Minerální výživa rostlin – maturitní otázka z biologie

 

   Otázka:  Minerální výživa rostlin

   Předmět: Biologie

   Přidal(a): teriiiiis

 

 

 

 

MINERÁLNÍ VÝŽIVA ROSTLIN

– zahrnuje procesy příjmu, vedení a využití minerálních živin

– nezbytná pro život rostlin

• Jednobuněčné a vodní organismy – příjem živin celým povrchem těla
• Vyšší suchozemské rostliny – kořenové vlášení
• Mimokořenová výživa – příjem živin např. listy

 

Zdroj živin:

a) pevná fáze půdy – jíl, humusové částice – vážou na svém povrchu živiny v podobě iontů

Humus – soubor organických látek z odumřelých mikroorganismů, hub, rostlin a živočichů

b) kapalná fáze – půdní roztoky, transport ke kořenům

 

– příjem živin kořeny – dostatek energie (v podobě ATP)

 

 

Rostlina

1. sušina (98 – 2%)

2. voda (2 – 98 %)

•  látky organické (90 %)
• látky anorganické (10 %)

 

Voda – nejdůležitější látka pro rostlinu, různé části rostlin obsahují různé množství vody. Nejméně vody obsahují semena a výtrusy. Nejvíce vody je v dužnatých plodech a mladých částech rostlin.

 

Látky organické – rozdělujeme podle funkce v těle rostliny na:

• látka stavební – bílkoviny, celulóza, lignin (dřevovina)
• látky zásobní – cukry, tuky, bílkoviny
• látky jiného charakteru – barviva, org. kyseliny, silice, pryskyřice, vitamíny aj.

 

Látka anorganické – analyzují se po spálení rostliny. Plynné spaliny obsahují: CO₂ , H₂ O, NH₃  a v popelu zůstávají Na, K, Ca, Mg, Al, Fe aj. ve formě chloridů, síranů, uhličitanů, fosforečnanů, oxidů, křemičitanů.

 

– v těle rostlin je asi 70 prvků – biogenní prvky – nepostradatelné pro rostlinu

– podle kvantitativního zastoupení je dělíme na:

1. a) makrobiogenní prvky – tvoří hlavní podíl sušiny 10 – 0,1 %

– stavební funkci

– C, O, H, N, S, K, P, Mg, Ca, Fe

1. b) mikrobiogenní prvky – přítomny v nepatrném množství

– katalytická funkce, součást enzymů

– méně než 0,001%

– Cu, Zn, Mn, Mo, B, Cl, Sr, Ba, Li, Co

 

– kromě biogenních prvků se v rostlinách vyskytují i další – Ni, Au, Cd, Pb – nejsou pro rostlinu nezbytné, pokud se v rostlině nahromadí —› toxické

 

Význam nejdůležitějších biogenních prvků

 

UHLÍK:

zdroj – oxid uhličitý ze vzduchu, částečně i kořeny z půdního roztoku ve formě iontu HCO₃^–

význam – fotosyntéza, syntéza org. látek

 

VODÍK, KYSLÍK:

zdroj – voda, oxid uhličitý i volný kyslík

význam – stavba org. látek, dýchání

 

DUSÍK:

zdroj – dusičnany NO₃^– a amonné soli NH₄⁺ (vzdušný dusík jen sinice a hlízkové baktérie)

význam – syntéza bílkovin

nedostatek – omezení růstu rostlin (listy – bledě zelená až žlutozelená barva – ↓ syntéza chlorofylu)

nadbytek – temně zelené listy

 

FOSFOR:

zdroj – hydrogenfosforečnany HPO₄^2- a dihydrogenfosforečnany H₂PO₄^–

význam – tvorba nukl. kyselin, ATP, enzymů. fosfolipidů, biomembrán

nedostatek – listy bledě zelené, malé, zpomalení růstu rostliny, ↓ tvorba plodů

 

SÍRA:

zdroj – sírany SO₄^2-

význam – součást bílkovin

oxid siřičitý – ve vyšších c pro rostliny škodlivý

 

DRASLÍK:

zdroj – draselné soli K⁺

většina draslíku je obsažena v buněčné šťávě

význam – zvyšuje odolnost vůči suchu a mrazům, ovlivňuje činnost průduchů

nedostatek – ↓ intenzity fotosyntézy

VÁPNÍK:

zdroj – vápenaté soli Ca²⁺

význam – vliv na činnost buněčných membrán, neutralizace org. kyselin, ovlivňuje činnost enzymů,

 

HOŘČÍK:

zdroj – hořečnaté soli Mg²⁺

význam – nutný pro fotosyntézu (složka chlorofylu), dýchání, aktivuje enzymy, nutný pro syntézu NK a bílkovin

 

ŽELEZO:

zdroj – železité soli Fe³⁺

význam – katalyzuje syntézu chlorofylu, ovlivňuje redoxní reakce při dýchání a fotosyntéze, při nedostatku Fe ® choroba „chloróza“

nedostatek – ↓ intenzity dýchání a fotosyntézy, žloutnutí listů a jejich opad

 

BÓR

nedostatek – narušení metabolismu cukrů, tvorbu květů a plodů, úhyn vzrostného vrcholu

ZINEK

zdroj – Zn²⁺

význam – aktivuje enzymy, ovlivňuje syntézu bílkovin

nedostatek – narušení tvorby semen

MĚĎ

zdroj – Cu²⁺

význam – součást enzymů

nedostatek – zpomalení růstu a kvetení rostlin, chloróza

 

HNOJIVA

– zlepšení výživy kulturních plodin a ↑ výnosů

• statková – hnůj, močůvka, kompost, kejda (vepři), zelené hnojení (zaorávání bobovitých a brukvovitých rostlin)
• průmyslová – dusíkatá – ledky (KNO₃), síran amonný, močovina, amoniak

– fosforečná (superfosfát)

– draselná (KCl, K₂SO₄)

– vápenatá (mletý vápenec, pálené vápno)

– kombinovaná (NPK)

• biominerální – obsahují kromě N, P, K i další mikrobiogenní prvky

– přídavky rohoviny a stopové prvky

– speciální hnojivo pro růže, rajčata

 

– přehnojování – znehodnocování ŽP (splachy hnojiv z polí do vodních nádrží, kumulace NO₃^– v rostlinných produktech, zhoršení kvality půdy)

 

Ekologické zemědělství

– zákaz používání chemických syntetických látek (hnojiv a pesticidů) —› biopotraviny = produkty ekologického zemědělství

 

HETEROTROFNÍ VÝŽIVA U ROSTLIN

– heterotrofní organismy – zdrojem uhlíku jsou organické látky z okolí

Druhy heterotrofie podle zdroje organických látek:

 

• saprofytismus (hniložíjnost)

Zdrojem org. látek jsou odumřelá těla jiných organismů.

Př.: houby (hnilák smrkový, hlístník), bakterie

 

• parazitismus (cizopasnost)

Zdrojem org. látek jsou těla jiných živých organismů – tzv. hostitelů. Paraziti vylučují do těla hostitele zplodiny svého metabolismu.

1. a) holoparaziti – nezelené rostliny, živí se výhradně paraziticky, od hostitele si berou vše (vodu, minerální látky, asimiláty), obvykle jsou úzce specializovaní.

Př.: podbílek šupinatý, kokotice

1. b) hemiparaziti – schopné F, od hostitele si berou jen některé látky pomocí haustorií (vodu a minerální látky)

Př.: jmelí, ochmet

Poznámka: ochrana proti parazitům v rostlinné říši

• mechanická odolnost (kutikula, korek, lignin)
• tvorba fytoncidů (látky ničící baktérie a plísně – např. v česneku nebo v cibuli je hodně fytoncidů)
• tvorba fenolů
• rezistence – imunita – založená na genetickém základě

 

• mixotrofie

– jedná se o přechodný typ výživy – auto i heterotrofní

– jde o přizpůsobení se stanovišti s nedostatkem živin

Př.: bičíkovci – krásnoočko, zelené řasy (využívají org. látky z prostředí ® samočištění vody)

 

– zvláštním typem mixotrofie jsou masožravé – insektivorní rostliny

– žijí na rašeliništích (substrát chudý na N a P) – tyto prvky si získávají z hmyzích těl pomocí lapacích zařízení

Př.: rosnatka, bublinatka, láčkovka

 

• symbióza

– jedná se o vzájemně výhodné soužití dvou různých organismů – autotrofa a heterotrofa

1. a) lišejníky – soužití houby s řasou nebo sinicí, řasa dává asimiláty a houba vodu s minerály
2. b) hlízkové baktérie s kořeny bobovitých rostlin – rostlina dává asimiláty a bakterie vážou vzdušný dusík —› dusičnany
3. c) mykorhiza – podhoubí hub s kořeny vyšších rostlin, houba dává vodu, minerály, vitamíny, růstové faktory a rostlina poskytuje asimiláty – hlavně cukry

 

AUTOTROFIE U ROSTLIN

– tento způsob výživy je považován za evolučně mladší

– zdrojem uhlíku je oxid uhličitý

 

Druhy autotrofie podle zdroje energie:

• chemoautotrofie (chemosyntéza) – zdrojem energie jsou anorganické látky
• fotoautotrofie (fotosyntéza) – zdrojem energie je sluneční světlo

 

1. Chemosyntéza

– takto se živí autotrofní baktérie bez chlorofylu

– uhlík získávají z oxidu uhličitého a energii z chemických procesů

– například z oxidace sirovodíku, vodíku, železnatých nebo manganatých kationtů

– patří sem např. zemědělsky důležité bakterie nitrifikační a denitrifikační.

 

2. Fotosyntéza

– fotosyntéza je složitý biochemický proces přeměny látek anorganických ( CO₂ a H₂O ) na látky organické ( hlavně sacharidy) za působení světelné energie a účasti chlorofylu

– dalším produktem je molekulární kyslík

 

Princip (rovnice fotosyntézy):

sluneční E

6 CO₂   +   6 H₂O   ¾¾¾¾¾®   C₆H₁₂O₆   +   6 O₂         Q_m = 2830 kJ/mol

chlorofyl

Význam fotosyntézy:

• zdroj všech organických látek přirozeně vznikajících z látek anorganických
• zdroj kyslíku na Zemi