Ролята на различните елементи в живота на растенията - studopediya

Минерално хранене на растенията

За нормален живот цикъл на тялото растение се изисква определена група от хранителни вещества, чиито функции в растението не могат да бъдат заместени с други химични елементи.

Това са: 1) органогенно - C (45% сухо тегло); О (42%); Н (6,5%); N (1,5%) - 95% в сумата;

2) макроелементи (1 - 0,01%): Р, S, К, Са, Mg, Fe, Al, Si, CI, Na;

3) микроелементи (0.01 - 0.00001%). Mn, Cu, Zn, Co, Мо, В, I;

4) ultramicroelements (<0,00001 %): Ag, Au, Pb, Ge….и др.

Й. фон Либих, беше установено, че всички тези елементи са равни и пълното изключване на някой от тях води до засаждането дълбоко страдание и смърт, нито един от тези елементи не може да бъде заменен с друг, дори близки химични свойства. Макронутриенти при концентрация от 200-300 мг / л в хранителния разтвор не оказват вредно въздействие върху растението. Повечето минерали при концентрация от 0.1-0.5 мг / л растеж инхибиране на растенията.

За нормален живот на централата трябва да бъде определено съотношение на различни йони в околната среда. Разтворът е бистър, един от катион са отровни. По този начин, когато пшеница разсад вътрешен на чисти разтвори KCL или CaCl2 на корените първо се появяват подуване и след това корените умират. Смесени разтвори на тези соли не са токсични ефекти. Намаляване на въздействието на един катион с друг катион действие наречен йон антагонизъм. Антагонизъм йони са представени като между различните аудио поливалентните йони, например, между натриевите и калиеви йони и йони между различни валенции, например, калий и калций. Една от причините за антагонизъм на йони е техния ефект върху хидратиране на цитоплазмени протеини. Двувалентни катиони (калций, магнезий) дехидратирани колоиди силни от моновалентна (натрий, калий). Друга причина за антагонизъм на йони е тяхната конкуренция за ензими активни центрове. Следователно, активността на някои ензими, дишането се инхибира от натриеви йони, но техният ефект се отстранява чрез прибавяне на калиеви йони. В допълнение, йони могат да се конкурират за свързване с носителите в процеса на абсорбция. Действието на един йон може да се увеличи въздействието на други йони. Това явление се нарича синергия. По този начин, под влиянието на фосфор повишава положителното въздействие на молибден.

Физиологичното значение на микро- и макроелементи

1. Въведете в биологично важни хранителни вещества;

2. участва в създаването на специално йонна концентрация и стабилизирането на макромолекули;

3. участва в каталитични реакции, които са част от или отделни активизиращи ензими.

Включено в състава на протеини, нуклеинови киселини, фосфолипидни мембрани, порфирини (хлорофил базисни и цитохроми), множество ензими (включително NAD и NADP) много витамини.

При липса на азот в средата на растежа на растенията се инхибира образуването на странични издънки е отслабена, и има cordata светло зелен цвят на листата поради разрушаване на хлорофил.

Въпреки наличието на въздуха от 78% N2 (10 април 5 тона) молекулярен азот не се абсорбира от висши растения (азот молекула (NN) е химически инертен, да пробие трите ковалентни връзки в процеса на химичен синтез на амоняк изисква катализатори, високи температури и налягания ) и може да се движи във формата, достъпна за тях само чрез дейността на микроорганизмите азотни фиксатори. От запасите на литосферни азот (18 октомври 15 т) се концентрира в почвата само минимална част от него, от които само 0,5 - 2% от растенията директно достъпен: - на NH4 + и NO3 - -йони, произтичащи от минерализация на органичен азот и вегетативни бактерии остатъци животните и хумус. А именно, процесите:

1. ammonification (преобразуване на органичен азот в NH4 +);

3. денитрификация (анаеробна възстановяване NO3 - до N2)

Химическото свързване на молекулярен азот под формата на NH4 + или NO3 - извърши или в резултат на електрически разряди в атмосферата или в присъствието на катализатор при температура от 500 0 С и атмосферно налягане от около 35 МРа.

Биологична свързване атмосфера молекулярен азот се извършва азотни фиксиране на микроорганизми. Те са следните:

1. свободна (P .. Azotobacter, Beijrinckia - аеробни и р Clostridium - анаеробно);

2. * на симбиоза (стр. Rhizobium, образувайки възли по корените на бобови растения и някои актиномицети).

* Инфекция на растения гостоприемници симбиотични бактерии започва с проникването на бактерии в миграция корените на косата клетки в клетките на кората и интензивно деление на инфектираните клетки, което води до образуване на възли по корените. Освен това, тези бактерии се трансформират в Bacteroides. който е 40 пъти по-голям от оригиналния бактерията. Основната роля в процеса на фиксиране на азот принадлежи ензим азотсъдържаща. Ензимът се състои от два компонента: високо-Fe-Mo протеин (Mr = 200-250 000 2 молекули на Мо, Fe 30 молекули и молекули, 22 S) и Fe-протеин (MR 000 = 50-70 и Fe 4 молекули 4 молекули S). Fe-Mo протеин, използвани в свързването и намаляване на молекулярен азот и Fe-протеин служи като източник на електрони за възстановяване на протеин Fe-Mo, които получава от фередоксин. Целият комплекс работи само в присъствието на АТР хидролиза и защитно действие Leghemoglobin протеин (синтезиран от клетките гостоприемници и предпазва азотсъдържаща от кислород).

Получената NH4 +. свързана с кето киселини за образуване на амино киселина се транспортират в клетките на растението гостоприемник.

Намаляване на нитрат и амоняк асимилация пътека

Тъй като органично съединение е включено само амоняк, нитрат йони NO3 -. абсорбиращи корени трябва да се възстанови в клетки на амоняк. Това се прави на два етапа:

1. Намаляване на нитрат на нитрит, нитрат редуктаза катализирана (в цитоплазмата); NO3 - --- 2 д ---- NO2 -

2. Възстановяването нитрит на амоняк катализирана нитрит (в хлоропласти). NO2 - ---- 6e --- NH4 +

Амоняк, образувана по време на намаляването на нитрати или по време на фиксиране на молекулярен азот, по абсорбира от растения, за да образуват различни аминокиселини. На първо място е акцептор на NH4 + # 945; -ketoglutarovaya киселина, която под действието на глутамат се превръща в глутамат.

Смята се, че образуването на аспарагин преобладава в случая, когато има повреда на протеини в семена. В клетките на корените и листата на растящите растения е главно образуване глутамин. По този начин, образуването на аспарагин - неутрализация на амоняк е пътят, който се появява, когато протеин разлагане - т.нар клон метаболизъм регресивен азот, докато глутамин синтез - неутрализация на амоняк път по време на синтеза на протеини - прогресивно клон на азотния метаболизъм.

Амиди роля в растението варира. Това не е само формата на неутрализация на амоняк, и този транспорт форма на азотни съединения, осигурявайки тяхното изтичане от един орган на друг. В допълнение, амиди и аминокиселини са прекурсори на материала за създаването на много други аминокиселини в реакциите на трансаминиране, когато амино групата с амино киселини обмен кето кето киселини за образуване на аминокиселини.

На растителни тъкани фосфор включени в фосфорен, фосфолипиди (осигуряване на хидрофобност), нуклеинови киселини, нуклеотиди, които участват в енергийния метаболизъм (АТР), витамини и други. Друга уникална характеристика е фосфор, участващи в фосфорилиране на клетъчни протеини, включващи протеин кинази. В този случай, молекулата на протеин е преразпределение на електрически заряди и промени своята структура и функция (РНК и белтъчния синтез, разделяне, клетъчна диференциация, и др.).

Основната форма на заместване на фосфор в растенията - фитин (калциево-магнезиева сол inozitfosfornoy киселина).

Симптомите на фосфор глад са синьо-зелен цвят на листата, те са малки и тесни, окачени растеж и забавено съзряване. Най-чувствителни към липсата на фосфор завод в ранните етапи на растеж и развитие.

Автотрофни растения абсорбират сяра под формата на по-висока оксил, че възстановяването на нивото на SH органични вещества. Органичната сяра под формата на растителни и животински остатъци в телата на почвата и водата и минерализирани сапрофитни микроорганизми, към който може да се окислява до серен бактерии hemosintetikami и S.

Сулфат () дава от почвата в корените, се премества в съдовете на дървесна тъкан и транспирацията поток се прехвърля в младите растящи органи (особено листата), където възстановяването на хлоропластите на сяра в сяра-съдържащи аминокиселини (цистеин, цистин, метионин), включващи АТР.

Една от важните функции на сяра в протеини - част на SH-групи в образуването на ковалентни, водород, меркаптид връзки, подкрепящи триизмерната структура на протеина (-S-S-). Друга важна функция на сярата в тялото на растение - поддържане на определено ниво на потенциала редокси на клетката поради обратимостта на реакциите на цистеин и цистин SH - S-S. Сярата е също част от коензим А и витамини (липоева киселина, биотин, тиамин).

Симптомите на недостиг на сяра - бланширане и пожълтяване на листата. Но първо, тези симптоми се появяват в най-младите (за разлика от недостиг на азот).

Най-добрият източник на енергия са разтворими сол К. При въвеждане на почвата, калиев влиза обменното взаимодействие с почвата колоиди, изместване на почвата и други абсорбиращи комплексни катиони :.

В растенията, най-често срещаната концентрира при млади растящи тъкани (меристем, камбий, млади листа, бъбречни) под формата на К + йони. Не е част от органичните вещества. Концентрирана предимно в вакуоли (80%), 20% адсорбиран върху колоиди цитоплазмата.

Калиев е основният противойонът за неутрализиране на отрицателните заряди на органични и неорганични аниони, определящи колоид-химичните свойства на цитоплазмата.

Калиев е необходимо за усвояване и транспорта на вода през растението. Действието на долния край на двигателя ¾ поради присъствието на калиеви йони. Значението на калий е в процес на отваряне на устицата (увеличаване К + концентрация в охрана клетки).

Калиев активира повече от 60 ензими, участващи в фосфорилирането на органични съединения, синтез и натрупване на моно-, ди- и полизахариди (нишесте, целулоза, хемицелулозни и пектин). Увеличава устойчивостта на растенията към гъбични и бактериални заболявания. Той стимулира усвояването на амоняк азот растение.

Най-голямо количество калиев се абсорбира по време на интензивен растеж на вегетативната маса и цъфтежа. Най консумира калиев култура е слънчоглед (3-5 пъти повече други култури -. 990 кг / ха).

Когато калиев дефицит се наблюдава пожълтяване листа от дъното до горе. След това, в началото и ръбовете стават кафяв цвят и да умре. Скъсени междувъзлия, апикална пъпки умират и растението става втулка розетка форма.

Растения по отношение на калций, падат в kaltsiefily (боб, елда, слънчоглед), kaltsiefoby (зърнени култури, лен) и неутрални видове.

Са2 + се натрупва в старите вегетативните органи и тъкани в вакуоли под формата на неразтворими соли с оксалова, лимонена и други. Киселини.

В клетката, големи количества калций пектинови вещества, свързани с средната ламела и клетъчната стена. Необходимо е също така съдържа в хлоропласти, митохондрии и ядра.

Калцият се отразява на пропускливостта на мембраната към цитоплазмата на движението (сглобяването на микротубулите и aktinopodobnyh протеини), активира редица ензимни системи на клетката (дехидрогеназа, амилаза, липаза, фосфатази). Често медиира действието на калций върху активността на съцветие е неговата връзка към вътреклетъчния рецептор - протеин калмодулин.

Са 2+ йони играят основна Входящите механизми корен клетки, тъй като калциев заедно с Н + зает почти всички катион-обменна повърхност на основата.

От липсата на калций в първите жертви млад меристем и коренова система: има мулти-клетка, без странични корени и корен косми. Osliznyayutsya клетъчни стени, при което корени, листа и дръжка гниене отделни участъци и умират. Върховете и краищата на листата стават бели в началото, а след това стават черни. листа остриета са изкривени и усукани.

Mg2 + могат да оползотворяване на старите тъкани. Те са с висока мобилност.

се изисква Магнезиев за фотосинтеза: част от хлорофил активира RDF карбоксилаза активира поредица от реакции за трансфер на електрони в photophosphorylation.

Магнезият е кофактор почти всички ензими катализират трансфера на фосфатни групи (фосфокиназа, фосфотрансфераза, ATPases).

Магнезият е от съществено значение за много ензими на гликолиза, цикъла на Кребс и пентозофосфатния път.

Поддържа синтеза на етерични масла, витамини А и С, предотвратява окисляването на аскорбинова киселина.

Магнезият е от съществено значение за образуването на рибозомна ДНК и РНК полимераза активиране.

Получаване на Mg2 + почвата обратно пропорционална на концентрацията в него на К + и NH4 +.

Липса на магнезиев растение се изпитва за песъчливи почви; това води до намаляване на съдържанието на фосфор в растенията се инхибира образуването на полизахариди от монозахариди, лошо функциониране на апарата за синтез на протеин, формирането е счупени пластиди. Между вени и петна се появяват леки зелени ленти, които след това жълт. Ръбовете на лопатките на листа стават жълто, оранжево, червено, развива хлороза и некроза.

Fe3 + йони се редуцират разтвор почвата редокс системи плазмалемата rizodermy клетки на Fe2 + и в такава форма влиза в корена.

Желязо участва във функционирането на основната редокс системи фотосинтезата и дишането, които са част от съединенията, съдържащи хем (всички цитохроми, пероксидаза, каталаза, желязо серни протеини); участва в записа на молекулярен азот, който е част от азотсъдържаща.

Той може да се съхранява под формата на феритин протеин в хлоропластите.

Тя се намира във всички растения. Особено много го в клетъчните стени. В кремъчни черупки са съставени от силиций. Недостатъкът на забавяне на растежа и причини намаляване на броя на семена. Растения, натрупване на силиций, имат силни стъбла. Липса силициев забавя растежа на зърнени култури (царевица, овес, ечемик) и двусемеделни растения (краставици, домати, тютюн, зърна).

В алуминий, изисква само хидрофитите (папрати и чай го концентрат). При високи дози е свързан с фосфор, причинявайки фосфор глад.

Тя се натрупва в листата. Участва в фотолиза на водата и възстановяване на СО2 през фотосинтеза. Активира дехидрогеназа цикъла на Кребс, е кофактор на РНК полимераза.

Симптом манган глад - точка листо хлороза: между вените появяват жълти петна, а след това тъканта в тези области умират.

Той е част от редуктаза нитрат и азотсъдържаща. Е необходим за активирането на реакции на аминиране и трансаминиране, контролира нивото на аскорбинова киселина.

С липсата на натрупани големи количества нитрати, не се развиват възли.

Високи дози (20 мг на 1 кг суха маса) са токсични за растенията и животните.

Бийн се нуждае за възпроизвеждане на възлите бактерии. Той е част от витамин В12 (не синтезират всички растения или животни, но само - в Bacteroides).

Той пристига като Си2 + йони. 2/3 може да бъде неразтворим. Листата част от (прехвърлянето изпълнява на електроните между Фотосистема II и Фотосистема I) на пластоцианин, част от протеини и ензими, които катализират окисляването на аскорбинова киселина, дифеноли. Две меден атом работи цитохром оксидаза комплекс в митохондриалната респираторна верига.

Медта повишава суша, студ и топлоустойчиви растения.

Недостигът мед води до забавяне на растежа и цъфтежа, загуба на тургора и изсъхване. В плодовете се появява изсъхването на горите. С дефицит на мед побелява и умират съвети на листата, листата и плодовете на овощни дървета, покрити с кафяви петна.

Според много хора от бобови и зърнени култури.

Цинкът е от съществено значение за функционирането на ензимите на гликолизата. Активира ензим карбоанхидразата, който катализира реакцията на дехидратиране на карбонова киселина:

помага да се използва CO2 в фотосинтеза. Цинк важна роля в образуването на аминокиселината триптофан и индолоцетни киселини като триптофан производно.

С липсата на бор нарушен синтез, превръщането на въглехидратите и транспорт. Формирането на репродуктивните органи, оплождане и плодообразуване.

Той не може да reutilizirovatsya и така, когато борна глад предимно умре отлагания допълват конуси, спира растежа на леторастите и корени, листа остриета се сгъстяват, къдри, стават крехки, се формират цветя.