Взаимосвязь поглощения элементов мин питания. Растворы

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ КАК НАУКА

Физиология растений – это наука о процессах, происходящих в растительном организме: почвенное, воздушное и гетеротрофное питание, синтез, транспорт и распад веществ, рост и развитие, движения растений, взаимодействие с патогенами, реакции на неблагоприятные факторы внешней среды. Физиология растений занимается процессами, происходящими на разных уровнях организации: молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом, органном, организменном и биоценотическом. Однако надо всегда иметь в виду, что в растении все процессы на любом уровне организации взаимосвязаны. Изменение какого-либо процесса сказывается на всей жизнедеятельности организма. Кроме того, надо учитывать следующие факторы: 1) растения являются продуктом длительной эволюции, в ходе которой изменялись строение и обмен веществ растений под влиянием изменяющихся условий внешней среды, 2) растительный организм неотделим от внешней среды, которая в значительной мере влияет на обмен веществ в растении, 3) растительный организм развивается в течение всей своей жизни.

Задачи физиологии растений: 1) Изучение закономерностей жизнедеятельности растений. 2) Разработка теоретических основ получения максимальных урожаев сельскохозяйственных культур. 3) Разработка установок для осуществления процессов фотосинтеза в искусственных условиях.

Направления исследований физиологии растений: Фотосинтез, Дыхание растений, Водный режим растений,

Минеральное питание растений, Транспорт веществ в растении, Рост и развитие растений, Фитоэнзимология — изучение фитогормонов, Раздражимость растений, Экология растений.

C-4 ПУТЬ ФОТОСИНТЕЗА

Фотосинтез – это процесс трансформации поглощенной растением энергии солнечного света в химическую энергию органических соединений. С₄-путь фотосинтеза или цикл Хетча-Слэка.

Австралийскими учеными Хетчем и Слэком был описан С₄-путь фотосинтеза, характерный для тропических и субтропических растений (сахарный тростник, кукуруза и др.). Листья этих растений содержат хлоропласты двух типов: обычные в клетках мезофилла и крупные хлоропласты, не имеющие гран и фотосистемы II, в клетках обкладки, окружающих проводящие пучки.

В цитоплазме клеток мезофилла присоединяет СО₂ к пировиноградной кислоте, образуя щавелевоуксусную кислоту. Она транспортируется в хлоропласты, где восстанавливается до яблочной кислоты при участии НАДФН. В присутствии ионов аммония щавелевоуксусная кислота превращается в аспарагиновую кислоту. Яблочная и (или) аспарагиновая кислоты переходят в хлоропласты клеток обкладки, восстанавливаются до пировиноградной кислоты и СО₂. СО₂ включается в цикл Кальвина, а пировиноградная кислота переносится в клетки мезофилла, где превращается в пировиноградную кислоту. Такой механизм позволяет растениям фотосинтезировать при закрытых из-за высокой температуры устьицах. Кроме того, продукты цикла Кальвина образуются в хлоропластах клеток обкладки, окружающих проводящие пучки. Это способствует быстрому оттоку фотоассимилятов и тем самым повышает интенсивность фотосинтеза.

ВЗАИМОСВЯЗЬ ПОГЛОЩЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МИН ПИТАНИЯ. РАСТВОРЫ

Корневая система растений поглощает из почвы как воду, так и питательные минеральные вещества. Оба эти процесса взаимосвязаны, но осуществляются на основе разных механизмов. Корни извлекают минеральные вещества из почвенного раствора и из почвенного поглощающего комплекса. Клеточные стенки принимают непосредственное участие как в поглощении веществ из почвы, так и в транспорте элементов минерального питания по тканям. Основной движущей силой поглотительной активности корней, как и вообще каждой клетки в отдельности, является работа ионных насосов, локализованных в мембранах. Радиальный транспорт минеральных веществ от поверхности корня к проводящей системе осуществляется в результате взаимодействия всех основных тканей зоны поглощения, причем каждая ткань выполняет определенные функции. В другие части растения ксилемный сок перемещается за счет транспирации и корневого давления. Клетки, входящие в состав различных тканей и органов, в свою очередь поглощают метаболизируют элементы минерального питания, доставляемые с ксилемным соком.

Физиологически уравновешенные растворы – это те растворы в которых отдельные питательные вещества находятся в таких соотношениях при которых происходит наиболее эффективное их использование растением. Почвенные микроорганизмы, совокупность разных групп микроорганизмов, для которых естественной средой обитания служит почва. Почвенные микроорганизмы играют важную роль в круговороте веществ в природе, почвообразовании и формировании плодородия почв. Почвенные микроорганизмы могут развиваться не только непосредственно в почве, но и в разлагающихся растительных остатках. В почве встречаются также некоторые болезнетворные микробы, водные микроорганизмы и др., которые случайно попадают в почву (при разложении трупов, из желудочно-кишечного тракта животных и человека) и, как правило, быстро в ней погибают. Однако некоторые из них сохраняются в почве длительное время (например, возбудители столбняка) и могут служить источником инфекции для человека, растений. Функции почвенных микроорганизмов: 1)разложение органических веществ, 2) гумификация, 3) разложение вносимых в почву удобрений, 4) разложение труднорастворимых соединений фосфора и калия. В растении для нормального функционирования должны быть 19 элементов – азот, углерод, водород, фосфор, калий, магний, железо, марганец, бор, хлор, кальций. Химический состав растения не постоянен. Углерод находится в виде углекислого газа, кислород в виде молекулярного кислорода, водород поступает в в идее воды. Остальные путем поглощения корнями почвенного растения.