Конц CO2 и О2­

Внешние фаткоры

Содержание воды. С усилением лефицита влаги прежде всего подавляется рост, затем фотосинтез и в последнюю очередь дыхание. Поэтому основной причиной снижения ИД является торможение роста, а не дефицит субстрата дыхания. Этим же обяъясняется сильное ингибирование ИД молодых растущих органов и т.д.

Азотное питание. Поглощение и восстановление азота происходит в корневой системе за счет энергии дыхания. Значительно высокие энергетические затраты корневой системы направлены на связывание атмосферного азота клубеньковыми бактериями и интенсивность дыхания корней у бобовых культур с клубеньками в два раза выше, чем у тех же видов без клубеньков хотя 50-75% дыхания корней с клубеньками приходится на дыхание самих клубеньков. На ассимиляцию нитратного азота требуется меньше энергии дыхания чем на аммиачный азот. Интенсивный рост приводит к усиленному поглощению азотистых соединений, соответственно к образованию большого количества белка, что сопровождается усиленной тратой энергии.

Температура. Дыхание у ряда растений может осуществляться и при температуре ниже 0⁰С. с повышением температуры интенсивность дыхания возрастает однако это происходит до определенного момента, выше которой начинается инактивация ферментов и интенсивность дыхания замедляется. Влияние температуры подчиняется правилу Вант-Гофа: при повышении температуры от 5 до 15 ⁰С температурный коэффициент может возрастать до 3. Это связано с увеличением биохимических процессов и недостатком кислорода.

Увеличение содержания углекислого газа в воздухе может повысить урожайность с-х культур на 15-25%. Ингибирующее влияние СО₂ на растительный организм наблюдается при 40% его содержании. Высокая концентрация углекислого газа оказывает анастезирующее действие. Углекислый газ тормозит активность ряда дыхательных ферментов. Высокая концентрация вызывает закрытие устьиц, что затрудняет доступ кислорода и косвенно тормозит процесс дыхания.

Увеличение содержания кислорода до 5-8 % сопровождается повышением интенсивности дыхания. Дальнейшее возрастание концентрации кислорода не сказывается на интенсивность дыхания. При плохой аэрации почвы, где содержание кислорода меньше 5 % дыхание в корневой системе уступает брожению и выделение углекислого газа превышает поглощение кислорода. При повышении содержания кислорода процесс брожения ингибируется (эффект Пастера).

Дыхание больного растения. Интенсивность дыхания обычно повышается в результате инфицирования растения патогеном. Усиление дыхания при поражении растения патогенами обусловлено преимущественно возрастанием дыхания на поддержание энергии. Это следует рассматривать как "плату" растений за выживание и успешную адаптацию к патогену.

ТЕМА: "МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ"

1. Значение мин. питания

2. История развития науки о минеральном питании

3. Методы изучения потребностей растений в элементах минерального питания

4. Содержание в растениях элементов мин. питания

5. Механизм поглощения элементов мин. питания

6. Физиологическая роль элементов мин. питания

1. Растения являются автотрофами, т.е. строят свое тело за счет воздушного питания (фотосинтез) и корневого питания. Корневое питание более управляемо. Многие ученые занимались проблемами корневого питания. Основоположником русской агрохимии считается Болотов, который в 1770 году издает первую русскую монографию об удобрении земель, в 1840 немецкий ученый Либих сформулировал теорию питания растений и так называемый "Закон Либиха":

1. Все мин. элементы равнозначны и полное исключение любого из них приводит растение к глубокому страданию и гибели.

2. Ни один элемент не может быть заменен другим.

В 1859 году опыты Кноппа и Сакса показали, что вполне возможно вырастить растение на воде при наличии 7 элементов питания (N, P,K,S,Ca,Mg,Fe). Эти опыты окончательно утвердили теорию питания и были созданы теоретические основы для вегетационного метода исследований. Питательные растворы разработанные Кноппом используются и сегодня.

Буссенго показал, что высшие растения не способны фиксировать азот из воздуха, а способны это делать бобовые растения в симбиозе с клубеньковыми бактериями.

Виноградский заложил основы почвенной микробиологии. В 1899 Докучаев обследовал кубанские черноземы. В то время % содержание гумуса было 7-9%. В настоящее времяэта цифра равняется 1-3%.

2. Основной метод - вегетационный. В питательных смесях, которые были разработаны Кноппом, Саксом, Прянишниковым позволяют вырастить растение до урожая и имеют определенное количество анионов и катионов и соотношение между элементами минерального питания. Чистые растворы губительны для растений. В смешанных солевых растворах, содержащихся два разных катиона ингибирующее действие не наблюдается. Смягчающее действие одного катиона на другой называется антагонизмом. Наблюдается между катионами K⁺,Na⁺ и между разновалентными K⁺, Ca⁺⁺. Растворы которые содержат определенные соотношения катионов для роста и развития называются уравновешенными (плазма крови). Синергизм - явление, когда один катион усиливает действие другого (фосфор усиливает действие молибдена, бор усиливает поступление катионов и уменьшает поступление анионов) Причины антогонизма:

1. Влияние на коллоидно-химические свойства цитоплазмы, в частности на гидратацию белков. Катион кальция дегидратирует коллоиды сильнее чем одновалентный катион.

2. Конкуренция за активный центр ферментов, активность дыхательных ферметнтов активизируется катионом калия и ингибируется хлоридом натрия.

3. Конкуренция за места связывания с переносчиками

Различают физиологически кислые соли, которые смещают pH среды в кислую сторону: нитрат аммония, NH₄Cl, (NH₄)₂SO₄ и физиологически щелочные соли, которые смещают pH в щелочную сторону NaNO₃, Ca(HPO₄)₂.

При создании систем применения удобрений следует учитывать физиологически свойства удобрений и значения pH.

4. Содержание в растениях элементов минерального питания (самостоятельно)

5. Механизм поглощения элементов минерального питания

Поглощение элементов мин. питания осуществляется через систему разветвленных корневых волосков. Питательные вещества накапливаются в клеточной стенке, цитоплазме, вакуоли. Различают пассивный и активный транспорт. Пассивный происходит без затрат энергии АТФ. Этот транспорт связан диффузией, идет по градиенту концентрации, т.е. передвижение в сторону меньшей концентрации. Так передвигаются вещества, если их количество во внешней среде больше или выше, чем в клетке. Активный транспорт - это транспорт идущий против градиента концентрации с затратой энергии, выделяющейся в процессе метаболизма. Поступление ионов осуществляется в три этапа:

1. Адсорбция - Д. Сабинин показал, что чтобы попасть в клетку в-ва обязаны преодолеть оболочку. Причем они способны располагаться монослоем на поверхности корневых волосков, поэтому клеточная оболочка способна осуществлять быструю адсорбцию. Клеточная оболочка состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы и цементируется пектиновыми в-вами (производные галактуроновых кислот, они содержат карбоксильную группу), которые способны в эквивалентных количествах обмениваться с теми ионами, которые находятся во внешней среде. Сделовательно, клеточная оболочка может являться катионообменником. Здесь можно выделить две фазы поглощения веществ:

1. Медленная

2. Быстрая

Вещества, которые быстро поглотились, так же быстро покидают клеточную оболочку. Такая быстрая адсорбция называется обменной адсорбцией. Для растительной клетки более значима ионная адсорбция. Она связана обменом водорода H⁺ на катионы окружающей среды или анионы органических кислот на анионы минеральных веществ. В результате работы этих двух видов ионов происходит перемещение ионов во внутрь клетки.

2 этап - перенос ионов через мембрану. В настоящее время известно, что ионы способны преодолевать билипидный слой следующими путями:

1. Простая диффузия - через липибную фазу, если в-ва в ней растворимы

2. Облегченная диффузия гидрофильных веществ с помощью липофильных переносчиков

3. Простая диффузия через гидрофильные поры

4. Через ионные каналы. роль ионных каналов выполняют интеркалярные белки.

5. Перенос ионов с помощью белков переносчиков. перенос веществ с участием активных переносчиков или насосов. Эт от способ переноса наиболее значим для растений.

6. Перенос веществ путем эндо- экзо- цитоза, то есть вдавливания и выпячивания клеточной стенки и цитоплазмы.

Дата добавления: 2015-05-06