Как вода помогает растениям питаться от почвы

Почвенное питание растений.
план-конспект занятия

Почвенное питание растений.

Использование при дистанте

Скачать:

Предварительный просмотр:

21.04.20 4 урок ОП.04 Ботаника 3914

Тема: Почвенное питание растений.

Цель урока: ознакомиться с особенностями почвенного питания растений.

дать определение новых понятий: почвенное питание, корневое давление.

закрепить понятия автотрофы, гетеротрофы, миксотрофы.

1. Прочитайте текст.
2. Изучите схемы питания растений, особенности почвенного питания растений.
3. Ответьте на контрольные вопросы и вышлите на эл. почту преподавателя galla49@mail.ru

«Ботаника» А.С.Родионова, В.Б. Скупченко, О.Н. Малышева, Ю.В. Джикович: Издательский центр«Академия» 2016г стр. 164-169.

1.Типы питания живых организмов. Гетеротрофы и автотрофы.

2. Два вида питания растений. (схема)

3. Почвенное питание растений. Роль корня в почвенном питании растения.

4. Зависимость почвенного питания от внешней среды. Особые

способы питания растений.

1.Типы питания живых организмов. Гетеротрофы и автотрофы.

Существует два типа питания живых организмов: автотрофное и гетеротрофное.

Автотрофы – никого не едят, делают органические вещества сами из неорганических. Энергию для этого могут получать из 2 источников

• автофототрофы – из света. Это растения и фотосинтезирующие бактерии
• автохемотрофы – за счет окислительно-восстановительных реакций. Например, серобактерии окисляют сероводород до серы, железобактерии окисляют двухвалентное железо до трехвалентного

Гетеротрофы – получают органические вещества в готовом виде, с пищей. Энергию получают, окисляя эти вещества. К гетеротрофам относятся животные, грибы и большинство бактерий.

Некоторые живые существа в зависимости от условий обитания способны и к автотрофному, и к гетеротрофному питанию. Организмы со смешанным типом питания называются миксотрофами. Миксотрофы – организмы, которые могут как синтезировать органические вещества из неорганических, так и питаться готовыми органическими соединениями (насекомоядные растения, представители отдела эвгленовых водорослей и др.).

2. Два вида питания растений.

Питание — процесс поглощения и усвоения из окружающей среды необходимых для жизни веществ.

3.Почвенное питание растений. Роль корня в почвенном питании растения.

Процессы поступления в организм растения растворов минеральных веществ из почвы и усвоения их клетками называют почвенным питанием. У большинства наземных растений оно происходит с помощью корня. В зоне всасывания корневые волоски поглощают воду и растворенные в ней минеральные вещества из почвы. Они тесно соприкасаются с комочками почвы и почвенным раствором. Слизь, образующаяся на поверхности корневых волосков, растворяет минеральные частицы почвы, облегчая их поглощение.

Поглощенные корневыми волосками вода и минеральные вещества поступают в проводящую зону корня. Здесь по сосудам проводящей ткани они под давлением поступают в стебель. Это давление называют корневым. Наличие корневого давления доказывает «плач» растений — выделение сока из поврежденного или перерезанного стебля. Особенно интенсивно сокодвижение происходит весной. У многих комнатных растений рано утром можно наблюдать выделение капелек воды но краям листа . Это явление тоже свидетельствует о корневом давлении.

4.Зависимость почвенного питания от внешней среды

Работа корней зависит от температуры почвы. При низких температурах всасывание воды корнями ослабевает и даже приостанавливается, корневое давление надает. На почвенное питание растений оказывает влияние состав почвы, наличие в ней минеральных веществ. Установлено, что соединения азота, фосфора, калия необходимы растениям в больших количествах. Только 13 (азот, калий, кальций, магний, фосфор, сера, хлор, железо, медь, бор, цинк, марганец, молибден) считаются необходимыми для их жизни. Критерием признания элемента необходимым является возникновение нарушений в процессах жизнедеятельности в ситуации, когда исследуемый элемент удален из среды организма. Помимо 13 необходимых элементов , в организме растения могут присутствовать также и такие, присутствие которых может положительно повлиять на его работу. Они называются полезными для растения микроэлементами. Каждый химический элемент играет в жизни растения особую роль.

Например, вещества, содержащие азот , способствуют росту растений.

А при нехватке азота тормозится рост растений и формируются мелкие желтоватые листья.

Калий способствует быстрому оттоку органических веществ от листьев к корням. Также он защищает растение от токсического действия различных солей. Калий сосредоточен в молодых органах, а также в органах накопления запасных веществ – семенах, клубнях.

Недостаток калия замедляет процессы деления и растяжения клеток, вызывает гибель кончика корня. Также на посветлевших листьях появляются дырочки с пожелтевшими краями.

Фосфор усваивается растением в виде солей фосфорной кислоты (фосфатов). Вещества, содержащие фосфор, способствуют скорейшему созреванию плодов. Нехватка фосфора замедляет обмен веществ. Листья желтеют, отмирают некоторые их части.

Сера поглощается растением в виде солей серной кислоты, входит в состав белков и эфирных масел. Внешними симптомами дефицита серы являются бледный цвет и желтизна молодых листьев.

Магний входит в состав хлорофилла — фотосинтезирующего пигмента, который окрашивает хлоропласты в зелёный цвет. При недостатке магния наблюдается потемнение прожилок на посветлевших листьях.

Так, растения пшеницы на площади 1 га поглощают более 40 кг азота, 20 кг фосфора, 25 кг калия. Такие элементы, как железо, медь, цинк и др., требуются растению в очень малых количествах. Однако недостаток любого элемента в питании растений отрицательно сказывается на его развитии. В естественных природных условиях поглощенные из почвы минеральные вещества частично возвращаются с упавшими листьями. На полях, занятых сельскохозяйственными растениями, почва истощается, так как питательные вещества забирают с урожаем. Поэтому на поля весной и осенью вносят удобрения, обеспечивающие питание растений.

Азотные удобрения увеличивают количество зеленой массы растения.
Калийные удобрения увеличивают стойкость растений к инфекциям.
Фосфорные удобрения нужны для цветения и плодоношения.

Есть способ, при котором растения выращивают без почвы, на питательных средах-гидропоника.

Особые способы питания растений

Некоторые растения приспособились восполнять недостаток элементов питания своеобразным способом — получать питательные вещества от других живых организмов.

В природе встречаются растения-паразиты. Их корневая система предназначена не для почвенного питания, а для извлечения соков других растений. В средней полосе России распространены повилика (паразитирует на смородине, тыкве, крапиве) и заразиха (паразитирует на подсолнечнике). Стебли повилики образуют присоски, с помощью которых она внедряется в тело растения-хозяина и питается за его счет. Корни заразихи срастаются с корнями хозяина так, что их невозможно отделить друг от друга.

Это полезно знать

Почему растения не могут расти на засоленных почвах
Если почва содержит много соли, то растение не сможет (путем осмоса) поглощать из нее воду. Наоборот, засоленная почва будет поглощать воду из растения, и оно засохнет .

Опытные садоводы вносят удобрения в бороздки, расположенные по краям приствольных кругов плодовых деревьев, а не распределяют их равномерно. Объясните почему.

Корни всасывают воду и минеральные соли только корневыми волосками. Корневые волоски образуются на молодых корнях, которые находятся по краям разрастающейся корневой системы.

Почему вспашка почвы улучшает условия жизни культурных растений?

1)Уничтожаются сорняки.
2) Почва рыхлится, в ней увеличивается количество воздуха, необходимого для дыхания корней.
3) Рыхлая почва лучше впитывает воду и хуже её испаряет.

1. Процесс получения воды и минеральных солей растением из почвы с помощью корней – это

2. Корневой волосок представляет собой……..

3. При повышении температуры почвы работа корней …….

4. Какая зона корня обеспечивает поглощение воды растением?

5. Клетки зоны всасывания имеют……….

6. Что получают растения из почвы?

7. Что такое корневое давление?

8. Как изменяется корневое давление зимой?

9. От каких фактора внешней среды зависит почвенное питание?

10.Что происходит с растением при нехватке азота?

11.Что происходит с растением при нехватке фосфора?

12.Что происходит с растением при нехватке калия?

13.Как называется способ, при котором растения выращивают без почвы?

14.Почему в естественных природных условиях растения не нуждаются в удобрении?

Источник

Механизмы питания растения через корни и через листья

Есть две системы питания растений, которые взаимосвязаны и неразделимы. Это питание через листья и питание через корни, и ни одно из них не может заменить другое.

Воздушное питание — процесс сложный и многоступенчатый. Сначала хлорофилл листа поглощает квант света, под воздействием которого происходят изменения в самом хлорофилле. Возникает такая его форма, которая, поглощая углекислый газ из воздуха, присоединяет к нему молекулу воды, а освободившиеся при этом атомы кислорода выделяются в атмосферу.

Итак, продуктом воздушного питания растения являются углеводы (глюкоза) — органическое соединение С(Н2O). Процесс образования углеводов идет чрезвычайно быстро. Уже через 10 секунд после начала освещения в листьях появляются углеводы, которые предназначены для питания корней.

Основой воздушного питания растений является свет, вода и углекислый газ. Надо сказать, что растения через листья поглощают не только солнечную энергию, углерод (С) и кислород (0), но и азот (N), серу (S) и некоторые другие химические элементы, которые присутствуют в воздухе. Растения задаром берут их из воздуха и воды и с помощью солнечной энергии создают из них себя и свое потомство (урожай). И составляют эти даровые элементы около 95% массы растения вместе с урожаем. И лишь 5% этой массы составляют минеральные элементы, которые растения поглощают из почвы!

Через лист быстро усваиваются минеральные элементы, потому внекорневая подкормка по зеленому листу является скорой помощью растениям в экстренних ситуациях, но она не может заменить корневого питания. К внекорневым подкормкам, как правило, прибегают в тех случаях, когда надо быстро восполнить нехватку какого – то элемента питания, микроэлемента. Либо в ситуации, когда корневая система плохо работает или вообще прекращает свою деятельность (например, когда стоит длительное похолодание, более 5 — 7 дней). Обычно это происходит при понижении температуры почвы до 8 градусов тепла. Надо помнить, что в первую половину лета, пока почва не прогрелась на большую глубину, ее температура в корнеобитаемом слое (на глубине 15— 20 см) примерно на 2—3 градуса ниже температуры воздуха на поверхности почвы. Во второй половине лета, когда в почве есть достаточно большой запас тепла в корнеобитаемом слое, температура почвы на 2 — 3 градуса выше температуры воздуха. Так что весной, если среднесуточная температура воздуха (сложите дневную и ночную температуру и разделите пополам) не превышает 10—11 градусов, корни практически не работают. Вот почему в первой половине лета следует делать внекорневую подкормку, как только среднесуточная температура падает до 10 градусов тепла. В конце лета корни перестанут работать, когда среднесуточная температура воздуха понизится до 5—6 градусов тепла.

Самый быстрый способ доставки минеральных элементов в ядро хлорофилла, а потому и наиболее эффективный способ внекорневой подкормки, — это опрыскивание надземной части растений хелатированными минеральными удобрениями «Унифлор-рост», «Унифлор-бутон», «Унифлор-микро». В состав «Унифлора-микро» входят 15 микроэлементов. В остальные удобрения кроме микроэлементов дополнительно входят и основные элементы питания: азот, фосфор, калий, магний. В хелатированных удобрениях атом любого минерала окружает органическая молекула. Такой «пирожок» растения усваивают сразу. Чистые же минералы они поглотить не могут. В почве хелатированием ионов минералов в основном занимаются микроорганизмы, дождевые черви и немного умеют это делать сами корни растений.

Чтобы корни могли обеспечить растения всем необходимым, надо, чтобы в почве все это необходимое для роста и развития присутствовало, причем было равномерно распределено по всей толще корнеобитаемого слоя, да еще и поступало туда с завидным постоянством и в малых дозах.

В качестве кормежки удобно использовать долгоиграющие удобрения: AVA, апионы или органоминеральное удобрение (ОМУ) Буйского химзавода, поскольку их можно внести всего один раз на все лето при посадке. А еще лучше распределить по всей поверхности грядки только что скошенные траву с газонов или сорняки.

Органика содержит практически все основные минеральные элементы, необходимые для питания растений! Однако требуются небольшие добавки макро- и микроэлементов, в основном тех, которых в почвах данной местности нет или очень мало. Поскольку материя не появляется ниоткуда и не исчезает, то и растения, выросшие на такой почве, хотя и могут давать большой урожай, но полноценным он не будет, так как для этого им не хватает необходимых элементов питания. А надземная часть, перепревая, не обогатит почву недостающими элементами питания.

Теперь представьте себе, что корни по какой-то причине не работают, и в зеленый лист не попадают минералы, входящие в состав белка. Белок не образуется, в клеточном соке растений преобладают углеводы, и вредители со всей округи налетают на любимую еду. Это еще одна причина, по которой столь необходима сбалансированная работа надземной части и корней.

Минеральное питание поступает в растения главным образом через корни. Но углерод — основа зеленой массы растения, без него растение жить не сможет. Чем больше углекислого газа в воздухе, тем больше зеленая масса, тем выше урожай. Отсюда сразу напрашивается вывод – хотите повысить урожайность – всячески способствуйте насыщению воздуха углекислым газом. Оптимальное насыщение воздуха углекислым газом при его концентрации 0,03% от объема помещения. Углекислый газ образуется в процессе брожения и гниения всевозможных органических остатков. В теплицах для получения больших доз углекислого газа достаточно поставить емкость с навозом или просто с травой или зеленой массой сорняков, залитых водой. Закрывать емкость не надо. Когда масса перебродит, ее можно вылить под кусты, в междурядья картофельного поля, под тыквенные культуры. После уборки урожая этой массой можно заливать освободившиеся грядки. Сброженные сорняки, кроме того, что это источник углерода, еще и замечательное даровое удобрение. В нем содержатся почти все необходимые растениям элементы питания, которые перешли в настой из разложившихся в воде растений. Углекислотой можно насыщать воздух в теплицах и с помощью сухого льда, кусочки которого надо просто разбросать по почве, не попадая на стебли растений.

Питание растений через корни
Корневая система растений огромна. Кроме главного стержневого корня, который может уходить на большую глубину и оттуда добывать воду и необходимые минералы, есть еще масса разветвлений. Каждое окончание этих разветвлений имеет кончик, защищенный специальным прочным чехликом, чтобы самая крайняя точка корешка не повреждалась, когда корень пробивается через толщу земли. Примерно в миллиметре от кончика молодой корешок начинает обрастать сосущими волосками, которые и поглощают из почвы раствор минеральных солей. У сосущих волосков овощных культур совсем коротенькая жизнь, затем они отмирают, и эта часть корня покрывается плотной шкуркой, через которую, естественно, всасывания не происходит. Вся работающая на всасывание часть корней уходит дальше и глубже, а все, что отработало, начинает играть роль не добытчиков питания, а всего лишь водопроводной трубы. Корни нарастают быстро, примерно по 1 см в сутки. Сосущих волосков на корнях растений огромное множество, общая длина их, как уже говорилось выше, может достигать около десятка километров. Ими буквально пронизана каждая пядь земли, но всасывать эти волоски могут только то, что находится в непосредственной близости от них, примерно в 5 мм от себя. Элементы питания, которые находятся в почве, должны быть распределены равномерно по всей толще корнеобитаемого слоя во всех направлениях.

Внесение минеральных элементов всухую в междурядья посадок — далеко не лучший способ кормления. Гораздо эффективнее кормить растения в полив слабым раствором минеральных удобрений, и делать это надо регулярно все лето, поскольку все лето идет рост корней, наращивание зелени, цветение и плодоношение однолетних растений.

Иначе обстоит дело с многолетними садовыми и цветочными культурами. У них есть два основных периода, когда они нуждаются в подкормках. Весной, когда идет рост зеленой массы и образование бутонов. В этот период под них вносят азотно – калийные удобрения в зону основной массы сосущих корней. И во второй половине лета, когда идет интенсивный рост новой корневой системы. В этот момент они больше всего нуждаются в фосфоре и калии. Кроме того, во время интенсивного роста завязей многолетники нуждаются в микроэлементах.

Корни всех растений обладают «чутьем» (хемотропизмом), они растут в направлении максимальной концентрации минеральных элементов и влаги. Если почва скудная, то в поисках пищи корни разбредаются по большой площади. У них наращивается излишне большая и неэффективно работающая корневая система — растения впустую тратят много сил на поиск пропитания. Поэтому наиболее рационально вносить минеральные подкормки во время полива прямо в корнеобитаемый слой.

Корни выделяют в почву ферменты, органические кислоты, которые помогают им разрушить твердые частицы гумуса, извлечь из него минеральные элементы, чтобы использовать их для пропитания. Для такой нехилой работенки им нужна энергия, то есть углеводы, которые поставляют растению листья непосредственно из солнечной энергии, воздуха и воды, как уже говорилось выше. Процессы гниения органических веществ в почве идут с помощью микроорганизмов, выделяющих при дыхании углекислый газ. В почве он соединяется с молекулой воды, образуя угольную кислоту СO2 + Н2O = Н2СO3, которая, в свою очередь, распадается на ионы Н2СO3 = Н + НСO3. Они поглощаются почвой, при этом происходит вытеснение ионов калия, магния, фосфора и других химических элементов. Из этого изобилия ионов минералов корни избирательно поглощают те, которые им нужны. Далее этот почвенный раствор идет вверх, в листья, где зерна хлорофилла с помощью солнечной энергии синтезируют белок. Таким образом, между надземной и подземной частями растений постоянно происходит интенсивный обмен питательными веществами. Максимальной интенсивности этот процесс достигает в июне—июле. В этот период делается запас питательных веществ в листья, как в кладовку, который растения используют для наращивания урожая. У многолетников листья иногда долго стоят зелеными, то есть не хотят отдавать свои запасы урожаю. Чтобы вызвать отток питания из листьев в плоды, надо дать усиленную подкормку любым минеральным удобрением, лучше всего в виде опрыскивания по листьям, чтобы вызвать их гибель (5—6 столовых ложек на 10 л воды).

. Листья вырабатывают углеводы за счет воздуха, солнца и воды, и растение направляет их в корневую систему, откуда в листья поднимаются минеральные элементы, необходимые для образования белка. Первыми весной распускаются именно листья и сразу начинают вырабатывать углеводы. Земля в корнеобитаемом слое к этому времени еще не успевает прогреться до необходимых для пробуждения корней 8 градусов тепла, и корни не работают, то есть в листья не поступают необходимые для образования белка компоненты — процесс образования белка несколько задерживается: не из чего. А листья уже начали гнать углеводы. Вот вредители и летят. Помочь растениям очень просто. Дайте им в этот момент внекорневую подкормку по листьям, и вредители останутся с носом.

Если этого не сделать, то проснувшиеся вредители всем скопом набросятся на изысканное угощение, и первой среди них окажется тля. Большинство вредителей может сжевать или проколоть, чтобы высосать сок, только молоденькие листочки. Когда листья повзрослеют и погрубеют, они для вредителей станут недоступными. Чтобы не допустить вредителей к столу, надо как можно быстрее начать подавать в листья необходимые ингредиенты для создания белка. Если этот процесс пойдет быстро, то и всю обедню вредителям испортит.

Что же надо сделать, чтобы заставить корни быстрее начать свою работу? Их надо как можно быстрее согреть. Точнее, поднять температуру почвы выше плюс 8 градусов в зоне корней. А как? Полить горячей водой почву под многолетниками по периметру кроны, где и залегает основная масса сосущих волосков.

Ну а что мы нередко читаем в литературе? Утопчите снег под посадками, чтобы мыши не проделали ходы в рыхлом снегу и не подгрызли кору на деревьях. А частенько и вовсе пишут, что утаптывание снега нужно для того, чтобы удержать растения от пробуждения. Да вот только дело-то в том, что листья при этом от пробуждения удержать не удастся, и они начнут вырабатывать углеводы! От мышей есть другие приемы защиты, без утаптывания снега. Например, обвязывание молодых стволов капроновыми чулками или мешковиной из стекловолокна. Старая кора больших деревьев им не по зубам, да и осенняя побелка водоэмульсионной краской совсем неплохо защищает не только от солнечных весенних ожогов, но и от погрызов.

Что еще важно знать о жизни корней?

Корни выделяют микотоксины, которые помогают им защитить свою территорию от незваных соседей, поэтому неплохо бы кое-что знать о совместимости посадок. Еще раз повторю эту простую истину. Как уже говорилось выше, корни и корневища пырея любят микотоксины корней крыжовника и буквально прорастают сквозь всю толщу корневой системы любимца. А сами-то выделяют микотоксины, губительные для корней крыжовника. Если крыжовник систематически не освобождать от любящих объятий корней пырея, то куст постепенно захиреет и даже погибнет. Замечали такое? Конечно же, замечали, только не понимали причину гибели.

Что же надо знать о совместимости посадок? Во-первых, растения должны быть совместимы по фитонцидам, выделяемым надземной часть, во-вторых, по высоте, чтобы более высокие не загораживали солнечный свет более низкорослым. В-третьих, корневая система у соседствующих растений должна находиться в разном слое почвы. Недопустимо сажать рядом, скажем, землянику, облепиху, малину и черную смородину. У всех этих растений корнеобитаемый слой всего 12 —15 см. Там начнется бешеная война за влагу и питание. В-четвертых, корневые системы посаженных рядом растений должны быть совместимы по выделяемым ими микотоксинам.

Очень часто пишут, что севооборот необходим из-за накопления вредителей и возбудителей болезней монокультуры, из-за выноса из почвы одних и тех же минеральных элементов в одной и той же пропорции, что вызывает дисбаланс питания. Но почему-то не принимают во внимание тот факт, что выделяемые растениями собственные микотоксины накапливаются в почве и становятся причиной угнетения самого растения.

Проделайте простой эксперимент. Посейте в ящик салат. Кормите, поите в соответствии с его требованиями. Снимите первый урожай, выдернув растения из почвы, и тут же посейте салат снова. И опять кормите, поите как положено. Снова снимите урожай. И вот, когда вы в третий раз посеете салат, вы вдруг с удивлением обнаружите, что у растущего салата ни с того, ни с сего начали чернеть края листьев. Недостатком калия этот краевой ожог объяснить нельзя, так как правильный рацион питания вы салату обеспечили, болезней такого типа не существует. Никакие обработки не помогают — в этом легко убедиться. А вот если сделать анализ почвы, то как раз и обнаружится избыточное содержание выделений корневой системы салата, который погубил сам себя.

Источник