Химический состав растений. Минеральное питание

Все живые организмы имеют сход­ный химический состав. Они состоят из неорганических и органических веществ. Неорганические вещества — это вода, минеральные соли. Органические вещества — это белки, жиры и  углеводы. К органическим веществам, которые называют угле­водами, относят крахмал, глюкозу и ряд других.

Сейчас рассмотрим ряд опытов, которые доказывают наличие различных веществ в растении.

Для того, чтобы доказать, что растения содержат белки, можно провести простой опыт. Возьмём комочек теста (оно приготовлено из муки семян растений, следовательно, имеет такой же химический со­став), положим его в мешочек из марли. Хорошо промоем тесто в воде, налитой в стакан.

В марле осталась тягучая клейкая масса — клейковина. Клейковина сходна по составу с белком куриного яйца и на­зывается растительным белком. Добавим в стакан с мутной водой, в которой промывали тесто, 2—3 капли йода. Увидим, что раствор становится сине – фиолетового цвета. Далее возьмём клубень картофеля, разрежем его и капнем несколько капель раствора йода. И мы так же увидим, что раствор йода становится сине – фиолетового цвета. Известно, что от йода крахмал синеет. Значит, можно сделать вывод, что растения содержат крахмал.

Далее положим на бумагу семена подсолнечника и раздавим их. На бумаге появляется жирное пятно. Значит, в состав растений входят также жиры.

Возьмём пробирку с семенами, кусочками стебля и листьев и нагреем на слабом огне. Мы увидим, что на стенке пробирки образовались капельки воды. Значит, растения содержат воду. Продолжим нагревать пробирку. Семена, кусочки стеблей и листьев начинают  обугливаться, появляется дым. Это сгорают органиче­ские вещества. В пробирке останется зола, состоящая из несгорающих минеральных веществ.

Таким образом, с помощью проделанных опытов мы доказали, что в состав растений входят органиче­ские вещества (белки, жиры, углеводы), минеральные вещества и вода.

В органах различных растений содержится неодина­ковое количество воды, органических и минеральных веществ.  Содержание воды в различных органах растений колеблется в довольно широких пределах. Оно изменяется в зависимости от условий внешней среды, возраста и вида растений. Так, содержание воды в листьях капусты составляет 90%, в плодах огурцов её еще больше — 96%. Содержание воды, равное 5-11%, характерно главным образом для семян.

В листьях подсолнечника воды содержится 80-83%, в стеблях —

87-89%, в корнях — 73-75%. Моло­дые растущие органы содержат до 90—95% воды, а одре­весневшие всего около 50%. Это связано с тем, что вода необходима для всех жизненно важных процессов, про­исходящих в организме растений. Поэтому клетки, в ко­торых активно протекают процессы жизнедеятельности, всегда содержат много воды. В семенах всех растений органических веществ зна­чительно больше, чем воды и минеральных веществ.

Сравним содержание различных веществ в семенах пшеницы и подсолнечника.

Зерновки пшеницы содержат воды в два раза больше, чем семянки подсолнечника, а органических веществ больше в семенах подсолнечника.

Со­отношение веществ в органах растений тоже может быть различно. Так, в зерновках пшеницы белков 13%, угле­водов 69%, жиров 2%, а в семенах подсолнечника белков 26%, углеводов 16%, жиров 44%. В состав растений в очень малых количествах входят и другие орга­нические вещества, например витамины. Растения содержат практически все природные элементы. Например:

— слоевища ламинарии (бурые водоросли накапливают йод) используют при лечении больных с заболеваниями щитовидной железы;

— сфагнум (он концентрирует Аg) применяют для лечения ран;

В семенах бобовых растений (горохе, сое, фасоли)  белка в несколько раз больше, чем в семенах  других растений.

Семена подсолнечника, льна, арахиса содержат большое количество жира.

Злаковые растения (пшеница, рожь), а также картофель накапливают много крахмала.

Минеральные и органические вещества используются для построения тела растений, а также принимают учас­тие в различных процессах жизнедеятельности, проте­кающих в растениях. Недостаток или отсутствие како­го-либо вещества нарушает нормальное развитие расте­ния и может привести его к гибели.

Из почвы через корни в растения пос­тупают вода и растворённые в ней минеральные вещества, т. е. происходит минеральное питание.

Источником минерального питания растений служит почва. Почва — это верхний слой земли, обладающий особым свойством — плодородием. Между растением и почвой постоянно идет обмен различными веществами. Некоторые элементы питания нужны растению в значительном количестве. К таким элементам относятся азот, фосфор, калий. Другие элементы (бор, марганец, медь, цинк и др.) требуются растению в тысячных или стотысячных долях процента. Все они идут на построение тела растения и обеспечение процессов его жизнедеятельности. Если расте­ние не получает хотя бы одно из нужных веществ, то его процессы жизнедеятельности резко нарушаются. Для того чтобы в почве не иссякал запас питательных веществ, ее нужно постоянно удобрять. Необходимые растениям химические элементы вносят в почву в виде удобрений (органических и минеральных).

Органические удобрения представляют собой отходы жизнедеятельности животных (навоз, птичий помет) или перепревшие части растений или животных (торф, перегной).

Минеральные удобрения человек получает искусственно. Основным источником для их производства служат полезные ископаемые. В зависимости от содержания питательных веществ минеральные удобрения бывают азотными, фосфорными и калийными. Азот способствует развитию вегетативных органов растения — стеблей и листьев. Калий усиливает рост корней, луковиц, клубней. Фосфор ускоряет созревание плодов. Фосфор и калий также повышают устойчивость растений к низким температурам.

Удобрения вносят перед посадкой, а также в виде подкормок в период роста и развития растений. Органические, фосфорные и калийные удобрения вносят в почву осенью. Азотные удобрения обладают высокой растворимостью и легко вымываются из почвы. Поэтому их вносят весной перед посадкой растений или в виде подкормок в период их активного роста. Удобрения лучше всего вносить до дождя или полива растений, так как минеральные вещества всасываются корнями только в растворенном виде.

Водоросли обитают в воде и никогда не испытывают проблем с обеспечением водой. Они усваива­ют питательные вещества всей поверхностью тела. Выс­шие растения поглощают воду и минеральные вещества  из почвы через корни. Вода и минеральные соли поступают в растение через корне­вые волоски. Корневые волоски покрыты слизью и тесно соприка­саются с частицами почвы, благодаря этому облегчается всасывание воды с растворенными минеральными веще­ствами.

Из корневого волоска вода поступает в соседние клет­ки, а затем в сосуды корня и по ним под давлением под­нимается в другие органы растения. Этот процесс обеспе­чивается корневым давлением.

Корневое давление можно наблюдать на опыте. У комнатного растения срезают стебель на высоте 10 см и на пенек надевают короткую резиновую трубку, кото­рая соединяет его со стеклянной трубкой. Если почву в горшке полить теплой водой, то вода начинает подни­маться по трубке и вытекать из нее. После полива почвы очень холодной водой вода из трубки не вытекает. Таким образом, поглощение воды корнем зависит от темпе­ратуры. Холодная вода плохо поглощается корнями.