10. Výživa rostlin
Výživu a růst rostlin zajišťují vegetativní orgány (kořen, stonek, list). Tyto orgány se dají ve většině případů rozlišit již na zárodcích v semenech. Některé z těchto vegetativních orgánů umožňují i vegetativní rozmnožování. Základní výživnou látkou rostlin je voda, dále je nezbytný vzdušný kyslík a oxid uhličitý. Energetickým dodatkem k procesu tvorby organické hmoty je sluneční světlo, jehož částice – fotony jsou zachycovány molekulami rostlinných barviv: chlorofyl, karoten, xantofyl, flavon.
-
Autotrofie a heterotrofie
-
Uhlík je prvek obsažený ve všech organických látkách. Podle toho, z jakých látek ve svém okolí organismus uhlík získává, dělíme organismy na autotrofní a heterotrofní, které jsou svou existencí přímo či nepřímo závislé na organ. produktech jiných organismů.
-
-
Autotrofie
-
spočívá ve schopnosti vytvářet organické látky z atmosferického CO2
-
fotoautotrofie a chemoautotrofie – liší se podle zdroje energie, potřebného k vazbě CO2
-
fotoautotrofie
-
využívání světelné energie k fotosyntetické asimilaci CO2, tj. tvorbu organických látek v procesu fotosyntézy
-
-
chemoautotrofie
-
analogický proces, známý jen u bakterií
-
využívají k vazbě CO2 do organ. l. energii redoxních reakcí (např. uvolňovaná při oxidaci Fe, S, NH2)
-
-
-
-
Heterotrofie
-
způsob získávání uhlíku z různých organ. l. → současně zdroj energie
-
využívání chemické formy energie, vázané v organických látkách
-
fotoheterotrofní – zdrojem slunce
-
-
houby, nezelené rostliny (např. kokotice), buňky, pletiva, orgány zelených rostlin, které nemají chlorofyl
-
podle toho odkud čerpají heterotrofní organismy organ. l. → saprofyti; paraziti
-
SAPROFYTI
-
živí se z odumřelých organismů, rozkladem těl přispívají k půdnímu humusu a mineralizaci (většina půdních hub)
-
patří sem i některé semenné rostl., které nemají chlorofyl (např. hnilák smrkový, hlístník hnízdák) → spolupracují s houbami
-
-
PARAZITI
-
odnímají organické látky živým organismům, žijí na jejich povrchu a uvolňují do jejich těl toxické zplodiny svého metabolismu
-
typické pro houby; mezi vyššími rostl.: úplní paraziti (holoparaziti) a poloparaziti (hemiparaziti, semiparaziti)
-
Holoparaziti
-
hostitel jediným zdrojem veškerých živin
-
nemají chlorofyl, žijí na povrchu těla host.→vysílají do jeho cévních svazků přeměněné kořeny (haustoria) jimiž čerpají vodu i asimiláty
-
Podbílek šupinatý, Záraza, Kokotice
-
-
Hemiparaziti
-
zelené rostliny se zachovanou schopností fotosyntézy
-
pomocí haustoria odebírají buď H2O a jiné anorgan. l. z dřevní části (jmelí, ochmet) nebo organ. l. z lýkové části (Černýš, Světlík)
-
-
Fakultativní (příležitostní)
-
Kontrihel
-
-
-
-
-
Mixotrofie
-
hraniční, smíšený typ výživy ( u hetero. i autotrof.)
-
např. masožravé rostliny → autotrofní výživa doplňována heterotrof. příjmem dusíkatých. l. ve formě živočišných bílkovin (bublinatky, rosnatky, láčkovky)
-
-
-
MINERÁLNÍ VÝŽIVA
-
vysušením čerstvých rostlin při teplotě 105°C do konstantní hmotnosti * sušina
-
spálením sušiny shoří látky organické a zůstává nespalitelný zbytek, popel
-
-
Biogenní prvky
-
chemické prvky bez kterých se život neobejde (makrobiogenní a mikrobiogenní)
-
Makrobiogenní prvky
-
ve všech rostlinách ve velkém množství, značné nároky na jejich příjem
-
fce stavební: C, O, H, A, P, S, K, Mg, Ca
-
C, O, H, N → podílejí se největší měrou na stavbě organ. sloučenin = organogenní
-
-
Mikrobiogenní prvky (stopové)
-
v sušině v množství menší než 0,001%, hlavně katalytická fce: Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, B, Cl a další
-
-
-
fce sledujeme ve vodních kulturách, tj. v živných rostocích
-
příjem minerálních l. je spojen s příjmem a pohybem vody v rostlině → zajišťováno kořenovou soustavou
-
většina prvků přijímána v iontové formě
-
|
Prvek |
Forma příjmu |
Funkce v rostlině |
Příznaky nedostatku |
|
N |
NO3 , NH4 (aminokyseliny) |
složka bílkovin a enzymů, součást chlorofylu a některých fytohormonů |
zakrnělý vzrůst, převaha kořenové soustavy nad prýty, žloutnutí listů(hlavně starších) - chloróza |
|
P |
HPO4 H2PO4 |
složka bílkovin, enzymů, nukl. kys., nukleotidů (ATP) a fosfolipidů |
poruchy reprodukce, snížení tvorby květů, plodů |
|
S |
SO4 SO2 |
složka bílkovin a enzymů (skupiny SH ) |
chloróza (blednutí) mladých listů |
|
K |
K |
aktivace enzymů v metabolismu sacharidů, regulace svěracích buněk průduchů, podpora hydratace (vázání vody) |
„spála“ – tmavnutí okrajů listů, zasychání vrcholků, zvlnění okrajů starších listů, předčasný odpad, kořenová hniloba |
|
Mg |
Mg |
aktivace enzymů energetického metabolismu, součást chlorofylu, podpora hydratace |
chloróza (žloutnutí čepele starých listů mezi žilnatinou), zakrslý vzrůst |
|
Ca |
Ca |
regulace hydratace – antagonista K, Mg, dlouhoživého růstu a pH buněčné šťávy, aktivace enzymů, udržení normální struktury membrán |
degenerace dělivých pletiv, zasychání vrcholků, deformace listů, zpomalený růst kořenů (vázne transport asimilátů), poruchy propustnosti membrán |
|
Fe |
Fe (oxidace) Fe cheláty (komplex) |
součást enzymů redox. reakcí (fotosyntéza, dýchání), syntéza chlorofylu |
chloróza (listy bílé či žluté, se zelenými žilkami), potlačení tvorby vrcholových pupenů |
-
VODNÍ REŽIM ROSTLINY
-
příjem, výdej a transport H2O rostlinou
-
prům. obsah vody v nedřevnatých rostl. 60 – 90% hmotnosti
-
jen malá část vody je využita v metabol. reakcích. část → součást vnitřního prostředí a jako voda zásobní. 95% vody → transportní fce.
-
transpirace (vypařování) – uvolňování vody do vnějšího prostředí ve formě plynné
-
gutace (vytlačování) – ve formě kapalné
-
fce termoregulační: vodou se odvádí z těla přebytek tepla
-
Stav vody vyjadřuje chemický potenciál Ψ, který je charakterizován aktivitou molekul vody
-
chem. potenciál chemicky čisté vody = nulový (Ψ = 0 Pa)
-
vodní potenciál buňky = vyjádření stavu vody v buňce (Ψw)
-
kolik je aktivita vody v buňce nižší než aktivita čisté vody
-
-
osmotický potenciál Ψs = záporná hodnota osmotického tlaku
-
čím více aktivních částic v buňečné šťávě, tím silnější je osmotický tlak a tím nižší hodnotu má osmotický potenciál
-
-
turgorový (tlakový) potenciál Ψp = tlak buněčné stěny zvnějšku na protoplast, který vodní potenc. zvyšuje
-
Ψw = Ψs + Ψp
-
-
příjem vody prakticky celým povrchem těla, většinou však kořenovou soustavou
-
vedení vody: bobtnání, difuze, osmóza, koheze, adheze, kapilarita, transpirační sání a kořenový vztlak = podílejí se na příjmu vody a jejím pohybu rostlinou
-
Vedení vody na krátké vzdálenosti (od buňky k buče)
-
bobtnání, difuze a osmóza
-
u rostlin bez speciálních vodivých pletiv, u vyšších rost. při příčném vedení vody
-
Bobtnání (hydratace)
-
proces vázání vody na koloidy
-
-
Difuze
-
částice všech látek v roztocích se samovolně mísí; pronikají z míst s vyšší koncentrací do míst s nižší konc. (podle konc. spádu) dokud se koncentrace nevyrovnají
-
probíhá i skrz propustnou membránu
-
-
Osmóza
-
příklad difuze
-
jsou-li 2 roztoky rozdílné konc. odděleny poloprop. membr. (v buňce např. cytoplazmat. membr.)
-
propouští podle konc. spádu jen velmi malé molekuly rozpouštědla (H2O)
-
izotonické prostř.: má stejnou osmot. hodnotu jako buňka
-
hypertonické: vyšší konc. osmot. aktivních částic
-
plazmolýza (odvodňování buňky) – prostř. buňce osmoticky odnímá vodu
-
-
hypotonické: nižší konc. osmot. aktivních částic
-
plazmoptýza (osmotické nasávání vody do buňky)
-
-
-
-
-
Dálkový transport vody
-
probíhá systémem trubic
-
adheze = přilnavost vody ke stěnám cév
-
koheze = soudržnost polárních molekul vody pomocí vodíkových můstků
-
hlavní síly vedení vody vzhůru jsou transpirační sání a kořenový vztlak
-
Transpirační sání
-
vzestupný transpirační proud; pasivní děj, nevyžaduje přísun energie
-
do chodu ho uvádí transpirace (odpařování vody z povrchu rost. do okolní atmosféry vlivem zářivé energie slunce a proudění vzduchu)
-
-
Kořenový vztlak
-
aktivní mechanismus, uskutečňují kořenové buňky, za spotřeby energie vytlačují bobtnáním a osmotickými silami nasátou vodu vzhůru xylémem do nadzemních částí rostliny
-
gutace: vytlačování kapiček vody trvale otevřenými vodními skulinami v pokožce – hydatodami
-
-
-
-
-
Vodní bilance rostlin
-
vztah mezi příjmem a výdejem vody rostlinou
-
jsou-li obě složky v rovnováze = rostl. plně nasycena vodou
-
nadměrný výpar vede k vodnímu deficitu → pokles turgoru → rostlina vadne
-
poikilohydrické rostliny
-
přizpůsobí svůj obsah vody vlhkosti okolí, nemají centrální vakuolu → pouze malé buňky = stejnoměrné sesychání bez narušení protoplazmy
-
např. řasy, Slzník Routička (kapradina)
-
-
homoiohydrické rostliny
-
akceptují určitou míru vodního deficitu, překročí-li nějakou hranici → rostlina odumírá
-
-
-
-