Минеральное питание Микро- и макроэлементы поступление в клетку

Минеральное питание. Микро- и макроэлементы, поступление в клетку, транспорт. Значение минеральных элементов. .

План l l l l l Элементный состав растений Мембранный транспорт ионов в растениях Азотное питание Фосфор. Сера Микро- и макроэлементы Удобрения Методы изучения питания растений Влияние внешних и внутренних факторов на минеральное питание

Элементный состав растения l l l N, O, C, H – органогены, т. к. содержание их более 95% от сухой массы. P, S, K, Ca, Mg, Fe, Al, Si –макроэлементы, т. к. содержание их составляет 0, 01% и выше от сухой массы. Mn, Cu, Zn, Co, Mo, B, Cl – микроэлементы, содержание которых в тканях растения менее 0, 001% от сухой массы.

Передвижение ионов по градиенту электрохимического потенциала называют пассивным транспортом, против градиента – активным. пассивная диффузия, l облегченная диффузия, l первично-активный транспорт, l вторично-активный (сопряженный) транспорт, l экзоцитоз и пиноцитоз. l

Азотное питание растений Нитрат ионы поглощаются растением и восстанавливаются до ионов аммония. Процесс редукции нитрата осуществляется в два этапа: l Восстановление нитрата до нитрита. Реакцию катализирует фермент нитратредуктаза l Восстановление нитрита до аммиака. Катализируется нитритредуктазой.

Фракции веществ, содержащих азот: неорганический азот (ионы аммония и нитрат-ионы); l низкомолекулярные (аминокислоты, амиды, азотистые основания); l высокомолекулярные органические формы (белки, нуклеиновые кислоты, хлорофилл). l

Признаки азотного дефицита: l Листья мельчают, теряют интенсивную зеленую окраску, рано опадают, желтеют, появляется оранжевые и красные оттенки. Слабый рост и цветение растения. При недостатках азота деревья слабо ветвятся, плоды мелкие и могут осыпаться.

Значение фосфора: l Фосфорилирование органических соединений (например, белков с помощью протеинкиназ, глюкозы и др. ) l Перенос остатка фосфорной кислоты с одной молекулы к другой. Фосфат постоянно циркулирует между органическим и минеральным пулом (например АТФ и АДФ), обслуживая энергетический обмен клетки.

Признаки дефицита фосфорного питания: l синевато-зеленая окраска листьев нередко с пурпурным или бронзовым оттенком, что связано с торможением синтеза белка и накоплением сахаров. При этом листья становятся более мелкими и узкими, приостанавливается рост клеток и тканей, задерживается переход к репродуктивной фазе развития растений.

Круговорот серы

Метаболизм серы в растении: l Растения поглощают серу в форме сульфата, трансмембранный перенос осуществляется в котранспорте с протонами или в обмен на карбонатионы. В растении сера содержится в форме сульфата (окисленная) и в составе аминокислот (восстановленная). Восстановление происходит в листьях (хлоропластах) с участием сульфатредуктазы и с затратой энергии.

l l Значение серы: Основное количество ее в растениях находится в составе белков (сера входит в состав аминокислот цистеина, цистина и метионина) и других органических соединений — коэнзима. А, ферментов, витаминов, горчичных и чесночных масел. Она необходима для поддержания определенного уровня окислительновосстановительного потенциала клетки. Сера принимает участие в азотном, углеводном обмене растений и процессе дыхания, синтезе жиров.

Признаки дефицита серы: l образуются мелкие, со светлой желтоватой окраской листья на вытянутых стеблях, ухудшаются рост и развитие растений. Желтеть начинают молодые листья. l

Значение калия 1. для работы многих ферментов, 2. необходим для включения фосфата в органические соединения, 3. синтеза белков, полисахаридов и многих других реакций, 4. для регуляции поглощения и транспорта воды по растению, поскольку влияет на водный потенциал растительной клетки. 5. для гидратации коллоидов цитоплазмы, регулируя ее водоудерживающую способность. 6. для поступления воды в клетки корня в результате корневого давления. 7. для открывания и закрывания устьиц.

Признаки дефицита калия l l l листья начинают желтеть с краев, затем их края и верхушки приобретают бурую окраску, иногда с красными «ржавыми» пятнами и выглядят как бы обожженными, на завершающем этапе калиевого голодания эти участки отмирают. Дефицит калия задерживает деление и растяжение клеток и приводит к появлению розеточных форм растений снижается интенсивность фотосинтеза, из-за уменьшения скорости оттока ассимилятов.

Значение кальция l l l Формирование клеточных стенок. Регуляция обмена углеводов и белковых веществ. Формирование корневой системы растений. Мобилизация запасных питательных веществ (крахмала, белков) и превращение их в более простые соединения при прорастании семян. Поглощение ионов клетками растений. Нейтрализация токсичных ионов за счет связывания с клеточной стенкой и вытеснения из нее ионов кальция в раствор.

Признаки дефицита кальция: Ослизнение и загнивание меристем. l Возрастание текучести мембран. l Нарушение процессов мембранного транспорта и биоэлектрогенеза, циклоза l Торможение деления и растяжения клеток. l Прекращение процессов корнеобразования. l Молодые листья становятся хлоротичными, искривленными, и края их закручиваются. Края листьев неправильной формы, на них может обнаруживаться опаленность бурого цвета. l

Значение магния l l Участие в фотосинтезе. Регуляция работы ряда ферментов. Магний является кофактором почти всех ферментов, катализирующих перенос фосфатных групп, необходим для работы многих ферментов гликолиза и цикла Кребса, а также спиртового и молочно-кислого брожения. Формирование рибосом, полисом, активации аминокислот. Синтез эфирных масел, каучука, аскорбиновой кислоты, каротина.

Признаки дефицита магния l Нарушение фосфорного обмена. Торможение процесса синтеза полисахаридов из моносахаридов, синтеза белка. Нарушение структуры пластид.

Признаки дефицита магния l Желтые, красные или пурпурные листья, их края и жилки некоторое время остаются зелеными (межжилковый хлороз). Окраска напоминает "елочку". Преждевременный листопад начинается с нижней части растения. Иногда недостаток магния приводит к появлению рисунка на листьях, схожего с мозаичной болезнью растений. Симптомы дефицита магния особенно ярко проявляются на легких кислых почвах. Снижение зимостойкости и вымерзание растений.

Удобрения — вещества, применяемые для улучшения питания растений, свойств почвы, повышения урожаев.

Классификация удобрений: l l l по составу (минеральные, органические и бактериальные); по происхождению (и местные и промышленные); по агрегатному состоянию (жидкие, полужидкие, твёрдые); по способу действия (прямого и косвенного); по способу их внесения в почву: основное, припосевное, подкормочное; и внутрипочвенное, поверхностное

Классификация удобрений l l l Простые удобрения (содержат один питательный элемент) Комплексные: сложные (содержат в одном химическом веществе несколько элементов) и комбинированные (содержат несколько элементов в виде разных химических веществ) l Азотные удобрения l Фосфорные удобрения l Калийные удобрения Микроудобрения (удобрения содержащие бор, марганец, цинк, медь, молибден и др. )