Тема 3. Минеральное питание растений

Цель занятия

Сформировать представление о значимости химического состава почвы для жизнедеятельности растения.

Задачи занятия

1. Выяснить виды минеральных веществ, входящих в состав почвенного раствора.

2. Определить зависимость внешнего облика растения от качества его минерального питания.

3. Составить таблицу по значению минерального питания растения для его роста и развития.

Оснащение занятия. Справочная литература, образцы растений, выращенные в условиях различного минерального питания, демонстрационные таблицы и фотографии.

Введение

Вещества, необходимые для питания растений, принято делить на три группы.

1. Макроэлементы – N, P, K, S, Ca, Fe, Mg, Al, Na, Si.

2. Микроэлементы – B, J, Mn, Cu, Zn, Co, F, Br и др.

3. Ультрамикроэлементы – Hg, Ag, Au.

Все элементы по значимости для питания и роста растений подразделяются на две большие группы: 1) органогены (входят в состав органических соединений) – N, H, O, C и 2) регуляторы (все остальные).

Значение элементов питания для жизнедеятельности растений

Макроэлементы

Важнейшим из них является азот. Он входит в состав живых структур клеток, в частности, в состав белков, нуклеиновых кислот, АТФ, АДФ, алкалоидов, и потому рост растений, формирование новых органов, т.е. рост вегетативной массы, зависит от обеспеченности посевов азотом. Необходимо помнить, что, несмотря на огромные запасы азота в природе, растения часто испытывают азотное голодание, так как они могут поглощать его из почвы только в определенной форме – нитритов и нитратов. Азот почвы имеет биогенное происхождение. Он содержится в остатках органов и недоступен растению. Подвергаясь воздействию микроорганизмов, органогенный азот аммонифицируется и нитрифицируется, в результате чего переходит в усвояемую растением форму – нитриты и нитраты в почвенном растворе.

Калий обеспечивает гидрофильность цитоплазмы, увеличивает ее водоудерживающую способность. В обводненной цитоплазме все процессы происходят наиболее активно, создаются нормальные условия для протекания в клетке синтетических процессов. Именно с этим связывается положительное влияние, которое оказывает калий на образование полимерных соединений (белки, крахмал, жиры). При недостатке калия нарушается взаимосвязь белкового и углеводного обменов. Калий повышает устойчивость растений к засухе, низким температурам и болезням, влияет на накопление запасных веществ в корнеплодах, клубнях и т.п.

Фосфор входит в состав белков, ферментов, витаминов, нуклеиновых кислот и т.д. Соединения фосфора играют основную роль в переносе энергии и обмене веществ, в процессах размножения. Из почвы фосфор извлекается в виде растворимых фосфатов. При недостатке фосфатов в тканях растения начинают преобладать процессы распада полимерных соединений, в том числе и фосфорорганических.

Магний входит в состав хлорофилла, он также активизирует работу ферментов. Недостаток магния: угнетает процесс фотосинтеза и дыхания, происходит кислородное и азотное голодание.

Железо является катализатором при образовании хлорофилла, входит в состав окислительных ферментов. При дефиците железа у растений развивается хлороз.

Сера поглощается в виде аниона SO₄. Входит в состав аминокислот, эфирных масел (например, лука), гликозидов.

Кальций вызывает вязкость цитоплазмы (антипод К), входит в состав пектиновых веществ. Без кальция не образуется плазмалемма. Служит для нейтрализации щавелевой кислоты.

Микроэлементы

Все они находятся в чрезвычайно малых количествах в тканях растений, но отличаются высокой биологической активностью, что объясняется их связью, в первую очередь, с ферментными системами. Признаки нарушений, отмечаемые у растения при отсутствии различных микроэлементов, являются нередко сходными.

Цинк необходим для создания отдельных ферментных систем. При недостатке цинка растения отстают в росте. Бор влияет на поступление и передвижение веществ по растению. Он необходим для процессов цветения и плодоношения, активизирует работу апикальной меристемы. Медь входит в состав ферментов, участвующих в темновой фазе фотосинтеза и в процессах дыхания. Марганец не участвует непосредственно в образовании ферментных систем, но сильно влияет на состояние железа и является компонентом, в отсутствие которого каталитическое действие многих ферментных систем прекращается.

Некоторые микроэлементы накапливаются в растениях в больших количествах, например, медуница, некоторые водоросли накапливают большое количество йода, примула – магний, гречиха – медь, а растения семейства аралиевые – магний, молибден, медь, железо.

Итог. Растению требуются самые различные элементы для обеспечения нормальной жизнедеятельности. Потребность растения в этих веществах различна и зависит от индивидуальных особенностей растения и фазы его развития, от времени года и других факторов.

Задача 1. Установить значение минеральных элементов почвы для жизнедеятельности растения.

В дневниках составьте наглядную таблицу, в которой в одной графе дайте перечень наиболее важных для растений макро- и микроэлементов, в другой укажите, на какие процессы влияет тот или иной элемент и в третьей графе перечислите признаки проявления у растений отсутствия одного из указанных элементов. Составление таблицы выполняет тренировочно-контролирующую функцию по данной теме.

Образец оформления работы

Сводная таблица по значению минеральных элементов почвы для растения

Минеральные Элементы	Процессы, на которые влияет данный элемент	Внешние признаки растения при отсутствии данного элемента
Азот	Входит в состав структур клетки – мембран, белков, нуклеиновых кислот	При недостатке в почве азота замедляется рост, укорачиваются междоузлия, мельчают, желтеют и опадают
Фосфор	Влияет на рост вегетативной массы, на новообразование органов растения	Иногда преждевременное цветение