2.Минеральное питание растений. Физиологическая роль основных элементов, механизмы их поступления в клетку.

МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ, совокупность процессов поглощения, передвижения и усвоения растениями химических элементов, получаемых из почвы в форме ионов минеральных солей. При исследовании золы растений в ней было обнаружено множество химических элементов, в т. ч. редких, содержание которых в различных частях растений было не одинаковым. Это свидетельствует о том, что данные элементы необходимы растениям и накапливаются в них. Элементы, присутствующие во всех растениях, были отнесены к жизненно важным – это калий, кальций, магний, железо, сера и фосфор. Для разных растений они необходимы в различных количествах. Полностью заменить одни элементы какими-либо другими невозможно. От степени их присутствия в почве зависит урожайность с.-х. растений

ФОСФОР усваивается растением в виде солей фосфорной кислоты (фосфатов) и находится в нём в свободном состоянии или совместно с белками и другими органическими веществами, входящими в состав плазмы и ядра. В свободном состоянии, возможно, регулирует в клетке кислотную и щелочную среду.

СЕРАпоглощается растением в виде солей серной кислоты, входит в состав белков и эфирных масел.

КАЛИЙ сосредоточен в молодых органах, богатых плазмой, а также в органах накопления запасных веществ – семенах, клубнях, вероятно, играет роль нейтрализатора кислой реакции клеточного сока и участвует в тургоре.

МАГНИЙ содержится в растении там же, где и калий, и, кроме того, входит в состав хлорофилла.

КАЛЬЦИЙ накапливается во взрослых органах, особенно в листьях, служит нейтрализатором вредной для растения щавелевой кислоты и защищает его от токсического действия различных солей, участвует в образовании механических оболочек. Железо находится в растении в малых количествах, но входит в состав протопластов, и при его недостатке развивающиеся листья не зеленеют, а остаются белыми (явление хлороза).

МАГНИЙ. Этот химический элемент входит в состав хлорофилла, в связи, с чем он является неотъемлемой единицей фотосинтезирующих структур процесса фотосинтеза. Магний активизирует многие ферменты, участвующие в метаболизме фосфора. Ему принадлежит важное место в образовании репродуктивных органов; он стимулирует прорастание семян и другие процессы.

ЖЕЛЕЗО. Этот элемент играет важную роль в дыхании растений. В окислительно-восстановительных процессах он является акцептором кислорода, участвует в синтезе предшественников хлорофилла. Признаки дефицита железа прежде всего появляются на молодых листьях прямостоячих побегов. На верхушках листьев возникает хлороз

МАРГАНЕЦ. Этот элемент необходим для протекания процесса фотосинтеза, процессов синтеза белковых веществ, жиров и др. Признаки его дефицита, прежде всего, проявляются на молодых листьях растущих побегов. Сначала листья приобретают светло-зеленый цвет, а в дальнейшем желтый. При более сильном дефиците марганца верхушечные листья прямостоячих побегов становятся желтыми, со светло-бурой верхушкой и отмирают.

ЦИНК. Этот элемент активизирует деятельность ряда ферментов. Он способствует образованию ауксина и, поэтому, является сильным катализатором ростовых процессов. Цинк входит в состав хлоропластов, где является необходимым компонентом в процессах фотохимического расщепления воды. Этот элемент необходим при оплодотворении, он принимает участие в развитии яйцеклетки. Листья приобретают лимонно-желтый цвет.

МЕДЬ. Как правило, медь входит в состав ряда ферментов, активизирует многие жизненно важные процессы растений - дыхание, белковый и углеводный обмены. Низкомолекулярный медьпротеид - пластоцианин - является обязательным компонентом фотосинтетической электронно-транспортной цепи. Дефицит меди способствует засыханию верхушечной части побегов.

БОР. Этот элемент стимулирует синтез аминокислот и белков. Особенно большое значение имеет бор в синтезе углеводов, их обмене и других процессах. Признаком дефицита бора являются пестрые пятна на молодых побегах и синеватая окраска листьев у основания побегов. Листья разрушаются и молодые побеги отмирают. Растения не цветут, а если и цветут, то плоды не развиваются.

Кроме указанных жизненно необходимых элементов, определённое значение имеют хлористый натрий (накапливаясь в клетках галофитов, позволяет увеличить осмотическое давление до 100 атмосфер, благодаря чему они могут противостоять физиологической сухости почвы), марганец, фтор, йод, бром, цинк, кобальт, стимулирующие рост растений, и др.

Минеральные соединения азота и зольных элементов поглощаются наземными высшими растениями почти исключительно корнями. Соли, как и вода, поглощаются живыми клетками первичной коры корня и корневыми волосками, затем корневым давлением выталкиваются с водой в сосуды, разносятся транспирационным током по другим частям растения и снова принимаются живыми клетками стебля и листа. В живых клетках корня происходит первый отбор веществ, допускаемых внутрь растения. Участие живых клеток в принятии веществ обусловливают избирательную способность растения, благодаря которой различные вещества поглощаются в разных количествах. Так как поступление в сильной степени зависит от потребления, растение принимает на различных стадиях развития то одни соли, то другие. Чем теснее соприкосновение корня с частицами почвы, тем сильнее развита корневая система и тем полнее идёт поглощение солей. Кроме того, корни обладают растворяющей способностью. Несомненно, что мощная, сильно разветвлённая корневая система способствует лучшему питанию растения.