Почвенное (корневое) питание – это, с одной стороны, потребление воды с помощью корневой системы растения. Вода является важнейшей составной частью последних. Растения произошли из воды и всегда стремятся к воде.Почвенное (корневое) питание – это, с другой стороны, потребление и усвоение необходимых минеральных солей. Анализ элементарного состава растений показывает, что они в среднем содержат С — 45%, О — 42%, Н — 6,5%, N — 1,5% на сухую массу. В процессе сжигания эти элементы окисляются и улетучиваются. Остается зола. Растения черпают углерод из СО2 воздуха, кислород и водород из воды. Кислород также вовлекается в обмен в процессе дыхания. Азот и элементы, входящие в состав золы, поступают в растения через корневую систему из почвы в основном в видеминеральных соединений. Зеленые растения — автотрофы не только в том смысле, что источником углерода у них является СО2, но и в том, что они используют для построения органических веществ другие элементы в форме минеральных соединений.
73 Фосфор усваивается растениями в окисленной форме в виде солей фосфорной кислоты. Фосфор входит в состав сложных белков — нуклеопротеидов, важнейших веществ ядра и плазмы. Фосфор входит также в состав фосфатидов и жиропо-двбных веществ, играющих большую роль в образовании поверхностных мембран клетки, в состав ряда ферментов, многих физиологически активных соединений. Он играет огромную роль в процессах гликолиза и аэробного дыхания. Освобождающаяся в этих процессах энергия накапливается в виде богатых энергией фосфатных связей; эта энергия затем используется для синтеза самых различных веществ.Фосфор принимает участие и в таком важном процессе жизнедеятельности растений, как фотосинтез. Фосфорная кислота в растении не восстанавливается, а связывается с органическими веществами, образуя фосфорные эфиры. Если фосфор в окружающей среде содержится в изобилии, то он накапливается в клеточном соке в виде минеральных солей, которые являются запасным фондом фосфора
Азот. Азот хорошо усваивается растением из солей азотной кислоты и аммония. Он является одним из главнейших элементов корневого питания, так как входит в состав белков всех живых клеток. Сложная молекула белка, из которого построена протоплазма, содержит от 16 до 18% азота. Азот является составной частью нуклеиновых кислот, входящих в состав ядра и являющихся носителями наследственности. Значение азота для растительной клетки определяется еще тем, что он является неотъемлемой частью хлорофилла-—зеленого пигмента растений, от присутствия которого зависит фотосинтез; он входит в состав ферментов, которые регулируют реакции обмена веществ, и ряда витаминов. Очень небольшое количество азота встречается в растении в неорганической форме. При избытке азотного питания или при недостатке света в клеточном соке накапливаются нитраты. Азот необходим овощным растениям в течение всей вегетации, так как они постоянно строят новые органы. Если растение испытывает недостаток в азоте, то это прежде всего сказывается на темпе роста. Новые побеги почти ие образуются, размеры листьев уменьшаются. При отсутствии азота в старых листьях хлорофилл разрушается, вследствие чего листья принимают бледно-зеленую окраску, а затем желтеют и отмирают. При сильном голодании начинают желтеть листья средних ярусов, а верхние листья принимают бледно-зеленую окраску.
Сера. Сера усваивается растениями только в окисленной форме—в виде аниона SCV. В растении основная масса аниона сульфата восстанавливается до —SH и —S—S— групп. В виде таких группировок сера входит в состав некоторых аминокислот и белков. Сера входит также в состав ряда ферментов в том числе ферментов, участвующих в процессе дыхания. Таким образом, соединения серы играют важную роль в процессах обмена веществ и энергии.При недостатке серы, так же как и при недостатке азота, начинается разрушение хлорофилла, но первыми испытывают недостаток серы верхние листья.
74Калий, кальций и магний усваиваются из любых растворимый солей, анионы которых не обладают токсическим действием. Доступными они являются и находясь в поглощенном состоянии, т. е. связанные с каким-нибудь нерастворимым веществом, обладающим ясно отраженными кислотными свойствами. Попав в растения, калий и кальций в своей массе не претерпевают никаких химических превращений, но они необходимы для питания. Их нельзя заменить другими элементами. Основная физиологическая роль калия, кальция и магния вернее их ионов, состоит в том, что, адсорбируясь на поверхности коллоидных частиц протоплазмы, они создают вокруг них определенные электростатические силы. Эти силы играют немаловажную роль в создании структуры живого вещества, без которой не могут происходить ни согласованная деятельность ферментов, ии синтез клеточных веществ. Ионы удерживают вокруг себя различное количество молекул воды, в результате чего объем иона является неодинаковым.
Калий в растениях содержится в больших количествах, чем любой другой катион, особенно в их вегетативны частях. Основная масса калия сосредоточена в клеточном соке. Калий оказывает большое влияние на коллоиды плазмы, он повышает их гидро-фильность (разжижает плазму). Калий является также катализатором ряда синтетических процессов: как правило, он катализирует синтезы высокомолекулярных веществ из более простых, способствует синтезу сахарозы, крахмала, жиров, белков, При недостатке калия процессы синтеза нарушаются, и в растении скапливаются глюкоза, аминокислоты и продукты распада. При недостатке калия на нижних листьях появляется краевой запал — края листовой пластинки отмирают, листья приобретают характерную куполообразную форму, на листьях появляются коричневые пятна.
Кальций главным образом обеспечивает нейтрализацию избыточно образующихся органических кислот.. При отсутствии кальция в питательном растворе очень быстро поражаются точки роста надземные частей и корня, так как кальций не передвигается из старых частей растения к молодым. Корни ослизняются, рост их почти прекращается или идет ненормально.
Магний входит в состав хлорофилла. Магний необходим также всем бесхлорофильным организмам, и его роль не исчерпывается значением для процесса фотосинтеза. Богатые энергией фосфатные связи участвуют в самых различных синтезах, но без магния эти процессы не идут. При недостатке магния разрушается молекула хлорофилла, причем жилки листьев остаются зелеными, а участки тканей, расположенные между жилками, бледнеют. Это явление называется пятнистым хлорозом и очень характерно для недостатка магния.
75 Отношения между растительностью и почвой чрезвычайно сложны: с одной стороны, почва влияет на видовой состав растений, произрастающих на ней, и на их расселение, с другой - растения могут изменять почву, приспосабливая ее для удовлетворения своих потребностей. Например, благодаря богатому листовому опаду дуба увеличивается плодородие почвы, что и необходимо дубу. В данном случае образуются так называемые почвы-поддубицы.
Рассматривая почву как комплексный эдафический фактор, прежде всего следует учитывать ее фундаментальные свойства - наличие запаса гумуса, механический и минералогический состав исходной материнской породы, которые определяют химический состав самой почвы и циркулирующих в ней воды и газов. Каждое из этих свойств играет важную роль, и недооценка человеком хотя бы одного из них может иметь негативные последствия.
Плодородие почвы определяется запасом питательных веществ в ней, степенью их доступности растениям и кислотностью почвенного раствора. влажность, играет важнейшую роль в экологии и географии растений (часто определяя саму возможность их поселения), в поглощении ими питательных веществ. Для удовлетворения потребности зеленого растения в необходимом количестве минеральных веществ необходимо соблюдение следующих условий: химические элементы должны находиться в форме, доступной для растений (почвенный раствор); почва должна хорошо аэрироваться, т.е. быть насыщенной воздухом; в растении должна эффективно происходить доставка питания к потребляющим клеткам. Во всех трех случаях влажность почвы играет ведущую роль.
76Аэробное разрушение клетчатки имеет огромное значение в процессах разложения различных растительных остатков и их минерализации в природе. В результате разложения клетчатки, а также других органических соединений, в почве под влиянием грибов и бактерий образуется гумус - темноокрашеные вещество, характеризующее черноземную почву.Анаэробная переработка отходов.
Органические отходы могут подвергаться утилизации в процессе анаэробного разложения (метановое брожение). Этот процесс широко распространен в природе (разложение органических веществ в болотах, водоемах, почве, рубце животных и др.). Метановое брожение проводится в специальных аппаратах – метантенках. Разложению микроорганизмами подвергается целлюлоза и содержащие азот органические вещества. Анаэробное разложение органического вещества в биогаз проходит через несколько стадий:
1) гидролиз белков, липидов, полисахаридов в аминокислоты, углеводы, жирные кислоты;
2)ферментация мономеров до низших кислот и спиртов с образованием углекислоты и воды;
3) ацетогенная стадия, на которой образуются ацетат, водород, углекислота;
4) метаногенная стадия – образование метана из органических соединений.
77Питание растений – основополагающий процесс, благодаря которому обеспечивается не только собственное их существование, но и жизнь, процветание всех гетеротрофов, и прежде всего, благодаря присущим растениям процесса углеродотрофии и азотрофии. У растительных организмов питание особенное, ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ - ВОЗДУШНОЕ (ЛИСТОВОЕ) и ПОЧВЕННОЕ (КОРНЕВОЕ) Почвенное (корневое) питание – это, с одной стороны, потребление воды с помощью корневой системы растения. Вода является важнейшей составной частьюпоследних. Растения произошли из воды и всегда стремятся к воде. Почвенное (корневое) питание – это, с другой стороны, потребление и усвоение необходимых минеральных солей. Анализ элементарного состава растений показывает, что они в среднем содержат С — 45%, О — 42%, Н — 6,5%, N — 1,5% на сухую массу. В процессе сжигания эти элементы окисляются и улетучиваются. Остается зола. Растения черпают углерод из СО2 воздуха, кислород и водород из воды. Кислород также вовлекается в обмен в процессе дыхания. Азот и элементы, входящие в состав золы, поступают в растения через корневую систему из почвы в основном в видеминеральных соединений.
78Накопление органических в-в Во время вегетационного периода в клетке камбия появляется так называемая клеточная пластинка, которая, разрастаясь, разделяет материнскую клетку на две дочерние. Эта пластинка состоит из пектиновых соединений--аморфных гидрофильных и очень пластичных. Затем по обе стороны от клеточной пластинки откладываются первичные оболочки, отграничивающие протопласт каждой дочерней клетки.
Первичные оболочки состоят из отдельных микрофибрилл целлюлозы, между которыми размещаются аморфные вещества матрикса. Целлюлоза представляет собой углеводный полимер с очень длинной цепной молекулой. Целлюлозные микрофибриллы образуют беспорядочную сетку. Матрикс в начале формирования клетки состоит из пектиновых соединений и гемицеллюлоз -- веществ, близких к целлюлозе, но отличающихся меньшей длиной молекул. Упрочнение клеточных оболочек происходит также вследствие их одревеснения благодаря образованию лигнина.
Первичная оболочка, содержащая сравнительно мало целлюлозы, для обеспечения необходимой прочности древеснеет в значительно большей мере, чем вторичная. Таким образом, состав матрикса первичной оболочки с увеличением возраста меняется, и у вполне сформировавшейся клетки матрикс состоит в основном из лигнина. Обогащенное лигнином межклеточное вещество и первичные оболочки двух соседних клеток как бы сливаются в единое структурное образование, часто называемое сложной срединной пластинкой. Основным структурным элементом является микрофибрилла. Это лентоподобное образование, имеющее размеры по толщине 5--10 им, ширине 10--30 мм и длине несколько микрометров, включает в себя элементарные фибриллы. Иногда выделяют более крупные структурные образования, видные в обычный световой микроскоп. Это макрофибриллы, или просто фибриллы, имеющие поперечные размеры порядка 400 нм и более.
79 радиоустойчивость — устойчивость к действию радиоактивных излучений; иммунитет — невосприимчивость к патогенным микроорганизмам. В подавляющем большинстве случаев действие всех неблагоприятных факторов не проявляется одновременно, поэтому не все виды устойчивости одинаково практически важны в определенной местности. Например, для Нечерноземной зоны России совершенно не актуальна жаро- и солеустойчивость, ограниченное значение имеют устойчивость к переувлажнению, газо- и радиоустойчивость (в непосредственной близости к некоторым промышленным предприятиям). Поэтому эти виды устойчивости далее не рассматриваются, а внимание сосредоточено на практически важных ее видах: морозоустойчивости и зимостойкости, холодоустойчивости, засухоустойчивости, иммунитете.
81 Жиры – сложный эфир глицерина и жирных кислот. Насыщенные кислоты образуют твердые жиры(сало), не насыщ.- жидкие жиры(масла).
ФОТОДЫХАНИЕ
световое дыхание, совокупность процессов, происходящих в растит, клетках под действием света, в результате к-рых поглощается кислород и выделяется СО2. Механизм Ф. и участвующие в нём ферменты изучены недостаточно. Полагают, что при Ф. восстановленные вещества, к-рые образуются при переносе электронов в процессе фотосинтеза, могут окисляться в реакциях взаимопревращений гликолевой и глиоксиловой к-т. У нек-рых растений Ф. идёт весьма интенсивно — на него расходуется до 50% образуемого при фотосинтезе НАДФ- Н; у ряда тропич. растений Ф. вообще не наблюдается. Полагают, что избират. подавление Ф. с помощью специфич. ингибиторов могло бы увеличить продуктивность ряда с.-х. растений.