Необходимые растению элементы минерального питания. Элементы растений
Минеральные элементы растений 🔬
МИНЕРАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РАСТЕНИЙ — химические элементы, усваиваемые растениями. Обнаруживаются в золе при их сжигании. В корнях и стеблях травянистых растений минеральных веществ содержится до 4 — 5%, в листьях — 10 — 15, в семенах — до 3, в коре древесных растений — до 7, в древесине — около 1%. Содержание минеральных веществ в растениях может резко меняться в зависимости от состава почвы, др. условий и особенно от условий влажности. М. э. р. по их содержанию делят на макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы. Макроэлементы — химические элементы, усваиваемые растительными клетками в больших количествах, содержание их выражается величинами от десятков до сотых долей % (Fe, Ca, К, Mg, Na, P, S, Al, Si, Cl). К микроэлементам относится любой хим. элемент, содержащийся в среде обитания и в растениях в количествах менее 0,1%, но необходимый для нормальной жизнедеятельности. Микроэлементами следует называть химические элементы, находящиеся в растениях в конц. от 10-2 до 10-5% (Мn, В, Sr, Cu, Li, Ba, Вr, Ni и др.). Ультрамикроэлементы накапливаются в клетках в концентрациях менее 10-6% (As, Mo, Co, I, Pb, Hn, Ag, Au, Ra и др.).
Некоторые растения способны концентрировать определенные минеральные элементы: например, морские водоросли — бром, йод, кукуруза — золото, астрагалы — селен, сфагнум — серебро, представители семейства вересковых и брусничных — марганец.
Минеральные элементы в растениях способны образовывать комплексы с веществами орг. природы. Это характерно для железа и таких микроэлементов и ультрамикроэлементов, как медь, кобальт, цинк, марганец, и некоторых др. Они входят в состав или активируют до 300 ферментов. Например, медь — компонент полифенолоксидазы, железо — пероксидазы и каталазы, кобальт — витамина В12.Известны металлорганические соединения и неферментативного характера, но с высокой биологической активностью. Это, например, соединения металлов с нуклеиновыми кислотами, белками, флавоноидами, магний входит в состав хлорофилла, медь — в состав купропротеина, кремний включен в кремнегалактозный комплекс, бор — в комплексы с флавоноидами и др. Высокая биологическая активность минеральных элементов проявляется, вероятно, и при использовании некоторых лекарственных растений, морских (бурых) водорослей при лечении тиреотоксикоза; сфагнума при лечении ран; зайцегуба опьяняющего, богатого кальцием, при лечении внутренних кровотечений; листьев черники, богатых марганцем, при лечении первых стадий диабета, для которого характерно падение содержания марганца в крови, и т. д.
www.9lc.com
Растения и питательные элементы | Подсобное хозяйство
* Растения способны получать из почвы все необходимое для их жизнедеятельности только в минеральной форме. Питательные вещества, которые являются в органической массе, гумусе или органических удобрениях, могут ими потребляться только после минерализации, то есть разложения органических соединений.Интенсивность роста растений зависит от количества потребляемых ими минеральных питательных веществ. С учетом состояния и стадии развития растения необходимо уметь правильно определить количество и соотношение всех веществ, от которых в наибольшей степени зависит урожай.
Питательные вещества
Для нормального роста и развития растению нужны 9 главных питательных элементов, которые называются биогенными — необходимыми для жизни. Это кислород (О), водород (Н), углерод (С), азот (N), фосфор (Р), калий (К), кальций (Са), магний (Мд), сера (S), железо (Fе). Если в пище растения не хватает хотя бы одного из этих элементов, то растет оно только до тех пор, пока не иссякнут его собственные запасы этого элемента, после чего погибает. Кроме этих главных, так называемых макроэлементов, в растении есть и другие в незначительном количестве, в рассеянном состоянии, из-за чего их называют рассеянными, или микроэлементами. Это бор (В), натрий (Na), кремний (Si), цинк (Zn), медь (Си) и др..Часть питательных веществ – углерод и кислород – растения получают из воздуха, а другую, большую – азот, фосфор, калий, кальций, магний и др.. – из почвы. При этом они воспринимают необходимые элементы не в чистом виде, а в виде различных химических соединений. Например, фосфор потребляется ими в форме фосфорной кислоты, азот — в форме аммиака или азотной кислоты. Все эти компоненты в пище растений должны быть в необходимом равновесии. Так, согласно закону Либиха, если в почве не хватает хотя бы одного из главных биогенных элементов (N, Р, К, Са), то растение и остальные из элементов сможет потребить только ограничено, даже если они в почве в необходимом количестве.
Значение химических элементов для растений.
Кислород, углерод, водород — это основные строительные материалы. Кислород и углерод растения берут из воздуха. Садовник практически не может влиять на их потребление, разве что только своевременно смывать с растений пыль. Водород растения получают, раскладывая воду в процессе фотосинтеза.Азот — один из важнейших для растения элементов. Потребляется он в форме аммиака или азотной кислоты, только бобовые растения имеют способность с помощью клубеньковых бактерий усваивать азот в чистом виде из атмосферы. Потребность растений в нем велика. Так, плодоносная яблоня берет из почвы до 7 кг этого элемента в год. Поэтому необходимо снабжать растение азотом регулярно, но одновременно в определенном соотношении с другими питательными веществами. Слишком большие нормы азотных удобрений вызывают буйство вегетативных органов (листьев), в результате чего уменьшается сопротивляемость растения болезням. От избытка азота плоды вырастают бледными, теряют свой аромат и плохо хранятся. Передозировка этого элемента приводит и к тому, что на деревьях довольно долго держится зеленые листья и они бывают плохо подготовленными к зимнему сну.Осенью азотные соединения переходят из листьев в древесную часть растения, где хранятся как запас на весну. В начале вегетации потребления азота бывает повышенным, поскольку он идет на образование новых побегов, листьев и корней. Азот из деревянных элементов быстро расходуется и его запас нужно пополнять, подпитывая растение быстродействующими азотными удобрениями (селитрами). Именно поэтому весной фруктовые деревья и ягодники следует удобрять как можно раньше. Недостаток азота в почве проявляется карликовым ростом, бледно-зеленым цветом листьев и их преждевременным опадением. Фруктовым деревьям, особенно молодым, щедрая подкормка азотом необходима.Многолетники (фруктовые и декоративные древесные породы, многолетние цветы) надо удобрять азотом только до конца июля, чтобы древесина успела как следует вызреть и была хорошо подготовлена к зиме. Большая часть лиственных овощных культур требует щедрого удобрения азотом в течение всего вегетационного периода.Корнеплоды требуют такого удобрения только сначала, позже подкормка азотом делает их менее способными к хранению. Что же касается декоративных растений, то избыток азота в них проявляется увеличением листьев за счет ухудшения цветения (цветы не имеют также ярких окрасок).Фосфор особенно важен для вызревания плодов. Растения больше всего нуждается в нем во время образования завязи. В отличие от азота, фосфор сокращает вегетационный период. Количество азота и фосфора в питании растения должно быть в определенном соотношении, иначе при недостатке последнего будет особенно сильно проявляться действие азота, будто его был избыток. У деревьев недостаток фосфора тормозит рост черенков, размеры листьев уменьшаются, и на них проступают красные прожилки. Овощи в таких случаях без вкуса, морковь бледная. У цветковых растений при недостатке фосфора образуется меньше цветов, а их цвета теряют выразительность.Калий — элемент, который усиливает морозостойкость растений, способствует их общему хорошему состоянию. Растения, особенно молодые, требуют много калия. Чем больше они потребляют азота, тем больше надо им калия. Его недостаток не проявляется так заметно, как других основных питательных элементов, но растения, которым не хватает калия, плохо переносят засуху, не выдерживают морозов и вообще часто гибнут из-за неблагоприятных погодных условий.Кальций, в отличие от других питательных элементов, растение накапливает в своем организме постоянно. Они используют его как строительный материал, главным образом при образовании древесной ткани и корней. Особенно нужен кальций косточковым растениям, для которых он, наряду с кремнием, — главный компонент при формировании косточек. Когда, например, культивируют абрикосовые и персиковые деревья на кислых почвах, где мало кальция, то сталкиваются с тем, что косточки в плодах или вообще не образуются, или слабая косточка трескается, плод будто разломился, и, как правило, быстро загнивает.При недостатке кальция страдают и корнию : медленно растут, образуют мало побочных корешков и корневых волосков. Недостаток кальция наблюдается на кислых почвах, часто переувлажненных и слабопроветриваемых. Такие почвы следует известковать; помогает также осушение и рыхление. Избыток кальция мешает растениям потреблять фосфор, железо, магний и другие элементы. В таких случаях в почву следует вносить торф.На недостаток и избыток кальция растения реагируют одинаково — хлорозом, т.е. бледностью листовой ткани.Магний нужен растению для образования хлорофилла. Он — существенный компонент листовой зелени. При его недостатке листья блекнут и даже желтеет. По сравнению с другими питательными элементами, магния растению нужно не очень много. В большинстве случаев потребность в нем удовлетворяет естественная наличие его в почве. Недостаток этого элемента, как правило, проявляется тогда, когда есть избыток кальция, ограничивает усвоение магния растением. Внешне это дает о себе знать типичным хлорозом, а у яблонь – коричневой пятнистостью листьев. Если уменьшить содержание кальция в почве, то войдет в норму и потребления растением магния, который очень важен для цветения, плодоношения, созревания семян. В семенах магния и фосфора очень много, а в зеленом семени его даже в 3 раза больше, чем кальция.Сера. Потребность в сере для различных растений разная. Фруктовым деревьям она нужна в незначительном количестве. Овощные культуры нуждаются в ней больше. Очень требовательны по ее содержанию в почве сельдерей, лук, чеснок, помидоры. Поэтому эти культуры необходимо удобрять сульфатами, в которых, наряду с другими питательными веществами, есть и сера.Железо необходимо для образования хлорофилла и течения других жизненно важных процессов. Однако сами растения используют сравнительно немного, и поэтому, как правило, им хватает естественного содержания этого элемента в почве.Недостаток железа проявляется на зеленых листьях: растения блекнут. Иногда это случается из-за избытка кальция в почве. Недостаток железа можно пополнить, особенно в фруктовом саду, поливая его однопроцентным раствором железного купороса.Рассеянные элементы (микроэлементы). Из числа таких элементов особенно большое значение имеет бор, прежде всего для бобовых и картофеля, а также для общего развития остальных растений. Его недостаток у древесных растений проявляется засыханием верхушек, слабым цветением, появлением небольших кожистых скрученных листьев. С нехваткой бора в почве связаны и такие заболевания растений, как черная гниль яблок и каменистость груш.Кремний имеет значение как строительный материал. Вместе с кальцием он участвует в образовании косточек и деревянных элементов. Что касается хлора, то некоторые растения нуждаются в нем (например, сельдерей), но для большинства растений он противопоказан, поскольку ухудшает хозяйственно полезные признаки. Наиболее уязвимыми бывают виноградная лоза, ягодные культуры, картофель.Медь имеет для растений такое же значение, как и железо, а если ее не хватает, на листьях появляются белые пятна.Молибден нужен растениям в минимальных количествах, и поэтому его недостаток у большинства из них практически не проявляется, за исключением цветной капусты, у которой в таком случае не образуется головка.Микроэлементов растениям нужно совсем немного и бывает достаточно их естественного содержания в почве. Однако в саду, где в результате интенсивного выращивания различных культур расход питательных веществ повышен, целесообразно время от времени их пополнять, внося удобрения, в которых есть микроэлементы, или обогащая землю их концентратом.
Возможно вас это заинтересует:
podxoz.ru
Содержание менеральных элементов в растениях
Растения способны поглощать из окружающей среды в больших или меньших количествах практически все элементы периодической системы. Между тем для нормального жизненного цикла растительного организма необходима лишь определенная группа основных питательных элементов, функции которых в растении не могут быть заменены другими химическими элементами. В эту группу входят следующие 19 элементов:
| Углерод | С | Калий | К | Цинк | Zn |
| Водород | Н | Кальций | Са | Молибден | Мо |
| Кислород | О | Магний | М8 | Бор | В |
| азот | N | Железо | Fе | Хлор | Cl |
| Фосфор | Р | Марганец | Мn | (Натрий) | Nа |
| Сера | S | Медь | Cu | (Кремний) | Si |
| (Кобальт) | Со |
Среди этих основных питательных элементов лишь 16 являются собственно минеральными, так как С, Н и О поступают в растения преимущественно в виде СО2, О2 и Н2О. Элементы Na, Si и Со приведены в скобках, поскольку их необходимость для всех высших растений пока не установлена. Натрий поглощается в относительно высоких количествах некоторыми видами сем. Chenopodiaceae (маревых}, в частности свеклой, а также видами, адаптированными к условиям засоления, и в этом случае является необходимым. То же справедливо для кремния, который в особенно больших количествах встречается в соломине злаковых, для риса он является необходимым элементом.
Первые четыре элемента - С, Н. О, N — называют органогенами. Углерод в среднем составляет 45% сухой массы тканей, кислород — 42, водород — 6,5 и азот — 1.5. а все вместе — 95%. Оставшиеся 5% приходятся на зольные вещества: Р, S, К, Са, Мg, Ре, А1, Si, Na и др. О минеральном составе растений обычно судят но анализу золы, остающейся после сжигания органического вещества растений. Содержание минеральных элементов (или их окислов) в растении выражают, как правило, в процентах по отношению к массе сухого вещества или в процентах к массе золы. Перечисленные выше вещества золы относятся к макроэлементам.
Элементы, которые присутствуют в тканях в концентрациях 0,001 % и ниже от сухой массы тканей, называют микроэлементами. Некоторые из них играют важную роль в обмене веществ (Мg, Сu, Zn, Со, Мо, В, С1).
Содержание того или другого элемента в тканях растений непостоянно и может сильно изменяться под влиянием факторов внешней среды. Например. Аl, Ni, F и другие могут накапливаться в растениях до токсическою уровня. Среди высших растений встречаются виды, резко различающиеся по содержанию в тканях такпх элементов, как Na, о чем уже говорилось, и Са, в связи с чем выделяют группы расстении натриефилов, кальциефилов (большинство бобовых, в том числе фасоль, бобы, клевер), кальциефобов (люпин, белоус, щавелек и др.). Эти видовые особенности обусловлены характером почв в местах происхождения и обитания видов, определенной генетически закрепленной ролью, которую укачанные элементы играют в обмене веществ растений.
Наиболее богаты минеральными элементами листья, у которых зола может составлять от 2 до 15% от массы сухого вещества. Минимальное содержание золы (0.4—1%) обнаружено в стволах древесных.
Азот. Для растений азот - дефицитный элемент, Если некоторые микроорганизмы способны усваивать атмосферный азот, то растения могут использовать лишь азот минеральный, а животные — только азот органическою происхождения, да и то не любой. Например, мочевина животным организмом непосредственно не усваивается. В то время как животные относятся к азоту довольно расточительно, выделяя мочевую кислоту. мочевину и др. азотсодержащие вещества, растения почти не выделяют азотистые соединения как продукты отброса и там где то возможно, азотистые соединения заменены на безазотистые вещества. Например, у растений в состав полиеахаридов клеточных оболочек не входят гекеозамины характерные для мукополисахаридов животных и хитина членистоногих и грибов.
При недостатке азота в среде обитания тормозится рост растений, ослабляется образование боковых побегов и кущение у злаков, наблюдается мелколистность. Одновременно уменьшается ветвление корней, но соотношение массы корней и надземной части может увеличиваться. Одно из ранних проявлений азотного дефицит — бледно-зеленая окраска листьев, вызванная ослаблением синтеза хлорофилла. Длительное азотное голодание ведет к гидролизу белков и разрушению хлорофилла прежде всею в нижних, более старых листьях и оттоку растворимых соединений азота к более молодым листьям и почкам роста. Вследствие разрушения хлорофилла окраска нижних листьев в зависимости от вида растения приобретает желто-оранжевые или красные тона, а при сильно выраженном азотном дефиците возможно появление некрозов, высыхание и отмирание тканей. Азотное голодание приводит к сокращению периода вегетативного роста и более раннему созреванию семян.
Фосфор, как и азот, — важнейший элемент питания растений. Он поглощается ими в виде высшего окисла РО4~ и не изменяется, включаясь в органические соединения. В растительных тканях копнет рация фосфора составляет 0,2—1,3% от сухой массы растения Запасы фосфора в пахотном слое почвы относительно невелики, порядка 2,3—4,4 т/га (в пересчете на Р2О5). Из этого количества 2/з приходится на минеральные соли ортофосфорной кислоты (Н3РО4), а '/з ~~ на органические соединения, содержащие фосфор (органические остатки, гумус, фитат и др.). Фитаты составляют до половины органического фосфора почвы. Большая часть фосфорных соединений слабо растворима в почвенном растворе. Это, с одной стороны, снижает потери фосфора из почвы за счет вымывания, но, с другой, -ограничивает возможности использования его растениями. Основной природный источник поступления фосфора в пахотный слой — выветривание почвообразующей породы, где он содержится главным образом в виде апатитов ЗСа3(РО4)2 • СаР2 и др. Трех замещенные фосфорные соли кальция и магния и соли полуторных оксидов железа и алюминия (FеРО4. А1РО4 в кислых почвах) слаборастворимы и малодоступны для растений. Двух замешенные и особенно однозамещенные соли кальция и магния, тем более соли одновалентных катионов и свободная ортофосфорная кислота растворимы в воде и используются растениями как главный источник фосфора в почвенном растворе.
Сера входит в число основных питательных элементов, необходимых для жизни растения. Она поступает в них главным образом в виде сульфата. Ее содержание в растительных тканях относительно невелико и составляет в,2— 1,0% в расчете на сухую массу. Потребность в сере высока у растений, богатых белками, например у бобовых (люцерна, клевер), но особенно сильно она выражена у представителей семейства крестоцветных, которые в больших количествах синтезируют масла.
Недостаточное снабжение растений серой тормозит синтез серосодержащих аминокислот и белков, снижает фотосинтез и скорость роста растений, особенно надземной части. В острых случаях нарушается формирование хлоропласте» и возможен их распад. Симптомы дефицита серы побледнение и пожелтение листьев — похожи на признаки недостатка азота, но сначала появляются у самых молодых лис и, ев. Это показывает, что отток серы из более старых листьев не может компенсировать недостаточное снабжение растений серой через корпи.
Калий — один из самых необходимых элементов минерального питания растений о содержание в тканях составляет среднем 0,5—1.2% в расчете на сухую массу. Долгое время основным источников получения калия служила зола, что нашло отражение в названии элемента ( происходит от слова — тигельная зола). Содержание калия в клетке в 100—1000 раз превышает его уровень во внешней среде. Его гораздо больше в тканях, чем других катионов.
Запасы калия в почве больше содержания фосфора в 8 — 40 раз, а азота — в 5 — 50 раз. В почве калий может находиться в следующих формах: в составе кристаллической решетки минералов, в обменном и необменном состоянии в коллоидных частицах, в составе пожнивных остатков и микроорганизмах, в виде минеральных солей почвенного раствора.
Наилучшим источником питания являются растворимые соли калия (0,5 — 2% от валовых запасов в почве). По мере потребления подвижных форм калия запасы его в почве могут восполняться за счет обменных форм, а при уменьшении последних — за счет необменных, фиксированных форм калия. Попеременное подсушивание и увлажнение почвы, а также деятельность корневой системы растений и микроорганизмов способствуют переходу калия в доступные формы.
В растениях калий в наибольшем количестве сосредоточен в молодых, растущих тканях, характеризующихся высоким уровнем обмена веществ: меристемах, камбии, молодых листьях, побегах, почках. В клетках калий присутствует в основном в ионной форме, он не входит в состав органических соединений, имеет высокую подвижность и поэтому легко регулируется. Передвижению калия из старых в молодые листья способствует натрий, который может замещать его в тканях растений, прекративших рост.
В растительных клетках около 80% калия содержится в вакуолях. Он составляет основную часть катионов клеточного сока. Поэтому калий может вымываться из растений дождями, особенно из старых листьев. Небольшая часть этого катиона (около 1 %) прочно связана с белками митохондрий и хлоропластов. Калий стабилизирует структуру этих органелл. При калиевом голодании нарушается ламеллярно транулярное строение хлоропластов и дезорганизуются мембранные структуры митохондрий. До 20% калия клетки адсорбируется на коллоидах цитоплазмы. На свету прочность связи калия с коллоидами выше, чем в темноте. В ночное время может наблюдаться даже выделение калия через корневую систему растений.
Калий служит основным прогивоионом для нейтрализации отрицательных зарядов неорганических и органических анионов. Именно присутствие калия в значительной степени определяет коллоидно-химические свойства цитоплазмы, что существенно влияет практически на все процессы в клетке. Калий способствует поддержанию состояния гидратации коллоидов цитоплазмы, регулируя ее водоудерживаюшую способность. Увеличение гидратации белков и водоудерживающей способности цитоплазмы повышает устойчивость растений к засухе и морозам.
Кальций. Общее содержание кальция у разных видов растений составляет 5 — 30 мг на 1 г сухой массы. Рас гения по отношению к кальцию деляг на три группы: калъциефилы, калъциефобы и нейтральные виды. Много кальция содержат бобовые, гречиха, подсолнечник, картофель, капуста, конопля, гораздо меньше — зерновые, лен, сахарная свекла. В тканях двудольных растений этого элемента, как правило, больше, чем у однодольных.
Кальций накапливается в старых органах и тканях. Это связано с тем, что транспорт его осуществляется по ксилеме и реутилизация затруднена. При старении клеток или снижении их физиологической активности кальций из цитоплазмы перемещается в вакуоль и откладывается в виде нерастворимых солей щавелевой, лимонной и других кислот. Образующиеся кристаллические включения затрудняют подвижность и возможность повторного использования этого кат Кальций выполняет многообразные функции в обмене веществ клеток и организма в целом. Они связаны с его влиянием на структуру мембран, ионные потоки через них и биоэлектрические явления, на перестройки цитоскелета, процессы поляризации клеток и тканей и др. Кальций активирует ряд ферментных систем клетки: дегидрогеназы (глутаматдегидрогеназа, малатдетидрогеназа, глюкозо-6-фосфагдегидрогеназа. зависимая изоцитратдегидрогеназа), амилазу, аденилат- и аргининкиназы, липазы, фосфатазы. При этом кальций может способствовать агрегации субъединиц белка, служить мостиком между ферментом и субстратом, влиять на состояние аллостерического центра фермента. Избыток кальция в ионной форме угнетает окислительное фосфорилирование и фотофосфорилирование иона.
От недостатка кальция в первую очередь страдают молодые меристематические ткани и корневая система. У делящихся клеток не образуются новые клеточные стенки и в результате возникают многоядерные клетки, характерные для меристем с дефицитом кальция. Прекращается образование боковых корней и корневых волосков, замедляется рост корней. Недостаток кальция приводит к набуханию пектиновых веществ, что вызывает клеточных стенок и разрушение клеток. В результате корни, листья, отдельные участки стебля зашивают и отмирают. Кончики и края листьев вначале белею 1. а затем чернеют, листовые пластинки и скручиваются. На плодах, в запасающих и сосудистых тканях некротические участки.
Магний. По содержанию в растениях магний занимает четвертое место после калия, азота и кальция. У высших растений среднее его содержание в расчете на сухую массу 0.02 — 3.1% у водорослей 3,0 — 3,5%. Особенно мною его в растениях короткого дня — кукурузе, просе, сорго, конопле, а также в картофеле, свекле, табаке и бобовых. 1 кг свежих листьев содержит 300-800 мг магния, из них 30-80 мг (т. е. 1/10 часть) входит в состав хлорофилла. Особенно много магния в молодых клетках и растущих тканях, а также в генеративных органах и запасающих тканях. В зерновках магний накапливается в зародыше, где его уровень в несколько раз превышает содержание в эндосперме и кожуре (для кукурузы соответственно 1,6, 0,04 и 0,19% на сухую массу).
Действие магния на другие участки обмена веществ чаще всего связано с его способностью регулировать работу ферментов и значение его для ряда ферментов уникально. Недостаток магния приводит к уменьшению содержания фосфора в растениях, даже если фосфаты в достаточных количествах имеются в питательном субстрате, тем более, что транспортируется фосфор по растению в основном в органической форме. Поэтому дефицит магния будет тормозить образование фосфорорганических соединений и соответственно распределение фосфора в растительном организме. При недостатке магния нарушается формирование пластид: матрикс хлоропластов просветляется, граны слипаются. Ламеллы стромы разрываются и не образуют единой структуры, вместо них появляется много везикул. При магниевом голодании между зелеными жилками появляются пятна и полосы светло-зеленого, а затем желтого цвета. Края листовых пластинок приобретают желтый, оранжевый, красный или темно-красный цвет, и такая «мраморная» окраска листьев наряду хлорозом служит характерным признаком нехватки магния. На более поздних стадиях магниевого голодания светло-желтые и беловатые полоски отмечаются и на молодых листьях, свидетельствуя о разрушении в них хлоропласте», а затем и каротиноидов, причем зоны листа, прилежащие к сосудам, дольше остаются зелеными. Впоследствии развиваются хлороз и некроз, затрагивая в первую очередь верхушки листьев.
Железо. Среднее содержание железа в растениях составляет 0,02-0,08%. В составе соединений, содержащих гем (все цитохромы, каталаза. и в негемовой форме железо принимает участие в функционировании основных редокс-систем фотосинтеза и дыхания. Вместе с молибденом железо участвует в восстановлении нитратов и фиксации молекулярного азота клубеньковыми бактериями, входя в состав нитратредуктазы и нитрогеназы. Железо катализирует также начальные этапы синтеза хлорофилла (образование 8-аминолевулиновой кислоты и прогопорфиринов). Поэтому недостаточное поступление железа в растения в условиях переувлажнения и на карбонатных почвах приводит к снижению интенсивности дыхания и фотосинтеза и выражается в пожелтении листьев (хлороз) и быстром их опадении.
Кремний обнаружен у всех растений. Особенно много его в клеточных стенках. Растения, накапливающие кремний, имеют прочные стебли. Недостаток кремния может задерживать рост злаков (кукуруза, овес, ячмень) и двудольных растений (огурцы, томаты, табак, бобы). Исключение кремния во время репродуктивной стадии вызывает уменьшение количества семян, при этом снижается число зрелых семян. При отсутствии в питательной среде кремния нарушается ультраструктура клеточных органелл.
Алюминий также относится к макроэлементам, в которых нуждаются только некоторые растения. Предполагается, что он имеет большое значение в обмене веществ у гидрофитов. Интересно отметить, что этот катион концентрируют папоротники и чай. При недостатке алюминия у чайного листа наблюдается хлороз, однако высокие концентрации токсичны для расмений. В высоких дозах алюминий связывается в клетках с фосфором, что в итоге приводит к фосфорному голоданию растений.
studfiles.net
Необходимые растению элементы минерального питания
Содержание и необходимость элементов
95 % сухой массы растительных тканей составляют четыре элемента - С, О, Н, N, называемые органогенами.
5 % приходится на зольные вещества - минеральные элементы, содержание которых обычно определяют в тканях после сжигания органического вещества растений.
Содержание золы зависит от вида и органа растений, условий выращивания. В семенах содержание золы составляет в среднем 3 %, в корнях и стеблях – 4…5, в листьях – 5…15 %. Меньше всего золы в мертвых клетках древесины (около 1 %). Как правило, чем богаче почва и чем суше климат, тем больше в растениях содержание зольных элементов.
Растения способны поглощать из окружающей среды практически все элементы периодической системы Д. И. Менделеева. Причем многие элементы накапливаются в растениях в значительных количествах и включаются в природный круговорот веществ. Однако для нормальной жизнедеятельности самого растительного организма требуется лишь небольшая группа элементов, называемых питательными.
Питательными веществами называются вещества, необходимые для жизни организма.
Элемент считается необходимым, если его отсутствие не позволяет растению завершить свой жизненный цикл; недостаток элемента вызывает специфические нарушения жизнедеятельности растения, предотвращаемые или устраняемые внесением этого элемента; элемент непосредственно участвует в процессах превращения веществ и энергии, а не действует на растение косвенно.
Необходимость элементов можно установить только при выращивании растений на искусственных питательных средах - в водных и песчаных культурах. Для этого используют дистиллированную воду или химически чистый кварцевый песок, химически чистые соли, химически стойкие сосуды и посуду для приготовления и хранения растворов.
Точнейшими вегетационными опытами установлено, что к необходимым для высших растений элементам относятся 19 элементов: С (45 %), Н (6,5 %) и О2 (42 %) (усвояемых в процессе воздушного питания) + 7 (N, P, K, S, Ca, Mg, Fe) + Mn, Cu, Zn, Mo, B, Cl, Na, Si, Co.
Все элементы, в зависимости от их содержания в растениях делят на 3 группы: макроэлементы, микроэлементы и ультромикроэлементы.
Макроэлементы содержатся в количестве от целых до десятых и сотых долей процента: N, Р, S, К, Са, Mg; микроэлементы - от тысячных до 100-тысячных долей процента: Fe, Мn, Сu, Zn, В, Мо.
Со необходим бобовым для симбиотической фиксации N, Na поглощается в относительно высоких количествах свеклой и необходим растениям, приспособленным к засоленным почвам), Si в больших количествах встречается в соломе злаков и необходим для риса, Cl накапливают мхи, хвощи, папоротники.
Макроэлементы, их усвояемые соединения, роль и функциональные нарушения при недостатке в растении
Значение элемента определяется ролью, которую он выполняет самостоятельно или в составе других органических соединений. Не всегда высокое содержание свидетельствует о необходимости того или иного элемента.
Азот (около 1,5 % СМ) входит в состав белков, нуклеиновых кислот, липоидных компонентов мембран, фотосинтетических пигментов, витаминов и других жизненно важных соединений.
Основными усвояемыми формами N являются ионы нитрата (NO3-)и аммония (Nh5+). Высшие растения способны также усваивать нитриты и водорастворимые N-содержащие органические соединения (аминокислоты, амиды, полипептиды и др.). В естественных условиях эти соединения редко бывают источником питания, поскольку их содержание в почве, как правило, очень мало.
Недостаток N тормозит рост растений. Одновременно снижается ветвление корней, но соотношение массы корней и надземной системы может увеличиваться. Это приводит к уменьшению площади фотосинтетического аппарата и сокращению периода вегетативного роста (раннее созревание), что снижает фотосинтетический потенциал и продуктивность посева.
Недостаток N а вызывает также серьезные нарушения энергетического обмена (хуже используют световую энергию, так как снижается интенсивность фотосинтеза, раньше наступает световое насыщение, а компенсационная точка находится при более высокой интенсивности света, интенсивность дыхания может возрастать, но уменьшаются сопряженность окисления с фосфорилированием), возрастают энергетические затраты на поддержание структуры цитоплазмы).
N-ое голодание влияет на водный режим (снижает водоудерживающую способность растительных тканей, так как уменьшает количество коллоидносвязанной воды, снижается возможность внеустьичного регулирования транспирации и возрастает водоотдача). Поэтому низкий уровень N-ого питания не только снижает урожай, но и уменьшает эффективность использования воды посевом.
Внешние признаки голодания: Бледно-зеленая, желтая окраска листьев, оранжевые, красные тона, высыхание, некрозы, низкорослость и слабое кущение, появляются признаки ксероморфизма (мелколистность).
Фосфор (0,2-1,2 % СМ). P поглощается и функционирует в растении только в окисленной форме - в виде остатков ортофосфорной кислоты (PO43- ).
P - обязательный компонент таких важнейших соединений, как НК, фосфопротеидов, фосфолипидов, P-ных эфиров сахаров, нуклеотидов, принимающих участие в энергетическом обмене (АТФ, НАД, ФАД и др.), витаминов.
P-ный обмен сводится к фосфорилированию и трансфосфорилированию. Фосфорилирование - это присоединение остатка P-ной кислоты к какому-либо органическому соединению с образованием эфирной связи, например фосфорилирование глюкозы, фруктозо-6-фосфата в гликолизе. Трансфосфорилирование - это процесс, при котором остаток P-ной кислоты переносится от одного органического вещества на другое. Значение образующихся при этом P-органических соединений огромно.
Недостаток P вызывает серьезные нарушения синтетических процессов, функционирования мембран, энергетического обмена.
Внешние признаки голодания: сине-зеленая окраска с пурпурным или бронзовым оттенком (задержка синтеза белков и накопление сахаров), мелкие узкие листья, корневая система буреет, слабо развивается, корневые волоски отмирают. Приостанавливается рост растений, задерживается созревание плодов.
Сера (0,2-1,0 % СМ). Поступает в растение в окисленной форме, в виде аниона SO42-. В органические соединения S входит только в восстановленной форме - в составе сульфгидрильных групп (-SH) и дисульфидных связей (-S-S-). Восстановление сульфата происходит преимущественно в листьях. Восстановленная S может вновь переходить в окисленную функционально неактивную форму. В молодых листьях S в основном находится в составе органических соединений, а в старых накапливается в вакуолях в виде сульфата.
S является компонентом важнейших биологических соединений - коэнзима А и витаминов (тиамина, липоевой кислоты, биотина), играющих важную роль в дыхании и липидном обмене.
Кофермент А (S образует макроэргическую связь) поставляет ацетильный остаток (СН3СО-S-KoA) в цикл Кребса или для биосинтеза жирных кислот, сукцинильный остаток для биосинтеза порфиринов. Липоевая кислота и тиамин входят в состав липотиаминдифосфата (ЛТДФ), участвующего в окислительном декарбоксилировании ПВК и -кетоглютаровой.
Многие виды растений в малых количествах содержат летучие соединения S (сульфоксиды входят в состав фитонцидов лука и чеснока). Представители семейства Крестоцветные синтезируют серосодержащие горчичные масла.
S принимает активное участие в многочисленных реакциях обмена веществ. Почти все белки содержат серосодержащие аминокислоты - метионин, цистеин, цистин. Функции S в белках:
участие HS-групп и -S-S-связей в стабилизации трехмерной структуры белков и
образование связей с коферментами и простетическими группами.
Сочетание метильной и HS-группы обусловливает широкое участие метионина в образовании АЦ ферментов.
С этой аминокислоты начинается синтез всех полипептидных цепей.
Другая важнейшая функция S в растительном организме, основанная на обратимом переходе 2(-SH) = -HS-SH- состоит в поддержании определенного уровня окислительновосстановительного потенциала в клетке. К серосодержащим окислительно-восстановительным системам клетки относятся система цистеин = цистин и система глутатиона (является трипептидом - состоит из глутаминовой, цистина или цистеина и глицина). Его окислительно-восстановительные превращения связаны с переходом -S-S-групп цистина в HS-группы цистеина.
Недостаток S тормозит белковый синтез, снижает фотосинтез и скорость роста растений, особенно надземной части.
Внешние признаки голодания: побеление, пожелтение листьев (молодых).
Калий (около 1 % СМ). В растительных тканях его гораздо больше, чем других катионов. Содержание K в растениях в 100-1000 раз превосходит его уровень во внешней среде. K поступает и в растение в виде катиона К+.
K не входит ни в одно органическое соединение. В клетках он присутствует в основном в ионной форме и легко подвижен. В наибольшем количестве K сосредоточен в молодых растущих тканях, характеризующихся высоким уровнем обмена веществ.
Функции:
участие в регуляции вязкости цитоплазмы, в повышении гидратации ее коллоидов и водоудерживающей способности,
служит основным противоионом для нейтрализации отрицательных зарядов неорганических и органических анионов,
создает ионную асимметрию и разность электрических потенциалов на мембране, т. е. обеспечивает генерацию биотоков в растении
является активатором многих ферментов, он необходим для включения фосфата в органические соединения, синтеза белков, полисахаридов и рибофлавина - компонента флавиновых дегидрогеназ. K особенно необходим для молодых, активно растущих органов и тканей.
принимает активное участие в осморегуляции, (открывании и закрывании устьиц).
активирует транспорт углеводов в растении. Установлено, что высокий уровень сахара в зрелых ягодах винограда коррелирует с накоплением значительных количеств K и органических кислот в соке незрелых ягод и с последующим выходом K при созревании. Под влиянием K увеличивается накопление крахмала в клубнях картофеля, сахарозы в сахарной свекле, моносахаридов в плодах и овощах, целлюлозы, гемицеллюлоз и пектиновых веществ в клеточных стенках растений.
В результате повышается устойчивость злаков к полеганию, к грибным и бактериальным заболеваниям.
При дефиците K снижается функционирование камбия, нарушаются процессы деления и растяжения клеток, развитие сосудистых тканей, уменьшается толщина клеточной стенки, эпидермиса. В результате укорачивания междоузлий могут образоваться розеточные формы растений. Снижается продуктивность фотосинтеза (за счет уменьшения оттока ассимилятов из листьев).
Кальций (0,2 % СМ). Поступает в растение в виде иона Са2+ . Накапливается в старых органах и тканях. При снижении физиологической активности клеток Ca из цитоплазмы перемещается в вакуоль и откладывается в виде нерастворимых соединений щавелевой, лимонной и др. кислот. Это значительно снижает подвижность Ca в растении.
Большое количество Ca связано с пектиновыми веществами клеточной стенки и срединной пластинки.
Роль ионов Са:
стабилизация структуры мембран, регуляция ионных потоков и участие в биоэлектрических явлениях. Са много содержится в митохондриях, хлоропластах и ядрах, а также в комплексах с биополимерами пограничных мембран клетки.
участие в катионообменных процессах в корне (наряду с протоном водорода принимает активное участие в первичных механизмах поступления ионов в клетки корня).
способствует устранению токсичности избыточных концентраций ионов Nh5+, Al, Mn, Fe, повышает устойчивость к засолению, (ограничивает поступление других ионов),
снижает кислотность почвы.
участие в процессах движения цитоплазмы (структурная перестройка актомиозиноподобных белков), обратимых изменениях ее вязкости,
определяет пространственную организацию цитоплазматических ферментных систем (например, ферментов гликолиза),
активировании ряда ферментов (дегидрогеназ, амилаз, фосфотаз, киназ, липаз) - определяет четвертичную структуру белка, участвует в создании мостиков в фермент-субстратных комплексах, влияет на состояние аллостерических центров).
определяет структуру цитоскелета - регулируют процессы сборки-разборки микротрубочек, секреции компонентов клеточной стенки с участием везикул Гольджи.
Комплекс белка с Ca активирует многие ферментные системы: протеинкиназы, транспортную Са-АТФ-азу, АТФ-азу актомиозина.
Регуляторное действие Са на многие стороны метаболизма связано с функционированием специфического белка - кальмодулина. Это кислый (ИЭТ 3,0-4,3) термостабильный низкомолекулярный белок. С участием кальмодулина регулируется концентрация внутриклеточного Ca. Комплекс Са-кальмодулин контролирует сборку микротрубочек веретена, образование цитоскелета клетки и формирование клеточной стенки.
При недостатке Ca (на кислых, засоленных почвах и торфяниках) в первую очередь страдают меристематические ткани и корневая система. У делящихся клеток не образуются клеточные стенки, в результате возникают многоядерные клетки. Прекращается образование боковых корней и корневых волосков. Недостаток Ca вызывает также набухание пектиновых веществ, что приводит к ослизнению клеточных стенок и загниванию растительных тканей.
Внешние признаки голодания: корни, листья, участки стебля загнивают и отмирают, кончики и края листьев вначале белеют, затем чернеют, искривляются и скручиваются.
Магний (около 0,2 % СМ). Особенно много Mg в молодых растущих частях растения, а также в генеративных органах и запасающих тканях.
Поступает в растение в виде иона Mg2+ и, в отличие от Ca, обладает сравнительно высокой подвижностью. Легкая подвижность Mg2+ объясняется тем, что почти 70 % этого катиона в растениях связано с анионами органических и неорганических кислот.
Роль Mg:
входит в состав хлорофилла (около 10-12 % Mg ),
является активатором ряда ферментных систем (РДФ-карбоксилазы, фосфокиназ, АТФ-аз, енолаз, ферментов цикла Кребса, пентозофосфатного пути, спиртового и молочнокислого брожения), ДНК- и РНК-полимеразы.
активирует процессы транспорта электронов при фотофосфорилировании.
необходим для формирования рибосом и полисом, для активации аминокислот и синтеза белков.
участвует в образовании определенной пространственной структуры НК.
усиливает синтез эфирных масел, каучуков.
предотвращает окисление аскорбиновой кислотой (образуя комплексное соединение с ней).
Недостаток Mg приводит к нарушению P-ного, белкового и углеводного обменов. При магниевом голодании нарушается формирование пластид: граны слипаются, разрываются ламеллы стремы.
Внешние признаки голодания: листья по краям имеют желтый, оранжевый, красный цвет (мраморная окраска). Впоследствии развиваются хлороз и некроз листьев. Характерным является полосатость листьев у злаков (хлороз между жилками, которые остаются зелеными).
Железо (0,08 %). Поступает в растение в виде Fe3+.
Железо входит в состав ЭТЦ фотосинтетического и окислительного фосфорилирования (цитохромов, ферредоксина), является компонентом ряда оксидаз (цитохромоксидазы, каталазы, пероксидазы). Кроме того, железо является составной частью ферментов, катализирующих синтез предшественников хлорофилла (аминолевулиновой кислоты и протопорфиринов).
Растения могут включать Fe в запасные вещества. Например, в пластидах содержится белок ферритин, имеющий железо(до 23 % СМ) в негеминной форме.
Роль Fe связана с его способностью к обратимым окислительно-восстановительным превращениям (Fe3+ - Fe2+) и участию в транспорте электронов.
Поэтому недостаток Fe вызывает глубокий хлороз в развивающихся листьях (могут быть совершенно белыми), и тормозит важнейшие процессы энергообмена - фотосинтез и дыхание.
Кремний ( ) содержится в основном в клеточных стенках.
Его недостаток может задержать рост злаков (кукуруза, овес, ячмень) и двудольных (огурцы, томаты, табак). Недостаток в репродуктивный период вызывает уменьшение количества семян. При недостатке Si нарушается ультраструктура клеточных органелл.
Алюминий ( ) особенно важен для гидрофитов, его накапливают папаратники и чай.
Недостаток вызывает хлороз.
Избыток токсичен (связывает P и приводит к P-ному голоданию).
studfiles.net
КАКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПИТАНИЯ НЕОБХОДИМЫ РАСТЕНИЮ?
Зелёные растения должны получать, по крайней мере, 16 элементов питания, чтобы нормально выполнять все свои обычные функции. О снабжении углеродом, водородом и кислородом можно специально не заботится. Эти элементы питания поступают в растения из воздуха и воды. Элементы питания, поступающие из почвы, можно подразделять на группы. Обратите внимание на функции этих элементов питания в растениях.
ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ (ИЛИ МАКРОЭЛЕМЕНТЫ) ПИТАНИЯ РАСТЕНИЙ.
Азот (N) – Является составной частью нуклеиновых кислот, важнейших соединений, находящихся в основном в ядрах клеток и определяющих наследственность.
Азот – составная часть белков, в том числе белков – ферментов, ускоряющие биологические процессы. Азотсодержащим соединением является хлорофилл – зелёный пигмент листьев, который позволяет растениям использовать энергию солнечного света для образования сахаров, крахмала и жиров из углекислого газа и воды.
Фосфор (P) – Фосфор необходим для роста всех частей растения. Он является активной составной частью сложной субстанции под названием «протоплазма». Именно она является основой физической жизни, образуя живое вещество всех клеток и тканей растений. Именно хромосомы ответственны за деление клеток и их рост. Фосфор стимулирует формирование корня. Образование и накопление крахмала зависит от двух факторов: 1) Достаточного снабжения фосфором; 2) Перехода сахаров в целлюлозу.
Фосфор абсолютно необходим для жизненно важных процессов фотосинтеза, для связывания воедино элементов и частей сложного целого, для расщепления углеводов и переноса энергии в растении. Фосфор является важнейшей частью ядер клеток и присутствует в цитоплазме. Участвует в образовании новых клеток и в передаче наследственных свойств.
Калий (K) – Калий перемещается из листьев в плоды и семена. Он необходим растениям для выполнения таких важных физиологических функций, как: 1. Образование сахара и крахмала и их перемещение между различными частями растения . 2. Синтез белков. 3. Нормальное деление клеток, их рост и нейтрализация органических кислот. Кали увеличивает размер и улучшает форму, вкус и цвет фруктов и повышает сопротивление заболеваниям.
Кальций (Ca), Магний (Mg) – Кальций регулирует активность многих ферментов, помогает в транспортировке (перемещению) углеводов в растениях. Как кальций, так и магний необходим для того, чтобы клеточные стенки были здоровыми, а клетки надёжно скреплены друг с другом. Кальций и магний помогают развитию корневой системы. Имеется достаточно данных, свидетельствующих о существовании в растениях чувствительного равновесия между содержанием кальция, магния, калия и бора. И если равновесие нарушается, результатом будет ненормальное функционирование растений. Кальция и магний помогают в борьбе с заболеваниями растений.
ВТОРЫЕ ПО ЗНАЧИМОСТИ И ПО ТРЕБУЕМЫМ КОЛИЧЕСТВАМ ЭЛЕМЕНТЫ ПИТАНИЯ РАСТЕНИЙ.
Сера (S) – Растениям требуется приблизительно одинаковое количество серы и фосфора. Часть серы, используемой растениями, встраивается в аминокислоты цистеин и метионин, которые входят в белки. Сера помогает, расту корней, необходимые для зелёной окраски и образования семян.
СЛЕДОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ (ИЛИ МИКРОЭЛЕМЕНТЫ) ПИТАНИЯ РАСТЕНИЙ.
Бор (B) – Известно, по меньшей мере, 15 функций растений, для нормального протекания которых необходим бор. Бор воздействует на процессы цветения и плодоношения, прорастания пыльцы и деления клеток на азотный обмен, на углеводный обмен, на активное поглощение солей, передвижение и деятельность гормонов, метаболизм пектиновых веществ. На водный обмен и на функции воды в растениях. Бор необходим перемещения (передвижения) сахара внутри растения. Заболевание сердцевины у яблок и груши опробковение (побурение) или гниль это явный признак борной недостаточности.
Медь (Cu) – В растениях медь выполняет много функций. Медь влияет на ферментные системы во вновь образуемых тканях. Медь образует большое количество органических соединений с белками, аминокислотами и другими компонентами, эти соединения обычно содержатся в соке растений.
Марганец (Mn) – Некоторые функции марганца и железа в растении связаны, и оба элемента участвуют в синтезе хлорофилла. Марганец, цинк и медь встречают другие ионы, поступающие в клетки растений, и определяют их дальнейшую судьбу, направляя их к местам выполнения функций.
Железо (Fe) – В большинстве районов с развитым садоводством недостаток железа – это постоянный бич. Среди многочисленных функций, которое железо выполняет в растениях, одной из главных является каталитическое ускорение образованиях хлорофилла – зелёного пигмента растений. Дефицит железа, вызывающий хлороз может быть вызван несоразмерным накоплением меди, по отношению к доступному железу. Недостача железа сокращает жизнь растения. Существует корреляция (взаимосвязь) между железом, молибденом и азотом в обмене веществ зелёных растений. Железистый хлороз, который наблюдается при дефиците железа, более тяжело переносится фруктовыми деревьями, чем обычными полевыми культурами и часто усугубляется при увеличении органического вещества.
Цинк (Zn) – Цинк необходим для нормального метаболизма (обмена веществ в растениях). Цинк способствует образованию хлорофилла. При дефиците цинка наблюдается разного рода аномалии. Строение корней у растений с цинковой недостаточностью не нормальное. Растения, страдающие от цинковой недостаточности, имеют повреждённые клетки. Происходит повреждение образовательной ткани (называемой меристемой ил зоной активного роста). Клетки увеличиваются в размерах и располагаются не правильно, между ними при этом возникают многочисленные воздушные полости. Возникают также аномальные продукты обмена веществ клеток и корней. Основными симптомами болезни цинковой недостаточности являются мелкие листья у верхушечных почек (так называемая «мелколистность») фруктовых деревьев, сильно уменьшенное образование плодовых почек. «Розеточность», «пятнистость листьев», «мелколистность», и «желтуха» - такие названия получили симптомы дефицита цинка у деревьев. На поздних стадиях заболевания, называемого «мелколистностью», происходит значительное отмирание ветвей, цветение и плодоношение ослабляется, а сохраняющиеся плоды оказываются низкого качества.
Молибден (Mo) – Молибден служит катализатором, входя в состав ферментов азотного цикла и определяя их активность. Эти ферментные системы восстанавливают нитратный азот в аммиак, который используется в синтезе аминокислот и белка. При недостатке молибдена нарушается образование хлорофилла в клетках зелёных растений. В растении существует чувствительное равновесие между азотом, железом, марганцем и молибденом. На сегодняшний день дефицит молибдена, как и дефицит азота, является повсеместным явлением.
Хлор (Cl) – Хотя хлор накапливается во многих растениях в больших количествах, чем другие микроэлементы, только недавно было обнаружено, что хлор существенно необходим растениям. Хлор, поступающий со снегом и дождём, автоматически обеспечивает растения хлором.
persiada.com
|
Наименование органа растения Содержание зольных элементов,% древесина 1 семена 3 корни, стебли 4-5 листья 10-15 |
biofile.ru
Элементы необходимые для роста растений
В составе растений можно обнаружить почти все химические элементы, существующие на Земле, но для питания и роста им необходимы всего 13 элементов. В дополнение к этим 13-ти элементам можно добавить еще углерод, водород и кислород, которые растения получают из воды и воздуха.
Основные элементы питания можно разделить на две группы, такие как макроэлементы и микроэлементы. К списку макроэлементов относятся Азот (N), Калий (K), Кальций (Ca), Фосфор (P), Магний (Mg) и Сера (S). Эти элементы являются основными для питания растений и потребность растительных организмов в них высока.
К микроэлементам относятся – Железо (Fe), Медь (Cu), Бор (B), Цинк (Zn), Марганец (Mn), Молибден (Mo) и Хлор (Cl). Растению для роста они нужны в сравнительно небольших количествах, но это не значит, что растения могут обойтись без какого-либо из них. Согласно принципу незаменимости питательных элементов, отсутствие или существенный недостаток любого макро или микроэлемента приводит к снижению роста, болезням и даже может привести к гибели растения. Отсюда и термин «жизненно необходимые элементы». В связи с этим главная задача любого растениевода – обеспечить растения всеми необходимыми веществами для их полноценного, здорового роста и развития.
В гидропонике все эти элементы разводят в воде, в строго определенном количестве, готовят так называемый питательный раствор. Растению нет никакой необходимости тратить силы на поиск элементов питания, отращивая огромную корневую систему.
Являются ли гидропонные растения органическими и безвредными для употребления в пищу? Бесспорно. Все растения используют два типа питания: листовое, то есть фотосинтез, и корневое - поглощение ионов минеральных солей. Посредством фотосинтеза и поглощения неорганических ионов, растения самостоятельно вырабатывают органические вещества для своего роста и развития, а не используют уже готовые, как это делают, например, животные.
Отличие гидропоники от выращивания в почве.
В почве содержатся как органические, так и неорганические компоненты. Неорганические составляющие – это песок и камни, в процессе разрушения которых высвобождаются неорганические элементы. Органическая часть, или перегной, представляет собой перегнившие растительные и животные остатки, разложению которых способствуют содержащиеся в почве многочисленные организмы.
Во время разложения органической материи высвобождаются неорганические элементы. Далее эти элементы попадут в грунтовые воды, образуя натуральный почвенный раствор из ионов отдельных элементов. Именно эти неорганические вещества и будут поглощаться корнями растений (Рис.41).
В гидропонике питательные растворы из важнейших для растений элементов готовятся на основе минеральных солей. Растворившись в воде, они распадаются на отдельные химические элементы в атомном ионном состоянии. Так же как и в почве, корни растений поглощают питательные вещества из раствора и используют их для своего роста.
Разница между двумя этими способами питания заключается лишь в том, что в гидропонике мы имеем возможность рассчитывать и довольно точно контролировать пропорции веществ, добавляя оптимальное количество каждого элемента согласно потребностям растений. В почве же концентрация веществ всегда различна и добиться оптимального содержания практически невозможно, а контролировать вообще не представляется возможным.
Поэтому в правильно приготовленном растворе, гидропонные растения чувствуют себя более хорошо, их рост выше, они не испытывают каких бы то ни было проблем в питании.
gidro-sad.ru
