Минеральные вещества растения поглощают в виде
Обновлено: 07.07.2024
Корневой волосок — это длинный вырост наружной клетки корня, расположенный в зоне всасывания корня. Проникая между частицами почвы, корневые волоски плотно прилегают к ним и всасывают из почвы воду с растворёнными в ней минеральными веществами.
Корневые волоски способны значительно увеличить всасывающую поверхность корня растения, а значит и улучшить обеспечение растения водой и минеральными веществами.
3. Какие минеральные вещества вам известны?
Фосфор, калий, сера, магний, азот.
Вопросы в конце параграфа
1. Какие вещества необходимы для минерального питания растения?
Больше всего растению необходимы калий, азот и фосфор:
- калий способствует быстрому оттоку органических веществ из листьев к корням;
- азот необходим для роста растений;
- фосфор способствует быстрому созреванию плодов.
Кроме того, растениям для роста и развития необходимы и другие минеральные вещества, но уже в небольших количествах.
2. Как растения поглощают питательные вещества?
Различные виды растений поглощают питательные вещества разными способами. Например у водорослей питательные вещества усваиваются всей поверхностью тела.
У высших растений, например для покрытосемянных растений, которые изучаются в ходе этого курса, функцию поглощения питательных веществ из почвы выполняет корень.
Процесс поглощения воды и растворённых в ней минеральных веществ происходит в зоне всасывания корня. Именно в этой зоня на наружной поверхности корня вырастают корневые волоски — специальные вытянутые клетки, способные проникать сквозь частицы почвы и всасывать воду.
Число корневых волосков у различных растений разное, но их всегда очень много. Чем больше у растения корневых волосков, тем большую поверхность всасывания имеет растение и тем больше питательных веществ оно получит.
Далее из корневого волоска вода поступает в соседние клетки, а потом в сосуды корня. По сосудам вода и питательные вещества поднимаются в другие органы растения. Подняться вверх по сосудам воде помогает корневое давление растения.
3. Что такое корневое давление?
Корневое давление — это давление, которое создается в сосудах корней и благодаря которому обеспечивается движение воды и растворённых в ней минеральных веществ из корня вверх в другие части растения.
4. Почему растения не рекомендуется поливать холодной водой?
При поливе холодной водой происходит снижение поглощающей способности корня. Холодная ода хуже впитывается корневыми волосками и растение не получает всех необходимых ему веществ .
5. Какие виды удобрений вы знаете?
Существуют органические, минеральные и микроудобрения удобрения:
- органические удобрения — это отходы от жизнедеятельности животных (навоз, птичий помёт) или отмершие части организмов животных и растений (торф, перегной);
- минеральные удобрения — это удобрения, содержащие необходимые для жизни растений минеральные вещества, различают азотные минеральные удобрения, калийные и фосфорные;
- микроудобрения — это удобрения, которые содержат различные химические вещества, помогающие росту растений, например бор, медь, цинк, кобальт и прочие.
6. Какое влияние на рост и развитие растений оказывают азот, калий, фосфор?
Азот способствует росту растений. Калий обеспечивает быстрый отток органических веществ от листьев в корням. Фосфор необходим для скорейшего созревания плодов.
7. Что такое подкормка?
Подкормка — это внесение в почву удобрений, необходимых растению в данный период жизни. В разные сроки вносятся разные удобрения, всё зависит от конкретных потребностей и вида растений.
Подумайте
Правильно ли поступают люди, убирая осенью опавшую листву с газонов в скверах и парках населённых пунктов?
В природе опавшая листва перегнивает и обогащает почву минеральными веществами. Убирая опавшую листву с газонов и в скверах люди лишают городские растения естественной подкормки. Это неправильною
С чем связаны особенности строения клетки корневого волоска?
По своему строению корневой волосок — это длинный вырост наружной клетки корня. Длина корневых волосков в среднем 10 мм. Поверхность их покрыта слизью, которая помогает корневому волоску как можно более тесно соприкасаться с частицами почвы и эффективно всасывать воду и растворённые в ней минеральные и органические вещества.
Задания
1. Возьмите два одинаковых растения колеуса средних размеров. Поставьте их в светлое тёплое место и три дня не поливайте. Затем регулярно поливайте: первое растение — ежедневно утром и вечером, расходуя на каждый полив по 50 мл воды, второе растение — три раза в неделю (понедельник, среда, пятница), расходуя на каждый полив по 200 мл воды. Опыт проводите в течение месяца. Результаты наблюдений записывайте в тетрадь. Сравните результаты наблюдений и сделайте вывод.
Результаты эксперимента будут сильно зависит от времени года, в который будет проводиться эксперимент. Так, в зимний период у колеуса наступает период покоя. На протяжении всех зимних месяцев необходимо максимально ограничить полив и не удобрять это растение. Если же этого не сделать, то растение не зацветёт.
Поливать колеус нужно в зависимости от состояния грунта — на ощупь он должен быть слегка подсохшим. Летом к поливу можно добавить и опрыскивание.
Вывод: если эксперимент будет проводиться летом, то лучше себя будут чувствовать растения поливаемые первым способом (каждый день) Если же провести эксперимент осенью или зимой, то наиболее комфортно будет растению поливаемому три раза в неделю.
2. Для подготовки к изучению прорастания семян в стакан из тонкого прозрачного стекла поместите промокательную бумагу так, чтобы она плотно прилегла к стенкам стакана. На дно стакана налейте немного воды. Между стеклом и промокательной бумагой поместите зерновки пшеницы, ржи, ячменя или овса и наблюдайте за их прорастанием. В другой стакан положите семена фасоли или гороха также для наблюдения за прорастанием. В третий стакан поместите семена фасоли или гороха, отделив у них одну семядолю. Следите, чтобы семена не высохли. Установите, когда они набухнут. Проследите, когда у проростков появятся корни, сколько их разовьётся через некоторое время, как происходят рост и дальнейшее развитие проростков. Свои наблюдения запишите.
Растение
Появление стебелька
Злаки (пшеница, рожь, овёс, ячмень)
Бобовые (горох фасоль) с двумя семядолями
Также в процессе развития проростков можно наблюдать, что у гороха и фасоли развивается стержневая корневая система, а у злаков — мочковатая корневая система.
Задания для любознательных
С марта—апреля по июль применяйте жидкую подкормку комнатных растений, которыми озеленена школа. Для этого берите куриный или голубиный помёт. Готовьте подкормку следующим образом: четверть объёма литровой банки заполните птичьим помётом, затем до верха банки налейте горячей воды. Полученный раствор размешайте деревянной палочкой и дайте ему остыть. Один стакан приготовленной таким способом жидкой подкормки перед удобрением растений надо разбавить десятью стаканами воды. Можно также подкармливать растения раствором минеральных веществ. Применять подкормку следует один раз в неделю.
Растения стали развиваться быстрее и выглядеть более здоровыми.
Словарик
Минеральное питание — это процесс поглощения, передвижения и усвоения растениями из почвы воды и растворённых в ней минеральных солей.
Корневое давление — это свойство сосудов корней растения поднимать воду и минеральные вещества вверх в другие части растения.
Почва — это верхний плодородный слой земли.
Плодородие — это свойство почвы обеспечивать растения питательными веществами и влагой, создавать условия для их жизнедеятельности.
Органические удобрения — это отходы жизнедеятельности животных (навоз, птичий помёт) или отмершие части организмов животных и растений (перегной, торф).
Минеральные удобрения — это удобрения, содержащие минеральные вещества необходимые для жизнедеятельности растений. Различают фосфорные, калийные и азотные минеральные удобрения.
Для питания растениям необходимы не только углеводы, образующиеся при фотосинтезе, но и некоторые минеральные вещества. Для чего нужны эти элементы, указано в таблице. У высших растений минеральные вещества из почвы или окружающей воды поглощают корни1. Максимальное поглощение происходит в зоне корневых волосков. Участие в этом процессе микоризы обсуждается в статье.
Чтобы понять механизм поглощения и транспорта минеральных ионов, необходимо помнить следующее.
1. Минеральные элементы, необходимые растению, входят в состав солей. В водном растворе молекулы солей диссоциируют и образующиеся ионы свободно передвигаются.
2. Ионы способны пересекать клеточные мембраны различными путями. Один из них — активный транспорт. Он требует затрат энергии в форме АТФ, образующегося в процессе дыхания и может вести к перемещению ионов против градиента их концентрации (разд. 5.9.8).
3. Внутрь корня от его эпидермиса распространяется непрерывная система клеточных стенок — апопласт. Вода и любые растворенные в ней вещества свободно проникают в эту систему из почвы.
На рисунке приведен график поглощения ионов калия молодыми корнями злаков, предварительно отмытыми чистой водой. Через 90 мин к растворам добавляли ингибитор дыхания — цианид калия.
Рисунок показывает, что поглощение ионов четко разделяется на две фазы. Первая длится примерно 10—20 мин. Поглощение в этот период идет относительно быстро. Ионы калия, соприкасаясь с эпидермисом корня, проникают в клеточные стенки и движутся вглубь через апопласт по механизму либо объемного потока, обеспечиваемому транспирацией, либо диффузии. Можно видеть, что эта фаза относительно независима от температуры, поскольку скорость поглощения примерно одинакова и при 25, и при 0 °С. Речь идет о пассивном процессе.
Вторая фаза зависит от температуры и не наблюдается при 0 °С, когда интенсивность метаболизма и дыхания очень низка. Ингибирование поглощения К-ионов цианистым калием свидетельствует о том, что этот процесс зависит именно от дыхания. Во время второй фазы ионы калия поступают в клетки корня через плазма-лемму путем активного транспорта.
Сходные результаты можно получить и на изолированных тканях. Обычно в таких опытах используются запасающие органы растений, например корнеплод моркови. Данные, приведенные на рисунке, подтверждают, что поглощение ионов зависит от дыхания и ингибируется цианидом калия.
Итак, поступление ионов в корень обеспечивают два процесса: 1) пассивное поступление, когда ионы движутся за счет объемного потока и диффузии через апопласт; 2) активный транспорт, при котором ионы переносятся в клетки против градиента их концентрации за счет энергии, генерируемой при дыхании.
Активный транспорт — процесс избирательный и зависит от дыхания, а диффузия неизбирательна и энергозатрат не требует. В результате пассивного поглощения все клетки первичной коры корня омываются раствором, сходным по составу с почвенным. Так создается обширная поверхность для поглощения ионов.
Ионы, передвигаясь по апопласту, доходят только до эндодермы, где дальнейшее их продвижение блокируют пояски Каспари. Пересечь этот барьер ионы могут путем диффузии или путем активного транспорта через плазмалеммы эндодермальных клеток и попадая в их цитоплазму и, возможно, в вакуоли. Таким способом растение контролирует, какие минеральные вещества в конце концов попадают в ксилему.
Ионы могут перемещаться и по симпласту. Попав в цитоплазму одной клетки, они будут продвигаться дальше по плазмодесмам, не пересекая мембран. Непрерывный симпластный путь идет от корневых волосков до самой ксилемы. На рисунке показаны все возможные пути транспорта ионов внутри корня.
Конечный этап передвижения минеральных солей по корню — высвобождение ионов в ксилему. Для этого им рано или поздно надо покинуть цитоплазму клеток через плазмалемму. Это происходит либо путем диффузии, либо за счет активного транспорта.
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.
В наземные части папоротников, голосеменных и цветковых растений растворы минеральных веществ поступают из корней, всасывающих их из почвы корневыми волосками .
Корневые волоски работают как маленькие насосы. Вещества, поступившие в корневой волосок, перемещаются в другие клетки всасывающей зоны корня, поступают в сосуды центрального цилиндра корня и по ним поднимаются вверх в стебли и листья.
Доказать, что поступление растворов минеральных веществ в наземную часть растения происходит по сосудам древесины , можно с помощью простого опыта.
Ветку дерева ставят в окрашенную чернилами воду. Через несколько часов отрезают часть стебля и разрезают его вдоль. На срезе видно, что чернилами окрашивается только слой древесины. Значит, раствор чернил поднимается вверх по сосудам, которые находятся в древесине.
Процессы всасывания воды и её передвижения вверх по органам растений возможны благодаря действию корневого давления .
Обрезают стебель растения, оставив небольшой пенёк. На него одевают небольшой кусочек трубки из резины, в который вставляют стеклянную трубку. Через некоторое время из трубки начинает капать вода. Но это происходит только после полива тёплой водой. Если же для полива использовать холодную воду, то капли воды не появляются. Значит, корни не могут поглощать холодную воду.
Вопрос 1. Какие вещества необходимы для минерального питания растения?
для нормального жизненного цикла растительного организма необходима лишь определенная группа основных питательных элементов, функции которых в растении не могут быть заменены другими химическими элементами. Для минерального питания больше всего растению нужны азот, калий и фосфор. Остальные вещества требуются в небольших количествах (обычно сотые доли процента от массы клетки и ниже). Это — магний, натрий, бор, марганец, цинк, медь, молибден и др.
Вопрос 2. Как растения поглощают питательные вещества?
Водоросли, а также некоторые другие водные растения усваивают вещества минерального питания всей поверхностью тела. Высшие наземные растения получают их из почвы через корневые волоски.
Вопрос 3. Что такое корневое давление?
Корневое давление — это сила (гидростатическое давление), обеспечивающая поступление воды в клетки или межклетники коры, а затем в сосуды корня и по ним — в другие органы растения. Показано, что у растений, обитающих в холодных и плохо аэрируемых почвах, а также в результате действия ядов и ингибиторов корневое давление снижено.
Вопрос 4. Почему растения нельзя поливать холодной водой?
Холодная вода плохо поглощается корнями. В связи с этим растение может погибнуть от недостатка влаги.
Вопрос 5. Какие виды удобрений вы знаете?
Существуют органические и минеральные удобрения.
Органические удобрения — это или отходы жизнедеятельности животных (навоз, птичий помет), или отмершие части организмов животных и растений (перегной, торф).
Минеральные удобрения — это удобрения, состоящие из неорганических соединений, преимущественно солей. По виду основного питательного элемента различают азотные, фосфорные и калийные удобрения. Кроме того, широко используют микроудобрения, в которых содержатся такие элементы, как бор, медь, цинк, кобальт и др., потребляемые растениями в незначительных количествах.
Вопрос 6. Какое влияние на рост и развитие растений оказывают азот, калий, фосфор?
Вещества, содержащие азот, способствуют росту растений, фосфор — скорейшему созреванию плодов, калий — быстрейшему оттоку органических веществ от листьев к корням.
Вопрос 7. Что такое подкормка?
Подкормка — это внесение минеральных удобрений в период роста и плодоношения растений. Растения подкармливают минеральными веществами, необходимыми для нормального их роста в данный период жизни.
Читайте также: