Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Роль и значение элементов питания





Азот — основной биогенный элемент; он входит в состав белка и нуклеиновых кислот. Этим и определяется его роль в жизни всех организмов на земном шаре. Азот входит в состав таких жизненно важных веществ, как аминокислоты, хлорофилл, фосфатиды, а также таких органи­ческих соединений, как алкалоиды, гликозиды и др.

Поступившие в растения минеральные формы азота проходят сложный цикл превращений, в конечном итоге включаясь в состав органических сое­динений.

Для образования аминокислот вначале нитраты и нитриты в тканях растений восстанавливаются до аммиака. Причем, если растение содержит значительное количество углеводов, процесс их восстановления происходит уже в корне.

Процесс восстановления нитратов катализируется ферментами и имеет несколько промежуточных стадий. Активность восстанавливающих фермен­тов зависит от наличия в растительных тканях магния и микроэлементов: молибдена меди, железа, марганца.

Нитратный азот способен накапливаться в растениях в значительных ко­личествах, что совершенно безвредно для растительного организма. Однако содержание нитратов в овощах и других продуктах растительного происхож­дения выше определенного уровня вредно для животных и человека.

Свободный аммиак в растениях содержится в незначительных количест­вах. Это связано с тем, что он быстро взаимодействует с углеводами, содер­жащимися в растительных тканях.

Результатом взаимодействия является образование первичных аминокис­лот. Чрезмерное накопление аммиака, особенно при дефиците углеводов, ведет к отравлению растений.

Качество продукции зависит от того, какие из соединений азота усваи­ваются в больших количествах. При усиленном аммиачном питании повы­шается восстановительная способность растительной клетки, и идет преиму­щественное накопление восстановительных соединений. При нитратном пи­тании усиливается окислительная способность клеточного сока, образуется больше органических кислот.


Усвоение растениями аммиачного и нитратного азота зависит от кон­центрации питательного раствора, его реакции, содержания сопутствующих элементов, обеспеченности растений углеводами и, конечно же, от биологи­ческих особенностей культуры.

Фосфор содержится в растениях в значительно меньших количествах, чем азот, но является не менее важным для жизнедеятельности растений биогенным элементом. Фосфор выступает в роли спутника азота, при его недостатке в растении усиливается накопление нитратных форм азота. Этот элемент назвали "ключом жизни", так как без фосфорной кислоты не может существовать ни одна живая клетка.

В растениях фосфор содержится как в органических (до 90% от общего количества), так и в минеральных формах. Причем в молодых органах расте­ний доля органического фосфора всегда больше, чем в старых. Наибольшие количества этого элемента концентрируются в репродуктивных органах: в 3—6 раз больше, чем в вегетативных.

Фосфор содержится в клеточной протоплазме, хромосомах, нуклеино­вых кислотах, витаминах, ферментах. Он принимает активное участие в син­тезе белковых соединений.

В живых клетках фосфор также присутствует в виде орто- и пирофос-форных кислот и их производных. Фосфатная группа способна к образова­нию ковалентных связей и за их счет активно связывает катионы металлов и аминов. При помощи ковалентных связей фосфор образует целый ряд сое­динений: от простых эфиров до сложных молекул дезоксирибонуклеиновой (ДНК) и рибонуклеиновой (РНК) кислот. Он входит в состав ферментов, ускоряющих кислотный обмен.

Фосфор содержится в нуклеиновых кислотах — сложных высокомолеку­лярных веществах, состоящих из азотистых оснований, углеводов (рибозы и дезоксирибозы) и фосфорной кислоты. В этих соединениях на долю фосфо­ра (в пересчете на Р2О5) приходится около 20%.

Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) являются основными носителями наследственной информации. То есть благодаря наличию в растительных клетках этого элемента возможна работа хромосомного аппарата.

Органические вещества, содержащие фосфор, играют огромную роль в обмене веществ растительного организма. Эти соединения содержат богатые энергией связи, в составе которых находится фосфор, принимают участие во всех физиологических процессах растительного организма: фотосинтезе, ды­хании, биосинтезе белков, жиров, крахмала и других соединений.

Соединения фосфора с белками — фосфоропротеиды — являются важ­нейшими растительными ферментами, катализирующими биохимические ре­акции.

При участии фосфора происходит углеводный обмен. Фосфорная кисло­та активно взаимодействует с углеводами (фосфорилирование), и эти соеди­нения играют огромную роль в процессах дыхания и фотосинтеза, фермен­тативных превращениях и передвижениях углеводов. Фосфор, поступающий в растения, способствует накоплению крахмала, Сахаров, красящих и арома­тических веществ, повышают лежкость плодов.

Соединения фосфора с жирами (фосфолипиды) — сложные эфиры гли-


церина и жирных кислот, регулируют проницаемость клеток, процессы про­растания семян и обеспечивают их энергетический запас.

Калий — один из основных элементов минерального питания — нахо­дится в растительных организмах в ионной форме и не входит в состав орга­нических соединений клетки. В ядре клетки этот элемент не содержится, основные его запасы обнаружены в цитоплазме и вакуолях.

Клетки растений около 20% этого элемента содержат в поглощенном состоянии в обменной форме; основная часть калия, около 80%, находится в клеточном соке и только 1% поглощается митохондриями необменно.

Почти весь калий находится в растениях в ионизированном состоянии и не образует нерастворимых в воде соединений. Их старых тканей он доволь­но легко выщелачивается водой. По мере созревания урожая возможен отток калия через корневую систему.

Калий регулирует водный обмен клетки, физическое состояние коллои­дов цитоплазмы, ее набухаемость и вязкость. Под влиянием калия возраста­ет водоудерживающая способность цитоплазмы, что уменьшает опасность кратковременного завядания растений при временном недостатке влаги. На­личие калия в растительной клетке обеспечивает нормальный ход окисли­тельных процессов, углеводный и азотный обмен. Накопление калия спо­собствует активизации обменных процессов растений.

Повышая активность ферментов, калий способствует накоплению в рас­тениях крахмала и Сахаров, обеспечивает повышение иммунитета; усиливает использование аммиачного азота при синтезе аминокислот и белка.

Для калия характерна высокая подвижность — отток калия из более ста­рых листьев и тканей в более молодые, энергично растущие побеги и листья. Фактически растительный организм за счет такой подвижности получает воз­можность использовать калий повторно.

Кальций. Необходимость в этом элементе проявляется в росте надзем­ных органов, корневой системы растений. Кальций играет важную роль в фотосинтезе, в передвижении углеводов в растении. Он участвует в форми­ровании клеточных оболочек, обуславливает обводненность и поддержание структуры клеточных органелл. Недостаток кальция оказывает влияние на развитие корневой системы растений. В результате его дефицита не растут корни, не образуются корневые волоски, корни утолщаются, ослизняются и загнивают. Листья при этом замедляют рост, появляется хлоротичная пят­нистость, пожелтение и отмирание. Кальций не реутилизируется, поэтому признаки голодания проявляются прежде всего на молодых листьях.

При введении в питательный раствор кальция физиологическая уравно­вешенность раствора восстанавливается. Катионы кальция оказывают силь­ное антагонистическое действие против других катионов (Н+, Na+, K+, Mg2+, А13+и др.), препятствуют избыточному поступлению их в растения. Кальций поступает в растения в течении всего периода активного роста. При наличии в растворе нитратного азота поступление его в растения усиливается, а в присутствии аммиачного, вследствие антагонизма, снижается.

Многие растения отличаются по потреблению кальция. Однако потреб­ность растений в кальции и отношение их к кислотности почвы не всегда совпадают. Кальций выщелачивается из почвы, поэтому запасы его быстро


уменьшаются и зависят от типа почвы, количества осадков, норм, форм из­вести и минеральных удобрений.

Магний. Функции, которые выполняет магний в растении, многообраз­ны. Он входит в состав молекулы хлорофилла и принимает непосредствен­ное участие в фотосинтезе. Магний, находясь непосредственно в растении, входит в состав пектиновых веществ, фитина. При недостатке магния содер­жание хлорофилла в листьях уменьшается, проявляется влияние "мрамор-ности". Листья при этом скручиваются и затем опадают. Это замедляет рост и уменьшает урожай. Магний с фосфором находятся прежде всего в расту­щих частях растений, в семенах. Он более подвижен, чем кальций, и может реутилизироваться (использоваться повторно). После выполнения функций в листе растения магний накапливается в семенах и в основном концентри­руется в зародыше. Магний участвует в передвижении фосфора в растениях, активизирует некоторые ферменты (фосфатазы), ускоряет образование угле­водов, влияет на окислительно-восстановительные процессы в тканях расте­ний. Этот элемент способствует восстановительным процессам и накопле­нию восстановительных органических соединений — эфирных масел, жиров и др. При недостатке магния усиливаются окислительные процессы, возрас­тает активность фермента пероксидазы, снижается содержание инвертного сахара и аскорбиновой кислоты. Овощные культуры потребляют магний в различных количествах. Кислые почвы содержат мало магния.

Магний при недостаточном содержании кальция проявляет токсичность. Наилучшим соотношением магния и кальция является 1: 6,5.

Увеличение поступления калия в растения за счет высоких доз задержи­вает поглощение магния.

Сера — необходимый элемент питания растений и по своему физико-биохимическому значению стоит в одном ряду с азотом и фосфором. Ее роль определяется тем, что сера входит в состав белков; содержится в аминокис­лотах (цистин, метионин); витаминах группы В; является составным эле­ментом некоторых антибиотиков.

Этот элемент играет большую роль в окислительно-восстановительных процессах, активизации ферментов, синтезе белков и хлорофилла.

В молодых органах растений сера находится преимущественно в восстанов­ленной форме, а по мере старения растительного организма превалирует на­копление окисленных форм. Сера сдерживает накопление нитратов в растении.

Источником серы для растений могут служить как органические, так и неорганические соединения. В довольно больших количествах сера содер­жится в торфах.

Содержание в растениях микроэлементов колеблется от тысячных до сто­тысячных долей процента. Но их активность определяет полноценность окис­лительно-восстановительных процессов, углеводного и азотного обмена, об­разование хлорофилла. Они входят в состав многих ферментов и витаминов, влияют на проницаемость клеточных мембран и скорость поступления эле­ментов питания в растения.

Микроэлементы содержатся в минеральных и органических соединени­ях, причем их доступность растениям колеблется в значительных пределах, но каждый из них играет свою физиологическую роль.


Железо. Как микроэлемент железо входит в состав окислительно-восста­новительных ферментов растений, участвует в синтезе хлорофилла, процессах дыхания и обмена веществ. В дерново-подзолистых почвах железа достаточно для растений. В иных условиях при его недостатке проявляется хлороз.

Бор. Микроэлемент бор участвует в реакциях углеводного, белкового, нуклеинового обмена и других процессах. Бор необходим растениям в тече­ние всего периода их жизни. Он не реутилизируется в растениях, поэтому от его недостатка страдают прежде всего молодые листья и точки роста. Не­достаток бора вызывает нарушение синтеза, особенно передвижение углево­дов, формирование репродуктивных органов.

Избыток бора вызывает своеобразный ожог нижних листьев. Они желте­ют и опадают. Порог токсичности бора определяется не только содержанием, но и количеством и соотношением других элементов питания. При хорошей обеспеченности кальцием и фосфором увеличивается потребность в боре.

Избыточное известкование закрепляет бор в почве, что задерживает пос­тупление его в растения. При его недостатке происходит опадание цветков, завязей и отмирание верхушек молодых растений томатов.

В качестве удобрения используют боросуперфосфат и бормагниевые удоб­рения. Борная кислота в основном используется для обработки семян и вне­корневых подкормок.

Молибден. Молибдену отводится исключительная роль в азотном пита­нии. Он локализуется в молодых растущих органах и его меньше в стеблях, корнях. Больше молибдена в хлоропластах. При недостатке молибдена задер­живается развитие клубеньков на корнях бобовых растений и фиксация азота. Внесение в почву молибдена способствует усвоению азотных удобрений рас­тениями вследствие быстрой нитрификации аммиачных и амидных форм. Это уменьшает потери азота в результате денитрификации и вымывания нитратов.

Высокое содержание молибдена весьма токсично для растений, 1 мг его на 1 кг сухой массы вреден для человека и животных.

Обычно молибден содержится в почве в окисленной форме в виде мо-либдатов кальция и других металлов.

В кислых почвах молибден образует плохо растворимые соединения с алюминием, железом, марганцем. Количество водорастворимых форм мо­либдена увеличивается при снижении кислотности почвенного раствора.

Положительное действие молибдена на величину и качество урожая овощ­ных культур обусловлено не только его влиянием на усвоение растениями азота удобрений, но и улучшением использования его из почвы. Примене­ние молибдена на почвах с недостаточным его содержанием обеспечивает наряду с ростом урожая, более полное включение поступившего в растения азота в состав белка, а также ограничивает накопление нитратов в овощной продукции в количествах, токсичных для человека.

Медь. Физиологическая роль меди определяется ее присутствием в соста­ве медьсодержащих белков, ферментов, катализирующих окисление дифено-лов и гидроксилирование монофенолов: ортодифенолоксидазы, полифенолок-сидазы и тирозиназы. Медь входит в состав и других ферментов и принимает участие в процессе фотосинтеза, углеводного и белкового обмена. Очень часто бедны медью торфяно-болотные почвы.


Проводимое известкование кислых почв уменьшает поступление меди в растения, так как она связывается с почвой. Известь действует как адсорбент меди, а при подщелачивании создает лучшие условия для образования ком­плексов органических соединений с медью.

Потребность в меди возрастает в условиях применения высоких норм азотных удобрений.

Марганец. Физиологическая роль марганца определяется тем, что он вхо­дит в состав окислительно-восстановительных ферментов и принимает учас­тие в фотосинтезе, углеводного и азотного обмена. Марганец необходим всем растениям. Среднее его содержание в растениях составляет 0, 001%. Основ­ное количество его локализовано в листьях и хлоропластах. Марганец отно­сится к металлам с высоким значением окислительно-восстановительного потенциала и может легко участвовать в реакциях биологического обмена.

Наряду с кальцием, этот элемент способствует избирательному поглоще­нию ионов из внешней среды. При исключении марганца из питательной среды в тканях растений повышается концентрация основных элементов пи­тания, нарушается соотношение их. Этот элемент повышает водоудерживаю-щую способность тканей, снижает транспирацию, улучшает плодоношение.

При остром недостатке марганца не образуются продуктивные органы у редиса, капусты, томатов и других растений.

Марганец в дерново-подзолистых почвах содержится в количестве 0,1-0,2%, однако большая часть его находится в почве в виде труднорастворимых окислов и гидратов окислов. Нейтральная среда в почве способствует переходу мар­ганца в труднорастворимые формы.

Цинк оказывает влияние на обмен энергии и веществ в растении, что обусловлено его содержание в более 30 ферментах. При недостатке цинка накапливаются редуцирующие сахара и уменьшается содержание сахарозы и крахмала, увеличивается накопление органических кислот, снижается со­держание ауксина, нарушается синтез белка. При цинковом голодании про­исходит накопление небелковых растворимых соединений, амидоз, амино­кислот. Растения томата при цинковом голодании образуют мелкие скручен­ные листья, пластинки, черешки. Для всех растений при недостатке цинка характерна задержка роста. Недостаток его проявляется прежде всего на кис­лых сильно оподзоленных почвах. Цинковые удобрения применяют, когда содержание этого элемента менее 0,2-1 мг на 1 кг почвы.

Кобальт входит в состав витамина В|2, роль его проявляется в биологи­ческой фиксации молекулярного азота. Среднее содержание кобальта в рас­тениях 0,00002%. Кобальт накапливается в генеративных органах, пыльце и ускоряет ее прорастание. Этот элемент относится к металлам с переменной валентностью, поэтому имеет большое значение окислительно-восстанови­тельного потенциала, что позволяет иону кобальта принимать активное участие в окислительно-восстановительных реакциях. Доказано положительное дей­ствие кобальта, кроме бобовых, на все растения. Положительное действие кобальта прежде всего проявляется на нейтральных почвах с хорошей обеспе­ченностью элементами питания.

Перспективность применения кобальтсодержащих удобрений определя­ется не только увеличением урожаев, но и улучшением качества продукции.


Таким образом, применению микроэлементов при возделывании овощ­ных культур должно придаваться важное значение. Главным фактором в этом отношении является создание условий для нормального содержания микро­элементов как в почве, так и в растениях. Избыток и недостаток этих эле­ментов в почвах и растениях приводит к различным последствиям, но чаще всего к болезням. Поэтому необходимость регулирования питания растений в отношении отдельных элементов в агрономической практике имеет иск­лючительно важное значение.

Date: 2015-09-03; view: 1106; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.007 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию