Розділ іі. Мінеральне живленння рослин

Автотрофне живлення - це не тільки синтез вуглеводів, а й створення інших органічних речовин (білків, нуклеїнових кислот) за рахунок простих неорганічних сполук (нітратів, сульфатів, фосфатів тощо). Ці мінеральні речовини рослини отримують із ґрунту під час так званого мінерального або ґрунтового живлення. Неорганічні елементи здійснюють свою фізіологічну дію не лише як складова органічних сполук, а й самостійно, у вільному, незв'язаному стані.

Значення мінерального живлення визначається функціями неорганічних речовин у рослині.

1. Осмотична (підтримка водного балансу в рослині за рахунок створення концентраційних градієнтів, які обумовлюють напрямки та об'єми потоків води в клітині).

2. Біокаталітична (активація та інгибування діяльності ферментів неорганічними елементами, що входять до складу їх простетичних груп).

3. Функція окиснення органічних сполук (здійснюється через включення неорганічних компонентів до складу носіїв електронів в електрон-транспортному ланцюгу).

4. Структурна (участь у побудові головних структурних компонентів рослинної клітини - мембрани, клітинної стінки та ін.).

5. Транспортна (наявність у клітинних мембранах певних неорганічних елементів визначає таку їх властивість, як вибіркова проникність).

Якщо рослину спалити, неорганічний компонент залишається у вигляді попелу. Хімічні елементи знаходяться в ньому у різних кількостях. Тому, їх ділять на макро- та мікроелементи.

Макроелементи (С, О₂, Н₂, N₂, К, Са, Р, Мg, S) необхідні рослинам у великих кількостях. Мікроелементи (Fе, Сl₂, Сu, Мn, Zn, Мо, В) необхідні в незначних, слідових кількостях. Доведено, що ці 16 елементів є вкрай необхідними для нормального розвитку більшості рослин. Крім цього, є елементи, які надзвичайно важливі тільки для деяких груп рослин: Nа- для маревих, Со- для бобових, Аl - для папоротей, Sі- для діатомових водоростей.

Потреби культурних рослин в елементах мінерального живлення, з'ясовані набагато краще, ніж потреби дикоростучих видів.

Іі.1. Джерела надходження мінеральних речовин в екосистему

Першим джерелом надходження мінеральних речовин у наземні екосистеми є рослинний опад. Органічні речовини опаду мінералізуються сапрофітними організмами і перетворюються в низькомолекулярні водорозчинні сполуки, доступні для поглинання коренями рослин. Важливо те, що органічний опад залишається в екосистемі і складає резерв поживних речовин. При високій швидкості мінералізації, елементи, які знаходяться в органічній речовині, швидко і в великій кількості вивільняються і знову вступають в обіг. Тому існує пряма залежність між інтенсивністю процесів мінералізації та приростом сухої маси рослин. Ідеальні умови для життєдіяльності сапрофітів – 25-40°С та висока вологість повітря.

У суворих кліматичних умовах (низька температура та вологість) розклад підстілки і гумусу йде занадто повільно і швидкість приросту рослин залишається на низькому рівні. Якщо мінералізація йде занадто швидко. рослина не в змозі повністю поглинути вивільнені неорганічні сполуки. Мінералізовані речовини доступні для рослин, але більш рухливі і вимиваються із грунту.

Другим джерелом надходження мінеральних речовин в екосистему є підстилаюча порода, вода і повітря. Деяка кількість мінеральних сполук надходить у грунт внаслідок вивітрювання. В нерозвинених ґрунтах вивітрювання є практично єдиним джерелом мінеральних елементів. Вода атмосферних опадів приносить на поверхню рослин і землі неорганічні речовини, які містяться в атмосфері у вигляді газів (SO₂, NO – N₂O₅, NН₂) пилу, туману або аерозолю. Також рослини вловлюють ці гази безпосередньо з повітря. Геохімічні процеси обміну в екосистемі загалом незначні, але і їх потрібно враховувати.