Влияние минеральных веществ на рост растений

Содержание

 

 

          Введение…………………………………………………………...…................…4

1        Общая характеристика минерального  питания……………………..…....7

1.1     Понятие о минеральных веществах…………………………...……….….7

1.2     Роль минеральных веществ в  развитии растения……………...….….....10

1.3    Недостаток и переизбыток минеральных веществ в растении…..….....13

1.4     Восстановление баланса минеральных веществ………………….....….16

2        Влияние минерального питания  на рост растений……………..………20

 2.1     Методы определения минеральных веществ…………………………20

 2.2     Микрохимический анализ золы…………………………………....…..21

 Список использованных источников……………………………….…….….26

 Приложение А……………………………………………….……..…………..30

 Приложение Б………………………………………………………………… 31

 Приложение В………………………………………………………………….32

 Приложение Г………………………………………………………………….33

 Приложение Д………………………………………………………………….34

 Приложение Е………………………………………………………………….35

 Приложение Ж…………………………………………………………………36

 Приложение З………………………………………………………………… 37

  

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Рост и развитие растений в значительной степени зависят от условий питания, в частности минерального, которое  оказывает влияние на все стороны  их жизнедеятельности. Минеральное питание растений складывается из поглощения минеральных веществ в виде ионов, их передвижения по растению и включения в обмен веществ.

Все растения не могут нормально развиваться без минеральных веществ, так как они входят в состав важнейших ферментов, витаминов, гормонов и других физиологически активных соединений, играющих большую роль в жизни растений.

Важнейшими элементами для питания  растений являются: азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера – макроэлементы; железо, медь, цинк, марганец, кобальт, молибден, бор - микроэлементы.

Макроэлементы регулируют рост вегетативной массы и определяют величину и  качество урожая, активизируют рост корневой системы, усиливают образование  сахаров и их передвижение их по тканям растений; мезо- и микроэлементы  участвуют в процессах синтеза  белков, углеводов, жиров, витаминов. Под  их влиянием увеличивается содержание хлорофилла в листьях, усиливается  ассимилирующая деятельность всего  растения, улучшается процесс фотосинтеза. Исключительно важную роль играют микроэлементы  в процессах оплодотворения. Они  положительно влияют на развитие семян  и их посевные качества. Под их воздействием растения становятся более устойчивыми  к неблагоприятным условиям, засухе, поражению болезнями, вредителями и другим.

Вместе с воздушным питанием – фотосинтезом - минеральное питание растений составляет единый процесс обмена веществ между растением и средой. Таким образом, оно влияет на все физиологические процессы - дыхание, рост, развитие, фотосинтез, водный режим и, в свою очередь, зависит от них. Поэтому одно из наиболее успешных средств управления продуктивностью культурных растений — регулирование  минерального питания растений с помощью удобрений.

С точки зрения практического растениеводства  важнейшим средством улучшения  питания сельскохозяйственных культур  является, прежде всего, применение органических и минеральных удобрений. Рост растительной продукции определяется множеством факторов, среди которых ведущая  роль все же принадлежит удобрениям и особенно минеральным, производство которых наращивает высокие темпы.

Целью нашей работы является изучение влияния минерального питания на рост растений.

Задачи:

- рассмотреть  характеристику минерального питания  и роль минерального питания  в росте растений;

- рассмотреть  последствия избытка или недостатка  минеральных веществ при росте растений;

Методы исследования: библиографический, метод анализа и синтеза, эксперимент.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общая характеристика минерального  питания

 

 

1. Понятие о минеральных веществах

 

 

Минеральное питание - поглощение минеральных веществ, содержащихся в почве, корневой системой и дальнейшее усвоение их самим растением. Минеральные вещества выполняют обширное число различных функций в организме растения. Они входят в составы всех тканей растения, являются катализаторами в реакциях, в осмотических процессах выступают регуляторами и еще многие другие функции. Причем каждый отдельный элемент (минерального питания) в организме растения выполняет, сугубо индивидуальные и специфические функции, в результате чего практически все из них взаимно незаменяемые. К элементам минерального питания относятся азот, фосфор, сера, калий, кальций, марганец, а также микроэлементы (медь, бор, цинк, марганец, кобальт, молибден, и другие вещества, потребляемые в малых количествах). Минеральное питание растений складывается из поглощения минеральных веществ в виде ионов, их передвижения по растению и включения в обмен веществ. Одноклеточные организмы и водные растения поглощают ионы всей поверхностью, высшие наземные растения — поверхностными клетками корня, в основном корневыми волосками. [1]

Минеральное питание, потребляемое растением  из почвы, условно делится на микроэлементы  и макроэлементы.

Макроэлементы – такие элементы питания, которых необходимо для  растений в большом количестве (азот, фосфор, калий, сера, кальций, магний, желез, сера).

Азот относится к важнейшим биогенным макроэлементам, без него растение не может существовать. Он входит в состав белковых соединений, являющихся основой жизни, а также в состав хлорофилла, с помощью которого растения используют солнечную энергию, усваивают углекислоту и образуют углеводы, необходимые для строительства тканей растений. Наличие азота является едва ли не главным условием роста растения, образования побегов и листьев. Растения получают азот из почвы, усваивают его только в форме аммиака или азотной кислоты и очень болезненно реагируют на нехватку этого элемента.

Фосфор относится к основным элементам питания растений. Нормальное обеспечение растений фосфором способствует закладке цветочных почек, усилению роста корневой системы, повышению  активности микроорганизмов в почве. Он усиливает способность растительных клеток удерживать воду, что является важным средством повышения устойчивости растений к засухе и низким температурам. Процессы фотосинтеза и дыхания, связанные с образованием органических веществ, идут при непосредственном участии фосфорной кислоты. В  овощах, плодах и корнеплодах фосфор способствует увеличению содержания сахаров, в клубнях картофеля — крахмала. Фосфор особенно необходим семечковым и косточковым плодовым культурам, огурцам, помидорам. Он играет большую  роль в снижении вредного воздействия  подвижных форм алюминия на кислых дерново-подзолистых почвах, благодаря  чему улучшается углеводный, азотный  и фосфорный обмен в растениях.  Наиболее богаты фосфором плоды. Поэтому  недостаток его отрицательно сказывается  на образовании плодов и цветков, вызывая снижение урожая и ухудшение  качества продукции. [2]

Калий - это третий из основных элементов минерального питания. Он активизирует ферменты, способствует передвижению углеводов, повышает устойчивость растений, улучшает поступление воды в клетки, уменьшает испарение. Достаточное обеспечение растений калием повышает устойчивость их к кратковременным засухам. Этот элемент стимулирует фотосинтез, усиливает образование сахаров в листьях и их передвижение в другие органы растения. Под его влиянием в растения поступает больше азота и образуется больше белков.

Кальций выполняет важную роль в  обмене веществ, уравновешивании соотношения  других элементов питания. Особенно необходим кальций для роста  корней, побегов и плодов.

Магний входит в состав хлорофилла, поэтому играет важную роль в фотосинтезе. В составе хлорофилла содержится 15—30 % всего магния, усвояемого растениями.

Железо играет важную роль в образовании  хлорофилла, являясь составной частью ферментов, участвующих в синтезе  зеленого пигмента; регулирует процессы окисления и восстановления сложных  органических соединений, входит в  состав дыхательных ферментов.

Сера входит в состав белков, содержится в растительных маслах (горчичное, чесночное), в витаминах, принимает участие  в окислительно-восстановительных  процессах, белковом обмене.

Микроэлементы – такие элементы питания, которых необходимо очень  малое количество, но не менее важные для нормального роста и развития растений (медь, цинк, марганец, молибден и др.).

Марганец участвует в фотосинтезе, дыхании, в усвоении молекулярного  и нитратного азота, в образовании  хлорофилла.

Медь входит в состав ферментов, активизирует углеводный и белковый обмен.

Цинк входит в состав ферментов  и хлоропластов. Положительно влияет на фотосинтез, обмен белков и образование  стимуляторов роста.

Молибден, присутствующий в почвах в микроскопических количествах  отвечает за нормализацию функций пластид.

Получая питательные вещества из почвы, растения постепенно исчерпывают их запас, который при интенсивном  возделывании культур не восполняется естественным образом. Поэтому, чтобы  поддерживать в почве уровень  содержания питательных веществ, достаточный  для жизнеобеспечения растений, и  предотвратить ее истощение, необходимо компенсировать естественные процессы выноса питательных веществ растениями и вымывания их в нижние слои почвы путем внесения удобрений, восполняя тем самым израсходованный запас ценных элементов.

Удобрения играют важную роль в питании  растений: они непосредственно воздействуют на режим питания, улучшают свойства почвы, способствуют переводу питательных веществ в доступные для растений формы.

 

2. Роль минеральных веществ в развитии растения 

 

 

Фосфор является составной частью многих веществ, имеющих первостепенное значение в разнообразных процессах жизнедеятельности растений. В растении этот элемент содержится в виде органических и минеральных соединений. Главные функции при этом выполняет фосфор, входящий в состав органических соединений. К их числу относятся сахарофосфаты, нуклеиновые кислоты, нуклеотиды, фосфатиды, фитин, ну-клеопротеиды. Сахарофосфаты, представляющие собой фосфорные эфиры сахаров, участвуют в процессах дыхания и брожения, биосинтезе сложных углеводов из более простых. Нуклеиновые кислоты участвуют в процессах роста и деления клеток, оплодотворения, синтеза белков, передачи наследственных свойств. Нуклеотиды играют важную роль при поглощении клеткой минеральных фосфатов. Вовлечение поглощаемого фосфора в процессы обмена начинается с внедрения его в состав нуклеотидов и некоторых других фосфорных соединений. Фосфатиды в том или ином количестве содержатся в любой растительной клетке. Они входят в состав протоплазмы, структуру мембраны клетки, метохондрий и хлоропластов, участвуют в процессах обмена веществ. В молодых органах и тканях растений, особенно в семенах, содержится большое количество фитина.   Фитин в семенах служит запасным веществом, и фосфор, входящий в его состав, используется при прорастании развивающимся зародышем. 
 К нуклеопротеидам — сложным белкам — относятся белки-ферменты, которые катализируют биохимические реакции в растениях. 
Значительное количество фосфора находится в растениях в минеральной форме и используется в разнообразных реакциях фосфорилирования — превращения   углеводов с участием фосфорной кислоты. [3]  
   Таким образом, в растениях фосфор входит в состав биологически важных веществ, без которых невозможна жизнедеятельность организмов. При участии фосфорной кислоты образуются макроэргические связи, в которых аккумулируется энергия, освобождающаяся при дыхании и использующаяся растением для биосинтеза белков, жиров, крахмала, сахарозы, ряда аминокислот и многих других соединений. В настоящее время известно большое число макроэргических соединений, но ведущее место в энергетическом обмене в клетке занимают соединения фосфора с адениловой кислотой — аденизиндифосфаты и аденизинтрифосфаты. Эти соединения являются главными акцепторами энергии, освобождающейся при расщеплении органических соединений в клетке, необходимой для осуществления синтеза.

Калий играет большую роль в растительном организме, участвуя в регуляции его основных процессов жизнедеятельности:

1. Активация деятельности ферментов:

Повышает активность амилазы, сахаразы и протеолитических ферментов. Вследствие этого повышается его роль в синтезе сахарозы, крахмала и белков, что приводит к получению высоких урожаев основных сельскохозяйственных культур и повышению их качества.

      2. Участие в процессах фотосинтеза:

Регулирует деятельность ферментов, которые контролируют протекание процесса фотосинтеза. Исследования Е.А. Симакова показали, что зеленые листья, в которых содержится достаточное количество калия, способны ассимилировать диоксид углерода в два раза больше, чем листья с низким содержанием калия. Калий способствует лучшему использованию железа при синтезе хлорофилла. Это особенно заметно при недостатке усвояемого железа в почве или в питательной среде. [4]

3. Регуляция транспорта веществ в тканях растения:

Регулирует процесс транспорта веществ из места синтеза в запасающие органы. Транспорт тем эффективней, чем лучше растение снабжено калием.

4. Участие в углеводном и белковом обмене:

Увеличивает содержание углеводов, но и изменяет соотношение между разными группами, способствуя переходу моносахаридов в сахарозу. При достаточном содержании калия в клетках растений улучшается процесс ассимиляции азота, одного из важнейших элементов для жизнедеятельности растения, и формирования протеинов.

5. Влияние на окислительно-восстановительные  процессы:

Эта роль калия зависит от формы азота, которым питаются растения. При увеличении концентрации калия на фоне нитратов содержание органических кислот уменьшается, а на фоне аммиачного азота имеется тенденция к их увеличению.

6. Регуляция водного баланса  растений. 

Растения, в которых содержится достаточное количество калия, способны эффективнее использовать почвенную влагу по сравнению с растениями с дефицитом калия. При нормальном содержании калия в растении для получения хорошего урожая требуется меньшее количество влаги. Он увеличивает холодостойкость озимых культур и многолетних трав. Питание растений калием оказывает влияние на качество продукции при ее хранении. Известно, что загнивание корней многих растений при зимнем хранении увеличивается при недостаточном питании растений калием. При голодании калием сахарная свекла загнивает даже на корню.

Азот входит в состав сложных  соединений из которых строится белок - основа живой материи. Он также входит в состав хлорофилла, играющего важную роль в фотосинтезе растений. Для питания растений азотом применяют азотные минеральные удобрения - аммиачная селитра, сульфат аммония, и органические удобрения - навоз или навозная жижа. [5]