Особенности питания растений азотом.

Установлено, что высшие растения не способны усваивать молекулярный азот атмосферы. Это монополия азотфиксирующих микроорганизмов (симбиотических и свободноживущих). лагодаря деятельности клубеньковых бактерий бобовые растения не только обеспечиваются азотсодержащими соединениями, но и значительно обогащают почву азотом за счет корневых выделений и пожнивных остатков. Существуют и другие виды высших растений, способные симбиотически усваивать азот. К их числу относятся некоторые деревья и кустарники: ольха, лох, облепиха и др.

Высшие растения могут поглощать растворимые азотсодержащие органические соединения — аминокислоты, амиды, короткие полипептиды, но в основном органический азот почвы усваивается после его минерализации. В водной культуре убедительно показано, что зеленое растение представляет собой в высшей степени автотрофный организм, способный синтезировать все, в том числе и азотсодержащие, органические соединения. Основными усвояемыми формами азота для высших растений являются ионы аммония и нитрата.

Физиологическая особенность процессов усвоения заключается в том, что аммоний сразу после поглощения метаболизируется в корнях, превращаясь в азот аминокислот и амидов. Концентрация аммония в тканях и пасоке обычно очень низкая. Поэтому аммонийная форма азота эффективна только при условии высокой фотосинтетической активности или достаточного количества запасных углеводов. При недостатке органических кислот аммиак не успевает связываться и может быть токсичным для растения. различное отношение к аммонийному азоту определяется не по видовыми признаками растений, сколько уровнем содержания в их тканях углеводов (чем больше углеводов тем больше может усвоить аммиака в темноте) Поступившие нитраты либо запасаются в вакуолях клетках корня, либо подаются с пасокой в надземную систему. Наличие в среде одновременно обеих форм минерального азота приводит к увеличению урожая хлебных злаков. Одной из причин этого может быть экономия энергии за счет эффективного распределения нагрузки между корнями и листьями при усвоении аммония и нитратов.

На поглощение растениями нитратов и аммония существенно влияет температура среды. Причем реакция самых разных растений на температурные воздействия оказывается очень сходной: при пониженной температуре относительно или даже абсолютно больше поглощается аммония, чем нитрата, увеличивается метаболическая нагрузка корней по ассимиляции азота. Наиболее неустойчивым к низкой температуре этапом азотного обмена является загрузка ксилемы азотистыми соединениями, особенно нитратами. Замедление оттока приводит к снижению их поглощения.

24. Взаимодействие ионов: антагонизм и синергизм ионов. Уравновешенные растворы.

Физиологически уравновешенными являются те растворы, количе-ство и соотношение ионов в которых исключают их вредное влияние. Такие растворы обеспечивают нормальный рост, развитие и высокую продуктивность растений. Физиологичеcкая уравновешенность раствора имеет особое значение в гидропонике, которая практически лишена буферных свойств твердой фазы почвы. При составлении физиологически уравновешенных растворов необходимо учитывать разный характер взаимодействия ионов.

Растворы чистых солей оказывают токсическое действие на организм растения или животного. Еще в конце прошлого века была установлена ядовитость раствора чистой соли NаС1, концентрация которого соответствовала концентрации морской воды. Достаточно было добавить незначительное количество солей кальций и магния, чтобы снять это ядовитое действие NaС1. Взаимодействие ионов, при котором физиологический эффект воздействия смеси солей меньше, чем действие каждой соли в отдельности, называется антагонизмом.

Антагонизм ионов проявляется как между разными ионами

одной валентности, например Nа⁺ и К⁺, Иа⁺ и NH4, так и между ионами разной валентности (К⁺ и Са²⁺, Nf⁺ и Мg²⁺). Причем чем выше валентность, тем больше антагонистическое действие иона. Так, для того чтобы устранить ядовитое действие на проростки пшеницы односолевого раствора КС1, надо добавить 30 % Na С1 или 5 % СаС1₂. У анионов антагонизм выражен слабее. В морской воде, которая является природным физиологически уравновешенным раствором, отношение сумм одновалентных катионов к двухвалентным равно 8—10. В основе антагонистического действия ионов лежит их противоположное действие на физико-химические свойства протоплазмы, что отражается на обмене веществ, а также конкуренция при усвоении их растениями.

Наблюдаются также синергизм и аддитивность в действии компонентов солей. Синергическое действие ионов заключается в том, что один из них усиливает действие другого. Например, катионы К, Са, Мg оказывают стимулирующее действие на поглощение анионов NОз ^и РО4 Нитратные и фосфатные анионы благоприятно влияют на усвоение других элементов.

Аддитивность — это действие смеси солевых растворов, которое равно сумме действия отдельных компонентов. Например, осмотическое давление питательного раствора равно сумме парциальных осмотических давлений входящих в смесь солей.