Żywienie roślin

2011-04-11
Żywienie roślin
Nawożenie i problemy z nim związane
Żywienie roślin

Część składników do budowy swoich organizmów
rośliny pobierają z powietrza (CO
(CO2 )

Częściowo jednak pobierają je z roztworu glebowego
(woda i składniki w niej rozpuszczone)
H2O
CO2
O2
Dyfuzja dwutlenku węgla
z atmosfery do liści
przez aparaty szparkowe
Przez szparki wydzielane są również tlen i woda
Korzenie pobierają tlen
(do oddychania) i wydzielają
dwutlenek węgla
O2
Minerały
Korzenie pobierają wodę
I rozpuszczone w niej minerały.
CO2
H2O
Potrzeby pokarmowe roślin:
CO2
Światło
Cukry
H 2O
O2
Makroelementy:
(oprócz C, H, O)
Ca, K, Mg, N, P, S
Mikroelementy:
B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Zn
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
2011-04-11
Makro
Ma
kro-- i mikroskładniki

Ponad 50 pierwiastków


Tyle pierwiastków stwierdzono w organizmach
roślinnych ale nie wszystkie są jednakowo ważne
Co decyduje o ważności pierwiastka?

Czy jest niezbędny do wypełnienia cyklu życiowego
(pełnego rozwoju) rośliny
Nie wszystkie z występujących
w glebie jonów są konieczne roślinom do życia.
Za niezbędne uważa się te pierwiastki, których
brak uniemożliwia roślinie pełny wzrost i rozwój.
Dzieli się je na makro- i mikroelementy
zależnie od ilości niezbędnych dla roślin.
Jak to stwierdzić?
Hydroponika
Natleniony roztwór wodny pozwala stwierdzić czy dany pierwiastek jest niezbędny
Kontrola: Roztwór z
kompletem minerałów
Eksperyment: Roztwór
bez potasu
Symptomy braku lub niedoboru minerałów
2
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
2011-04-11
Składniki mineralne – formy dostępne, zawartość w roślinach i funkcje
Główne składniki organizmów roślinnych
Składnik białek, chlorofilu, kwasów nukleinowych, enzymów
Udział w syntezie białek, regulacja gospodarki wodnej (m. in.
regulacja szparek)
ZNACZENIE ZWIĄZKÓW MINERALNYCH W ODŻYWIANIU SIĘ ROSLIN
MAKROELEMENTY I ICH WPŁYW NA ROŚLINY
3
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
2011-04-11
Szybkość przemieszczania się soli i jonów w roślinie jest bardzo duża.
Pierwiastki radioaktywne podane trawom do roztworu glebowego już po 2
godzinach wykrywano w źdźbłach
Przyjmuje się, że rośliny pobierają najszybciej azot.
Pozostałe makroelementy można uszeregować według malejącej szybkości
pobierania::
pobierania
Potas
Magnez
Fosfor
Wapń
Siarka
Niedobory pierwiastków

Niedobór składników ruchliwych (N, Mg, K)


Częściej występują na organach starszych (mogą być
„mobilizowane” do komórek i tkanek młodszych
Niedobory składników mniej ruchliwych (P, Ca, S)

Zwykle występują na młodszych organach
Objawy niedoboru pierwiastków

Najczęściej azotu, fosforu i potasu
zdrowy
Niedobór fosforu
Niedobór potasu
Niedobór azotu
4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
2011-04-11
Przyswajalność składników pokarmowych

Tekstura gleby decyduje o użyteczności wody i składników w niej
rozpuszczonych



Mikropory zawierają wodę trudno lub wcale niedostępną dla roślin
Woda z dużych przestrzeni międzycząsteczkowych jest dostępna ale
szybko odpływa (grawitacja)
Woda luźno związana z cząsteczkami gleby jest najłatwiej przyswajana
hydrofilne cząsteczki gleby
otoczone wodą
włośnik
Woda
dostępna
dla roślin
Pow ietrze
Figure 37.6a
woda glebowa nie jest w całości dostępna dla roślin
Transport jonów między korzeniem roslin a roztworem
glebowym

Jony H+ zajmuje miejsce kationów w glebie
K+
Cząsteczka
gleby
–
–
Cu2+
–
–
–
K+
–
–
Mg2+
– +
K
–
Ca2+
H+
H2O + CO2
H2CO3
HCO3– + H+
w łośnik
Figure 37.6b
Jony wodorowe powstają na skutek dysocjacji
kwasu węglowego, który z kolei powstał w reakcji
wody i dwutlenku węgla (korzenie oddychając
wydzielają go również)
5
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
2011-04-11
Droga wody i składników mineralnych w korzeniu
Transport w korzeniu odbywa się drogą z komórki do komórki (symplastem) i ścianami
komórkowymi (apoplastem). Składniki mineralne dostają się, poprzez komórki przepustowe
endodermy, do naczyń walca osiowego, którymi wędrują w górę przez pęd do liści
Azot – kluczowy składnik nawozowy
i jego przemiany w glebie
Atmosfera
N2
N2
Atmosfera
gleba
Związki azotu
Transportowane
N2
do części
Bakterie wiążące azot
H+
(z gleby)
NH3
(amoniak)
gleba
Bakterie
denitryfikacyjne
(beztlenowe)
nadziemnej
NH4+
NO3–
NH4+
(jony amonowe) Bakterie (jon azotanowy)
nitryfikacyjne
Bakterie amonifikacyjne
Materia organiczna
(humus)
korzeń
6
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
2011-04-11
Adaptacje roślin




Symbiotyczne wiązanie azotu
Symbiotyczne właściwości
najsilniej wykształciły rośliny
motylkowate
Poszczególne gatunki roślin
„infekują” specyficzne szczepy
bakterii z rodzaju Rhisobium
Azot mogą też wiązać bakterie
niesymbiotyczne, np.
Agrobacterium
brodawki
korzenie
Bakterie z rodzaju Rhizobium
wiążą azot atmosferyczny a
od rośliny „uzyskują”
asymilaty
Symbiotyczne wiązanie azotu
5 m
Bakterie w
brodawce
Mechanizm „infekcji” bakterii
1. Korzeń wysyła
sygnały
chemiczne, które
przyciągają
bakterie. Bakterie
z kolei wysyła
sygnały, które
stymulują włośniki
do wydłużania i
powstaje
zakażenie
Podział
Komórek
w korze
Podział
komórek w
perycyklu
1
2
2 Bakterie infekując
komórki kory i
perycyklu
rozpoczynają
podziału i powstają
pęcherzyki
zawierające bakterie.
Rezultatem tego
procesu jest
tworzenie
bakterioidów
Rozwój brodawki korzeniowej
3
Brodawka rozwija
4 tkanki, która
dostarczają
składniki odżywcze
do brodawki i
związków
azotowych do
naczyń
3. Dalszy wzrostu i
podział zakażonych
rejonów kończy się
powstaniem
brodawki.
4
Rozwój tkanki
Przewodzącej
w brodawce
7
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
2011-04-11
Adaptacje roślin - mikoryza
•Mikoryza
Mutualizm – współdziałanie polegające na
modyfikacji korzeni roślin naczyniowych i
grzybów z obopólnymi korzyściami
•Grzyb
korzysta z asymilatów rośliny
•Roślina
wzrost powierzchni pobrania wody i minerałów
które dostarcza do grzyba
Mikoryza



Jest to zjawisko, polegające na współżyciu korzeni lub
innych organów, a nawet nasion roślin naczyniowych z
grzybami (dotyczy około 85
85%
% gatunków roślin wyższych
z całego świata)
świata)..
Daje obu gatunkom wzajemne korzyści, polegające na
obustronnej wymianie – rośliny mają lepszy dostęp do
wody i rozpuszczonych w niej soli mineralnych, ale także
do substancji regulujących ich wzrost i rozwój, które
produkuje grzyb, ten zaś korzysta z glukozy
glukozy..
Odkrycia mikoryzy dokonał w roku 1880 polski botanik,
Franciszek Kamieński
Rodzaje mikoryzy



ektomikoryza, czyli zewnętrzna, gdy strzępki grzybni
oplatają korzenie roślin tworząc tzw. opilśń (mufkę) i
wnikają do wnętrza wypełniając przestwory komórkowe,
tworząc sieć Hartiga, dzięki czemu mogą przejąć
dotychczasowe funkcje włośników, które w takim
wypadku zanikają;
endomikoryza, czyli wewnętrzna, tu strzępki grzybni
wnikają bezpośrednio do tkanek roślinnych, natomiast
włośniki nie zanikają.
ektendomikoryza, czyli mieszana, gdzie strzępki
jednocześnie wnikają do komórek roślinnych i tworzą na
zewnątrz opilśń.
8
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
2011-04-11
Mikoryza zewnętrzna ektomikoryza
Epiderma
Płaszcz grzybni
czyli „opilśń”
otacza korzeń.
Strzępki grzyba
absorbują wodą i
składniki
mineralne,
zwłaszcza fosfor.
Kora
Płaszcz
grzybni
100 m
Endoderma
Strzępki
grzyba
między
komórkami
Płaszcz z grzybni
Mikoryza wewnętrzna endomikoryza
Endomikoryzę cechuje brak płaszcza wokół korzenia, ale mikroskopijne strzępki
grzybni wrastają do korzeni. W korze korzenia, grzyb wytwarza tzw. arbuscule,
zapewniając ogromną powierzchnię do wymiany składników odżywczych. Strzępki
przenikają ściany komórkowej, ale nie błony komórek
Epiderma
Kora
Komórki kory
10 m
Endoderma
grzybnia
pęcherzyk
Pasmo
Caspariego
włośniki
Arbuscule
9
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)