Меню

Элементный состав растений его стабильность динамичность

Элементный состав растений

План

Минеральное питание. Микро- и макроэлементы, поступление в клетку, транспорт. Значение минеральных элементов.

Лекция №13.

Слайд 17. Судьба бихевиоризма

Несмотря на то, что когнитивная альтернатива бихевиоризма, возникла изнутри и преуспела в модифицировании всего бихевиористского движения, унаследованного от Уотсона и Скиннера, важно не забывать, что Бандура, Роттер и другие нео-необихевиористы, поддерживающие когнитивный подход, тем не менее продолжают называть себя бихевиористами. Признавая предметом психологии внутренние когнитивные процессы, они, тем не менее, сосредоточивались на разработке методов исследования и модификации поведения.

В свою очередь, радикальные бихевиористы не принимают во внимание какие-либо предполагаемые внутренние состояния. Уотсон и Скиннер были радикальными бихевиористами; Толмен был методологическим бихевиористам. Работы Бандуры и Роттера, как методологических бихевиористов, совершенно изменили природу бихевиоризма в современной американской психологии.

Последователи Скиннера остаются активными в пределах радикальной традиции, но их влияние и популярность, которые достигли наивысшей точки в восьмидесятые годы, пошли на спад после смерти Скиннера в 1990 году. Бихевиоризм жив и действенен сегодня в прикладной психологии, где методики модификации поведения становятся все более популярными. Но он отличается от того бихевиоризма, который процветал в течение нескольких десятилетий, с момента появления манифеста Уотсона в 1913 году и до смерти Скиннера в 1990 году.

Бихевиоризм подарил психологии как фундаментальной науке всего две идеи:

* первая – идея случайности. Они показали: пробы, совершаемые в начале процессе научения, хаотичны (случайны), но они могут столь же случайно приводить к успеху. После успеха они закрепляются и становятся закономерными;

* вторая – это создание канона экспериментального психологического исследования, включая методы обработки данных.

  1. Элементный состав растений
  2. Азотное питание

2.1. Значение азота для растений и его недостаток

2.2. Круговорот азота в биосфере

2.3. Азотное питание растений

  1. Фосфорное питание
  2. Серное питание
  3. Макроэлементы (калий, кальций, магний, кремний). Содержание, влияние на физиологические процессы, признаки дефицита
  4. Микроэлементы (железо, медь, цинк, марганец, молибден, бор, кобальт, никель, хлор). Содержание, влияние на физиологические процессы, признаки дефицита
  5. Удобрения
  6. Выращивание растений без почвы
  7. Влияние внешних и внутренних факторов на минеральное питание

Растения способны поглощать из окружающей среды практически все элементы периодической системы Д.И.Менделеева. Для нормального жизненного цикла растительного организма необходима лишь определенная группа основных питательных элементов. В эту группу входят 20 элементов: углерод, кислород, водород, азот, фосфор, сера, калий, кальций, магний, железо, марганец, медь, цинк, алюминий, молибден, бор, хлор, натрий, кобальт, кремний. Из них кислород, углерод, азот, водород называются органогенами, они составляют около 95% сухой массы. Все остальные называют зольными элементами, которые присутствуют в тканях в концентрациях 0,001% и выше от сухой массы. P, S, K, Ca, Mg, Fe, Al, Si – относят к макроэлементам, т.к. содержание их составляет 0,01% и выше от сухой массы. Mn, Cu, Zn, Co, Mo, B, Cl – микроэлементы, содержание которых в тканях растения менее 0,001% от сухой массы. Содержание того или иного элемента в тканях растения непостоянно и может сильно меняться под влиянием факторов внешней среды.

Дата добавления: 2013-12-13 ; Просмотров: 1037 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Приспособления растений к недостатку минеральных веществ

Влияние избытка минеральных элементов

Элементный состав растений

В растениях обнаружены все элементы таблицы Менделеева, но список тех элементов, для которых доказана необходимость для всех видов растений, включает только 16 элементов. Это: C, H, O, N, P, S, K, Ca, Mg, Mn, Fe, Cu, Zn, Mo, Cl, B. 3 элемента: Na, Si, Co содержатся в значительных количествах, но не у всех растений. Например, Na – в галофитах, Si – в злаках, хвощах, диатомовых водорослях, Cо – в бобовых.

Из названного списка 3 первых элемента растительные организмы получают из атмосферы и воды в процессе воздушного питания, все остальные – из почвы при корневом питании растений. Первые 6 элементов – органогены, на их долю приходится 95% от сухой массы растений.

По концентрационному принципу все элементы делят на макро- (концентрация выше 0,01% от сырой массы), микро- (концентрация от 0,00001 до 0,01%), ультрамикро- (ниже 0,00001%).

Макроэлементы – все органогены + K, Ca, Mg, Si. Микроэлементы: Fe, Cu, Zn, Mo, Cl, B, Mn. Ультрамикроэлементы: Se, I, Ag, и др. Физиологические функции неизвестны.

Читайте также:  Электронный микроскоп клетки растений был

Концентрация элементов величина непостоянная, зависит от органа растений, возраста, фазы развития, условий обитания.

Виды растений различаются по их способности к накоплению конкретных элементов.

Растения, аккумулирующие элемент даже в условиях его относительного дефицита в почвах, называются аккумуляторами.

Виды, накапливающие элемент прямо пропорционально его уровню в среде, называются индикаторами. Их удобно использовать в биомониторинге.

Растения, в которых уровень элемента длительное время остается на низком уровне даже при его избытке в среде, называются отражателями.

Если поступление элемента прямо пропорционально его содержанию в окружающей среде, то такой тип накопления называется безбарьерным. Такой тип характерен для клеток корней, стеблей. В листьях в основном отмечается барьерный тип. Наиболее консервативны по химическому составу семена и несколько меньше плоды. Поэтому зерновые можно сеять даже на загрязненных почвах, а картофель и другие корнеплоды – нельзя.

Степень токсичности соединений оценивается разными способами. Часто используется такой показатель как предельно допустимая концентрация (ПДК), т.е концентрация, которая не вызывает негативного физиологического ответа. Для супертоксинов ПДК вообще не может быть. Действие токсинов оценивается такими показателями как ЛД100 – 100% гибель организма, подвергнутых воздействию ЛД50 – 50%. Среди химических элементов наибольшей токсичностью обладают тяжелые металлы, к которым относятся химические элементы с плотностью более 5 г/см 3 и атомной массой более 40 Да. К ним относятся: Co, Ni, Cu, Zn, Sn, Cd, Hg, Pb и другие.

Растения выработали ряд адаптационных механизмов:

1) Способны связывать тяжелые металлы в клеточных стенках ризодермы с помощью тех слизей, которые сами выделяют (в состав слизей входят уроновые кислоты, содержащие СООН группы).

2) Синтез фитохелатинов – это пептиды, которые активно связывают металлы и затем эти хелаты (комплексные соли, в которых металл закреплен по всем валентностям и находится внутри молекулы, поэтому его возможность вступать в реакции резко снижается) переносятся через тонопласты в вакуоль.

1. Постоянный рост корня в течение всей жизни растения (корневая система как стая хищников, все время передвигается вперед и вперед, обгладывая каждую встреченную песчинку).

2. Симбиоз с грибами.

3. Симбиоз с бактериями.

4. В с/х практике необходимо внесение удобрений.

По химической природе элементы, извлекаемые растениями из почвы, можно разделить на 2 группы:

1) Металлоиды. N, P, S, Cl, Si поступают в растения в виде анионов соответствующих солей.

2) Металлы. K, Ca, Mg, Fe поступают в растения в виде катионов.

Первая группа элементов находится в растениях в значительных количествах и является составной частью белков и других соединений протоплазмы, т.е является структурным компонентом.

Вторая группа – металлы. Они находятся в растениях в виде свободных или слабосвязанных катионов. Главная их функция – воздействие на коллоидные вещества протоплазмы и регуляция биохимических процессов через влияние на гидратацию коллоидов.

Но деление это не является резким. Например, металлы Fe, Mg входят в состав органических соединений (хлорофилл, цитохромы), другие металлы выполняют роль кофакторов, т.е. влияют на активность ферментов.

О минеральном составе растений судят по анализу золы, остающейся после сжигания органического вещества растений.

Зольность (т.е. процент золы) в разных частях растений очень различается. Установлена такая корреляция: больше всего золы в тех тканях, которые состоят преимущественно из живых клеток (выше всего в листьях, меньше всего в древесине).

Зольность – лабильный показатель. Меняется в зависимости от состава почвы и условий увлажнения.

Источник

2.1. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РАСТЕНИЙ

Растение строит свой организм из определенных химических элементов, находящихся в окружающей среде. Оно состоит из сухого вещества и содержит значительное количество воды. В большинстве вегетативных органов сельскохозяйственных культур содержание воды составляет 70—95 %, а в семенах — от 5 до 15 %.

Обеспеченность растительных клеток водой во многом определяет скорость и направленность процессов жизнедеятельности в растительном организме. В свою очередь, условия минерального питания, а также условия водоснабжения и биологические особенности растений определяют уровень содержания в них воды.

В состав сухого вещества растений входит 90—95 % органических соединений и 5—10 % минеральных солей.

Читайте также:  Опыт по экологии с растениями

Основные органические вещества представлены в растениях белками и другими азотистыми соединениями, жирами, крахмалом, сахарами, клетчаткой, пектиновыми веществами (табл. 8—10).

8. Средний химический состав урожая сельскохозяйственных растений, %

(по Плешкову)

Культура Вода Белки Сыройпротеин Жиры Крахмал, сахара и другие углеводы, кроме клетчатки Клетчатка Зола
Пшеница (зерно) 14 14 15 2,0 65 2,5 1,7
Рожь (зерно) 14 12 13 2,0 68 2,3 1,6
Овес (зерно) 13 11 12 4,2 55 10 3,5
Ячмень (зерно) 13 9 10 2,2 65 5,5 3,0
Рис (очищенное зерно) 11 7,0 8,0 0,8 78 0,6 0,5
Кукуруза (зерно) 15 9 10 4,7 66 2,0 1,5
Гречиха (зерно) 13 9 11 2,8 62 8,8 2,0
Горох (семена) 13 20 23 1,5 53 5,4 2,5
Фасоль (семена) 13 18 20 1,2 58 4,0 3,0
Соя (семена) 11 29 34 16 27 7,0 3,5
Подсолнечник (ядра) 8 22 25 50 7,0 5,0 3,5
Лен (семена) 8 23 26 35 16 8,0 4,0
Картофель (клубни) 78 1,3 2,0 0,1 17 0,8 1,0
Сахарная свекла (корнеплоды) 75 1,0 1,6 0,2 19 1,4 0,8
Кормовая свекла (корнеплоды) 87 0,8 1,5 0,1 9,0 0,9 0,9
Морковь (корнеплоды) 86 0,7 1,3 0,2 9,0 1,1 0,9
Лук репчатый 85 2,5 3,0 0,1 8,0 0,8 0,7
Клевер (зеленая масса) 75 3,0 3,6 0,8 10 6,0 3,0
Ежа сборная (зеленая масса) 70 2,1 3,0 1,2 10 10,5 2,9
9. Средний химический состав семян масличных культур, % сухой массы
Культура Жиры Белки Клетчатка Другиеуглеводы Зола
Подсолнечник: целые семена 34 16 25 20 3,8
ядра 56 26 6 6 3,8
Лен 37 26 8 22 4,0
Конопля 34 22 19 20 4,0

10. Среднее содержание основных веществ в овощных, плодовых и ягодных культурах,

% сырой массы

Культура Сахара Органическиекислоты Азотистыевещества Клетчатка Зола Аскорбиновая кислота, мг/100 г
Капуста белокочанная 4,0 о,з 1,3 0,8 0,7 30
Капуста цветная 3,0 0,1 2,5 1,2 0,8 100
Томат 3,0 0,5 0,6 0,2 0,5 30
Перец сладкий 4,0 0,2 1,5 1,0 0,7 200
Баклажан 3,0 0,2 0,9 1,0 0,5 5
Огурец 1,5 0,005 0,8 0,5 0,4 5
Лук 10,0 0,2 1,6 0,6 0,5 7
Чеснок 0,5 0,2 7,0 1,0 1,0 15
Продолжение
Культура Сахара Органическиекислоты Азотистыевещества Клетчатка Зола Аскорбиновая кислота, мг/100 г
Яблоня 9,0 0,7 0,4 1,0 0,4 25
Груша 10,0 0,2 0,4 0,8 0,4 15
Виноград 18,0 0,7 0,7 0,2 0,6 6
Земляника 18,0 1.4 1,4 1,2 0,5 50
Крыжовник 7,0 2,0 0,8 2,3 0,5 35
Смородина 8,0 2,5 1,4 2,0 0,5 200
Вишня 9,0 1,8 0,9 0,2 0,5 17
Апельсин 7,0 1,4 0,9 2,5 0,7 65
Лимон 2,5 5,8 0,9 2,5 0,6 55

Качество сельскохозяйственной продукции определяется содержанием в ней необходимых органических и минеральных соединений.

Различные сельскохозяйственные культуры выращивают для получения продукции с определенным содержанием белков, сахаров, клетчатки, витаминов и других веществ. Например, высокое содержание клетчатки в сене ухудшает его кормовые свойства, в то же время такие культуры, как хлопчатник, лен, коноплю, выращивают ради получения волокна, которое состоит в основном из клетчатки.

Качество сахарной свеклы оценивают по содержанию сахарозы. Бобовые культуры оценивают по величине накопления белка.

Растения и сухая растительная масса значительно различаются по элементному составу. Рассмотрим среднее содержание химических элементов в растениях (по Виноградову). Основную часть массы живых растений составляет кислород.

Химический Содержание Химический Содержание
элемент в растениях, % элемент в растениях, %
Кислород 70 Кобальт 2- 10- 5
Углерод 18 Алюминий 0,02
Водород 10 Натрий 0,02
Кальций 0,3 Железо 0,02
Калий о,з Хлор 0,01
Азот 0,3 Марганец 1 • ю- 3
Кремний 0,15 Хром 5 • 10- 4
Магний 0,07 Рубидий 5 • 10- 4
Фосфор 0,07 Цинк з • ю- 4
Сера 0,05 Молибден з • ю- 4
Медь 2 • 10- 4 Фтор 1 • ю- 5
Титан 1 • ю- 4 Литий 1 • ю- 5
Ванадий 1 • ю- 4 Йод 1 • ю- 5
Бор 1 • ю- 4 Свинец л- 10- 5
Барий л • 10 -4 Кадмий ю- 6
Стронций п • 10 -4 Цезий л — 10- 6
Цирконий л • 10 -4 Селен ю- 6
Никель 5 • 10- 5 Ртуть л — 10- 7
Мышьяк з- ю- 5 Радий л • 10- 14
Читайте также:  Это растения завезенные в европу из америки

Из диоксида углерода, поглощаемого в основном листьями, и воды, поступающей через корни, в растении в процессе фотосинтеза образуются простые безазотистые органические вещества, состоящие из углерода, кислорода и водорода; в состав белков входит еще азот. На долю углерода, кислорода, водорода и азота приходится 95 % сухой массы растений (углерод 45 %, кислород 42, водород 6,5, азот 1,5 %). Эти четыре элемента названы органогенными.

При сжигании растения остаются зольные элементы, на долю которых приходится около 5 % массы сухого вещества.

Содержание азота и зольных элементов в растениях зависит от биологических особенностей и условий выращивания и неодинаково в различных органах. Например, в корнях, стеблях и листьях больше зольных элементов, чем в семенах (табл. 11).

11. Содержание основных элементов питания в различных сельскохозяйственных растениях, % на воздушно-сухое вещество (по Петухову и др.)

Культура N Зольные элементы Всего
Р20, К,0 MgO СаО золы
Пшеница:
зерно 2,50 0,85 0,50 0,15 0,07 1,7
солома 0,50 0,20 0,90 0,10 0,28 4,8
Рожь озимая:
зерно 2,00 0,85 0,60 0,12 0,10 1,8
солома 0,45 0,26 1,00 0,09 0,29 3,9
Кукуруза (зерно) 1,80 0,57 0,37 0,20 0,03 1,50
Ячмень яровой:
зерно 2,10 0,85 0,55 0,16 0,10 3,00
солома 0,50 0,20 1,00 0,09 0,33 4,50
Овес:
зерно 2,10 0,85 0,50 0,17 0,16 2,90
солома 0,65 0,35 1,60 0,12 0,38 6,40
Рис (зерно) 1,20 0,81 0,31 0,18 0,07 5,20
Горох:
семена 4,50 1,00 1,25 0,13 0,09 2,60
зеленая масса 0,65 1,15 0,14 0,35 1,40
Фасоль (семена) 3,68 1,38 1,72 0,29 0,24 3,90
Люпин:
семена 4,80 1,42 1,14 0,45 0,28 3,70
зеленая масса 0,55 0,11 0,30 0,06 0,16 0,90
Соя (семена) 5,80 1,04 1,26 0,25 0,17 2,80
Лен:
семена 4,00 1,35 1,00 0,47 0,27 3,30
солома 0,62 0,42 0,97 0,20 0,69 3,00
Подсолнечник:
семена 2,61 1,39 0,96 0,51 0,20 3,30
целое растение 1,56 0,76 5,25 0,68 1,53 10,0
Свекла сахарная (корнеплоды) 0,24 0,08 0,25 0,05 0,06 0,60
Культура N Зольные элементы Всегозолы
РА К2 MgO СаО
Свекла кормовая (корнеплоды) 0,19 0,07 0,42 0,04 0,04 0,80
Картофель (клубни) 0,32 0,14 0,60 0,06 0,03 1,00
Брюква (корнеплоды) 0,21 0,11 0,35 0,03 0,04 0,70
Морковь кормовая (корнеплоды) 0,18 0,11 0,40 0,05 0,07 0,09
Капуста (кочаны) 0,33 0,10 0,35 0,03 0,07 0,70
Томат (плоды) 0,26 0,07 0,32 0,06 0,04 0,70
Травы (сено луговое) 0,70 0,70 1,80 0,41 0,95 7,48
Люцерна в начале цветения 2,60 0,65 1,50 0,31 2,52 6,29
Клевер луговой в период цветения 1,97 0,56 1,50 0,76 2,35 5,38
Вика в период цветения 2,27 0,62 1,00 0,46 1,63 4,54
Тимофеевка 1,55 0,70 2,04 0,20 0,49 5,91

Примечание. Для корнеплодов, овощных культур и зеленой массы содержание основных элементов питания дано на сырое вещество.

Состав золы различных растений различен и отражает неодинаковую потребность культур в элементах минерального питания (табл. 12). Содержание фосфора и калия в золе растений принято выражать в форме соответствующих оксидов.

12. Примерное содержание отдельных элементов в золе растений, % ее массы (Смирнов, Муравин)

Культура РА кр СаО MgO SO, Na2 Si02
Пшеница:
зерно 48 30 3 12 5 2 2
солома 10 30 20 6 3 3 20
Горох.
зерно 30 40 5 6 10 1 1
солома 8 25 35 8 6 2 10
Картофель
клубни 16 60 3 5 6 2 2
ботва 8 30 30 12 8 3 2
Сахарная свекла
корни 15 40 10 10 6 10 2
ботва 8 30 15 12 5 25 2
Подсолнечник
семена 40 25 7 12 3 3 3
стебли 3 50 15 7 3 2 6

На долю калия в золе листьев большинства растений приходится 30—50 %, а в люцерне, клевере, вике содержание кальция значительно выше, чем калия. Содержание калия, фосфора и серы снижается в старых листьях, а кальция повышается от 20—40 до 50—60 % от массы золы.

В растениях обнаружено более 70 химических элементов. Можно предположить, что современные методы анализа позволят в дальнейшем расширить эти данные. Элементы, необходимые растениям, относятся к различным группам Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева.

Источник