Тема: Минеральное питание растений в условиях почвы

Тема: Минеральное питание растений в условиях почвы • Вопросы для обсуждения: • 1. Свойства почвы, влияющие на работу корневой системы растений; • 2. Значение свойств почвенного раствора для поглощения минеральных элементов; • 3. Транспорт веществ через мембраны и его механизмы

1. Свойства почвы, влияющие на питание растений • Плотность почвы влияет на: • строение и распространение корней; • аэрацию почвы в прикорневой зоне; • интенсивность дыхания корней. • Концентрация ионов в почвенном растворе, скорость их диффузии и доставки к поверхности корня

2. Значение свойств окружающего раствора для поглощения минеральных элементов. - взаимодействие ионов в почвенном растворе: конкурентные химически близких и неконкурентные различных; - конкуренция ионов с одинаковым зарядом в результате недостатка белков-переносчиков и разницы в концентрации. - активная кислотность почвенного раствора - буферность раствора

Концентрация водородных ионов (р. Н) Оптимальные значения р. Н для различных растений ежевика, ель, земляника - 4, 5 – 6, 5 арбуз, баклажаны, рис, картофель - 5, 0 – 6, 5 бобы, виноград, вишня, томаты, огурцы - 6, 0 – 7, 5 лук, фасоль, пшеница, свекла - 6, 5 – 7, 5

Значения р. Н, при которых минеральные элементы наиболее доступны растениям Азот 6, 0 – 8, 0 Фосфор 6, 5 – 7, 5 и 9, 0 – 10, 0 Калий 6, 0 – 10, 0 Сера 6, 5 – 10, 0 Кальций 8, 5 – 10, 0 Магний 7, 5 – 9, 0 Железо 4, 0 – 5, 5 Марганец 5, 0 – 6, 0 Бор 4, 5 – 6, 5 Медь 5, 0 – 6, 5 Цинк 5, 0 – 6, 5

Типы взаимодействия ионов в почвенном растворе • Аддитивность (от лат. additivus– прибавленный) – действие смеси элементов в растворе равно сумме действия каждого отдельного элемента. • Синергизм (от греч. synergeia– совместное действие) – взаимное усиление физиологического действия на растение каждого из элементов, входящих в раствор. • Антагонизм (от греч. anti – против, agonizomai – борюсь) – физиологический эффект действия смеси солей меньше, чем эффект от действия каждой соли; может быть между ионами разной (К+ и Са+) или одинаковой (Na+ и K+) валентности • Растворы, в которых антагонизм выражается в максимальной степени и не проявляется ядовитое действие отдельных ионов, называются уравновешенными.

Транспорт веществ через мембрану клетки зависит от ряда факторов: • Свойства самих веществ: • растворимые в воде (гидрофильные) или растворимые в жирах (гидрофобные); • заряженные ионы (K+, Na+, NO 3 -, Ca+2) • незаряженные (Co 2, O 2, H 2 O, аминокислоты, сахара); • С большой молекулярной массой (белки, полисахариды) и низкомолекулярные • Наличие и величины электрохимического заряда на мембране • Наличие водной оболочки у ионов, увеличивающей их диаметр

Механизмы поглощения корнями растений ионов и различных соединений - свободная диффузия через липидную мембрану, если вещество растворимо в липидах; - облегченная диффузия гидрофильных веществ по градиенту концентрации с помощью белков- переносчиков; - свободная диффузия через гидрофильные поры (ионные каналы); - путем активного переноса против градиента концентрации с помощью ионных насосов (транспортных АТФ-аз); - путем эндо- и экзоцитоза; - путем контактного обмена между клетками корня и частицами почвы.

Воздействие корней на почву Физиологическая кислотность и щелочность солей. Физиологически кислой является соль из раствора которой катион поглощается растением быстрее и в большем количестве. Примеры: (NH 4)2 SO 4, NH 4 Cl, Ca. SO 4. Физиологически щелочные соли – это соли, из раствора которых быстрее поглощаются анионы. Примеры: KNO 3, Na. NO 3, (Ca. NO 3)2

Корневые выделения - слабые кислоты: угольная, лимонная, яблочная, винная и др. органические, образующиеся при дыхании корней: влияют на растворимость солей; пример: Ca 3(PO 4)2 + 2 CO 2 + 2 H 2 O = Ca(H 2 PO 4)2 + 2 Ca. CO 3 - ферменты, витамины, нуклеиновые кислоты, амиды и аминокислоты, углеводы: способствуют взаимодействию растений между собой с помощью корневых систем и надземных органов (явление аллелопатии), а также привлечению микроорганизмов в прикорневую зону - минеральные элементы, не использованные на синтез веществ или освободившиеся в процессе обмена