10)Физиологические основы выращивания растений без почвы, использование в практике защитного грунта.
Элементы, необходимые для растительного организма
Необходимыми считаются элементы, без которых организм не может завершить свой жизненный цикл. Они должны оказывать прямое влияние на организм и быть незаменимыми. Для того чтобы установить, является ли данный элемент необходимым, нужно выращивать растения на какой-либо среде известного состава. В 1860 г. Ю. Сакс и И. Кноп, выращивая растения в сосудах на водном растворе минеральных солей, установили, что для жизнедеятельности растения, кроме С, О, Н, необходимы следующие 7 элементов: N, Р, S (неметаллы), К, Са, Mg, Fe (металлы). Если полностью исключить какой-либо из этих элементов, то при выращивании в водных культурах нормальных растений получить не удается. На основании исследований Кноп предложил питательную смесь для выращивания растений в водных культурах. После этого разные авторы неоднократно видоизменяли питательные смеси, но все они должны удовлетворять следующим требованиям: 1) содержать все основные питательные элементы в доступной для растений форме; 2) иметь близкий к нейтральному рН, который не должен сильно сдвигаться при выращивании растений; 3) общая концентрация солей не должна превышать определенный уровень.
Ю. Сакс и И. Кноп развили применение вегетационного метода, впервые предложенного французским ученым Ж. Буссенго (1837). При вегетационном методе растения выращивают в специальных сосудах, заполненных водой, песком или почвой. Соответственно различают водные, песчаные или почвенные культуры. В зависимости от задач исследования в сосуды вносят определенную питательную смесь. Вегетационный метод исследования широко используется в физиологических и агрохимических экспериментах. Сосуды обычно ставят на специальные вагонетки, которые помещают в вегетационный домик, имеющий застекленную и незастекленную часть. Вегетационный домик служит для растений укрытием и защищает от дождя, ветра и небольших заморозков. В последнее время распространение получили лаборатории искусственного климата, где растения выращивают в контролируемых условиях влажности, температуры и освещенности. Выращивание растений на водных питательных растворах в теплицах широко применяется в растениеводческой практике. Такой прием выращивания растений (главным образом овощных и декоративных культур) без почвы получил название «гидропоника». При этом в качестве субстрата используются гравий, керамзит и вермикулит. Из питательных смесей используется смесь Чеснокова и Базыриной: на 1000 л воды растворяют 200 г NH4N03, 500 г KN03, 550 г суперфосфата, 300 г MgS04, 6 г FeC13, 0,72 г Н3В03, 0,02 г CuS04, 0,45 г MnS04, 0,06 г ZnS04. Данная среда имеет много преимуществ перед выращиванием в почве. Твердый субстрат имеет малую емкость поглощения питательных солей и служит хорошей твердой опорой для поддержания растений в вертикальном положении, создает условия для дифференцированного питания растений в течение вегетационного периода путем смены питательных растворов, позволяет избежать накопления в почве вредных веществ и микроорганизмов. Все это позволяет получать значительно более высокие урожаи овощей при малых затратах.
Аналитические методы, применявшиеся Ю. Саксом и И. Кнопом (1859) не позволяли достаточно очистить воду и сосуды, в которых выращивались растения, поэтому элементы, необходимые растению в микроколичествах, в то время не были открыты. В начале XX в. при современных методах очистки воды и реактивов была показана необходимость для растений, кроме перечисленных выше, еще шести элементов: бора, марганца, цинка, меди, молибдена и хлора. Предполагают, что для нормального роста некоторых растений необходимы и такие элементы, как кобальт, натрий и др. Все необходимые элементы корневого питания подчиняются основным правилам, сформулированным еще Ю. Либихом: 1) все перечисленные элементы равнозначны и полное исключение любого из них приводит растение к гибели; 2) ни один из перечисленных элементов не может быть заменен другим, даже близким по химическим свойствам, т. е. каждый элемент имеет свое специфическое физиологическое значение. Все необходимые для жизни растений элементы в зависимости от их количественного содержания в растении принято разделять на макроэлементы (содержание более 0,01%) —к ним относят N, Р, S, К, Са, Mg, Fe и микроэлементы (содержание менее 0,01%) — к ним относят Mn, Си, Zn, В, Mo, О. Однако это деление довольно условно. Растения отдельных видов специфически аккумулируют микроэлементы в масштабах, сравнимых с накоплением в тканях макроэлементов. В частности, растения-галофиты отличаются избыточным концентрированием хлора, а также брома и натрия. Некоторые растения аккумулируют медь, никель, цинк, свинец, кадмий (поэтому их называют металлофиты).
Иногда выделяют еще одну группу питательных элементов, называемых полезными. К ней относят элементы, которые необходимы только в определенных условиях или для некоторых видов растений. В настоящее время полезными для растений элементами считают натрий, кремний, кобальт, селен, алюминий. В литературе можно встретить и другие варианты классификации химических элементов. Например, одна из них, разработанная К. Менгелем (1987), основана на учете физиологических функций элементов и формы поглощения растением.
РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ
- 1)Химические компоненты растительной клетки, их функциональная роль.
- 2)Мембраны цитоплазмы, хим. Состав, структура, функции.
- 3)Общие свойства и функции ферментов. Кинетика ферментативных реакций.
- 4)Механизмы поглощения вещества растительной клетки Поступление веществ в растительную клетку.
- 5)Физиологическая природа ответных реакций клетки на повреждающее воздействие и основанные на них тесты оценки состояния растения.
- 6)Культура клеток и тканей, использование в селекции, для оздоровления посадочного материала и для получения физиологически активных препаратов.
- 1)Свойства и роль воды в жизни растений.
- 2)Двигатели водного тока в растении.
- 3)Корневое давление, его размеры и физиологическая роль; зависимость корневого давления от внутренних и внешних факторов.
- 4)Транспирация, методы учета и зависимость от условий.
- 5)Физиология устьичных движений. Применение антитранспирантов при пересадке крупномерного материала.
- 1. Фотоактивное движение устьиц
- 2. Гидроактивное движение устьиц
- 6)Транспирационный коэффициент и коэффициент водопотребления. Пути повышения эффективности использования воды растения.
- 7)Методы изучения параметров водного обмена и их использование.
- 8)Физиологические основы орошения.
- 1.Особенности анатомо-морфологической структуры листа как органа фотосинтеза.
- 1. Эпидермис
- 2. Мезофилл, или хлоренхима
- 3. Проводящие ткани.
- 2)Химический состав, структура и функции хлоропластов.
- I. Структура хлоропластов
- II. Химический состав хлоропластов
- 3)Пигменты листа, методы их выделения и разделения. Изменение содержания пигментов в зависимости от вида растений и условий произрастания. Методы выделения и разделения пигментов листа.
- 1.Разделение пигментов по Краусу
- 2.Разделение пигментов хроматографическим методом.
- 3.Определение пигментов методом бумажной хроматографии
- 4)Пигменты листа, их химическая природа и оптические свойства. Роль пигментов в процессе фотосинтеза. Пигменты листа, их химическая природа и оптические свойства
- I. Зеленые пигменты – хлорофиллы
- 3. Оптические свойства хлорофиллов
- II.Каротиноиды
- 5)Световая фаза фотосинтеза.
- 6)Темновая фаза фотосинтеза.
- 7)Влияние на фотосинтез внутренних и внешних условий
- 8)Дневная динамика и сезонные изменения фотосинтеза.
- 9)Взаимодействие факторов при фотосинтезе. Использования принципа взаимодействия факторов для регулирования фотосинтетической деятельности насаждений.
- 10)Светолюбивые и теневыносливые растения, их физиологические различия. Использование знаний о светолюбии и теневыносливости растений в садоводстве.
- 11)Фотосинтез и урожай.
- 12)Пути повышения продуктивности фотосинтеза фитоценоза.
- 13)Методы изучения фотосинтеза.
- 14)Физиологические основы выращивания растений при искусственном освещении.
- 15)Транспорт органических веществ в растении.
- 1)Оксидоредуктазы, их химическая природа и роль.
- 3)Аэробная фаза дыхания.
- 4)Энергетика дыхания, вклад в нее анаэробной и аэробной фаз
- 5)Использование энергии дыхания в физиологических процессах.
- 6) Роль дыхания в жизни растений
- 7)Влияние внешних и внутренних факторов на интенсивность дыхания.
- 8)Дыхательные коэффициент, способ его определения и возможность использования для физиологической характеристики растительных объектов.
- 9)Методы изучения дыхания.
- 1)Физиологическая роль азота, особенности питания растений нитратными и аммонийными солями.
- 2)Калий, кальций и магний, их роль, усвояемые формы, поглощение и распределение в растении. Внешние признаки недостатка этих элементов.
- 3)Физиологическая роль фосфора и серы, их усвояемые формы, поглощение и распределение по растению. Внешние признаки недостатка этих элементов.
- 4)Физиологическая роль микроэлементов, внешние признаки и способы предотвращения голодания растений.
- 5)Поглощение, распределение по органам и вторичное использование (реутилизация) элементов минерального питания в растениях.
- 6)Физиологические основы диагностики обеспеченности растений элементами минерального питания.
- 7)Физиологические основы применения удобрений.
- 8)Листовая диагностика корневого питания растений.
- 9)Вегетационный и полевой методы исследования, их роль в изучении основных закономерностей жизнедеятельности растений и решении практических задач.
- 10)Физиологические основы выращивания растений без почвы, использование в практике защитного грунта.
- 1)Фазы роста клеток, роль в формировании тканей и органов растений.
- 2)Влияние внешних и внутренних факторов на рост растений. Контроль за ростовыми процессами.
- 3)Корреляция роста. Их физиологическая природа и возможности использования в садоводстве.
- 4)Закономерности роста растений, их использование в садоводстве.
- 5)Онтогенез и основные этапы развития растения.
- 6)Фитогормоны растений, общие закономерности действия и роль в регуляции роста и развития.
- 7)Физиология формирования семян и сочных плодов.
- 8)Зависимость качества урожая от сорта, почвенно-климатических условий и сроков уборки.
- 9)Возрастные изменения морфологических и физиологических признаков растений, их отдельных органов. Возможности регулирования возрастных изменений растений.
- 10)Синтетические регуляторы роста, их практическое применение.
- 11)Ростовые двиэжения : тропизмы, настии их значение в жизни растения
- 12)Фотопериодизм раст, его роль и возможности использования для регуляции роста и развития раст.
- 14)Регулирование роста светом.. Экологическая роль фитохрома.
- 15)Физиологические основы размножения древесных пород
- 1)Физиологические основы устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды.
- 2)Холодоустойчивость растений. Причины повреждения и гибели теплолюбивых культур при низких положительных температурах.
- 3)Морозоустойчивость растений, причины повреждения и гибели растений при отрицательных температурах. Значение работ и.И.Туманова.
- 4)Зимостойкость как устойчивость растений к комплексу неблагоприятных факторов, причины зимних повреждений растений, их предотвращение.
- 5)Засухоустойчивость и жароустойчивость растений. Значение работ н.А.Максимова в изучении засухоустойчивости растений.
- 6)Солеустойчивость растений. Типы засоления, причины повреждений, и пути повышения солеустойчивости растений.
- 7)Действия на растения загрязнения среды.
- 8)Нарушение физиологических процессов под влиянием инфекции. Иммунитет растений. Использование культуры ткани для получения безвирусного посадочного материала.
- 9)Анатомо-физиологические особенности ксерофитов и мезофитов, способы их приспособления к недостатку воды в окружающей среде.
- 10)Закаливание растений, физиологические основы и возможности применения в садоводстве.