Лого на Електронний підручник

ФІЗІОЛОГІЯ РОСЛИН З ОСНОВАМИ МІКРОБІОЛОГІЇ

Електронний посібник

 

Головна

Анотація

Теоретичні відомості

Лабораторні заняття

Глосарій

Список використаних джерел

Укладачі

5. ФІЗІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ КОРЕНЕВОГО ЖИВЛЕННЯ

 

5.1. Корінь як орган ґрунтового живлення рослин

5.2. Необхідні рослині макро – і мікроелементи, їх фізіологічна роль та порушення при нестачі

5.3. Надходження речовин у рослину. Іонофори

5.4. Синтезуюча діяльність кореня

5.5. Ризосфера, мікориза, алелопатія

5.6. Фізіологічні основи застосування добрив

 

 

5.1. Корінь як орган ґрунтового живлення рослин

Корінь

Кореневий волосок

Поперечний рух іонів у корені (рис. 1) відбувається крізь однорядну епіблему (епідерміс з кореневими волосками), далі крізь клітини паренхіми кори, багатої міжклітинниками. Клітини кори мають тонкий шар цитоплазми, а на центральну вакуолю припадає 90 % об’єму протопласта.

 

image001

Рис. 1. Поперечний зріз молодого кореня

 

 

Протопласти клітин епіблеми і кори зв’язані між собою великою кількістю плазмодесм.

 

 

5.2. Необхідні рослині макро – і мікроелементи, їх фізіологічна роль та порушення при нестачі

Усі хімічні елементи за кількісним вмістом поділено на три групи.

Макроелементи

Мікроелементи

Ультрамікроелементи

 

 

Елемент

Зовнішні ознаки нестачі

Азот

Уповільнення росту органів, блідо-зелене забарвлення листків (у капусти і брукви спостерігаються оранжеві і червоні відтінки); бруньки можуть відми­рати, цвітіння і плодоношення послаблюються; у злаків зменшується площа листків, спостерігається їх раннє відмирання. Стебла короткі і тонкі.

Фосфор

Листки набувають темно-зеленого забарвлення з блакитну­ватим або фіоле­товим (наприклад, у кукурудзи, томатів) відтінком. У капусти і турнепсу відтінок пурпуровий. Листки набувають темного, інколи чорного кольору, закручуються і передчасно засихають. За нестачі фосфору, як і у випадку нестачі азоту, уповільнюється ріст рослин, цвітіння слабке, листки перед­часно обпадають.

Калій

Забарвлення листків змінюється на темно-зелене із блакитну­ватим і бронзо­вим відтінками (у картоплі, томатів). Краї листків зморшкуваті, закручу­ються донизу. Міжвузля вкоро­чені, дольки у складних листків тісно розмі­щені, стебла вилягають і поникають суцвіття. У злаків при гострому голодуванні інколи спостерігаються посилене кущіння і відсутність квітко­носного стебла, зменшення довжини міжвузля, слабкий розвиток кореневої системи.

Кальцій

Молоді листки часто деформовані, кучеряві, з плямами; краї листкової пла­стинки хлоротичні. Нерідко припиняється розвиток тканин мезофілу лист­ка, стебла, квітконосів. Відбувається набрякання пектинових речовин, що входять до складу серединної пластинки клітинних оболонок, а це призво­дить до руйнування клітин. Корені розвиваються повільно, набувають драг­листої консистенції, ослизнюються і відмирають. Відмирають часто верхів­кові бруньки рослин.

Магній

Краї листків і тканини між жилками жовті, червоні, фіолетові внаслідок руй­нування хлорофілу; жилки зелені. Фази розвитку рослин запізнюються. Сим­птоми голодування дуже варіюють, що утруднює діагностику голодування, яке пов’язане з прогресуючим хлорозом, що розповсюджується від нижніх листків до верхніх.

Сірка

Виникнення хлорозу, насамперед, у жилках листка; тканина між жилками ще тривалий час залишається зеленою. Потім близько основи листкової пла­стинки виникають червоненькі плями; з часом тканини з цими плямами відмирають. У томатів можуть формуватися тверді і дерев’янисті видовжені стебла, добре розвинена і розгалужена коренева система, але діаметр ко­ренів, як і стебел, малий.

Бор

Відмирання твірної меристеми кореня і стебла; відмирання верхівкових бру­ньок і листків; відсутнє цвітіння. Стебла і ли­стки іноді потовщуються і де­формуються. Типові симптоми – спонтанні розриви тканини, особливо за­пасаючих органів, наприклад, коренеплодів турнепсу; гниль сердечка у цукрових буряків.

Мідь

Хлороз молодих листків, втрата тургору. У злакових – крайовий і верхівковий некроз листків, поступове їх засихання, зменшення стеблостою і слабке формування насіння (пустозерність).

Цинк

Пожовтіння листків, поява некротичних плям, які набувають пурпурового забарвлення; асиметричність листків; вкороченість пагонів, дрібнолистість.

Молібден

Поява хлорозу у вигляді крапчастості, плямистості або загального пожовті­ння листків з наступним їх в’яненням і “опіком”. У бобових гальмується ут­ворення кореневих бульбочок.

 

 

 

 

Рис 2

 

Рис. 2(1)

 

Рис. 2(2)

 

Рис.2(3)

 

Рис. 2(17)

 

Рис. 2(16)

 

Рис. 2(15)

 

Рис. 2(14)

 

Рис. 2(13)

 

Рис. 2(12)

 

Рис. 2(11)

 

Рис. 2(10)

 

Рис. 2(9)

 

Рис. 2(8)\

 

Рис. 2(7)

 

Рис. 2(6)

 

Рис. 2(5)

 

Рис. 2(4)

 

Рис. 2(18)

 

Рис. 2. Порушення живлення культурних рослин в кольорових зображеннях.

Під загальною ред. професора, доктора агрономічних наук Вернера Бергмана – Йена

 

 

5.3. Надходження речовин у рослину. Іонофори

Існує три способи, якими забезпечується контакт поживних речовин з кореневою системою.

Перший – має назву коре­невого перехоплення

Другий –  масово­го потоку поживних речовин

Третій  – надходження поживних речовин до коренів за градієнтом кон­центрації

Пасивний транспорт розчинених речовин

Вільний простір клітини

Транспорт речовин з участю переносників

Іонні насоси

Протонна помпа

 

Рис. 3

Рис. 3. Протонна помпа

 

 

Рис. 4

Рис. 4 Схема калій-натрієвого насоса

 

Іонний транспорт по рослині

Іонофори

Термін “іонофор” об’єднує мембранноактивні речовини гідрофільної природи, що сприяють перенесенню іонів крізь ліпідні перепони. До них належать різні природні і штучні макроциклічні сполуки небілкової природи, що містять велику кількість атомів кисню і розчиняються у ліпідній фазі мембрани. Усім їм властива здатність зв’язувати іони металів, утворюючи ліпідорозчинні комплекси. Зв’язуючи іон на поверхні мембрани, іонофори дифундують крізь ліпідну фазу значно швидше, ніж вільний іон. Перенесений іонофорами іон вивільнюється на внутрішній поверхні мембрани.

Найбільш вивченими іонофорами є валіноміцетин, монактин, ністатин.

 

 

 

Живлення рослин

https://www.youtube.com/watch?v=IVE9kVAVocw

 

 

5.4. Синтезуюча діяльність кореня

Особливо визначною є роль коренів у синтезі і перетворенні азотовмісних органіч­них сполук.  Синтезуюча діяльність кореня зумовлена використанням асимілянтів, які транспортуються із фотосинтезуючих органів.

Цукри, що надхо­дять до кореня із фотосинтезуючих органів, використовуються у мета­болізмі майже повністю.

 

 

 

045

Рис. 4а.Механізми транспорту води в рослині

 

 

Синтез амінокислот у коренях

 

 

5.5. Ризосфера, мікориза, алелопатія

Мікориза – це симбіоз міцелію гриба та коренів вищих рослин. У 1885 р. цей симбіоз німецький ботанік А. Франк назвав мікоризою (грибокорінь). У симбіозі з грибами живуть корені 80 % всіх голонасінних і покритонасінних рослин (рис. 5).

 

 

Рис. 5

Рис. 5. Мікориза дерев'янистої рослини

 

 

Розрізня­ють два види мікоризи – ектотрофна і ендотрофна.

При екто­трофній мікоризі гриб обплітає весь корінь і корін­ці, утворюючи чохол із гіфів. Гіфи проникають в апопласт кори кореня і, розгалужуючись по міжклітинниках, утворю­ють так звану “сітку Гартига” (рис. 6).

 

Рис. 6

Рис. 6. Ектотрофна мікориза

 

 

Ендотрофна мікориза не утворює суцільного чохла навколо кореня і сітки Гартига.

 

 

Рис. 7

Рис. 7. Ендотрофна мікориза

 

Алелопатія

За здатністю утворювати і виділяти фізіологічно активні речовини рослини поділяють на дві групи.

До першої групи належать рослини, корені яких за нормальних умов росту не виділяють фосфорну кислоту й інші мінеральні речовини – зла­ки, корене – бульбоплоди, овочеві рослини тощо.

Друга група це рослини, корені яких виділяють фосфорну кислоту та інші мінеральні речовини. До них на­лежать бобові, більшість олійних рослин та ін.

 

 

5.6. Фізіологічні основи застосування добрив

В отриманні високого врожаю сільськогосподарських культур з на­лежною якістю одне з центральних місць належить раціональному жив­ленню рослин. Для створення такого живлення необхідно знати потребу рослин в окремих елементах та способи найкращого забезпечення цих по­треб.

Ефективним є поєднання основного і припосівного удобрення.

Ефективним за відповідних умов є підживлення рослин. Розрізня­ють кореневе підживлення – внесення добрив у грунт під час вегетації рослин, некореневе – внесення водних розчинів добрив на поверхню листків рослин. Некореневе підживлення базується на здатності надзем­них органів рослин засвоювати ряд мінеральних елементів.

 

 

рис.8

Рис. 8. Засвоєння рослиною добрив

 

 

 

 

Питання для самоконтролю

1. Яку роль відіграє корінь в мінеральному живленні рослин?

2. Чи існує різниця у фізіологічній цінності між макро- і мікроелементами?

3. Фізіологічна роль макроелементів (калію, натрію, кальцію, магнію, фосфору, сірки, заліза).

4. Фізіологічна роль окремих мікроелементів.

5. Поглинання мінеральних елементів рослинами.

6. Назвіть основні критерії, що відрізняють активне поглинання від пасивного.

7. Транспортування мінеральних елементів по рослині.

8. Яка органічна речовина грунту сприяє підвищенню продуктивності рослин?

9. Яка роль ризосфери? Чому випалювання стерні може призвести до зниження родючості грунту?

10. Роль кореня в біосинтезах.

 

 

 

Лабораторне заняття 5

 

Вивчення впливу окремих елементів поживної суміші на ріст рослин. Діагностика живлення рослин в онтогенезі.

Попередня тема

На початок

Наступна тема