Содержание
Передвижение воды и питательных веществ в растении
Стебли
растений снаружи покрыты кожицей, образующей наружный слой.
Со
временем кожица превращается в пробку. Пробка состоит из мёртвых
клеток, заполненных воздухом. Кожица и пробка — это покровные ткани.
Под
кожицей и пробкой находятся клетки коры, которые могут содержать хлорофилл,
― это основная ткань.
В
жизни растения важную роль играют проводящие ткани, которые обеспечивают
транспорт веществ в растении.
Различают
два типа проводящих тканей — ксилема (или древесина) и флоэма (или
луб).
По
ксилеме (древесине) вода и растворенные в ней минеральные
вещества передвигаются от корня к листьям — это восходящий ток.
Ксилема
состоит из клеток разной формы и величины: сосудов проводящей ткани, волокон
механической ткани и клеток основной ткани.
По
флоэме (лубу) осуществляется транспорт продуктов фотосинтеза
от листьев к местам их использования или отложения — это нисходящий ток.
Луб
состоит из проводящей, основной и механической ткани.
Проводящая
ткань флоэмы состоит из ситовидных трубок с сопровождающими их
клетками-спутницами.
Ситовидные
трубки — это вертикальный ряд вытянутых живых клеток, по
которым перемещаются растворы органических веществ. Главной их функцией
является транспортировка углеводов (например, из листьев в плоды и корни).
Жизнедеятельность
ситовидных трубок, обеспечивают клетки-спутницы. В отличие от ситовидных
трубок, каждая клетка содержит ядро, благодаря чему они способны управлять всей
деятельностью (особенно транспортной) ситовидных трубок.
Основная
ткань флоэмы представлена лубяной мягкой тканью — паренхимой. Её клетки
направляют работу проводящих элементов луба и запасают питательные вещества.
Механическая
ткань флоэмы представлена лубяными волокнами, вытянутыми клетками с разрушенным
содержимым и одревесневшими стенками, которые придают механическую прочность
растению.
Сильно
разветвлённая сеть проводящих тканей несёт водорастворимые вещества и продукты
фотосинтеза ко всем органам растения, начиная от тончайших корневых окончаний
до самых молодых побегов.
Проводящие
ткани объединяются в сосудистые пучки, часто окружённые прочными волокнами
механической ткани. Поэтому такие пучки называют сосудисто-волокнистыми.
Они проходят по всему стеблю, соединяя корневую систему с листьями.
Между
корой и древесиной залегает камбий ― это образовательная
ткань (меристема).
В
центре стебля находится более рыхлый слой — сердцевина, в которой
откладываются запасные питательные вещества.
Для
нормальной жизнедеятельности растениям необходима вода и питательные вещества,
которые разносятся по растению благодаря проводящим тканям.
Проведём
небольшой опыт чтобы убедится в том, что по ксилеме (древесине) от корня к
листьям передвигаются вода и растворенные в ней минеральные вещества.
Рассмотрим
поперечный срез побега липы, простоявшего 3-е суток в подкрашенной воде.
Мы видим, что окрасилась только древесина.
А
теперь рассмотрим продольный срез этого побега. В данном случае мы также
видим, что окрасилась только древесина.
В
этом опыте чернила заменяли минеральные вещества, растворённые в воде.
Растворы
этих веществ, как и подкрашенная вода, поднимаются от корня вверх внутри стебля
по сосудам древесины.
Если
же в воду, подкрашенную чернилами, поставить веточки комнатного растения бальзамина
или цветки подснежника, то можно увидеть, как вода поднимается по стеблю в
листья, окрашивая их жилки. Сосуды проходят через стебель в листья и
разветвляются там. По этим сосудам вода и поступает в листья.
Передвижению
воды и минеральных веществ в растения способствует корневое давление. Сила,
которая вызывает одностороннюю подачу влаги от корней к побегам.
Пройдя
по ксилеме вода с растворенными минеральными веществами достигает листьев.
Участвует в фотосинтезе. И испаряется через устьица. Благодаря чему происходи
охлаждение листа и защита его от перегрева.
На
место испарившейся воды в листья постоянно поступает новая.
Посмотрим,
как происходит передвижение органических веществ по стеблю.
Мы
сказали, что по флоэме (лубу) осуществляется транспорт продуктов фотосинтеза
(сахара) от листьев к местам их использования или
отложения.
Проверим
это экспериментально.
На
стебле комнатного растения (например, драцены) осторожно сделаем
кольцевой надрез. Удалим с поверхности стебля кольцо коры и обнажим древесину.
На стебле укрепим стеклянный цилиндр с водой.
Окольцевав
ветку, мы перерезали ситовидные трубки луба, поэтому органические вещества,
оттекающие из листьев, дойдут до кольцевой вырезки и будут там накапливаться.
На
поверхности свежего среза у растения образуется раневая пробка. Клетки,
находящиеся под раневой пробкой, энергично делятся. Они используют питательные
органические вещества, скопившиеся перед кольцевым надрезом. Вскоре возникает
кольцеобразный наплыв, заживляющий рану. Из наплыва развиваются придаточные
корни.
Итак,
органические вещества передвигаются по лубу. Зная, как передвигаются в растении
питательные вещества, можно управлять их движением.
Например,
если обрезать боковые побеги у томата, можно направить к плодам те органические
вещества, которые использовались бы при развитии удалённых побегов. Это ускорит
созревание плодов и увеличит урожай.
Запасание
питательных веществ.
Не
все органические вещества используются для питания растений и роста его молодых
органов сразу.
Часть
веществ откладывается про запас в клетках плодов и семян
у однолетних растений, а у двулетних и многолетних растений, кроме того, в
клетках корней, стеблей и их видоизменений.
В
качестве запасных питательных веществ встречаются основные группы органических
соединений белки, липиды и углеводы.
Белковые
кристаллы запасаются непосредственно в цитоплазме, в клеточном соке.
Липиды
играют роль наиболее эффективной формы запасных питательных веществ в семенах,
спорах, зародышах, особенно в зимующих органах растений. Они содержатся в
цитоплазме растительных клеток в виде бесцветных или жёлтых шариков.
К
основным из запасных углеводов принадлежит крахмал. Это один из самых
распространённых полисахаридов, который откладывается чаще всего в корнях
растений.
Вы
знаете, что корнеплоды моркови, свёклы, репы и некоторых других растений — это
своеобразные кладовые питательных веществ. Капуста кольраби образует толстый
шаровидный стебель, похожий на репу. В таком стебле растение запасает
питательные вещества.
У
деревьев и кустарников основные запасы органических веществ откладываются в
сердцевине и древесине.
Весной эти вещества растворяются в воде и по сосудам
растений поднимаются к распускающимся почкам.
Весной
часто можно видеть, как из ранок на стволе дерева вытекает сок — пасока.
Пасока сладковата на вкус, в ней растворены различные питательные вещества, в
том числе сахара и витамины. Она необходима растению для его весеннего роста,
набухания и развёртывания почек. Берёзовый сок вкусен и полезен для здоровья
человека, его заготавливают в берёзовых лесах, предназначенных к рубке.
Однако,
необходимо помнить, что при повреждении коры и большой потере сока деревья
слабеют и могут погибнуть. Поэтому следует охранять растения от повреждений.
Параграф 19. Передвижение воды и питательных веществ в растении
1. Какие типы проводящих тканей в стебле вы знаете?
Древесина, луб.
2.
Каковы особенности строения клеток этих тканей?
Внутренний слой коры называют лубом. В его состав входят ситовидные трубки и клетки-спутницы, толстостенные лубяные волокна, а также группы клеток основной ткани.
Ситовидные трубки — это вертикальный ряд вытянутых живых клеток, у которых поперечные стенки пронизаны отверстиями (как у сита), ядра в этих клетках разрушились, а цитоплазма прилегает к оболочке. Это проводящая ткань луба, по которой перемещаются растворы органических веществ. Жизнедеятельность ситовидных трубок обеспечивают клетки-спутницы.
Лубяные волокна — вытянутые клетки с разрушенным содержимым и одревесневшими стенками — представляют механическую ткань стебля. В стеблях льна, липы и некоторых других растений лубяные волокна развиты особенно хорошо и очень прочны.
Сосуды — характерные проводящие элементы древесины покрытосеменных. Они представляют собой очень длинные трубки, образовавшиеся в результате слияния ряда клеток, соединившихся «конец в конец».
3. Что такое корневое давление?
Корневое давление — давление в проводящих сосудах корней, обеспечивающее передвижение воды и растворённых в ней минеральных веществ к надземным органам растения.
Лабораторная работа
Передвижение воды и минеральных веществ по стеблю
1. Рассмотрите поперечный срез побега липы или какого-либо другого древесного растения, простоявшего 2—4 суток в подкрашенной воде. Установите, какой слой стебля окрасился.
Окрасилась древесина.
2. Рассмотрите продольный срез этого побега. Укажите, какой слой стебля окрасился. На основании проведённых наблюдений сделайте вывод.
Окрасилась древесина. В этом опыте чернила заменяли минеральные вещества, растворённые в воде. Растворы этих веществ, как и подкрашенная вода, поднимаются от корня вверх внутри стебля по сосудам древесины.
3.
Прочитайте в учебнике, в чём особенности клеток, по которым передвигаются вода и минеральные соли.
Сосуды — типичные водопроводящие элементы только лиственных пород представляют собой длинные тонкостенные трубки, образовавшиеся из длинного вертикального ряда коротких клеток, называемых члениками сосудов, путем растворения перегородок между ними.
4. Зарисуйте срезы.
5. Сделайте выводы об особенностях передвижения воды и минеральных веществ по стеблю.
Растворы минеральных веществ поднимаются от корня вверх внутри стебля по сосудам древесины.
Вопросы
1. Что такое сосудистые пучки? Какую функцию они выполняют?
Проводящие ткани объединяются в сосудистые пучки, часто окружённые прочными волокнами механической ткани. Поэтому такие пучки называют сосудисто-волокнистыми. Они проходят по всему стеблю, соединяя корневую систему с листьями.
2. Какой опыт доказывает, что вода с минеральными веществами передвигается по сосудам древесины?
У побега, поставленного в воду с чернилами, окрасилась только древесина.
3. Почему вода непрерывно поднимается вверх по сосудам стебля?
Испарение способствует передвижению воды в растении. Благодаря испарению вода поступает через корни по стеблю в листья. Поднимается вода в листья и силой корневого давления.
4. На каком опыте можно убедиться, что органические вещества передвигаются по ситовидным трубкам луба?
На стебле комнатного растения (например, драцены или фикуса) осторожно сделаем кольцевой надрез. Удалим с поверхности стебля кольцо коры и обнажим древесину. На стебле укрепим стеклянный цилиндр с водой. Вы помните, что стебель дерева или кустарника состоит из кожицы, пробки, первичной коры, луба, камбия, древесины и сердцевины. Ситовидные трубки, по которым передвигаются органические вещества из листьев в другие органы растения, расположены в лубе.
Окольцевав ветку, мы перерезали эти трубки, поэтому органические вещества, оттекающие из листьев, дойдут до кольцевой вырезки и будут там накапливаться.
На поверхности свежего среза у растения всегда образуется раневая пробка. Клетки, находящиеся под раневой пробкой, энергично делятся. Они используют питательные органические вещества, скопившиеся перед кольцевым надрезом. Вскоре возникает кольцеобразный наплыв, заживляющий рану. Из наплыва развиваются придаточные корни.
Итак, органические вещества передвигаются по лубу. Причём они могут перемещаться как вверх, так и вниз.
5. Где запасаются органические вещества у разных растений?
Часть веществ откладывается про запас в клетках плодов и семян у однолетних растений, а у двулетних и многолетних растений, кроме того, в клетках корней, стеблей и их видоизменений.
Корнеплоды моркови, свёклы, репы и некоторых других растений — это своеобразные кладовые питательных веществ.
Капуста кольраби образует толстый шаровидный стебель, похожий на репу. В таком стебле растение запасает питательные вещества.
У деревьев и кустарников основные запасы органических веществ откладываются в сердцевине и древесине.
Подумайте
Могут ли знания о передвижении питательных веществ в растениях помочь управлять их развитием? Если да, приведите примеры.
Зная, как передвигаются в растении питательные вещества, можно управлять их движением. Например, если обрезать боковые побеги у томата и винограда, можно направить к плодам те органические вещества, которые использовались бы при развитии удалённых побегов. Это ускорит созревание плодов и увеличит урожай.
Задания
Для подготовки к изучению прорастания семян возьмите четыре стакана или небольшие стеклянные банки и поместите в них одинаковое количество семян огурцов, фасоли, зерновок овса или пшеницы. В первом стакане семена оставьте сухими.
Во второй на дно налейте немного воды и поставьте в тёплое место. Третий стакан до краёв наполните кипячёной водой и накройте его стеклом. В четвёртый стакан налейте немного воды (как во второй), но поставьте его на холод, например в холодильник, или закопайте в снег. Наблюдайте, что произойдёт с семенами в каждом стакане. Во всех ли стаканах и все ли семена проросли? Сделайте вывод, какие условия необходимы для прорастания семян. Свои наблюдения, и вывод запишите.
Семена проросли только во втором стакане. В остальных случаях не соблюдалось одно из условий для прорастания семян — это наличие воды, воздуха и тепла.
В первом случае необходима вода, т.к. зародыш может потреблять питательные вещества только в виде раствора. Поэтому семена остались в состоянии покоя.
В третьем стакане не было растворенного кислорода, нечем было дышать зародышу семени, после его гибели семя просто загнивало в воде.
В четвертом стакане семена не проросли из-за отсутствия тепла (может прорости только пшеница, т.
к. является холодостойкой).
Задания для любознательных
Наблюдайте за образованием наплыва и придаточных корней на одревесневших побегах комнатных растений, повторив опыт, изображённый на рисунке 83. Посадив побег с корнями в почву, наблюдайте за развитием растения из укоренившегося побега.
Значение органического вещества почвы
Значение органического вещества почвы
По содержанию органического вещества почвы
характеризуется как минеральное или органическое. Минеральные почвы образуют большую часть
возделываемых земель и может содержать от следовых до 30 процентов органического вещества.
Органические почвы естественно богаты органическим веществом в основном для климатических условий.
причины. Хотя они содержат более 30 процентов органического вещества,
именно по этой причине они не являются жизненно важными почвами для выращивания сельскохозяйственных культур.
Этот бюллетень по почвам концентрируется на органическом веществе
динамика посева почв. Короче говоря, в нем обсуждаются обстоятельства, которые истощают
органические вещества и негативные последствия этого. Затем бюллетень переходит к
более проактивные решения. Он рассматривает «корзину» практик, чтобы
чтобы показать, как они могут увеличить содержание органического вещества, и обсуждает землю и
выгоды от урожая, которые затем накапливаются.
Органическое вещество почвы – это любой материал, первоначально произведенный
живые организмы (растения или животные), которые возвращаются в почву и проходят через
процесс разложения (табл. 1). В любой момент он состоит из диапазона
материалов из неповрежденных исходных тканей растений и животных в
существенно разложившаяся смесь материалов, известная как гумус (рис.
1).
Тарелка 1
Пожнивные остатки, добавленные в почву, разлагаются
почвенная макрофауна и микроорганизмы, повышающие
содержание органического вещества в почве.
А.Дж. БОТ
РИСУНОК 1 |
Большая часть органического вещества почвы образуется из тканей растений. Растение
остатки содержат 60-90 процентов влаги. Остальное сухое вещество состоит из
углерод (C), кислород, водород (H) и небольшие количества серы (S), азота (N),
фосфор (P), калий (K), кальций (Ca) и магний (Mg). Хотя присутствует
в небольших количествах эти питательные вещества очень важны с точки зрения почвы
управление фертильностью.
Органическое вещество почвы состоит из множества компонентов. Эти
включают, в различных пропорциях и на множестве промежуточных стадий, активную органическую
фракция, включающая микроорганизмы (10-40 процентов), и устойчивые или стабильные
органическое вещество (40-60 процентов), также называемое гумусом.
Разработаны формы и классификация органического вещества почв.
описан Тейтом (1987) и Тенгом (1987). Для практических целей органические
вещество можно разделить на надземную и подземную фракции. Над землей
органическое вещество включает растительные остатки и остатки животных; подземный органический
вещество состоит из живой почвенной фауны и микрофлоры, частично разложившихся растений
и остатки животных, и гуминовые вещества. Соотношение C:N также используется для
указать тип материала и легкость разложения; твердые древесные материалы
с высоким соотношением C:N более эластичны, чем мягкие лиственные материалы с низким
Соотношение C:N.
Хотя органическое вещество почвы можно удобно разделить
на разные фракции, они не представляют собой статические конечные продукты. Вместо,
присутствующие количества отражают динамическое равновесие. Общая сумма и
Распределение органического вещества в почве зависит от свойств почвы и
по количеству ежегодных поступлений растительных и животных остатков в экосистему.
Например, в данной почвенной экосистеме скорость разложения и
Накопление органического вещества почвы определяется такими свойствами почвы, как
текстура, pH, температура, влажность, аэрация, минералогия глины и почва
биологическая активность. Сложность заключается в том, что органическое вещество почвы, в свою очередь,
влияет на многие из этих свойств почвы или изменяет их.
Органическое вещество, существующее на поверхности почвы в виде растительного сырья
остатки помогают защитить почву от воздействия осадков, ветра и солнца.
Удаление, заделка или сжигание остатков подвергает почву негативному
климатические воздействия, а удаление или сжигание лишает почвенные организмы их
первичный источник энергии.
Органические вещества в почве выполняют несколько функций. От
с практической сельскохозяйственной точки зрения, это важно по двум основным причинам: (i)
в качестве «оборотного фонда питательных веществ»; и (ii) в качестве средства для улучшения почвы
структуру, поддерживать почву и минимизировать эрозию.
В качестве оборотного питательного фонда органическое вещество служит двум основным
функции:
В качестве почвенного органического вещества
вещество получают в основном из растительных остатков, оно содержит все необходимые
питательные вещества для растений. Поэтому накопленное органическое вещество является кладовой растений.
питательные вещества.Стабильная органическая фракция
(гумус) поглощает и удерживает питательные вещества в доступной для растений форме.
Органические вещества выделяют питательные вещества в доступной для растений форме
при разложении. Чтобы поддерживать эту систему круговорота питательных веществ, скорость
внесение органического вещества из растительных остатков, навоза и любых других источников должно
равной скорости разложения, и учитывать скорость поглощения
растений и потери в результате вымывания и эрозии.
Если скорость добавления меньше, чем скорость
разложение, органическое вещество почвы уменьшается.
И наоборот, где скорость
добавление выше, чем скорость разложения, органическое вещество почвы
увеличивается. Термин устойчивое состояние описывает состояние, при котором скорость
присоединение равно скорости разложения.
С точки зрения улучшения структуры почвы активные и некоторые
устойчивые органические компоненты почвы вместе с микроорганизмами (особенно
грибы), участвуют в связывании почвенных частиц в более крупные агрегаты.
Агрегация важна для хорошей структуры почвы, аэрации, инфильтрации воды.
устойчивость к эрозии и образованию корки.
Традиционно агрегация почвы связывалась либо с
общий C (Matson et al. ., 1997) или уровни органического C (Dalal and Mayer,
1986а, 1986б). Совсем недавно были разработаны методы фракционирования C на
на основе лабильности (легкость окисления), признавая, что эти субпулы C могут
оказывают большее влияние на физическую устойчивость почвы и являются более чувствительными индикаторами
чем общие значения C динамики углерода в сельскохозяйственных системах (Lefroy, Blair
и Стронг, 19 лет93; Блэр, Лефрой и Лайл, 1995 г.
; Блэр и Крокер, 2000).
Было показано, что лабильная углеродная фракция является индикатором ключевого химического состава почвы.
и физические свойства. Например, показано, что эта дробь
первичный фактор, контролирующий разрушение заполнителя в Ferrosols (не растрескивающийся красный
глины), измеряемый процентом заполнителей размером менее 0,125 мм в
поверхностная корка после имитации дождя в лаборатории (Bell et al .,
1998, 1999).
Устойчивая или стабильная фракция органического вещества почвы
способствует в основном способности удерживать питательные вещества (емкость катионного обмена [CEC])
и цвет почвы. Эта фракция органического вещества разлагается очень медленно.
Следовательно, он оказывает меньшее влияние на плодородие почвы, чем активное органическое вещество.
доля.
Главы 2 и 3 посвящены преобразованию органических
вещества почвенными организмами и с природными факторами, влияющими на уровень
содержание органического вещества в почве. В главе 4 обсуждаются различные
приемы, влияющие на накопление органического вещества в почве.
Глава 5
исследует, как создать засухоустойчивую почву, а в главе 6 исследуются различные
аспект устойчивого производства продуктов питания. В главе 7 рассматривается роль сохранения
сельское хозяйство, а в Главе 8 представлены выводы.
Приложение 1 содержит справочную информацию о различных почвах.
организмы, имеющие значение в сельском хозяйстве. Приложение 2 содержит подробную информацию о влиянии
органического вещества на биологических, химических и физических почвах
характеристики.
Регенерация органического вещества почвы — Выращивайте обильные сады
Растения дышат углекислым газом, забирая его из атмосферы и возвращая углерод в почву. Растения непосредственно переносят углерод в почву как при жизни, в виде экссудатов, которые обмениваются с микробами на необходимые минералы, так и после того, как растение отмирает и разлагается в почве. Попадая в почву, углерод проходит через циклы жизни и смерти как микроб или грибок, почвенное существо или растение.
Большая его часть возвращается обратно в атмосферу в течение довольно короткого промежутка времени. Но некоторые из них переходят в форму, которая больше не является пищей для микроорганизмов распада, — в форму, стабильную в течение десятков, а то и сотен лет.
Это устойчивое органическое вещество почвы очень полезно. Он включает гумус и гломалин, вещество, которое заставляет почву слипаться или агрегировать. Он держит воду, много воды. Это сущность пашни, этого эфемерного свойства превосходной почвы.
Если мы хотим регенерировать почву, нам нужно удалить углерод из атмосферы и превратить его в жизнь. Есть несколько способов сделать это.
- Делайте все, о чем мы говорим на этом веб-сайте, чтобы растения росли хорошо.
- Выращивать растения, выращивать растения, выращивать растения. Это означает выращивание чего-то, даже если это не урожай. Даже если ты просто собираешься его косить. Экссудаты корней растений играют ключевую роль в формировании почвенного углерода и жизни почвы.
- Развивайте разнообразие. Сообщества из семи или более видов живут намного лучше, чем один вид или даже сообщество из шести видов. Экспериментируйте с несколькими видами на одном участке.
- Не вспахивайте, если в этом нет особой необходимости. Обработка почвы неблагоприятна для грибов, особенно для арбускулярной микоризы (АМФ), грибов, образующих ассоциации с корнями растений. AMF обрабатывает почву, чтобы принести пользу растению, и вдобавок производит гломалин.
- Сделайте самый лучший компост, какой только можно внести в почву. Мы делаем биогумус бокаши, мощный источник азота и жизни.
- Ввести домашний скот на ферму. Мы знаем, что это хорошая идея; мы не живем в месте, где это практично. Черви — наш домашний скот. Мы рекомендуем вам обратиться к специалистам по этому вопросу.
- Используйте плохо приготовленный компост в качестве мульчи. Компост, который не нагрелся, или, возможно, еще содержит всхожие семена, или еще не совсем готов – это отличная мульча.
