Воздушное и корневое питание растений. Питание растений корневое и воздушное
Воздушное и корневое питание растений.
Воздушное питание
На световой стадии процесса фотосинтеза происходит реакция разложения воды с выделением кислорода и образованием богатого энергией соединения (АТФ) и восстановленных продуктов. Эти соединения участвуют на следующей темновой стадии в синтезе углеводов и других органических соединений из СО2.
При образовании в качестве продукта простых углеводов (гексоз) суммарное уравнение фотосинтеза выглядит следующим образом:
6 СО2+6Н2О+ 2874 кДж ®С6 Н12 O6 +6 O2
Из простых углеводов в растениях образуются более сложные органические соединения. Синтез аминокислот, белка и других органических азотсодержащих соединений в растениях осуществляется за счет минеральных соединений азота (а также фосфора и серы) и промежуточных продуктов обмена — синтеза и разложения — углеводов. На … образование органических веществ затрачивается энергия, аккумулированная в виде макроэргических фосфатных связей АТФ (и других макроэргических соединений) при фотосинтезе и выделяемая при окислении — в процессе дыхания.
Интенсивность фотосинтеза и накопление сухого вещества зависят от освещения, содержания углекислого газа в воздухе, обеспеченности растений водой и элементами минерального питания.
При фотосинтезе растения усваивают углекислоту, поступившую через листья из атмосферы. Лишь небольшая часть СО2. (до 5% общего потребления) может поглощаться растениями через корни. Через листья растения могут усваивать серу в виде SО2. из атмосферы, а также азот и зольные элементы из водных растворов при некорневых подкормках растений.
Корневое питание
Азот и зольные элементы поглощаются из почвы деятельной поверхностью корневой системы растений в виде ионов (анионов и катионов). Азот может поглощаться в виде аниона NO3— и катиона Nh5+ (только бобовые растения способны в симбиозе с клубеньковыми бактериями усваивать молекулярный азот атмосферы), фосфор и сера — в виде анионов фосфорной и серной кислот — Н2РО4— и SO42-, калий, кальций, магний, натрий, железо — в виде катионов К+, Са2+, Mg2+, Fe2+, а микроэлементы — в виде соответствующих анионов или катионов.
Растения усваивают ионы не только из почвенного раствора, но и ионы, поглощенные коллоидами. Растения активно (благодаря растворяющей способности корневых выделений, включающих угольную кислоту, органические кислоты и аминокислоты) воздействуют на твердую фазу почвы, переводя необходимые питательные вещества в доступную форму.
refac.ru
Воздушное и корневое (почвенное) питание сельскохозяйственных культур
Жизнь всякого организма зависит прежде всего от удовлетворительного питания. Высшие растения потребляют питательные вещества как из почвы, так и из атмосферы.[ ...]
В процессе воздушного питания листья поглощают через мельчайшие отверстия — устьица (рис. 2) углекислый газ. Сущность корневого питания сводится к усвоению из почвы корневыми волосками (рис. 3) воды-и солей, содержащих катионы аммония, железа, калия, кальция, кобальта, магния, марганца, меди, цинка и анионы азотной, борной, молибденовой, серной и фосфорной кислот.[ ...]
Все зеленые растения обладают замечательной способностью создавать в процессе питания и роста из простых минеральных соединений сложнейшие органические вещества. К ним относятся белки, нуклеиновые кислоты, витамины, сахара, крахмал, жиры, клетчатка, каучук, эфирные масла и многие другие. Одни из этих веществ служат сырьем при изготовлении пищи для человека, из других — добывают материалы для пошивки одежды и постройки жилища. Из растительной продукции производят немало лекарств, дубильные препараты, красители и прочие необходимые в быту и технике химикаты. Из остатков растений, когда-то покрывавших Землю, образовались залежи каменного и бурого угля, нефти и газа (метана), торфа и других полезных ископаемых.[ ...]
Высшие растения способны непосредственно использовать солнечную энергию. Она поглощается хлорофиллом и используется для разложения в листьях воды (поступившей из почвы через корни) на кислород и водород. Кислород выделяется наружу, а водород вступает в восстановленные соединения, которые присоединяют к себе С02, поглощенный из воздуха, с образованием органических веществ типа углеводов.[ ...]
Корневое питание также невозможно без воздушного.[ ...]
Корни получают из листьев сахара, используемые в корневой системе и как источник энергии, и как полупродукт для образования более сложных органических веществ, в частности аминокислот (рис. 4).[ ...]
Совсем недавно считалось, будто органические вещества синтезируются только в надземной части растений. Корням отводили лишь роль органа поглощения тех веществ, которые растительный организм берет из почвы. Однако благодаря применению более точных методов исследования (меченых атомов, хроматографии и др., позволяющих обнаруживать совершенно незначительные количества определенных химических соединений) выяснилось, что корневая система не только усваивает, но и перерабатывает минеральные вещества.[ ...]
Например, поступившая из почвы в корень селитра быстро восстанавливается с помощью специальных ферментов в аммоний. А он присоединяется к некоторым органическим кислотам с образованием аминокислот.[ ...]
Органические кислоты образуются из сахаров, которые постоянно передвигаются из листьев в корни (см. рис. 3). В свою очередь, аминокислоты поднимаются в надземную часть и дают начало белкам. Но белки могут синтезироваться и в корнях.[ ...]
Анионы фосфорной и серной кислот, поглощенные корневыми волосками, в большей части уже в корнях идут на образование органических веществ. Таким образом, у высших растений синхронно работают две синтетические лаборатории: листья и корни.[ ...]
Рисунки к данной главе:
Вернуться к оглавлениюru-ecology.info
Питание растений (минеральное, воздушное). Передвижение веществ в растении, его причины. Предложите опыт, с помощью которого можно доказать значение корневого давления в передвижении воды в растении.
Питание растений делится на минеральное (всасывание корнем воды и минеральных веществ) и фотосинтез. Поглощенные корнем вода и минеральные соли по сосудам древесины транспортируются в надземные органы растения. Органические вещества, образовавшиеся в процессе фотосинтеза (в основном в листьях), по ситовидным трубкам луба перемещаются в стебель и корень. Таким образом, в растении непрерывно происходят два разнонаправленных тока веществ: нисходящий и восходящий. Они связывают все органы растения в единую систему.
Воду и минеральные вещества корень всасывает из почвы при помощи корневых волосков. Вода поступает в корневой волосок за счет осмоса. Затем вода проходит путь по живым клеткам первичной коры корня и попадает в сосуды древесины центрального осевого цилиндра. Минеральные вещества всасываются корневыми волосками в результате пассивного или активного (с затратой энергии) транспорта через клеточную мембрану. В результате в сосудах древесины корня развивается повышенное осмотическое давление. При превышении осмотического давления в сосудах корня над осмотическим давлением почвенного раствора, развивается корневое давление. Корневое давление наряду с испарением участвует в движении воды в теле растения.
Чем сильнее корневое давление, тем выше поднимается жидкость.
Вертикальное перемещение воды и минеральных солей по корню и стеблю обеспечивают наряду с корневым давлением следующие силы: транспирация воды через устьица листьев - сосущая сила листьев; капиллярные силы: сосуды древесины тончайшие капилляры - возникает сцепление между молекулами воды и стенками сосудов; силы сцепления молекул воды между собой, так как они полярны.
Если у достаточно крупного комнатного растения срезать надземную часть так, чтобы остался только стебель высотой 2-3 см, и надеть на него стеклянную трубку, то можно заметить, что вскоре она начнет заполняться жидкостью - пасокой (жидкость, выделяющаяся из среды в основании стеблей под действием корневого давления). Этот эксперимент доказывает важность корневого давления в минеральном питании растения.
Раскройте механизм вдоха и выдоха, значение чистоты атмосферного воздуха как фактора здоровья. Почему отравление угарным газом опасно для здоровья? Как оказать первую помощь при отравлении угарным газом и спасении утопающего?
Дыхательные движения обеспечивают попеременное увеличение и уменьшение
объема легких, при которых воздух соответственно входит в легкие (вдох) и выходит из них (выдох.)
Управляет работой органов дыхания расположенный в продолговатом мозге дыхательный центр, который посылает импульсы к мотонейронам спинного мозга, а от них к мышцам, участвующим в дыхательных движениях. В
дыхательном центре различают центры вдоха и выдоха, возбуждающиеся от рецепторов растяжения в легких. Такие же рецепторы есть и в стенках трахеи, бронхов, бронхиол. У человека, находящегося в спокойном состоянии, приблизительно один раз в четыре секунды в нейронах дыхательного центра продолговатого мозга возникают залпы импульсов, идущие по нервным волокнам к межреберным мышцам и диафрагме, которая ограничивает грудную полость снизу. В результате этого мышцы сокращаются, и ребра приподнимаются, а диафрагма, уплощаясь, опускается. Все это приводит к тому, что объем грудной полости увеличивается. Легкие, находясь в герметически замкнутом пространстве, следуют за движениями грудной клетки, и тоже расширяются; давление в них становится ниже атмосферного, и в них поступает воздух. Происходит вдох. При вдохе кровь насыщается кислородом, мгновенно доходящим до клеток дыхательного центра, которые пере стают генерировать дыхательные импульсы. Вдох прекращается: ребра опускаются, диафрагма приподнимается. В результате объем грудной полости уменьшается, легкие также уменьшаются в объеме за счет сокращения своих эластичных стенок и выталкивают воздух наружу. В покое выдох осуществляется пассивно, а при глубоком выдохе к процессу подключаются мышцы туловища: внутренние межреберные, мышцы груди
и живота.
У мужчин вдох происходит в основном за счет движений диафрагмы, а у женщин
- за счет ребер Дыхательный центр продолговатого мозга находится под контролем коры больших полушарий, поэтому человек может произвольно задерживать дыхание, изменять его ритм и глубину В норме частота дыхания взрослого человека составляет примерно 15-18 раз в минуту, во сне - около 12 раз, а при интенсивной физической нагрузке может возрастать до 40 раз в минуту.
Активность дыхательного центpа регулируется как различными химическими веществами, приносимыми в дыхательный центр кровью (гуморальная регуляция), так и нервными импульсами, приходящими из различных отделов центральной нервной системы. Специфическим возбудителем нейронов, вызывающим вдох, является углекислый газ (С02): снижение уровня С02 в крови приводит к урежению дыхания. Если человек случайно вдохнет пары веществ, раздражающих рецепторы слизистой оболочки носа, глотки, гортани (аммиак, хлор и т.п.), происходит рефлектoрный спазм голосовой щели, бронхов и задержка дыхания. При раздражении дыхательных путей мелкими инородными частицами (пылью, соринками, избытком слизи) возникает чихание или кашель. Таким образом, кашель и чихание в норме являются защитными рефлексами, представляющими собой резкие выдохи. При этом из дыхательных путей выносятся раздражающие частицы. Резко увеличивается частота дыхания при физической или нервной нагрузке, что связано с увеличениями затрат энергии, а следовательно, и затратами Кислорода.
Очень опасно, если в окружающем воздухе содержатся, хотя бы незначительные
примеси окиси углерода (СО) - угарного газа. Он легко образует с гемоглобином крови прочное соединение - карбоксигемоглобин. Захватившие угарный газ молекулы гемоглобина лишаются возможности переносить кислород из легких в ткани. Возникает недостаток кислорода в крови и тканях, что отражается на работе головного мозга и других органов.
Отравление угарным газом проявляется головной болью и тошнотой. Могут возникнуть рвота, Судороги, потеря сознания, а при сильном отравлении - смерть от прекращения тканевого дыхания.
При оказании первой помощи пострадавшего надо поскорее вынести на свежий воздух и заставить дышать глубже, можно дать ему поиюхать нашатырный спирт, затем напоить крепким горячим чаем. В Случае потери сознания и прекращения дыхания необходимо применить искусственное дыхание.
После того, как утонувшего извлекли из воды необходимо как можно быстрее освободить его дыхательные пути от попавшей в них воды., Для этого пострадавшего перекидывают животом через колено и резко его встряхивают. После удаления воды дыхание может восстановиться самостоятельно, а если же нет, то сразу же начинают делать искусственное дыхание. Кроме того, пострадавшего следует согреть, закутав его в теплую одежду, а после того, как он придет в сознание, нужно дать ему горячего чая или кофе.
Очень опасно, если в окружающем воздухе содержатся хотя бы незначительные примеси окиси углерода (СО) - угарного газа. Он легко образует с гемоглобином крови прочное соединение - карбоксигемоглобин. Захватившие угарный газ молекулы гемоглобина лишаются возможности переносить кислород из легких в ткани. Возникает недостаток кислорода в крови и тканях, что отражается на работе головного мозга и других органов.
Отравление угарным газом проявляется головной болью и тошнотой. Могут возникнуть рвота, судороги, потеря сознания, а при сильном отравлении _ смерть от прекращения тканевого дыхания.
При оказании первой помощи пострадавшего надо поскорее вынести на свежий воздух и заставить дышать глубже, можно дать ему понюхать нашатырный спирт, затем напоить крепким горячим чаем. В случае потери сознания и прекращения дыхания необходимо применить искусственное дыхание.
При оказании первой помощи утонувшему, после извлечения из воды необходимо как можно быстрее освободить его дыхательные пути от попавшей в них воды. Для этого пострадавшего перекидывaют животом через колено и резко его встряхивают. После удаления воды дыхание может восстановиться самостоятельно, а если же нет, то сразу же начинaют делать искусственное дыхание. Кроме того, пострадавшего следует согреть, закутав его в теплую одежду, а после того как он придет в сознание, нужно дать ему горячего чая или кофе.
Билет № 25
Дыхание – один из признаков живых организмов. Роль кислорода в энергетическом обмене. Образование конечных продуктов в результате жизнедеятельности, их удаление из организма. Перечислите основные правила гигиены дыхания.
Дыхание - это одна из важнейших функций большинства организмов, включающая в себя поступление в организм кислорода, использование его для получения энергии и выведения из организма конечных продуктов дыхания, в основном углекислого газа. Дыхание - это процесс, при котором происходит главным образом окисление углеводов с освобождением энергии, необходимой для жизнедеятельности.
С момента возникновения атмосферы, подобной современной (примерно 2 млрд. лет), появилась возможность для возникновения и интенсивной эволюции аэробных организмов, которые могут жить только при наличии в окружающей среде кислорода, который они используют для окисления веществ и получения, таким образом энергии. При этом эффективность извлечения энергии из углеводов по сравнению с анаэробным процессом возросла почти в 20 раз. При дыхании у аэробных организмов поглощается О2 и выделяется СО2. Суммарная реакция процесса аэробного дыхания:
С6Н12О6 + 602 = 6С02 + 6Н2О + энергия.
Выделяющаяся при окислении молекулы глюкозы энергия идет на синтез АТФ. В настоящее время к аэробам относится подавляющее число живых организмов на Земле: растения, большинство грибов, подавляющее большинство простейших и многоклеточных животных, некоторые бактерии.
Заметно меньше на нашей планете анаэробов - организмов, способных жить в бескислородной среде. К анаэробам относятся многие бaктeрии (например, возбудители столбняка и газовой гангрены), а также кишечные паразиты (дизентерийная амеба, аскарида, ленточные черви).
Дыхание растений. Дышат все органы и ткани растений. Семя поглощает кислород даже при хранении, но особенно интенсивно дышит развивающийся зародыш. Корень поглощает кислород из почвы, листья получают кислород через устьица, а молодые стебли - через чечевички.
Дыхание животных. Простейшие, кишечнополостные, губки, многие черви не имеют специализированных органов дыхания и дышат через всю поверхность тела. Некоторые многощетинковые черви, большинство моллюсков, ракообразные и рыбы кислород поглощают из воды через жабры. Тело наземных членистоногих (паукообразных и насекомых) пронизано сетью трахей - трубочек, доставляющих воздух от специальных дыхалец к тканям. У земноводных появляются относительно небольшие легкие, также в дыхании у них участвуют вся поверхность кожи. У рептилий дыхание уже происходит только через легкие, и они считаются первыми настоящими обитателями суши. У птиц также легочное дыхание, причем в полете они используют специальные воздушные мешки и у них наблюдается так называемое двойное дыхание: воздух проходит через легкие и при вдохе, и при выдохе.
Все млекопитающие дышат при помощи легких, в которых есть легочные пузырьки - альвеолы, за счет которых значительно увеличивается поверхность для газообмена.
Гигиена дыхания подразумевает прежде всего восстановление нормального состава температуры и влажности воздушной среды в помещениях (температура 18-20°С, влажность 60-80%), т.е. вентиляцию и кондиционирование помещений и естественно отказ от вредных привычек (курения, злоупотребления алкоголем и т.д.). С каждой затяжкой курящий вводит в свой организм десятки ядовитых веществ, в результате чего гибнут клетки мерцательного эпителия, воспаляются голосовые связки, нарушается снабжение тканей и клеток кислородом. Все это, в конечном счете, приводит к развитию целого ряда хронических заболеваний.
megalektsii.ru
Питание растений Различают корневое и воздушное питание растений
2.17. Питание растений
Различают корневое и воздушное питание растений. Корнями растения поглощают воду и элементы питания из почвы, а листьями – диоксид углерода из воздуха. Растения создают органическое вещество в результате усвоения диоксида углерода, воды и минеральных солей. Для роста и развития растениям необходимы наряду с углеродом, кислородом и водородом азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо. Эти элементы растения потребляют в больших количествах, поэтому их называют макроэлементами. Растениям необходимы также микроэлементы: марганец, бор, молибден, медь, цинк, кобальт и др. содержание микроэлементов в сухом веществе растений составляет тысячные и стотысячные доли процента.
Макроэлементы. Азот поступает через корни растений из почвы. Он необходим для роста растений, образования белков, нуклеиновых кислот, хлорофилла и других органических веществ растительных клеток. При недостатке азота в почве растения желтеют, становятся этиолированными и отстают в росте и развитии. Источником азотного питания растений служат нитраты – соли азотной кислоты и соли аммония. Через корни азот поступает в форме аниона NO и катиона Nh5. В почве азот накапливается в результате усвоения атмосферного азота свободноживущими в почве бактериями (3..5 кг на 1га) и клубеньковыми бактериями, живущими на корнях бобовых растений (70..200 кг на 1 га). Для получения высоких урожаев в почву вносят органические и минеральные азотные удобрения. К последним относятся аммиачная селитра, сульфат аммония, хлорид аммония, селитры (кальциевая, натриевая, калийная), мочевина и др. Органические удобрения – навоз, торф, компосты – создают хорошие условия для азотного питания растений.
Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот (рибонуклеиновой – РНК и дезоксирибонуклеиновой - ДНК). При недостатке фосфора листья приобретают красновато-фиолетовый оттенок. Большинство почв имеют низкое и среднее содержание подвижных соединений фосфора. Это связано с тем, что анионы фосфорной кислоты, соединяясь с катионами кальция и особенно железа, образуют труднорастворимые соединения. Из почвы фосфор поступает через корни растений в виде фосфат-иона.Калий участвует в процессах превращения простейших сахаров в сложные углеводы, а также усиливает синтез органических веществ в растениях. При недостатке калия, чаще всего на легких почвах, происходит омертвение крайних частей листьев, которые вначале буреют, а затем скручиваются.
Кальций необходим для роста корневых систем, регулирования кислотно-щелочного равновесия и нейтрализации образующейся в растениях щавелевой кислоты.
Магний необходим растениям для образования хлорофилла и синтеза органического вещества. Он усиливает ферментативную активность и регулирует окислительно-восстановительные процессы в растении. При недостатке магния на листьях между жилками появляются желто-белесые пятна, листья постепенно опадают. В магниевых удобрениях нуждаются песчаные и супесчаные подзолистые и дерново-подзолистые почвы. Применяют доломитовую муку, содержащую магний.
Железо растения потребляют в малом количестве, но оно играет важную роль в образовании хлорофилла, ферментов и в окислительно-восстановительных процессах. В почвах, как правило, содержится достаточное количество железа, и только в некоторых карбонатных южных почвах оно связывается в труднорастворимые соединения. В таком случае растения страдают хлорозом, выражающимся в пожелтении листьев. Для того чтобы этого избежать, растения опрыскивают 0,05..0,50%-ным раствором железного купороса.
Сера входит в состав некоторых белков и растительных масел. Почвы обычно лучше обеспечены серой, чем другими элементами. Если же ощущается недостаток серы, то у растений желтеют сначала верхние, затем нижние листья.
Микроэлементы. Марганец входит в состав ферментов растений и участвуют в в окислительно-восстановительных процессах. От недостатка этого микроэлемента заболевают хлорозом яблоня, вишня, слива, малина, а из полевых культур – свекла, картофель, овес. Недостаток марганца наблюдается в песчаных и торфяно-болотных почвах. Считается, что 2..3 мг марганца на 1 кг почвы вполне достаточно для нормального роста и развития всех культур.Бор участвует в образовании белков и комплексных соединений с углеводами и другими растительными веществами. При недостатке бора у растений опадают завязи, появляется пустоцвет, снижается урожай семян, сахарная свекла поражается гнилью.
Молибден необходим для образования белков в растениях, а также для поглощения азота из атмосферы азотфиксирующими бактериями. Молибденовые удобрения вносят с семенами или опрыскивают растения раствором солей, содержащих молибден. Применение этих удобрений значительно повышает урожайность клевера, люцерны, сахарной свеклы, томата и других культур.
Медь способствует улучшению жизнедеятельности листьев, задерживает их старение. От недостатка меди растения заболевают хлорозом, не образуют семян, особенно страдают злаковые и бобовые, а яблоня и другие садовые деревья преждевременно сбрасывают листья. Медные удобрения необходимо применять на болотных торфяных почвах.
Цинк в небольших дозах необходимо для роста и развития растений. При его недостатке часто не образуются завязи, а на листьях появляются хлоротичные пятна. Почвы в основном обеспечены цинком, однако его недостаток в первую очередь ощущают плодовые деревья, в том числе цитрусовые, а также полевые культуры – кукуруза, соя, фасоль.
Кобальт необходим для жизнедеятельности клубеньковых бактерий на корнях бобовых растений. Соли кобальта вносят в почву с другими удобрениями или обрабатывают их растворами семена.
birmaga.ru
Воздушное и корневое питание растений
Воздушное питание
На световой стадии процесса фотосинтеза происходит реакция разложения воды с выделением кислорода и образованием богатого энергией соединения (АТФ) и восстановленных продуктов. Эти соединения участвуют на следующей темновой стадии в синтезе углеводов и других органических соединений из СО2.
При образовании в качестве продукта простых углеводов (гексоз) суммарное уравнение фотосинтеза выглядит следующим образом:
6 СО2+6Н2О+ 2874 кДж ®С6 Н12 O6 +6 O2
Из простых углеводов в растениях образуются более сложные органические соединения. Синтез аминокислот, белка и других органических азотсодержащих соединений в растениях осуществляется за счет минеральных соединений азота (а также фосфора и серы) и промежуточных продуктов обмена — синтеза и разложения — углеводов. На образование органических веществ затрачивается энергия, аккумулированная в виде макроэргических фосфатных связей АТФ (и других макроэргических соединений) при фотосинтезе и выделяемая при окислении — в процессе дыхания.
Интенсивность фотосинтеза и накопление сухого вещества зависят от освещения, содержания углекислого газа в воздухе, обеспеченности растений водой и элементами минерального питания.
При фотосинтезе растения усваивают углекислоту, поступившую через листья из атмосферы. Лишь небольшая часть СО2. (до 5% общего потребления) может поглощаться растениями через корни. Через листья растения могут усваивать серу в виде SО2. из атмосферы, а также азот и зольные элементы из водных растворов при некорневых подкормках растений.
Корневое питание
Азот и зольные элементы поглощаются из почвы деятельной поверхностью корневой системы растений в виде ионов (анионов и катионов). Азот может поглощаться в виде аниона NO3- и катиона Nh5+ (только бобовые растения способны в симбиозе с клубеньковыми бактериями усваивать молекулярный азот атмосферы), фосфор и сера — в виде анионов фосфорной и серной кислот — Н2РО4- и SO42-, калий, кальций, магний, натрий, железо — в виде катионов К+, Са2+, Mg2+, Fe2+, а микроэлементы — в виде соответствующих анионов или катионов.
Растения усваивают ионы не только из почвенного раствора, но и ионы, поглощенные коллоидами. Растения активно (благодаря растворяющей способности корневых выделений, включающих угольную кислоту, органические кислоты и аминокислоты) воздействуют на твердую фазу почвы, переводя необходимые питательные вещества в доступную форму.
refoff.ru
