Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Питание растений

Питание растений (далее П) процесс поглощения и усвоения растениями из окружающей среды элементов, необходимых для их жизни; заключается в перемещении веществ из среды в цитоплазму растительных клеток и их превращении в соединения, свойственные данному виду растений. Поглощение и усвоение питательных веществ (анаболизм) вместе с их распадом и выделением (катаболизм) составляют обмен веществ (метаболизм) - основу жизнедеятельности организма.

  В составе растений обнаружены почти все существующие на Земле элементы. Однако для П необходимы лишь следующие: (С), (О), (Н), (), (Р), сера (), (К), (), (), () и микроэлементы: бор (В), (), (), (), () и др. Элементы питания поглощаются из воздуха - в форме углекислого газа (2) и из почвы - в форме воды (2) и ионов минеральных солей. У высших наземных растений различают воздушное, или листовое, питание (см. Фотосинтез) и почвенное, или корневое, питание (см. Минеральное питание растений). Низшие растения (бактерии, грибы, водоросли) поглощают 2, 2 и соли всей поверхностью тела.

  Потребность растительного организма в различных элементах неодинакова; наибольшая - в и Это объясняется тем, что живое растение на 80-90% состоит из воды, т. е. из и в отношении 8: 1. Кроме того, растение расходует за свою жизнь в процессе транспирации в сотни раз больше воды, чем его собственная масса (для предотвращения перегрева). Основу сухого вещества растения наряду с (45%) составляют также (42%) и (6-7%). На долю элементов минерального питания, среди которых преобладают и приходится всего 5-7% сухого вещества растения. Ни один элемент питания не может быть заменен другим (так называемый принцип незаменимости питательных элементов). Отсутствие или большой недостаток любого из них неизбежно приводит к прекращению роста и к гибели растения. Каждый из элементов выполняет в растительных тканях свою уникальную функцию, неразрывно связанную со всеми др. отправлениями организма. Так, вместе с и составляет основу всех молекул органических соединений (см. Биогенные элементы). Вещества, состоящие только из этих трех элементов (углеводы),- главный субстрат дыхания. Из полимерных углеводов состоят также оболочки растительных клеток. Каждый вид и даже сорт растений поглощает преимущественно те элементы, которые в наибольших количествах нужны для свойственного ему обмена веществ. Поэтому, например, содержание в растениях обычно в десятки раз превышает содержание хотя в почвах отношение между этими элементами обратное. Некоторые виды растений способны накапливать в своих тканях редкие элементы (например, чем пользуются при геологической разведке (см. Индикаторные растения).

  Типы питания. В зависимости от источника поглощаемого различают несколько типов П Часть низших растений (все грибы и большая часть бактерий) может использовать только из органических соединений, в которых он содержится в восстановленной форме. При окислении таких соединений в процессе дыхания освобождается запасенная в них энергия, которая затем может расходоваться на различные эндергонические (т. е. требующие затрат энергии) процессы: синтез более сложных соединений, передвижение веществ в растении и др. Питание этого типа называется гетеротрофным, а растения, потребляющие органические источники гетеротрофными (см. Гетеротрофные организмы); питание за счет мертвых органических остатков называется сапрофитным, а растения, питающиеся мертвыми органическими остатками,- сапрофитами. Этот тип питания свойствен всем гнилостным грибам и бактериям. Гетеротрофы, живущие за счет органических соединений др. живых организмов, называются паразитами. К ним относятся все грибы и бактерии - возбудители болезней животных и растений, а также некоторые высшие растения, например заразиха, высасывающая с помощью специальных присосок соки др. растений. Паразитическое П отличается от симбиоза, при котором происходит постоянный обмен продуктами жизнедеятельности, полезный для обоих партнеров. Симбиотический П наблюдается, например, у бактерий, поселяющихся в клубеньках на корнях бобовых растений (см. Азотфиксация), у шляпочных грибов, гифы которых проникают в корневые ткани древесных растений (см. Микориза), а также у лишайников, представляющих собой группу грибов, находящихся в постоянном сожительстве с водорослями. Большая часть растений способна усваивать из углекислого газа, восстанавливая его до органических соединений. Этот тип питания называется автотрофным (см. Автотрофные организмы). Он свойствен всем высшим зеленым растениям, а также водорослям, некоторым бактериям. Восстановление 2 до органических соединений требует затрат энергии либо за счет поглощаемого солнечного света (фотосинтетики), либо за счет окисления восстановленных соединений, поглощаемых из внешней среды (хемосинтетики).

  Благодаря П осуществляется большой биогеохимический круговорот веществ в природе (рис. 1). Автотрофные (главным образом зеленые, или фотосинтезирующие) растения дают начало этому круговороту, удаляя из атмосферы 2 и создавая богатые энергией органические вещества. Гетеротрофные растения (главным образом сапрофиты) замыкают этот круговорот, разлагая мертвые органические остатки до исходных минеральных веществ.

  В процессе фотосинтеза растения не только поглощают вещества, но и накапливают энергию. Один из первичных продуктов фотосинтеза - При соединении 6 грамм-молекул 2 и такого же количества 2 образуется 1 грамм-молекула (180 г). Этот процесс происходит с поглощением 674 ккал (1 ккал = 4,19 кдж) энергии солнечного света, которая и запасается в связях Вместе с молекулами эта запасенная энергия может затем переместиться в другие, нефотосинтезирующие части растений, например в корень. Здесь в процессе дыхания она может освобождаться для синтеза более сложных соединений и для др. процессов жизнедеятельности растительных клеток. Хотя в фотосинтезе непосредственно участвуют только 2 и 2, для его осуществления и в особенности для последующих превращений его первичных продуктов необходимы все др. элементы П, в каких бы ничтожных количествах они не содержались в растении.

  Превращения питательных веществ происходят в различных органах и тканях и связаны друг с другом в непрерывный круговорот веществ в растительном организме (рис. 2). В листьях в процессе фотосинтеза из 2 воздуха и поступающей из корня 2 образуются первичные органические продукты (ассимиляты). Один из них - - универсальная форма транспортировки углевода. Из фотосинтезирующих клеток листа поступает в специальную транспортную систему - ситовидные трубки флоэмы, обеспечивающие нисходящее перемещение веществ сначала по листовым жилкам, а затем по проводящим пучкам стебля в корень. Здесь ассимиляты покидают ситовидные трубки и распространяются по тканям корня. Навстречу притекающим из листьев ассимилятам движутся вода и ионы минеральных солей, которые сначала связываются поверхностью корневых клеток, а затем через клеточную мембрану проникают внутрь клеток. При этом одни элементы ( в значительной степени и др.) поступают в пасоку и подаются в надземные органы в неизменном состоянии. Другие (например, встречаясь с центробежным потоком ассимилятов, вступают с ним во взаимодействие, включаясь в состав органических соединений (аминокислот и амидов), и в таком измененном виде поступают в пасоку. Наконец, третьи (такие, как проходя через ткани корня, также включаются в органические соединения (нуклеотиды, эфиры но затем, снова отщепляясь, поступают в пасоку главным образом в виде свободных ионов. Так или иначе элементы корневого П вместе с водой поступают в сосуды ксилемы - вторую транспортную систему растения, обеспечивающую восходящее перемещение веществ в надземные органы. Движение воды и растворенных в ней веществ по сосудам происходит за счет корневого давления и транспирации. В листе эти вещества из сосудов проникают в фотосинтезирующие клетки, где происходит их вторичное взаимодействие с ассимилятами. При этом образуются разнообразнейшие органические и органо-минеральные соединения, из которых после ряда усложнений развиваются новые органы растения.

  Роль питания. П обеспечивает веществами и энергией следующие процессы: поддержание жизнедеятельности (возмещение убыли питательных веществ при дыхании и выделении в наружную среду), рост органов, отложение веществ в запас и, наконец, воспроизведение потомства (образование плодов и семян). При недостаточном П питательными веществами обеспечиваются в первую очередь процессы, связанные с жизнедеятельностью и воспроизведением потомства. При умеренном недостатке П рост молодых частей растения (верхних листьев, корневых окончаний) еще продолжается за счет реутилизации, т. е. повторного использования питательных элементов путем их оттока из более старых листьев. При резком недостатке П рост прекращается, и все питательные ресурсы направляются на главную функцию растительного организма - воспроизведение потомства. В этих условиях ячмень, например, имеет высоту всего 4-5 см, но образует 2-3 вполне нормальные зерновки. Избыток тех или иных элементов П так же вреден, как и их недостаток.

  Создание наилучших условий почвенного П путем орошения и внесения удобрений - наиболее эффективное средство управления урожаем с.-х. растений. В закрытом грунте (парники, теплицы) можно регулировать также воздушное П- путем изменения содержания 2 в воздухе и дополнительного освещения (см. Светокультура растений). Создание оптимального комплекса условий для П- главная задача растениеводства. На решение этой задачи направлены мероприятия по мелиорации засоленных почв (удаление вредного для П избытка солей), агротехнические приемы обработки почвы (создание условий плотности и аэрации, облегчающих П), борьба с сорняками (конкурирующими с культурными растениями за элементы П) и др.

  Лит.: Тимирязев К. А., Жизнь растений, Избр. соч., т. 3, М., 1949; Сабинин Д. А.. Физиологические основы питания растений, М., 1965; Максимов Н. А., Как живет растение, 4 изд., (М., 1966).

  Д. Б. Вахмистров.

 

 



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 28.09.2022 21:53:38