Элементы, необходимые для растительного организма

МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ

Анализ элементарного состава растений показывает, что они в среднем содержат С – 45%, О – 42%, Н – 6,5%, N – 1,5% на сухую массу. Определение химических элементов входящих в состав живой материи определяется путем анализа золы, она образуется после сжигания органической биомассы. В процессе сжигания эти элементы окисляются и улетучиваются. Остается зола. Растения черпают углерод из СО₂ воздуха, кислород и водород из воды. Кислород также вовлекается в обмен в процессе дыхания. Азот и элементы, входящие в состав золы, поступают в растения через корневую систему из почвы в основном в виде минеральных соединений. Зеленые растения – автотрофы потому, что источником углерода у них является СО2 и для построения органических веществ они используют другие элементы в форме минеральных соединений. Питание растений азотом и другими необходимыми элементами издавна привлекало внимание.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЭЛЕМЕНТОВ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

Содержание золы в растениях колеблется в широких пределах, в зависимости от вида и органа растений. Так, например, в составе листьев картофеля 5–13% золы, свеклы – 11–15%, репы – 8–15%. В семенах содержание золы составляет в среднем около 3–5%, в корнях и стеблях – 4–5%, в листьях – 3–15%, меньше всего содержится золы в мертвых клетках древесины (0,4–1%). Уже эти цифры показывают, что зольные элементы сосредоточены в тех органах и клетках, уровень жизнедеятельности которых достаточно высок. Большое значение имеют и условия выращивания. Как правило, чем богаче почва и суше климат, тем выше содержание золы в растении.

Состав золы разнообразен. Анализы показывают, что почти нет элементов, даже из числа самых редких, включая золото, ртуть, уран, которые не были бы найдены в золе того или иного растения. Многие элементы, рассеянные в земной коре, накапливаются в растениях в значительном количестве. Это позволило В.И. Вернадскому указать на значительную роль живых организмов в общем круговороте веществ и, в частности, в круговороте редких элементов.

ЭЛЕМЕНТЫ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ОРГАНИЗМА

Необходимыми считаются элементы, без которых организм не может завершить свой жизненный цикл. Они должны оказывать прямое влияние на организм и быть незаменимыми. Для того чтобы установить, является ли данный элемент необходимым, нужно выращивать растения на какой-либо среде известного состава. В 1860 г. Ю. Сакс и И. Клоп, выращивая растения в сосудах на водном растворе минеральных солей, установили, что для жизнедеятельности растения, кроме С, О, Н, необходимы следующие 7 элементов: N, P, S (неметаллы), К, Са, Ng, Fe (металлы). Если полностью исключить какой-либо из этих элементов, то при выращивании в водных культурах нормальных растений получить не удается. На основании исследований Кноп предложил питательную смесь для выращивания растений в водных культурах. После этого разные авторы неоднократно видоизменяли питательные смеси, но все они должны удовлетворять следующим требованиям: 1) содержать все основные питательные элементы в доступной для растений форме; 2) иметь близкий к нейтральному рН, который не должен сильно сдвигаться при выращивании растений; 3) общая концентрация солей не должна превышать определенный уровень.

Предполагается, что для нормального роста некоторых растений необходимы и такие элементы, как кобальт, натрий и др. Все необходимые элементы корневого питания подчиняются основным правилам, сформулированным еще Ю. Либихом: 1) все перечисленные элементы равнозначны и полное исключение любого из них приводит растение к гибели; 2) ни один из перечисленных элементов не может быть заменен другим, даже близким по химическим свойствам, т е. каждый элемент имеет свое специфическое физиологическое значение.

Все необходимые для жизни растений элементы в зависимости от их количественного содержания в растении принято разделять на макроэлементы (содержание более 0,01%) – к ним относят N, P, S, К, Са, Mg, Fe и микроэлементы (содержание менее 0,01%) – к ним относят Мn, Си, Zn, В, Mo, C1. Однако это деление довольно условно. Растения отдельных видов специфически аккумулируют микроэлементы в масштабах, сравнимых с накоплением в ткани макроэлементов. В частности, растения-галофиты отличаются избыточным концентрированием хлора, а также брома и натрия. Некоторые растения аккумулируют медь, никель, цинк, свинец, кадмий (поэтому их называют металлофиты).

Дата добавления: 2015-12-08