Питание растений
-
Питание растений
- Изучение химических элементов и соединений, необходимых для роста и размножения растений.
- Растения получают питательные вещества из почвы и воздуха.
-
Основные питательные вещества
- Углерод, кислород и водород поглощаются из воздуха.
- Азот, фосфор, калий, кальций, сера, магний, углерод, водород и кислород поступают из почвы.
-
Макроэлементы и микроэлементы
- Макроэлементы: азот, фосфор, калий, кальций, сера, магний, углерод, водород, кислород.
- Микроэлементы: железо, бор, хлор, марганец, цинк, медь, молибден, никель.
-
Процессы усвоения питательных веществ
- Усвоение питательных веществ через корни и листья.
- Катионный обмен в почве, устьица в листьях.
- Транспорт ионов к центру корня и проводящих тканей.
-
Симбиоз с микроорганизмами
- Ризобии и микоризные грибы улучшают усвоение питательных веществ.
-
Функции питательных веществ
- Азотфиксация бобовых растений.
- Азотистые соединения в почве для других растений.
- Углерод и кислород для фотосинтеза.
-
Основные питательные вещества
- Углерод: основа биомолекул, фиксация углекислого газа.
- Водород: образование сахаров, создание протонного градиента.
- Кислород: компонент органических и неорганических молекул, аэробное клеточное дыхание.
-
Макроэлементы
- Азот: основной компонент белков и хлорофилла.
- Фосфор: участвует во многих жизненно важных процессах.
-
Фосфор в растениях
- Входит в состав нуклеиновых кислот и жирных фосфолипидов
- Участвует в передаче энергии и фосфорилировании ферментов
- Концентрируется в активных точках роста и семенах
-
Калий в растениях
- Не входит в состав важных компонентов, но важен для ферментативной активности
- Регулирует тургор и функционирование устьиц
- Участвует в фотосинтезе и образовании целлюлозы
-
Сера в растениях
- Структурный компонент аминокислот и витаминов
- Необходима для фиксации азота и превращения нитратов в аминокислоты
-
Кальций в растениях
- Составная часть клеточных стенок и меристем
- Участвует в делении клеток и детоксикации ионов водорода
- Регулирует транспортировку питательных веществ и фотосинтез
-
Магний в растениях
- Входит в состав молекулы хлорофилла
- Участвует в ферментативных реакциях и фотосинтезе
-
Микроэлементы в растениях
- Железо необходимо для фотосинтеза и синтеза хлорофилла
- Молибден участвует в азотистом обмене и фиксации азота
- Бор влияет на цветение, плодоношение и метаболизм
- Медь важна для фотосинтеза и производства лигнина
- Марганец необходим для фотосинтеза и образования хлоропластов
- Натрий участвует в регенерации фосфоенолпирувата и регуляции устьиц
- Цинк необходим для работы ферментов и транскрипции ДНК
- Никель активирует уреазу и участвует в азотистом обмене
- Хлор необходим для осмоса и фотосинтеза
- Кобальт полезен для фиксации азота азотфиксирующими бактериями
- Кремний улучшает здоровье растений, но не является важным элементом
-
Влияние кремния на растения
- Укрепляет клеточные стенки
- Повышает устойчивость к засухе и заморозкам
- Снижает вероятность полегания
- Улучшает жизнеспособность и физиологию
-
Ванадий и селен
- Ванадий может потребоваться в низких концентрациях
- Селен может стимулировать рост и устойчивость к стрессам
-
Мобильность питательных веществ
- Азот и фосфор подвижны, магний и калий также подвижны
- Кальций и бор неподвижны, сера немобильна
-
Дефицит питательных веществ
- Симптомы варьируются от задержки роста до смерти
- Дефицит азота чаще всего вызывает хлороз
- Дефицит фосфора может вызывать интенсивную зеленую окраску
- Дефицит кальция вызывает скручивание листьев
- Дефицит калия может вызвать некроз тканей
-
Микроэлементы и их дефицит
- Дефицит молибдена наблюдается в старшем возрасте
- Дефицит цинка и бора влияет на рост и урожайность
- Дефицит бора приводит к отмиранию конечных точек роста
-
Токсичность и доступность
- Концентрация бора выше 1 млн. долей токсична
- Азот фиксируется бактериями и грибами
- Азот поступает в растения через корни
-
Состав растений и его вариации
- Состав растений зависит от продолжительности светового дня, времени суток, ночных температур, дефицита питательных веществ и их дисбаланса.
- Короткая продолжительность дня способствует образованию аспарагина, длинная — глютамина.
- Темнота способствует расщеплению белка и накоплению аспарагина.
- Ночная температура влияет на накопление растворимого азота.
- Дефицит калия подчеркивает различия между растениями с длинным и коротким днем.
-
Корневая среда и микориза
- Фосфор чаще всего содержится в почве в виде полипротонной фосфорной кислоты, но легче усваивается в форме H2PO4.
- Микориза увеличивает усвоение фосфора растениями.
- Саженцы белой ели, выращенные на песке с отрицательным результатом теста на фосфор, показали улучшение роста после прививки микоризой.
-
Корневая температура и калий
- При высоком содержании калия в почве растения потребляют больше калия, чем необходимо.
- Потребление калия увеличивается с повышением температуры корней и снижает усвоение кальция.
- Недостаток бора приводит к нарушению кальциевого обмена.
-
Взаимодействие питательных веществ
- Кальций и магний препятствуют усвоению микроэлементов.
- Медь и цинк взаимно уменьшают поглощение друг друга.
- Цинк влияет на уровень железа в растениях.
-
Растворимость и рН почвы
- Бор доступен для растений в диапазоне рН от 5,0 до 7,5.
- Бор усваивается растениями в виде аниона BO3−3.
- Бор подвижен в почве и подвержен выщелачиванию.
-
Измерения и питание растений
- Состояние питательных веществ растений определяется с помощью элементарного анализа тканей.
- В последние десятилетия «закон минимума» заменен математическими подходами, учитывающими взаимодействие между питательными веществами.
-
Питание растений в сельскохозяйственных системах
- Бор хорошо растворим, но легко вымывается из почвы.
- Нормы внесения бората варьируются в зависимости от типа почвы и культуры.
- Избыток бора можно удалить с помощью орошения и внесения серы.
- Селен важен для питания животных и человека, дефицит селена возникает при выращивании на почвах с дефицитом селена.
-
Гидропоника
- Гидропоника позволяет выращивать растения в водно-питательном растворе без почвы.
- Наиболее распространенный раствор — раствор Хогленда, содержащий все необходимые макро- и микроэлементы.
- Аэратор используется для предотвращения гипоксии.
- Технология создания питательной пленки обеспечивает достаточную аэрацию корней.