зумовлюють розвиток специфічних типів ризосферних мікро­організмів. Нагромадження в ґрунті специфічних кореневих виділень може бути однією з причин втомлення ґрунту. Відомо, що під соняшником-бур'яном і дея­кими видами молочаїв нагромаджується хлорогенова кислота, під багаторічною люцерною - сапонін, а втомлення від конюшини також пов'язують з наявністю під нею токсичних речовин.

Кореневі виділення істотні як фактор взаємовпливу рослин різних видів (явище алелопатії); вплив може бути як позитивним, так і негативним. Ще Пліній Старший писав, що виноград не переносить капусти, в її присутності хворіє і миршавіє. Ві­домо, що після цукрового буряка погано росте кукурудза, після вівса різко змен­шується схожість насіння пшениці. В той же час взаємно стимулюють одне одного кукурудза, картопля, квасоля.

Видільна функція характерна також для листків, у листових виділеннях є органічні і мінеральні речовини. Речовини виділяються пасивно (вимиваються водою) і активно (секретуються). Вимивання дощовою водою органічних речовин з вільного простору листків пшениці, ячменю в молочному стані може зменшити врожай на 30 %.

Рослини виділяють також гази, за період вегетації вони можуть скласти до 1 % сухої маси. Серед виділюваних газів є інсектициди, інгібітори росту, речовини, які приманюють або відлякують комах.

Алелопатичний взаємовплив рослин слід враховувати при виборі культур для сі­возміни. В біогеоценозах рослини взаємодіють через кореневі виділення, фітонциди і продукти трансформації рослинних решток. Деякі продукти біосинтезу сприяють адаптації рослин до оточуючого середовища, успішній конкуренції з іншими видами і стійкості до фітопатогенів.

Кореням властива також розподільна функція: при надлишку іонів вони затри­муються у вакуолях клітин кореня, при нестачі - скеровуються вакуолею в надземні органи. Коли рослина старіє, то поглинальна здатність коренів зменшується, але із своїх запасів корінь постачає надземні органи.

Важливішою функцією коренів рослини є поглинання і пересування води, а також поглинання неорганічних іонів і транспорт їх по ксилемі у над­земні органи. Шляхи надходження води і неорганічних іонів однакові, але механізми цих процесів різні. Корені рослин здатні рости цілий рік, їх ріст залежить від наявно­сті в ризосфері води і мінеральних речовин.