Значення основних фізіологічних процесів рослин у створенні загальної біопродуктивності

процесу фотосинтезу, є донорно-акцепторні відносини. Донором виступає листок, а акцептором — різноманітні, нездатні до фотосинтезу, клітини та органи рослин.

Інтенсивність фотосинтезу зростає зі збільшенням вмісту хлорофілу. У процесі старіння листків інтенсивність фотосинтезу спадає.

Для формування фотосинтетичного апарату, біосинтезу пігментів, необхідні елементи мінерального живлення.

3.2. Живлення рослин

Мінеральне живлення

Мінеральне живлення — це процес поглинання та засвоєння з навколишнього середовища хімічних елементів, необхідних для життєдіяльності рослинного організму.

Необхідні рослині хімічні елементи, які не можуть бути замінені ніякими іншими, називають поживними.

Будь-якій хімічний елемент, що міститься і грунті даної зони, може бути ідентифікований і в рослині.

Мінеральна частинка рослин (зола) становить від 0,2 % до 20 % сухої речовини.

Залежно від вмісту мінеральних елементів у тканинах рослин, їх прийнято ділити на макро-, мікро- та ультрамікроелементи.

Макроелементи — це хімічні елементи, вміст яких у рослині від десятків відсотків до сотих часток відсотка. Крім органогенів (С, О, Н, М), до цієї групи належать кремній, калій, магній, фосфор, сірка. Залізо міститься на межі між макро- та мікроелементами.

Мікроелементи — це елементи, вміст яких у рослині становить від сотих до стотисячних часток відсотка. До цієї групи належать: марганець, бор, хлор, мідь, цинк, нікель, молібден, кобальт тощо.

Ультрамікроелементи — це хімічні елементи, вміст яких у рослині становить від мільйонних часток відсотка.

До цієї групи належать: цезій, кадмій, срібло, радій тощо.

Елементи мінерального живлення забезпечують у рослинній клітині як структурну, так і каталітичну

функції.

У значній кількості йони елементів мінерального живлення входять до складу органічних сполук рослинної клітини.

Органогени — вуглець, водень, кисень — універсальні компоненти майже всіх органічних сполук; азот і сірка

— компоненти білків, нуклеїнових кислот, порфіринів.

Метали — залізо, марганець, цинк, молібден і кобальт входять до складу ферментів або їхніх кофакторів. Молібден і кобальт входять до складу ферментів азотфіксації. Крім того, молібден бере участь у відновленні нітратів, а марганець — у фотолізі води. Залізо необхідне для синтезу хлорофілу. Йони Са2+, Сl- беруть участь у процесах фотосинтетичного виділення кисню.

Досить часто, в разі нестачі певних елементів мінерального живлення, в різних ділянках рослинного організму з'являються характерні ознаки голодування. Інколи вони залежать не лише від наявності конкретного елемента, а і від його здатності переміщуватися по рослині.

Такі елементи як азот, фосфор, сірка, калій, магній, легко переміщуються, і рослина здатна до їх реутилізації. Часто, за дефіциту таких елементів, вони легко транспортуються із старіших органів до молодших, де повторно засвоюються. Тому ознаки їх дефіциту найшвидше проявляються на старіших листках.

Такі елементи, як кальцій, залізо, бор, погано переміщуються по рослині, тому нездатні до реутилізації, тобто повторного використання. Вони накопичуються в органах, які старіють, а ознаки голодування легко помітити на молодших органах, що ростуть.

Азот. Найвиразнішою ознакою дефіциту цього елемента є пожовтіння листків, що свідчить про гальмування процесів біосинтезу хлорофілів. У деяких рослин, за нестачі азоту, інтенсивно синтезуються антоціани, внаслідок чого спостерігається поява червонуватого відтінку на черешках і жилках листків. Значний дефіцит азоту спричинює навіть передчасний листопад. Для всіх рослин характерний слабкий або навіть карликовий ріст.

Фосфор. Фосфорне голодування спричинює появу на листках і недозрілих плодах некротичних плям. Забарвлення листків набуває голубуватозелених кольорів, інколи спостерігається накопичення антоціанів. Стебла мають слаборозвинену провідну систему. Дефіцит фосфору порушує нормальний хід репродуктивних процесів, зокрема затримує цвітіння.

Калій. Нестача даного елемента порушує водний баланс рослин, часто спостерігається усихання верхівок, знижується відтік асимілятів. На листках з'являються хлорозні жовті плями. Некротичні ділянки, краї та кінчики листків часто скручуються.

Магній. Першою ознакою магнієвого голодування є інтенсивне пожовтіння паренхіми листка, оскільки магній входить до складу хлорофілу. Характерним є слабкий ріст, міжжилковий хлороз старіших листків.

Сірка. Ознаки дефіциту сірки подібні до тих, які спостерігаються за нестачі азоту. Це, насамперед, пожовтіння листків, поява червонуватого забарвлення. Однак, на відміну від азоту, ці ознаки з'являються насамперед у молодих листків.

Кальцій. Дефіцит цього елемента спричинює пошкодження та відмирання меристемної зони стебла, кореня, листків, а отже, порушує нормальний ріст рослин. Для таких рослин характерне скручення кореня та листків, досить шорсткі стінки клітин.

Залізо. Типовою ознакою нестачі заліза є міжжилковий хлороз аж до знебарвлення молодих листків, хоча самі жилки залишаються зеленими.

Марганець. У разі дефіциту марганцю на листках з'являються жовті та некротичні плями. Особливо чутливі до нестачі марганцю хлоропласти, в яких спостерігається деструкція його компонентів. Ріст рослин пригнічений.

Мідь. Дефіцит міді спричинює засихання верхівок, хлороз молодих листків. Кінчики листків біліють і відмирають. У плодових листки і плоди вкриваються бурими плямами.

Цинк. Нестача цього елемента проявляється, насамперед, на молодих пагонах, листках і органах. Унаслідок цього зменшується розмір листкових пластинок, змінюється їхня форма. Гальмування ростових процесів спричинює так званий розеточний ріст, через те листки набувають розеточної форми, міжвузля вкорочуються, а на листках з'являється хлороз.

Бор. Особливо чутливі до його дефіциту рослини на ранніх етапах онтогенезу. Найтиповіший симптом нестачі бору — відмирання точок росту, припинення росту пагонів і коренів, потовщення та скручування листкових пластинок, які