You created this PDF from an application that is not licensed to print to novapdf printer (

Transkrypt

1 Żywienie roślin Nawożenie i problemy z nim związane Żywienie roślin Część składników do budowy swoich organizmów rośliny pobierają z powietrza (CO 2 ) Częściowo jednak pobierają je z roztworu glebowego (woda i składniki w niej rozpuszczone) CO2 H2O Dyfuzja dwutlenku węgla z atmosfery do liści przez aparaty szparkowe O2 Przez szparki wydzielane są również tlen i woda Korzenie pobierają tlen (do oddychania) i wydzielają dwutlenek węgla Minerały O2 Korzenie pobierają wodę I rozpuszczone w niej minerały. H2O CO2 Potrzeby pokarmowe roślin: CO 2 Światło H 2 O Cukry O 2 Makroelementy: (oprócz C, H, O) Ca, K, Mg, N, P, S Mikroelementy: B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Zn 1

2 Makro- 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

3 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

4 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: 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

5 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 Ca 2+ Cu 2+ K + Mg 2+ K + H2O + CO2 H 2CO 3 HCO 3 + H + 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

6 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 N 2 gleba N 2 N 2 Atmosfera Bakterie wiążące azot NH 3 (amoniak) gleba H + (z gleby) + NH 4 (jony amonowe) Bakterie nitryfikacyjne Bakterie denitryfikacyjne (beztlenowe) NO 3 (jon azotanowy) Związki azotu Transportowane do części nadziemnej NH 4 + Bakterie amonifikacyjne Materia organiczna (humus) korzeń 6

7 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 1 Podział Komórek w korze 2 Podział komórek w perycyklu 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 4 Rozwój tkanki Przewodzącej w brodawce 3. Dalszy wzrostu i podział zakażonych rejonów kończy się powstaniem brodawki. 7

8 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% gatunków roślin wyższych z całego 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. 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

9 Mikoryza zewnętrzna - ektomikoryza Płaszcz grzybni czyli opilśń otacza korzeń. Strzępki grzyba absorbują wodą i składniki mineralne, zwłaszcza fosfor. Płaszcz z grzybni Epiderma Kora Płaszcz grzybni Endoderma Strzępki grzyba między komórkami 100 m 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 grzybnia włośniki Endoderma pęcherzyk Pasmo Caspariego Arbuscule 9