Минеральное питательное вещество
Cтраница 2
Как видно из схемы, солнечная энергия, поглощаемая растениями, предается от них животным и бактериям по пищевой цепи в виде химической энергии. Животные и бактерии обмениваются с растениями углекислым газом и минеральными питательными веществами. Поток органических веществ замкнут в том смысле, что между компонентами системы циркулируют одни и те же вещества, входящие в эту систему и пополняемые из океана. Поток энергии однонаправлен, вся приходящая энергия рассеивается, в конце концов, в виде тепла в результате механических и химических процессов. Необходимо уточнить, что биотические составляющие экосистемы содержат живое и отмершее вещество. Биогенные остатки ( органический детрит) составляют значительную часть всего вещества морской части биосферы. Основными потребителями детрита являются донные жители. Растения, образующие органику в результате фотосинтеза, называются первичными продуцентами, а общее количество вещества, образующееся при этом за какой-либо определенный отрезок времени называется валовой первичной продукцией. [16]
Значение такого количества С02 видно хотя бы из того, что для создания хорошего урожая зерновых хлебов ( 20 - 25 ц с 1 га) ежедневно требуется около 100 кг С02, а для получения урожая картофеля и овощных культур 40 - 50 т с 1 га - 200 - 300 кг. Более загущенным посевам одной и той же культуры необходимо угольной кислоты в приземном слое воздуха ( как и минеральных питательных веществ в почве) значительно больше, чем изреженным посевам. Иначе говоря, при планировании высоких урожаев требуются и более высокие дозы органических и минеральных удобрений. [17]
Высшие растения имеют две протяженные транспортирующие системы. Одна из них-ксилемная - состоит из непрерывных трубок, образованных мертвыми клетками, по которым вода и растворенные в ней минеральные питательные вещества транспортируются из корней в листья. Вторая система - флоэмная более сложна и менее изучена; в ней с очень небольшой скоростью ( не более нескольких сантиметров в час) из взрослых листьев в молодые растущие ткани транспортируются продукты фотосинтеза. По флоэме перемещается концентрированный до 16 % раствор универсального энергетического продукта метаболизма растений - сахарозы, а также аминокислоты и белки в значительно меньших концентрациях. Транспорт внутри растений на большие расстояния осуществляется только по этим двум системам и только водорастворимых веществ. [18]
Лишайники, представляющие собой симбиотическое соединение грибов и водорослей, вероятно, существовали с давних времен и, как уже ранее упоминалось, по-видимому, ответственны за превращения горных пород в почву. Водоросли являются фотосинтезирующими организмами, и они запасают энергию в форме углеводов, тогда как грибы оказывают воздействие на горную породу, запасаясь минеральными питательными веществами. Ввиду большой сложности структур и близкого объединения с минеральными силикатами к результатам химического анализа на содержание кремнезема необходимо относиться осторожно, но тем не менее сообщалось о том, что зола содержит 10 - 20 % кремнезема. [19]
Гигрофиты - растения, живущие на обильно увлажненных почвах и, что особенно характерно, при высокой влажности атмосферы. Последнее обстоятельство играет в жизни гигрофитов важную роль, так как благодаря этому замедляется, а то и вовсе исключается испарение, что отзывается на носходящем ( от корней к листьям) токе воды в растении, приводит к замедлению снабжения переносимыми водой внутри тела растения минеральными питательными веществами. Развитие обширных внутренних полостей у гигрофитов должно способствовать усилению потери воды клетками - вода выделяется в виде пара в межклетные полости, а из них через устьица наружу. У растений этой категории кутикула тонкая и ее роль в ограничении внеустьичного испарения сводится к минимуму. Листовые пластинки часто бывают тонкими, из незначительного числа слоев клеток, благодаря чему большая часть клеток листа непосредственно соприкасается с воздухом, что, естественно, способствует водоотдаче. Иногда, как, например, у Некоторых папоротников, живущих в тени влажных тропических лесов, листовая пластинка может состоять всего из двух, даже из одного слоя клеток. Тем не менее и эти приспособительные особенности не всегда достаточны для поддержания тока воды. Для гигрофитов очень характерно наличие на листьях особых железок - это так называемые гидатоды или водяные устьица, через которые происходит активное выделение воды в капельно-жид-ком состоянии, что позволяет поддерживать движение воды в растении и поглощать новые ее порции из почвы даже в случае, если воздух насыщен водяным паром. [21]
Фотосинтез требует наличия хлорофилла и сложной системы ферментов, других белков и нуклеиновых кислот. Эти компоненты образуются в основном из питательных веществ почвы. Минеральные питательные вещества, такие, как нитраты ( N03), фосфаты ( Р04 -), магний ( Mg2) и калий ( К), извлекаются из почвы корнями. Фосфаты становятся частью молекул АТФ ( аденозинтрифосфат; см. гл. [22]
Во многих отраслях сельского хозяйства значительная часть - образовавшейся биомассы остается после уборки в почве или на - ее поверхности. Проблема интегрированной системы топливо / пища заключается в том, что, поскольку использоваться могут все части растений, все их можно и убирать, но тикай практика недопустима. Вынос минеральных питательных веществ при рубке леса можно компенсировать внесением неорганических удобрений, но в тропиках, где почвы обычно более слабые, эта мера часто оказывается недостаточной, так как главным фактором устойчивости почвы являются ее органические компоненты. [23]
Так шаг за шагом Либих раскрыл существующую в природе закономерную связь явлений: растения постоянно извлекают из почвы минеральные вещества - человек убирает растения с поля - почва обедняется минеральными веществами - урожаи снижаются. Продавая урожай со своего поля, крестьянин продает и само поле, - говорил Либих. Химик же должен помочь земледельцу возвратить его поле, он должен обеспечить его минеральными питательными веществами, которые были удалены из почвы вместе с урожаем. Расход питательных веществ нужно восполнить, добавляя, их в почву в таком же количестве путем внесения искусственных удобрений. [24]
Так шаг за шагом Либих раскрыл существующую в природе закономерную связь явлений: растения постоянно извлекают из почвы минеральные вещества - человек убирает растения с поля - почва обедняется минеральными веществами - урожаи снижаются. Продавая урожай со своего поля, крестьянин продает и само поле, - говорил Либих. Химик же должен помочь земледельцу возвратить его поле, он должен обеспечить его минеральными питательными веществами, которые были удалены из почвы вместе с урожаем. Расход питательных веществ нужно восполнить, добавляя их в почву в таком же количества путем внесения искусственных удобрений. [25]
Выделяют несколько типов природных пожаров, которые различны по своему действию. Низовые пожары обладают избирательным действием, они способствуют развитию организмов с высокой устойчивостью к огню. Отметим, что относительно небольшие низовые пожары ускоряют разлагающее действие бактерий на отмершие растения и переводят минеральные питательные вещества почвы в более доступную для растений форму. Верховые пожары нередко уничтожают всю растительность и оказывают лимитирующее действие на большинство организмов. [26]
Агрикультурхимическое направление связано с работами А. Либиха и др. Представители этого направления рассматривали почву лишь как источник элементов питания. В 1840 г. Либих опубликовал работу Химия в приложении к земледелию и физиологии растений, в которой указывал, что растения усваивают из почвы минеральные питательные вещества. [27]
Совершенно противоположны способы борьбы с бактериальным ожогом груши. Заражение и рост бактерий, вызывающих это заболевание, протекают очень активно на быстрорастущих суккулентных побегах. Одним из способов борьбы с возбудителем ожога является подавление роста дерева путем ограничения азотного удобрения или сильной обрезкой. В некоторых случаях помогает внесение минеральных питательных веществ. Так, поражение капусты килой значительно уменьшается, когда снижается отношение кальция к калию в почве. Влияние различных уровней питательных веществ на устойчивость растений к болезням интенсивно не изучалось. [28]
Затем океанографы начали исследовать более медленные циркуляционные, течения в океанских глубинах. То, что под океанской поверхностью вода движется, можно понять по некоторым признакам. Жизнь в верхних слоях океана, постоянно потребляет минеральные питательные вещества - фосфаты и нитраты - и после смерти переносит эти материалы вниз в глубины; если бы циркуляции не было, на поверхности не было бы этих минералов. Есть и другое свидетельство: если бы циркуляции не было, то кислород, попадающий в воду из воздуха, не смог бы достичь больших глубин и там бы жизнь была невозможна. [29]
Метод выращивания растений в условиях светокультуры, применяемый в лаборатории Б. С. Мошкова, предусматривает использование не почвы, а искусственной среды - керамзита. Зерна керамзита, имеющие обычно диаметр 1 - 2 см, размельчают до размеров 2 - 4 мм. Искусственные материалы предпочтительнее почвы потому, что они не связывают минеральные питательные вещества, а также позволяют регулировать водно-воздушный режим корневой зоны растений. [30]
Страницы: 1 2 3